1、啤酒发酵1 前言啤酒是目前国内外最为流行的含酒精饮料,全世界的年消费量最近14000万吨,我国2001年的啤酒产量达2273.8万吨,销售收入450亿元,是仅次于美国的第二大啤酒生产国,到了2003年已成为全球第一大啤酒生产国。本次实验的目的就是通过瓶啤酒的实验室发酵试验,熟悉无氧发酵工艺的大致过程,了解啤酒的酿造特点,学习啤酒品评的方法,从而增强对啤酒发酵的感性认识,培养我们的动手能力和发现问题、分析问题、解决问题的能力。啤酒是一种以麦芽(包括特种麦芽)和水为主要原料,加啤酒花(包括酒花制品),经酵母发酵酿制而成的含有二氧化碳的低酒精度发酵酒,它起源于古巴比伦和亚述,到了13世纪,德国巴州寺
2、院开始用酒花作为啤酒香料,并把这种含少量酒精的饮料称为啤酒。啤酒的化学组成主要有:1. 酒精:酒精是啤酒热值的主要来源,又是使啤酒泡沫具有细致性的必要成分,1020p啤酒的酒精含量为2.9%4.1%。2. 浸出物:指啤酒中以胶体形式存在的一组物质,包括糖类、含氮物质、维生素、无机矿质元素、苦味质和多元酚,还含有微量脂质、色素物质和有机酸等。3. 二氧化碳:啤酒中的二氧化碳的含量一般在0.35%0.6%之间,二氧化碳有利于啤酒的起泡,饮后给人舒服的刺激感(即啤酒的杀口力)。4. 挥发性成分:除酒精外,啤酒中还有高级醇、醛、酮、脂肪酸以及有机酸、酯类、硫化物等。微量的挥发性物质是构成啤酒的风味成分
3、。但双乙酰含量高,表示啤酒不成熟,含量超过0.2mg/L时,会使啤酒带馊饭味。2 实验部分2.1.1 麦芽汁的制备2.1.1.1 实验仪器与试剂:粉碎机,糖化锅,麦汁煮沸锅;碘液,酒花。2.1.1.2 实验步骤称取 1000g 麦芽,用粉碎机粉碎,将粉碎后的麦芽加水 3000g 左右,在糖化锅中升温至 65进行水浴糖化 3-4h,直到用碘液与麦汁反应时无蓝色反应物出现为止。将糖化好的麦芽汁趁热过滤至麦汁煮沸锅中,加热煮沸麦汁时添加 4g 的酒花,煮沸 20 分钟,然后冷却至室温后,再加入经扩大培养好的酵母菌,放入冰箱中,调至 10发酵。2.1.2 主发酵过程中参数的测定2.1.2.1 锤度的测
4、定2.1.2.1.1 实验仪器与试剂:100ml 量筒,温度计,锤度计 。 2.1.2.1.2 实验步骤取 100ml 左右发酵液于量筒中,用温度计和锤度计测得发酵液在此温度下的锤度。2.1.2.2 染色率的测定2.1.2.2.1 实验仪器与试剂:载玻片,盖玻片,0.25%美兰2.1.2.2.2 实验步骤将稀释 10 倍的发酵液,用滴管取一滴点在载玻片上,再用滴管取一滴美兰染液于发酵液上,染色 1 分钟,置于显微镜下观察,计数五个视野下细胞的染色数与总数,计算染色率。2.1.2.3啤酒酵母的计数2.1.2.3.1实验仪器与试剂:显微镜、血细胞计数板、盖玻片等2.1.2.3.2实验步骤1. 取清
5、洁的血细胞计数板一块,平放于桌面上,在计数室上方加盖洁净的盖玻片。2. 取酵母菌液(除气发酵液)一小滴,滴至盖玻片的边缘,让菌液自然渗入计数室内,计数室内不能有气泡。3. 静置5min,让酵母细胞稳定附着于计数室内。4. 将计数室置于显微镜的载物台上,先用低倍镜找到计数板的方格网,并移至视野中央,找到计数室位置,并看清小、中方格。5. 计数计数室中的酵母细胞总数,以及出芽的酵母细胞数(即两个连在一起的细胞,若小的细胞体积未超过大细胞的一半,那么这两个细胞算作一个出芽的酵母细胞),必要时,可在高倍镜下观察。若酵母细胞过多,可采取以下方法:稀释后再计数;有代表性的选择左上、左下、右上、右下、中间5
6、个中方格,计数其内的菌数,求得每个中方格的平均值,然后乘以中方格数,即得每个大格内细菌总数;在上述5个中方格中选择处于顶角的4个小方格,计数,计算20个小方格中的总菌数,再乘以20,即得大格内的细菌总数。6. 计算:酵母细胞数/ml=大格中的细胞总数10000稀释倍数7. 计数结束后,应立即清洗血细胞计数板。2.1.2.4酸度和PH测定2.1.2.4.1实验仪器和试剂:自动电位滴定仪或普通碱式滴定管、PH计等2.1.2.4.2实验步骤酸度测定:精确量取50ml除气发酵液,置于烧杯中,加入磁力搅拌棒,放于自动电位滴定仪上,插入PH探头,开启磁力搅拌器,逐滴滴入0.1mol/L的NaOH标准溶液,
7、直至PH8.2,记下耗去的NaOH毫升数。计算:总酸(1mol/L NaOH毫升数/100ml样品)=2MV式中:M为NaOH的实际摩尔浓度,mol/L;V为消耗的NaOH体积,ml。我国国家规定的原麦汁浓度14.1P的淡色啤酒其总酸应3.5ml/100ml;原麦汁浓度在10.114.0P的淡色啤酒其总酸应2.6ml/100ml;原麦汁浓度10.0P的淡色啤酒其总酸应2.2ml/100ml。PH测定:在使用前应将PH电极在蒸馏水中浸泡24h,接通电源后,先预热30min,然后进行标定。1.选择开关旋至PH档。2.调节温度补偿至室温。3.把斜率调节旋钮顺时针调到底。4.将洗净擦干的电极插入PH6
8、.86的缓冲液中,调节定位旋钮至6.86。5.用蒸馏水清洗电极,擦干,再插入PH4.00的标准缓冲液中,调节斜率至PH4.00。6.重复4、5,直至不用再调节定位和斜率两旋钮为止。7.清洗电极,擦干,将电极插入发酵液中,摇动烧杯,使均匀接触,读出稳定后的PH。8.关闭电源,清洗电极,套上电极保护套,套内应放少量补充液。2.1.2.5 总还原糖含量的测定(斐林试剂)2.1.2.5.1 实验器材与试剂电炉,碱式滴定管等。(1)斐林试剂甲液:称取 3.4639g 结晶硫酸铜(CuSO4.5H2O) ,溶于 50ml 水中,如有不溶物须过滤。乙液:称取 17.3g 酒石酸钾钠,5gNaOH,溶于 50
9、ml 水中,若有沉淀过滤即可。(2)0.2%标准葡萄糖溶液:精确称取于 105烘至质量恒定的分析纯葡萄糖 0.5000g,用水溶解后,加 2.5ml 浓盐酸,定容至 250ml。(3)1%次甲基蓝指示剂:0.5g 美蓝溶于 50ml 蒸馏水中。2.1.2.5.2 实验步骤2.1.2.5.2.1 斐林试剂的标定由于试剂的纯度不同,配制时称量、定容等有误差,各人所配的斐林试剂氧化能力会有差异,因此有必要对斐林溶液进行校准。配制准确时,斐林甲、乙液各 5ml 可氧化25ml0.2%标准葡萄糖溶液。预滴定:准确吸取斐林甲、乙液各 5ml,放入 250ml 锥形瓶中,加水约 20ml,并从滴定管加入约
10、24ml0.2%标准葡萄糖溶液(如果斐林甲、乙液配制非常精确,从理论上说,应消耗 25ml0.2%标准葡萄糖溶液,故先加 24ml) ,将锥形瓶置电炉上加热煮沸,维持沸腾2min,加入 1%美蓝指示剂 2 滴,在沸腾状态下,以每两秒 1 滴的速度滴入 0.2%标准葡萄糖溶液,至溶液刚由蓝色变为鲜红色为止。后滴定操作应在 1min 内完成,整个煮沸时间应控制在 3min 之内。记下总耗糖量 V。正式滴定:与预滴定基本相同,只是用(V1)ml 标准葡萄糖代替 24ml 葡萄糖液,最后在 1min 内滴定完成,计下消耗的总葡萄糖量 V1。若预滴定的耗糖总量在 2425ml 之间,可省去这一步骤。斐林
11、试剂校正系数 f 的计算:f=F/F0=CV1/F0式中:C 为标准葡萄糖溶液浓度,g/ml;V 1为消耗的标准葡萄糖溶液的体积,ml;F0为从廉爱农法糖类定量表查得 Vml 想当的葡萄糖系数。2.1.2.5.2.2 试样的滴定稀释:将样品除气并过滤后,进行适当稀释,以期用 1550ml 稀释液滴定完成。一般麦汁稀释 20 倍左右,啤酒主酵液稀释 10 倍左右;滴定:基本同上,也分预滴定和正式滴定,只不过用样品稀释液代替标准葡萄糖液。由于预滴定时不知道需要多少毫升稀释液,因此误差较大。正式滴定时先加入比预滴定少1ml 的稀释液。正式滴定至少进行 2 次,记下消耗的样品稀释液毫升数 V2,并从表
12、 38 中查得相应的麦芽糖毫克数。计算:总还原糖(麦芽糖 g/100ml 麦汁)=f查表得 100ml 麦汁中麦芽糖毫克数n/1000式中:n 为稀释倍数;G 为麦汁中浸出物含量百分数,%;D 为麦汁 20时的相对密度 d20202.1.2.6 酒精度的测定2.1.2.6.1 实验器材电炉、调压变压器、铁架台、500ml 蒸馏烧瓶、蛇形冷凝管或冷却部分长度不短于400mm 的直形冷凝管、100ml 容量瓶。2.1.2.6.2 实验步骤在已精确称量至 0.05g 的 500ml 蒸馏烧瓶中,用容量瓶量取 100ml 除气并经过滤的发酵液,用 50ml 蒸馏水分 3 次冲洗容量瓶,洗液并入蒸馏烧瓶
13、中,并加玻璃珠数粒;按图321 连接好蒸馏装置,冷凝器下端用一 100ml 容量瓶接收馏出液。若室温较高,为了防止酒精蒸发,可将容量瓶浸于冷水或冰水中(最好用容量瓶,也可先用量筒接取,然后洗入容量瓶中) ;打开冷却水,插上电炉电源,开始蒸馏时用文火加热,沸腾后可稍加强火力(注意不可让沸腾后的泡沫流入冷凝器中,冷凝管出口水温不得超过 20) ,蒸馏至馏出液接近 100ml(96ml 左右)时停止加热;蒸馏时间应控制在 3060min;取下容量瓶,在20平衡一定时间后,加蒸馏水至 100ml,混匀;用密度瓶法精确测定馏出液密度;查密度酒精度对照表,求得酒精含量。2.1.2.7 色度的测定2.1.2
14、.7.1 实验器材与试剂100ml 比色管,白瓷板,吸管等;0.1mol/L 碘标准溶液:经硫代硫酸钠溶液标定,精确至0.0001mol/L。2.1.2.7.2 实验步骤取 2 支比色管,一支中加入 100ml 蒸馏水,另一支中加入 100ml 除气发酵液(或麦汁啤酒) ,面向光亮处,立于白瓷板上;用 1mL 移液管吸取 1.00mL 碘液,逐滴滴入装水比色管中,并不断用玻棒搅拌均匀,直至从轴线方向观察其颜色与样品比色管相同为止,记下所消耗的碘液毫升数(准确至小数后第三位)V。样品的色度可按下式计算:样品的色度=10MV式中:M为碘标准液的摩尔浓度;V为消耗的碘液毫升数。3 结果与讨论啤酒发酵
15、过程中的参数测定值t(h) 酒精 度 还原糖 色度 PH 染色率 出芽率细胞总数(E*7)酸度48 2.1 9.545 6.65 5.17 0.102 0.38 5.535 3.89272 2.5 8.180 6.24 5.06 0.106 0.249 6.32 3.57496 4 7.690 4.23 4.98 0.118 0.107 7.5 3.256120 4.9 6.363 4.10 4.88 0.113 0.44 15.8 2.913144 / 5.568 4.76 0.176 0.24 13.44 2.57可从上述表和图可看出,细胞总数则随着本次实验时间的增加开始增加比较缓慢进入延
16、迟期,在 96h 时进入对数生长期,而没有出现稳定期,可能是因为测量时间太长,而稳定期较短的缘故。只有酒精度随着本次实验时间的增加不断增加;酸度,还原糖,色度和 PH 随着本次实验时间的增加不断减少。总的说来实验结果较符合实验原理与啤酒发酵过程中各物理化学性质的变化规律。只是染色率和出芽率数据较小,可能是因为数数时不太准确,或者是用美兰染色时所用的浓度有所不同而未注意,还可能因为美兰染色不均匀,时间不够等原因,造成了实验误差。4 淡色啤酒外观及泡沫性能评分淡色啤酒酒体口味评分类别 项目 扣分 青岛啤酒 雪花啤酒 样品透明度5分 0 0 0外观10分色泽5分 1 1 2起泡2分 0 0 10 0
17、 0形态4分1.泡沫洁白。2.泡沫细腻0 0 1泡沫性能15分持久6分 1 0 2淡色啤酒酒体口味评分纯正5分 1 0 3杀口力5分 0 0 0苦味5分 1 1 1淡爽或醇厚5分1 2 3柔和协调10分0 0 3酒体口味55分口味缺陷25分2 3 10淡色啤酒香气评分酒花香气4 分0 0 2香气纯正12 分1 2 4啤酒香气 20 分无老化味4 分0 1 2总体评价、评分青岛啤酒:92分雪花啤酒:89分样品:645.结论青岛啤酒:成橘黄色,口味清爽,酸味较重,苦味淡雅;雪花啤酒:颜色为淡黄色,透彻干裂,淡且厚重,苦味很浓,夹杂甘甜味;试验所做啤酒:棕黄底(发酵过程品温过高引起) ,苦味重,较透彻,有杂味(口味不纯) 。挂杯3分 0 0 1喷酒缺陷 0 0 0