1、啤酒工艺综合实验第一节 麦汁的制备及发酵实验一、 实验目的1、熟悉麦汁的制备流程，为啤酒发酵准备原料；2 、学习啤酒的主发酵过程，掌握酵母发酵规律。二、 实验原理麦汁制备包括原料粉碎、糖化、麦醪过滤、麦汁煮沸等几个步骤。糖化分阶段进行，先将糖化醪调至 35，使麦芽中的酶最大限度的溶出。麦芽中的酶主要有淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等，其中最主要的是淀粉酶中的 -淀粉酶和 -淀粉酶，这两种酶的最适作用温度不同，-淀粉酶的最适作用温度为 70，50以下较弱，80以上失活。-淀粉酶的最适作用温度是 6065，产物为麦芽糖。糖化结束后，麦汁已经形成，要采用过滤尽快将麦汁与麦糟分离。实验采用离心分离。过滤后的
2、麦汁需要进行煮沸并添加酒花，其目的是使多余水分蒸发、灭酶、蛋白质凝固及酒花成分的溶出。啤酒的主发酵是静置培养的典型代表。将酵母接种至盛有麦汁的容器中，在一定温度下静置培养的过程。由于酵母是兼性厌氧微生物，先利用麦汁中的溶解氧进行繁殖，然后进行厌氧发酵生成酒精，由于培养基中糖的消耗，CO2 与酒精的产生，相对密度不断下降，发酵过程可用糖度表来检测。三、 实验器材粉碎机、不锈钢锅、恒温水浴锅、糖锤度比重计， 电炉、pH 计，气象色谱等，紫外可见分光光度计。四、 实验步骤1、 大米与麦芽的比例为 30%:70%，加水比均为 1:4。2、 麦芽的粉碎：用干法粉碎；大米粉碎后加水直接糊化，当升温至 70
3、时加入一定量的a-淀粉酶，然后继续升温至沸腾。3、 糖化：本实验采用浸出糖化法，在不锈钢锅加入若？升的纯净水，加热至 3537，然后将粉碎后的麦芽粉缓慢加入锅内，边加边搅拌，让麦芽粉分散均匀，然后按下述流程糖化：3537（保温 30min）5055(保温 60min) 将已糊化大米醪与麦芽醪混合使混合液温度升至 65（保温 3040min，碘液反应完全）78过滤或离心分离。4、 麦汁过滤：5、 麦汁煮沸：煮沸的目的是灭酶和添加酒花，降低 pH 值，杀死杂菌和形成还原物质，酒花分 23 次加入，煮沸时间维持在 90min，蒸发量达到 15%20%，使麦汁浓度达到10Bx-11Bx。6、 热凝固物
4、的分离：离心分离7、 麦汁冷却：将离心上清液注入发酵桶（事先用无菌水冲洗干净）中，降温至 15备用。8、 啤酒酵母活化：将 2%的蔗糖水煮沸然后冷却至 35，加入已称量好的活性干酵母，充分搅拌，保温活化。9、 发酵：将活化好的啤酒酵母培养液接入已冷却的麦汁中，在 10的生化培养箱中进行主发酵 5-7 天，每天观察发酵现象及检测各项指标，至 4Bx 时结束（嫩啤酒） 。一般主发酵过程分为酵母繁殖期、起泡期、高泡期、落泡期和泡盖形成期。仔细观察各时期的区别。10、 主发酵测定项目：糖度、细胞浓度、酸度、还原糖、-氨基氮、酒精度、pH 值，画出发酵周期中各个指标的变化曲线，发酵时间为横坐标，各项指标
5、为纵坐标，叠画在一张坐标图中，并解释它们的变化，记下实验操作体会与注意点。11、后发酵实验：主发酵结束后取上清液在 0-4生化培养箱中继续发酵十天，测定最终发酵度及酒精含量。第二节 各项指标分析方法一、 糖度的测定：利用糖锤度计测定二、 酵母细胞浓度及出芽率测定：血球计数板及显微镜三、 酸度：电位滴定仪四、 还原糖测定：斐林试剂法五、 酒精含量测定：气相色谱法或比重法六、 -氨基氮的测定：（茚三酮法）七、 双乙酰的测定：（紫外分光光度法）附：-氨基氮的测定（茚三酮法）原理：水合茚三酮与氨基酸反应生成还原型茚三酮，氨基酸被氧化脱羧产生醛、CO2、NH3。然后 NH3、水合茚三酮、还原型茚三酮三者
6、发生反应生成蓝紫色络合物，该络合物在 570nm 处有最大吸收峰。1、实验试剂a 显色剂：100 克磷酸氢二钠（Na2HPO4.12H2O） 60 克磷酸二氢钾（KH2PO4）5.00 克水合茚三酮 3.00 克果糖用水溶液溶解后稀释至 1 升（此溶液在低温下用棕色瓶可保存 2 周，pH 应为 6.6-6.8。操作时可以按比例配成 100ml） 。b 稀释溶液：2 克碘酸钾溶于 600ml 水中，再加入 96%乙醇 400ml.c 标准溶液：溶 107.2mg 甘氨酸于 100ml 水中，0贮藏。用时按要求稀释。该溶液含有 200mg- 氨基氮/升。2、实验操作取糖化的麦芽汁 1.00ml（或
7、者是其他的合适量，使稀释后的浓度为 1-3mg-氨基氮/升） ，放入 100ml 的容量瓶中，稀释到刻度，摇匀。标准甘氨酸溶液稀释液：取 1.00ml 标准溶液，在 100ml 的容量瓶中稀释到刻度。取麦芽汁稀释溶液、水、标准的甘氨酸溶液（三个）稀释液各 2.00ml，放入比色管中，（水用于空白对照） ，各比色管中分别加入 1.00ml 的显色剂，摇匀，在沸水中加热16min。 （此时应该准备 20 的水浴）20 水浴中冷却 20min。加入 5.00ml 的碘酸钾稀释溶液，摇匀，在 30min 内于 570nm 处测定吸光度值。3、计算游离的 -氨基氮（毫克/升麦芽汁） =2100样品溶液吸
8、光度值 / 标准溶液平均吸光度。双乙酰（紫外分光光度法）1 原理双乙酰作为挥发性组份从啤酒样中蒸发出来，与邻苯二胺反应，生成 2，3 二甲喹喔啉，在 335nm 波长下进行测定。由于其他联二酮类都具有相同的反应特性，再加上蒸馏过程中部分前驱体要转化成联二酮，因此上述测定结果为总联二酮含量(以双乙酰表示) 。2 仪器a) 带有加热套管的双乙酰蒸馏器 ；b) 具有锥形瓶 (或平底蒸馏烧瓶)的蒸汽发生瓶：2000mL(或 3000mL) ；c) 容量瓶：25 mL ；d) 紫外分光光度计：备有 10mm 石英比色皿或 20mm 玻璃比色皿。3 试剂和溶液a) 4mol/L 盐酸溶液：按 GB/T 6
9、01 配制；b) l0g/L 邻苯二胺溶液：称取邻苯二胺 0.100g，溶于 4mol/L 盐酸溶液中，并定容至10mL，摇匀，放于暗处。此溶液须当天配制与使用；若配制出来的溶液呈红色，应重新更换新试剂；c) 有机硅消泡剂(或甘油聚醚 ) 。4 分析步骤4.1 蒸馏将双乙酰蒸馏器安装好，加热蒸汽发生瓶，使水至沸。通汽预热后，置 25mL 容量瓶于冷凝器出口接受馏出液，外加冰浴冷却，加 24 滴消泡剂于 100mL 量筒中，再注入未经除气的预先冷至 5左右的酒样 100mL，迅速移入已预热的蒸馏器内，并用少量水冲洗带塞漏斗，盖塞。然后用水封口，进行蒸馏，直至馏出液接近 25mL(蒸馏需在3 5m
10、in 内完成) 时取下容量瓶，达到室温用水定容，摇匀。4.2 显色与测量：分别吸取馏出液 10.0mL 于两支干燥的比色管中，并于第一支管中加入邻苯二胺溶液0.50mL，第二支管中不加( 做空白 )，充分摇匀后，同时置于暗处放置 2030min，然后于第一支管中加 4mol/L 盐酸溶液 2mL，于第二支管中加入 4mol/L 盐酸溶液 2.5mL，混匀后，于335nm 波长下，用 20mm 玻璃比色皿，以空白调仪器零点，测定其吸光度。比色测定操作须在 20min 内完成。5 分析结果的表述试样中双乙酰含量按下式计算：2.135AX式中： X 试样中双乙酰的含量，mg/L ；A335 试样在 335nm 波长下，用 20mm 比色皿测得的吸光度；1.2 吸光度与双乙酰含量的换算系数。
