1、啤酒的发酵工艺Abstract: beer is the oldest human alcoholic beverage, is the worlds consumption of water and tea after the worlds third drinks. Beer was introduced into China in the beginning of twentieth Century. Beer barley malt, hops, water as the main raw materials, fermentation by yeast fermentation an
2、d become full of carbon dioxide from low alcohol alcohol. Beer fermentation is the process of beer yeast under certain conditions, the wort fermentable material and normal life activities, and beer is beer yeast in the life activities of product. Because of the different types of yeast, the conditio
3、ns of fermentation and product requirements, flavor and so on, resulting in different ways of fermentation.Key words: beer yeast fermentation摘要：啤酒是人类最古老的酒精饮料，是水和茶之后世界上消耗量排名第三的饮料。啤酒于二十世纪初传入中国，属外来酒种。啤酒以大麦芽酒花水为主要原料经酵母发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒。啤酒发酵过程是指啤酒酵母在一定条件下，利用麦汁中的可发酵性物质而进行的正常生命活动，而啤酒就是啤酒酵母在生命活动之中所产生的产物
4、。由于酵母菌类型的不同，发酵的条件和产品要求、风味等的不同，造成发酵方式也不相同。关键词：啤酒 酵母 发酵一、啤酒发酵的过程方法和注意事项11 酵母扩大培养的目的啤酒酵母扩大培养是指从斜面种子到生产所用的种子的培养过程。酵母扩培的目的是及时向生产中提供足够量的优良、强壮的酵母菌种，以保证正常生产的进行和获得良好的啤酒质量。一般把酵母扩大培养过程分为二个阶段：实验室扩大培养阶段（由斜面试管逐步扩大到卡氏罐菌种）和生产现场扩大培养阶段（由卡氏罐逐步扩大到酵母繁殖罐中的零代酵母）。扩培过程中要求严格无菌操作，避免污染杂菌，接种量要适当。1.2 啤酒酵母扩大培养的方法1.2.1 实验室扩大培养阶段斜面
5、原菌种 - 斜面活化 - 10ml 液体试管 - 100ml 培养瓶 - 1L 培养瓶25，34 天 25，2436h 25，24h 20,2436h- 5L 培养瓶 - 25L 卡氏罐1618,2436h 1416，3648h生产现场扩大培养阶段25L 卡氏罐 250L 汉生罐 1500L 培养罐 100hL 培养罐 20m3 繁殖罐 1214，23 天 1012，3 天 911，3 天 89，78 天-0 代酵母1.2.2 酵母扩培要求：酵母扩培是基础，只有培养出来高质量的酵母，才能生产出好的啤酒。扩培必须保证两点：原菌种的性状要优良；扩培出来的酵母要强壮无污染。扩培在实验室阶段，由于采用
6、无菌操作，只要能遵守操作技术和工艺规定，很少出现杂菌污染现象。进入车间后，如卫生条件控制不好，往往会出现染菌现象，所以扩培人员首先无菌意识要强，凡是接种、麦汁追加过程所要经过的管路、阀门必须用热水或蒸汽彻底灭菌，室内的空气、地面、墙壁也要定期消毒或杀菌，通风供氧用的压缩空气也必须经过 0.2m的膜过滤之后才能使用。同时充氧量要适量，充氧不足酵母生长缓慢，充氧过度会造成酵母细胞呼吸酶活性太强，酵母繁殖量过大对后期的发酵不利的。一般扩培酵母在进入培养罐前每天要通氧三次，每次 20 分钟。发酵后的培养，要求麦汁中溶解氧 9mg/L 左右。最后，每一批扩培的同时还应对酵母的发酵度、发酵力、双乙酰峰值、
7、死灭温度等指标进行检测，以便及时、正确掌握酵母在使用过程中的各种性状是否有新的变化。（3）酵母的添加：酵母添加前麦汁的冷却温度非常重要。各批麦汁冷却温度要求必须呈阶梯式升高，满罐温度控制在7.57.8之间，严禁有先高后低现象，否则将会对酵母活力和以后的双乙酰还原产生不利的影响。同时要准确控制酵母添加量，如果添加量太小，则酵母增长缓慢，对抑制杂菌不利，一旦染菌，无论从口味还是双乙酰还原都将受到影响。添加量太小会因酵母增值倍数过大而产生较多的高级醇等副产物；添加量过大，酵母易衰老、自溶等，添加量控制在 7左右。（4）温度控制：在发酵过程中，温度的控制十分关键。根据菌种特性，采用低温发酵，高温还原。
8、既有利于保持酵母的优良性状，又减少了有害副产物的生成，确保了酒体口味比较纯净、爽口。如果发酵温度过高，虽然可缩短发酵周期，加速双乙酰还原，但过高的发酵温度会使啤酒口味比较淡泊，醇醛类副产物增多，同时也会加速菌种的突变和退化。（5）酵母的回收与排放：酵母回收的时机非常关键，通常是在双乙酰还原结束后开始回收酵母，但酵母死亡率较高，大都在7%8%左右，对下批的发酵非常不利，通过反复实验、对照，并对酵母进行跟踪检测，发现封罐 45 天后大部分酵母已沉降到锥底，只有少量悬浮在酒液中参与双乙酰还原，此时回收酵母，基本不会对双乙酰还原产生什么影响，而且回收酵母的死亡率也下降至2%3%。回收前的准备工作也很重
9、要，首先要把酵母暂存罐用 80热水彻底刷洗干净，然后降温至 78，并备有一定量的无菌空气，以防止酵母突然减压细胞壁破裂，从锥形罐回收的酵母，应尽量取中间较白的部分。回收完毕后缓慢降温到 4左右，以备下次使用，在酵母罐保存的时间不得超过 36 小时。二、 麦芽汁的制备2.1 管道清洗2.2 原料的粉碎1 按照工艺要求，准确称取 18 公斤大麦芽。粉碎大麦芽时，为了获得比较好的粉碎效果，可以用喷雾器给大麦芽喷淋自来水，增加大麦芽麦皮的湿度。湿度的掌握：手握一把麦芽，手心向下张开，手心有大麦芽附着，表明湿度比较合适。2 接通粉碎机的电源，将粉碎机电源旋钮搬向顺转，两个辊筒开始旋转。将麦芽加到粉碎机的
10、料斗中，慢漫旋转进料手柄，原料就进入粉碎机。3 进料速度的控制：由转动手柄控制，可根据实际需要调整进料速度，进料速度不可过快，否则会影响辊筒使用寿命且使粉碎效果受到影响。4 辊筒开度的调整：两个辊筒，一个为固定形，另一个为可调整，这样可调节辊筒开度（间距），另外在可移动的轴承上装有弹簧，使得较大块硬物得以通过，以免辊筒表面损伤。松开锁定螺母，旋动手柄，顺时针为减少间距，反之增大。辊筒间距一般为 0.5 毫米。调整完毕，必须将锁紧螺母锁紧。5 在粉碎进行时，麦芽要分布均匀，不要集中在一处进行。 6 从麦芽粉碎机排出的物料，不应残留或堵塞在出口处，以免残留的麦粉变酸。7 麦芽粉碎物的贮存时间不应过
11、长。三 、糖化糖化的目的是使粉碎物中不溶物转化为水溶性物质。低温阶段的休止(40-50)，偏下限接近 40的温度休止制出的麦汁低分子氮含量多,有利于提高酵母的营养;偏上限的温度休止制出的麦汁中分子氮含量多,有利于啤酒的泡沫和口感。a-淀粉酶将长链分解成较小的糊精。最佳作用温度为 72-75，失活温度为 85，最佳 pH 为5.6-5.8， B-淀粉酶从链的非还原末端分解，形成麦芽糖等，最佳作用温度在 60-65，70失活，最佳 pH 为 5.4-5.5。按照麦芽与水的 1：4 比例添加，18 公斤麦芽，72 升水。37时开始投料，将粉碎的麦芽从糖化锅上方的进料口缓缓加入糖化锅，开启糖化锅搅拌。
12、投料完毕后，将糖化锅的温度缓慢升温到 45（1 分钟 1 度），保温 40min,蛋白休止，再缓慢升温到 62（1 分钟 1 度），保温30min, （可添加淀粉酶和糖化酶），麦芽糖休止， 再缓慢升温到72（1 分钟 1 度），糖化休止，保温 20min,可适当延长至30min。用碘液查看淀粉是否全部分解。快速升温到 78 。糖化终了时，过滤槽底部应先引入 78 热水，以没过筛板为度，以便排除过滤板与槽底之间的空气。打开倒廖泵，将糖化锅的廖液倒入过滤槽内，静止 15 分钟，回流 10 分钟，等到麦汁澄清后，过滤到煮沸锅中。糖化醪泵入过滤槽后，开启耕刀搅拌均匀，使麦糟下沉形成过滤层。过滤开始，打
13、开麦汁排出阀，然后迅速关闭。此操作重复几次。过滤开始，麦汁排出阀小开，控制流速，然后根据麦汁的流速逐步开大。过滤一段时间，麦汁流速逐步减小，此时应开动耕刀。待露出麦糟时，打入热水进行洗糟。第一次洗糟用水40L（78），第二次洗糟用水 35L（78）。洗糟完毕，打开排糟孔进行排糟。四、清洗发酵罐称取 1.5 公斤的 NaOH，倒入有 50 升水的碱水锅中，加热到 80 度，通过 CIP 将碱水打入发酵罐中，打入时，用木棍将发酵罐上方的排气孔打开，以免碱水喷出。保温一段时间，开启移动泵将碱水放掉。然后通过 CIP 打入少量清热水，再用移动泵将清水泵出，反复这样清洗，至少用掉 2 锅水清洗发酵罐才算
14、洗干净。五、发酵控制5.1 发酵过程温度控制发酵温度为 12 0.5 ，当糖度降至 6.0-6.5 时，温度降至10 0.5，期间，每天将二氧化碳气体放掉，当糖度降至 3.2-3.4时，封罐。控制罐压在 0.09-0.11MPa,当双乙酰还原到 0.06mg/L 以下时，降温至 4 度，保温 1 天，然后温度降至 0 度，保温 4 天。酒精水温度设置同“发酵罐发酵温度设置”,酒精水温度一般设置在-5-0.六、实验数据及处理图 1上图是实验过程中所测到的糖度，菌数和双乙酰的含量的数据的统计表。我们根据上面的统计表绘制出了各个变量的曲线图，结果如下所示：图 2糖度的测定是用糖度计测定的，表示着发酵
15、液中所有糖的含量。从糖度含量的变化图中可以明显看出，发酵液中糖的含量呈现明显的下降趋势，且前期下降趋势比后期更明显。形成这样的现象的原因可能是在发酵的前期，酵母在进行繁殖扩增，进行的是有氧呼吸，消耗的糖量会比无氧呼吸时的发酵要大。在繁殖到一定数量后，开始进行无氧呼吸产生酒精，这时，糖的消耗速度会减缓。因为发酵是依靠微生物进行的，所以在微生物生长条件，糖度不可能降为零。图 3通过图 3 的酵母数量变化图可以看出，酵母的数量是呈先上升后下降的趋势的。发酵前期，接种后酵母先大量繁殖，当数量达一定程度后，开始进行无氧发酵，同时因为培养基内营养物的下降，菌种繁殖受到抑制，数量开始下降。到发酵后期，培养基
16、中有害代谢产物的积累和营养的缺乏是酵母大量溶解，所以菌数会明显下降。图 4葡萄糖是酵母有氧呼吸和无氧呼吸中都要用到的底物，它含量的变化和菌种数量的变化密接相关。前期下降迅速是酵母有氧呼吸的结果，后期下降缓慢是因为酵母无氧呼吸和菌数减少，使其消耗速度低。图 5双乙酰是影响啤酒风味的重要物质，是决定啤酒是否成熟的重要指标。双乙酰水溶液具有一种特殊的类似于酸败的米糠味(俗称馊饭味)，因此，它在啤酒中的含量应该被控制，最好能控制在其口味界限以下(01mgL)。 由图 5 可知，大体上双乙酰呈下降趋势，发酵过程中，双乙酰的量虽然少，但一直是下降的，菌体发酵过程中也能吸收双乙酰产生其他产物。当双乙酰降到
17、0.1 以下，啤酒就可以饮用。参考文献1 逯家富.翁连海.徐亚杰.滕利荣 小麦啤酒的生产工艺 期刊论文 -食品工业科技 20062董小雷.周广田.迟永卿.张文杰 小麦啤酒的生产与研究 期刊论文 -酿酒科技3史经略 蓝莓啤酒的研制 期刊论文 -中国酿造 2009(1)4吴思方主编，发酵工厂工艺设计概论，北京，中国轻工业出版社，20035管敦义主编，啤酒工业手册（修订版），北京，中国轻工业出版社，1998， 6755，19756金凤燮 主编,酿酒工艺与设备选用手册,北京，化学工业出版社，2003.4，7同济大学等院校机械制图编写组，机械制图，北京，高等教育出版社，19978 李艳主编,发酵工业概论,北京，中国轻工业出版社，1999.1，3342
