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啤酒
啤酒的原料为大麦﹑酿造用水﹑酒花﹑酵母以各种辅助原料(玉米﹑大米﹑大麦﹑小麦等)。
大麦
大麦是啤酒酿造的主要原料。
用大麦酿造啤酒是因为:
(1)大麦种植遍及全球,在各种禾谷类作物中,大麦适合广泛的气候:
从亚寒带到亚热带,它都能生长。
在俄罗斯、澳大利亚、德国、加拿大、土耳其和北美洲的广阔的地带内,都有大麦种植。
主要出口国家是欧盟、澳大利亚和加拿大。
(2)大麦便于发芽,并产生大量的水解酶类。
(3)大麦的化学成分适合酿造啤酒。
(4)大麦皮壳是很好的过滤介质。
适于啤酒酿造用的大麦为二棱或六棱大麦。
二棱大麦的浸出率高,溶解度较好;六棱大麦的农业单产较高,活力强,但浸出率较低,麦芽溶解度不太稳定。
啤酒用大麦的品质要求为:
壳皮成分少,淀粉含量高,蛋白质含量适中(9~12%),淡黄色,有光泽,水分含量低于13%,发芽率在95%以上。
根据麦粒的物理排列状况,大麦被分类为六楞或二楞。
另一种分类方法是根据覆
大麦的化学组成:
(1)淀粉
淀粉是大麦的主要贮藏物,存于胚乳细胞内,淀粉颗粒中大约含97%的化学纯淀粉,0.05-0.15%的含氮化合物,0.2-0.7%的无机盐,0.6%的高级脂肪酸。
(2)纤维素、半纤维素和麦胶物质
构成大麦胚乳细胞壁的主要物质是纤维素、半纤维素和麦胶物质,在大麦发芽过程中合成的纤维素酶、半纤维素酶、β-葡萄糖酶及其它酶类将细胞壁破解后,其它水解酶类方能进入细胞分解淀粉等大分子物质。
纤维素、半纤维素和麦胶物质约占大麦质量的10-11%,它们的化学成份相似。
麦胶物质是多糖混合物,能溶于热水,在40-80℃范围内,温度越高,溶解度越大,半纤维素不溶于热水,而溶于稀碱溶液,谷皮中的半纤维素主要含有戊聚糖和少量β-葡聚糖及糖醛,胚乳中的半纤维素主要含β-葡聚糖及少量戊聚糖。
纤维素是以β-1,4键结合的葡萄糖大分子,它在大麦中含量不大,但因其与淀粉大分子以交织状存在而固定淀粉分子的作用却很大。
麦胶物质包括β-葡聚糖,戊聚糖及微量的半乳糖、甘露糖和糖醛酸,在麦胶物质中以日-葡聚糖的性状对啤酒酿造最为重要。
它是由大约70%的β-1,4键和30%的β-1,3键结合的大分子多糖。
大麦发芽过程中,不溶性的β-葡聚糖开始分解,变成可溶性物质,其水溶液粘度很高,溶解良好的麦芽中,此种物质大部分已被分解,溶解不良的麦芽,该物质分解不完全,会造成麦汁甚至成品啤酒过滤的困难,影响麦汁得率和啤酒质量。
β-葡聚糖也是啤酒非生物混浊的成分之一,它是啤酒工艺中公认的有害成份,是否适量的β-葡聚糖对啤酒泡沫和口味的丰满感有益,目前尚无统一认识。
(3)蛋白质
大麦中蛋白质含量高低及其类型直接影响制麦和酿造工艺及啤酒质量。
按其在不同溶剂中的溶解度和沉淀性,大麦中的蛋白质可分为以下四组:
①:
清蛋白,溶于水和中性盐溶液及酸碱溶液中,从52℃开始,清蛋白从溶液中凝固析出,随着温度的升高,凝固速度加快。
②:
球蛋白,不溶于纯水,溶于稀酸和稀碱,有空气存在时,球蛋白是造成啤酒混浊的原因之一。
③:
醇溶蛋白,不溶于水,是构成麦糟蛋白的主要成分。
④:
谷蛋白:
不溶于水,溶于稀碱,是构成麦糟蛋白的主要成分。
(4)多酚类物质
大麦中含有许多简单酚类和多酚类物质,约占其干重的0.1-0.3%,这些多酚类物质对啤酒质量和口味的影响目前没有形成统一认识。
除上述四项主要含量物质外,大麦中尚含有一些如无机盐,核酸等其它微量物质。
(6)大麦内源酶
现已发现大麦中的酶达数百种,发芽的大麦中所含的酶量和种类大大增加。
其中,水解酶的形成是大麦转变成麦芽的关键所在,对啤酒酿造工艺有重要作用的几种酶大致是:
1)α-淀粉酶
大麦中原来不含或很少含有α-淀粉酶,发芽后,在糊粉层内形成大量的此种酶,在水溶液中α-淀粉酶能使淀粉分子迅速液化,产生较小分子的糊精。
2)β-淀粉酶
未发芽的大麦中本身就含有相当数量的β-淀粉酶,它作用于淀粉分子的非还原性末端依次分解淀粉为麦芽糖分子单位,但作用速度慢,只有与α-淀粉酶协同作用,才能达到快速糖化的目的。
此外,还有支链淀粉酶等,这些酶类与α-淀粉酶、β-淀粉酶协同作用,使麦汁中的淀粉得以糖化。
4)蛋白分解酶
这是分解蛋白质肽键等一类酶的总称,它们将复杂的蛋白质大分子分解为寡肽,二肽和氨基酸。
5)半纤维素酶类
半纤维素是乳胚细胞壁的主要成分,细胞壁在制麦过程中的分解是大麦胚乳分解的主要内容。
所以,半纤维素酶在工艺上的重要性虽然不如淀粉酶和蛋白酶,但它是麦芽溶解的先躯,也是在目前的工艺条件和大量使用淀粉酶的情况下提高麦汁得率的有效点。
半纤维素酶类中包括很多酶种,主要有内一木聚糖酶,外一木聚糖酶,木二糖酶,阿拉伯糖苷酶,纤维二糖酶,甘露聚糖酶等。
表1国内常用大麦品种
大麦品种
Schooner
甘啤3号
垦啤3号
港啤1号
千粒重,g
43—45
42—45
39—42
39—43
蛋白质,%
10—11
11—13
12—13
12.5—13.5
β-葡聚糖,g/100g绝干
2—4
4—8
6—10
6—10
发芽率,%
98—99
97~99
93~96
93~97
表2麦芽的质量
麦芽品种
Schooner
甘啤3号
垦啤3号
港啤1号
浸出物,%
80
79
79
79
糖化力,wK
260
330
300
340
总氮,%
1.7
2.0
2.02
2.05
库值,%
43
39
45
43
а-氨基氮,mg/100g
155
160
180
180
色度,EBC
3.0
3.5
4.0
4.0
β-葡聚糖mg/100g绝干
88
251
385
462
脆度,%
92
85
75
70
煮沸色度,EBC
6.5
7.5
8.0
8.0
酒花
又称啤酒花,始用于德国,学名为蛇麻,为大麻科葎草属多年生蔓性草本植物,雌雄异株,酿造所用均为雌花。
中国人工栽培酒花的历史已有半个世纪,始于东北,目前在新疆﹑甘肃﹑内蒙﹑黑龙江﹑辽宁等地都建立了较大的酒花原料基地。
酒花能赋予啤酒柔和的微苦味,能加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝,能提高啤酒泡沫起泡性和泡持性,也能增加麦汁和啤酒的生物稳定性。
酿造上用的均为雌花,酒花的化学组成中对啤酒酿造有特殊意义的三大成分为,酒花精油,苦味物质和多酚。
(1)苦味物质:
是提供啤酒愉快苦味的物质,在酒花中主要指α—酸,β—酸及其一系列氧化、聚合产物,过去把它们统称为“软树脂”
(2)酒花精油:
是酒花腺体另一重要成分,经蒸馏后成黄绿色油状物,是啤酒重要的香气来源,特别是它容易挥发,是啤酒开瓶闻香的主要成分。
(3)多酚物质:
约占酒花总量的4—8%。
它们在啤酒酿造中的作用为⑴在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物,⑵在麦汁冷却时形成冷凝固物,⑶在后酵和贮酒直至灌瓶以后,缓慢和蛋白质结合,形成气雾浊及永久浑浊物,⑷在麦汁和啤酒中形成色泽物质和涩味。
(4)酒花的一般化学成分:
包括有水分、总树脂、挥发油、多酚物质、糖类、果胶、氨基酸等。
成熟的新鲜酒花经干燥压榨,以整酒花使用,或粉碎压制颗粒後密封包装,也可制成酒花浸膏,然後在低温仓库中保存。
每Kl啤酒的酒花用量一般约为1.4~2.4kg。
酵母
酵母是用以进行啤酒发酵的微生物。
啤酒酵母又分上面发酵酵母和下面发酵酵母。
啤酒工厂为了确保酵母的纯度,进行以单细胞培养法为起点的纯粹培养。
为了避免野生酵母和细菌的污染,必须严格啤酒工厂的清洗灭菌工作。
酿造用水
啤酒主要生产用水包括加工水及洗涤、冷却水两大部分。
加工用水中投料水、洗槽水、啤酒稀释用水直接参与啤酒酿造,是啤酒的重要原料之一,在习惯上称酿造水。
洗酵母水、啤酒过滤水等也或多或少的进入啤酒。
通常,软水适于酿造淡色啤酒,碳酸盐含量高的硬水适于酿制浓色啤酒。
淡色啤酒用水要求为:
无色,无臭,透明,无浮游物,味纯正,无生物污染;硬度低;铁﹑锰含量低(含量高对啤酒的色﹑味有害,而且能引起喷涌现象);不含亚硝酸盐。
啤酒酿造水的性质,主要取决于水中溶解盐类的种类和含量,水的生物学纯净度及气味,它们将对啤酒酿造全过程产生很大的影响。
无论哪一种水源,得到的是含有各种杂质的天然水。
我国工业界目前主要采用地表水及地下水为生产水源。
水中无机离子对啤酒酿造的影响:
(1)水中碳酸盐和重碳酸盐能降低反应体系的酸度
(2)水中钙、镁离子起增强酸度的作用
(3)Na+、K+的影响:
啤酒中的钾、钠主要来自于原料,其次才是酿造水
(4)Fe2+、Mn2+的影响:
主要来自于含铁土壤和岩石的溶解,也可能来自于输水系统
(5)Pb2+、Sn2+、Cr6+、Zn2+等的影响:
重金属离子是酵母的毒物,会使酶失活,并使啤酒浑浊
(6)NH4+的影响:
水中NH4+>0.5mg/L,认为是污染水
(7)SO42-的影响:
过多会引起啤酒的干苦和不愉快味道,使啤酒的挥发性硫化物的含量增加
(8)Cl-的影响:
对啤酒的澄清和胶体稳定性有重要作用,能赋予啤酒丰满的酒体,爽口、柔和的风味
(9)NO2-NO3-的影响:
NO2-是公认的强烈致癌物质,也是酵母的强烈毒素,会改变酵母的遗传和发酵性状,甚至抑制发酵
(10)F-的影响:
含量太高会引起牙色斑病和不愉快的气味
(11)SiO32-SiO2的影响:
高含量的硅酸是酿造水的有害物质
(12)余氯的影响:
是强烈氧化剂,会破坏酶的活性,抑制酵母,并和麦芽中酚类结合,形成强烈的氯酚臭。
啤酒酿造水中应绝对避免有余氯的存在。
辅助原料
在啤酒麦汁中制造的原料中,为了降低啤酒生产成本,调整麦汁组分,提高啤酒某些特性除了主要原料大麦麦芽以外,还各种辅助原料。
①.玉米:
玉米淀粉的性质与大麦淀粉大致相同。
但玉米胚芽含油质较多,影响啤酒的泡持性和风味。
除去胚芽,就能除去大部分的玉米油。
脱胚玉米的脂肪含量不应超过1%。
以玉米为辅助原料酿造的啤酒,口味醇厚。
玉米为国际上用量最多的辅助原料。
②.大米:
淀粉含量高,浸出率也高,含油质较少。
但大米淀粉的糊化温度比玉米高。
以大米为辅助原料酿造的啤酒色泽浅﹐口味清爽。
大米是中国用量最多的辅助原料。
③.糖类:
大都在产糖地区应用,一般使用量为原料的10~20%。
添加的种类主要有蔗糖﹑葡萄糖﹑转化糖﹑糖浆等。
④.小麦:
德国的白啤酒以小麦芽为主原料,比利时的兰比克啤酒是用大麦芽配以小麦为辅料酿造具有地方特色的上面发酵啤酒。
小麦品种有硬质小麦和软质小麦,啤酒工业宜采用软质小麦。
糖化车间
糖化车间所包含的生产工艺流程:
5.2.1麦芽(大米)粉碎
麦芽和大米在糖化和糊化之前必须经过专门的粉碎装置粉碎制成糊状,其中麦芽(大米)通过提升机和粗选、精选过程最后在粉碎机里粉碎同时加水使其成为糊状。
其中,大米直接从提升机入口人工加入,而麦芽既可以通过入口人工加入成品麦芽也可通过传送带从麦芽储藏加入,以下是麦芽(大米)的具体过程。
(1)、称重
麦芽原料若是从麦芽储仓输送,就要通过微机控制加入量,先传送到电子称,然后通过电子称称取一定量的麦芽再进行后续加工;若是直接人工从进料口加入就不需要电子称,但需人工记录和控制加入的量。
而大米一般都是直接人工从进料口加入,此外,在经过精选后原料会被送入定量仓,在进入粉碎机时也需要定量仓的电子称控制加入量。
(2)、抛光
麦芽(大米)经粗提升机送入抛光机进行抛光处理,以除去麦芽表面的芒刺使麦芽成为光滑的麦芽,同时抛光机还通过风筒和脉冲除尘器连接出去部分灰尘。
(3)、精选去石
抛光后的麦芽(大米)经精提升机送入重力分级去石机,比重的不同可除去大米和麦芽中的石块、玻璃块和金属等比重较大的杂质,同时也可出去大部分灰尘。
经过精选的麦芽(大米)送入大米或麦芽定量仓,通过电子称以一定量加入粉碎机。
(4)、除尘器
除尘器通过风筒与抛光机、去石机以及外界相连,通过风机的鼓风作用,出去麦芽和大米原料中的灰尘。
部分灰尘被风机吹到外界,另一部分较重的组分则在除尘器中沉淀下来到除尘罐内,最后送入灰袋中人工处理。
(5)、麦芽和大米的粉碎
粉碎麦芽(大米)一方面是为了增加原料与水的接触面积,使淀粉颗粒很快吸水软化。
特别是麦芽本身外面还有很厚的表皮,吸水非常困难,水很不容易将其泡软,但是经过粉碎,破坏了麦芽表皮就非常容易吸水软化、膨胀以至溶解;另一方面,粉碎有利于麦芽可溶性物质浸出,大麦经过发芽以后,一部分淀粉和蛋白质变成另外大麦经发芽以后产生很多酶,也只有当粉碎后才能溶解,才能发挥作用,而且粉碎也增加了麦芽和辅料中不溶物与酶的接触面积,这样使得酶的催化效率提高、原料的利用率提高。
粉碎麦芽要求麦芽的皮破而不碎,因为麦皮的皮壳内含有对酒质量不利的苦味物质、色素、单宁,当皮壳磨得太碎时就会大量浸出,而使啤酒色泽变深,口味不正。
另外麦芽的皮壳在麦汁中过滤时构成过滤层,磨得太碎,会降低过滤效果,造成过滤困难。
粉碎方法:
有干粉和湿粉。
干粉是传统的,现在已不常用。
为了获得良好的过滤层以及解决粉尘危害等因素,现在常用湿法粉碎。
华润雪花啤酒厂采用的就是湿法粉碎。
湿粉碎就是将麦芽通过喷水浸渍,使其水份达到28~30%;然后在增加水分的条件下,用对滚粉碎机粉碎,一面粉碎,一面加水调浆是形成麦汁,调浆的水一般要求在70℃~80℃之间,浸麦时间一般为50s—60s左右;调好的麦汁直接泵入糖化锅;这样的粉碎物,麦皮完整,而胚乳则被磨成浆状细粒,既有利于加速麦汁过滤,又可增加麦芽浸出率。
大米粉碎也采用湿法粉碎,也是边粉碎边调浆,调浆水温度一般为50~60℃,调浆后直接泵入糊化锅。
整个粉碎过程除加料外都是微机自动控制,图4为大米粉碎自动控制系统。
图4大米粉碎自动控制系统
5.2.2糖化∕糊化
对于大米∕淀粉(一般为玉米粉)原料而言,经过前面的原料预处理过程后直接将其送入糊化锅进行糊化,糊化完成后再将糊化锅醪液送入糖化锅。
而麦芽粉碎后直接进行糖化。
大米等辅料中的淀粉一般由细胞壁包围,以颗粒状存在。
这种颗粒不溶于冷水中,也很难被麦芽中的淀粉酶分解,当淀粉颗粒经过加热,迅速吸水膨胀,当升到一定温度后,淀粉细胞壁破裂,淀粉进入水中,淀粉继续膨胀,形成凝胶物,此过程称为“糊化”。
简言之,糊化就是淀粉分子在热溶液中膨胀破裂的过程。
糊化的第一步是在糊化锅中加入一定量的水,升温至30℃(这有利于各种淀粉酶的浸出);然后加入大米、淀粉等原料并进行搅拌;接着升温至70℃保持20min;最后将温度升高至100℃并保持40min,使淀粉进一步充分糊化,提高浸出率,同时可提供混合糖化醪升温所需要的热量。
最后将糊化液排出送入糖化锅进行糖化。
在进行糊化时还需加入一些添加剂以提高糊化效率,使淀粉充分糊化。
加入的添加剂有:
CaCl2、α-淀粉酶,其中CaCl2在进料三分之一时加入,α-淀粉酶在加入CaCl2后加入,加入的量视具体情况而定。
糖化是指利用麦芽自身酶或外加酶制剂代替部分麦芽将麦芽和辅料中不溶性高分子物质分解成可溶性低分子物质,如糖类、糊精、氨基酸、肽类等的麦汁制过程。
由此制得的溶液称为麦汁。
溶出来的物质叫浸出物。
麦汁中的浸出物对原料中所有干物质的比数称为浸出率。
其目的是将原料和辅助原料中的可溶性物质萃取出来,并且创造有利于各种酶作用的条件,使高分子的不溶性物质在酶的作用下尽可能多地分解为低分子的可溶性物质,制成符合生产要求的麦汁。
影响糖化的因素有麦芽的质量及粉碎度、温度、PH及糖化醪浓度等。
糖化的第一步是在糖化锅中加入一定量的水,升温至37℃并保持20min;然后加入粉碎后的麦芽并搅拌;再将温度升高至50℃并保持40min;然后将糊化锅醪液加入,将混合液升高至65℃,并保持70min。
最后将糖化液排出并送入过滤槽进行过滤。
这一糖化过程称双醪浸出糖化法,双醪浸出糖化法糖化曲线图5。
糖化时,温度通过冷却水进行控制;pH通过添加磷酸来控制,同时还需添加一些添加剂和酶。
其中添加剂主要是CaCl2,它在进料三分之一时加入;在加入CaCl2之后要加入磷酸调节pH,是并醪结束后5min醪液的pH在5.4—5.6之间;再加入乳酸调节pH后还要加入相应的酶,包括β-葡聚糖没、中性蛋白酶以及木聚糖酶,加入的量视具体要求而定。
图5双醪浸出糖化法糖化曲线图
5.2.3过滤
糖化结束后,必须将糖化醪尽快地进行固液分离,即过滤,从而得到清亮的麦汁。
麦汁过滤分两步进行:
一是以麦糟为滤层,利用过滤的方法提取出麦汁,称第一麦汁或过滤麦汁);二是利用热水冲洗出残留在麦糟中的麦汁,称第二麦汁或洗涤麦汁。
过滤后固体部分称为“麦糟”,液体部分为麦汁,是啤酒酵母发酵的基质。
糖化醪过滤是以大麦皮壳为自然滤层,采用重力过滤器或加压过滤器将麦汁分离。
麦汁过滤最常用的是过滤槽法。
过滤槽的槽身内安装有过滤筛板、耕刀等,槽身与若干管道、阀门以及泵组成可循环的过滤系统,利用液柱静压为动力进行过滤。
麦汁的粘度和过滤层的厚度影响过滤速度。
在过滤过程中要适时取样,检测第一麦汁的浓度和浊度,不同品种的啤酒有不同的要求,例如华润14°行吟阁要求,第一麦汁浓度为17.5°±0.5°,浊度≤12EBC。
过滤时洗槽水温一般为70℃~80℃之间,洗槽水pH一般为5.5~6.0,要求洗槽后残糖浓度在1.0-1.5之间,总过滤时间不少于120min。
另外,在糖化醪送入过滤槽之前要用脱氧水进行引酒,首先要用脱氧水填充管道,排进管内空气并置换至溶解氧<60μg/L,再用CO2顶吹10-15min。
脱氧水制备采用CO2滤芯杀菌,要求蒸汽压0.1MPa,温度121℃杀菌30min,杀菌前要排尽气凝水,杀菌后要用CO2吹干5min
5.2.4煮沸
将过滤后的麦汁送入煮沸锅进行煮沸,煮沸麦汁有多个目的:
蒸发多余的水分;破坏酶的活性,终止生物化学反应,固定麦汁组成;将麦汁灭菌;浸出酒花中的有效成分;使蛋白质变性凝固等。
一般采用低压动态煮沸,其要求是常压3min,低压动态35min(5次动态,每次升压4min,降压3min),后常压7min;锅内压力要求升压0.015mPa,降压0.005mPa;煮沸后要求满量浓度为13±0.1°,交酒浓度≥13.8°;煮沸强度一般≥5%;煮沸时间约为40~50min
另外,煮沸过程中要加入啤酒花,啤酒酒花可以赋予啤酒爽口的苦味和特有的香味,促进蛋白质凝固,提高啤酒的非生物稳定性,同时还有利于啤酒泡沫和起到抑菌作用。
在酒花的化学组分中,对啤酒酿造具有重要意义的三大主要成分是酒花树脂、酒花油和多酚物质。
酒花可以是固体酒花也可以是液体的酒花浸膏,如是固体就需将其先加入到酒花储罐内通过醪液回流的方式加入煮沸锅;若是酒花浸膏,就直接加入。
酒花的加入量视満量时麦汁的苦味而定,一般在煮沸20±1min左右加入。
最后在煮沸前15min左右要添加卡拉胶,在煮沸结束交酒前加入七水硫酸锌。
卡拉胶的主要作用是起絮凝的作用,以利于后续的沉淀。
5.2.5回旋沉淀
发酵前必须除掉热凝固物。
热凝固物主要是蛋白质与多酚物质的复合物,另外吸附一些酒花树脂和无机物,若带入发酵醪中,可能会黏附在酵母细胞表面,将影响酵母的正常发酵,影响啤酒色度、泡沫性质、苦味和口感稳定性。
这些热凝固物是通过回旋沉淀槽除去。
回旋沉淀槽主要是利用离心力以一定的速度将煮沸醪切向泵如回旋沉淀槽,从而将固体物质分离沉淀。
在交酒之前要给沉淀槽通脱氧水,在沉淀时要通入CO2进行填充。
5.2.6冷却
将从回旋冷却槽出来的热的麦汁送入薄板冷却器进行冷却,冷却后的麦汁送入发酵车间进行发酵处理。
冷却的目的有三个,一是降低麦汁温度,使之达到适合酵母发酵的温度;二是使麦汁吸收一定量的氧气,以利于酵母的生长增殖;再就是析出分离麦汁中的冷、热凝固物,改善发酵条件提高啤酒质量。
冷却用的薄板冷却器每两块板为一组,中间用橡胶圈密封,以防相互渗漏,麦汁和冷媒从薄板冷却器的两端进入,在同一块板的两侧逆向流动。
由于薄板上的波纹使麦汁和冷媒在板上形成湍流,从而使传热效率大大提高,达到冷却的目的。
工作时先将酿造水冷至1~2℃作为冷媒,与热麦汁在板式换热器中进行热交换,结果使95~98℃麦汁冷却至6~8℃去发酵,而1~2℃酿造水升温至80℃左右,进入热水箱,作糖化用水。
其优点是冷耗可节约30%左右,冷却水可回收使用,节省能源。
5.3发酵车间
华润雪花啤酒厂有三个发酵车间,新厂发酵、老厂发酵和纯生发酵,老厂共有64个罐,新厂有52个罐,纯生有18个罐。
发酵车间主要包含以下生产工艺流程:
冷麦汁→发酵→过滤→送包装
5.3.1发酵
将从薄板冷凝器送过来的冷麦汁送入发酵罐,然后从酵母添加罐向发酵罐中添加酵母,即开始发酵。
啤酒发酵是在啤酒酵母体内所含的一系列酶类的作用下,以麦汁所含的可发酵性营养物质为底物而进行的一系列生物化学反应。
通过新陈代谢最终得到一定量的酵母菌体和乙醇、CO2以及少量的代谢副产物如高级醇、酯类、连二酮类、醛类、酸类和含硫化合物等发酵产物。
这些发酵产物影响到啤酒的风味、泡沫性能、色泽、非生物稳定性等理化指标,并形成了啤酒的典型性。
啤酒发酵分主发酵(旺盛发酵)和后熟两个阶段。
在主发酵阶段,进行酵母的适当繁殖和大部分可发酵性糖的分解,同时形成主要的代谢产物乙醇和高级醇、醛类、双乙酰及其前驱物质等代谢副产物。
后熟阶段主要进行双乙酰的还原使酒成熟、完成残糖的继续发酵和CO2的饱和,使啤酒口味清爽,并促进了啤酒的澄清。
在酵母进入发酵罐前,先要往发酵罐中充入氧气,使原麦芽汁中氧的浓度为10mg/L,以促进酵母的生长繁殖。
发酵在八个小时内发生并以加快的速度进行,积聚一种被称作"皱沫"的高密度泡沫。
这种泡沫在第3或第4天达到它的最高阶段。
从第5天开始,发酵的速度有所减慢,皱沫开始散布在麦芽汁表面,必须将它撇掉。
酵母在发酵完麦芽汁中所有可供发酵的物质后,就开始在容器底部形成一层稠状的沉淀物。
随之温度逐渐降低,在8~10天后发酵就完全结束了。
整个过程中,需要对温度和压力做严格的控制。
当然啤酒的不同、生产工艺的不同,导致发酵的时间也不同。
通常,贮藏啤酒的发酵过程需要大约6天,淡色啤酒为5天左右。
发酵结束以后,绝大部分酵母沉淀于罐底。
一般将这部分酵母回收起来以供下一罐使用。
除去酵母后,生成物"嫩啤酒"被泵入后发酵罐(或者被称为熟化罐中)。
啤酒在后发酵罐中冷却至0℃左右,调节罐内压力,使CO2溶入啤酒中。
贮酒期间残存的酵母、冷凝固物等逐渐沉淀,啤酒逐渐澄清,CO2在酒内饱和,消除双乙酰、醛类以及二氧化硫等嫩酒味,使啤酒口味纯正,适宜饮用。
而且在后发酵罐中完成残糖的最后发酵,增加啤酒的稳定性。
在贮酒期间应尽可能使酒液处于还原态,降低含氧量。
啤酒成熟的时间随啤酒品种的不同而异,一般在7~21天。
经过后发酵而成熟的啤酒送入过滤机,在过滤机中将所有剩余的酵母和不溶性蛋白质滤去。
整个发酵过程温度、pH控制都是有微机自动检测控制。
在发酵过程中会产生大量的CO2,华润雪花啤酒厂将发酵产生的CO2回收后溶于成熟的啤酒中,这样做达到了节能减排的目的。
5.3.2过滤
待啤酒发酵成熟后将其送入过滤机进行过滤。
啤酒过滤一般采用双重过滤工艺,在-1℃下进行。
一般先进行硅藻土预涂,再进行过滤。
在过滤时不断添加硅藻土起到连续更换滤层的作用,以保证过滤的快速进行。
分3次添加硅藻土。
过滤的目的有三个,一是除去酒中的悬浮物,改善啤酒外观,使啤酒澄清透明,富有光泽;二是除去或减少使啤酒出现浑浊沉淀的物质(多酚物质和蛋白质等),提高啤酒的胶体稳定性(非生物稳定性);再就是除去酵母或细菌等微生物,提高啤酒的生物稳定性。
过滤过程中,发酵罐中的啤酒首先经过冷凝后进入缓冲罐中使酒液的流速平稳,酒液在硅藻土搅拌机中与硅藻土混合,若酒液太浓,酒液先与脱氧水混合再与硅藻土结合,混合液进入硅藻土过滤机,硅藻土形成滤饼,
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