传统啤酒发酵工艺学习资料

《传统啤酒发酵工艺学习资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传统啤酒发酵工艺学习资料（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、传统啤酒发酵工艺学习资料 传统的啤酒发酵工艺分下面发酵和上面发酵两大类型。由于两种类型的发酵所采用的酵母菌种、发酵工艺和生产设备不同，其啤酒风味也迥然有异。一般说来，下面发酵啤酒的发酵过程分为主发酵和后发酵（包括贮酒和成熟）两个阶段，生产时间比较长；而上面发酵一般采用较高的温度，发酵速度较快。其发酵过程，大都只有主发酵，不采用后发酵，只是进行一些后处理，便于过滤和包装，生产时间较短。近年来，由于啤酒理论和发酵技术不断发展，传统的上面发酵和下面发酵工艺已经有了很大的改进，生产方式也有了很大的变化。例如：现在人们已经采用立式发酵罐生产上面发酵啤酒如小麦啤酒，并从罐的底部回收酵母，当然也可以用离心机

2、回收酵母；为了缩短生产周期，生产下面发酵啤酒时，也采用高了较高的主发酵温度，这样，大大缩短了后发酵即后熟的时间。这些新技术的出现，不仅保证了啤酒的质量，也显著地提高了啤酒的生产效率。 第一节 下面发酵主发酵传统的下面发酵法，主发酵容器安置在空气洁净、隔热良好和卫生清洁的前发酵间内。发酵间内墙和天花板均贴有磁砖或涂有防霉涂料；车间内有通风设施，以排除发酵产生的CO2；室温保持56；前发酵采用开放式或密闭式的发酵容器，发酵容器有圆形或方形两种，多由金属、木质（见图3.1）或混凝土（见图3.2）材料制成。后发酵罐则设置在后酵间内，啤酒在后发酵罐内进行后发酵或贮酒，贮酒间温度一般保持在l0之间。 前发

3、酵间和后发酵间内均设有良好的降温设施。降温方式多种多样，有氨直接蒸发的冷排方式；也有集中空调和冷风道的冷风方式；还有吊顶式冷风机冷却方式。 下面发酵的工艺特点是： （1）采用下面酵母，主发酵温度比较低，发酵进程比较缓慢，发酵的代谢副产物相对较少。主发酵完毕后，大部分酵母沉降于发酵容器底部。 （2）下面发酵啤酒的后发酵和贮酒期比较长，酒液澄清良好，CO2饱和稳定，酒的泡沫细腻，口味柔和，保质期较长。 一、主发酵的特点主发酵又称前发酵，简称前酵。前酵期为酵母繁殖阶段。酵母利用麦汁中的糖类、氨基氮以及麦汁中的溶解氧，通过呼吸作用获得生物能量，酵母细胞大量繁殖。在此阶段发酵液降糖速度较慢，氨基氮迅速被

4、同化，酵母细胞密度逐步上升。随着酵母细胞呼吸作用的进行，麦汁中的溶解氧很快被消耗殆尽，发酵液进入发酵阶段。这时发酵液降糖速度加快，释放的热量使酒温上升，需进行冷却。待达到一定的发酵度后，酵母开始凝聚沉淀，酒液中悬浮的酵母密度逐步下降，降糖速度减速缓，液面形成泡盖。撇去泡盖后，即可下酒至后酵贮酒罐，开始进行后发酵。下酒前，要回收酵母，对酵母进行处理后可再用于生产。酵母的代谢副产物主要在主发酵期内形成。图3.1 古老酿造车间的木酒桶图3.2 混凝土结构的敞口发酵和密闭发酵传统的下面发酵方法有敞口发酵和密闭发酵两种方式，以敞口发酵更为普遍。两者的发酵工艺技术条件相差不大。与敞口发酵相比，密闭发酵的发

5、酵液与空气接触较少，杂菌污染的机率相对较低；形成的泡盖少，酒花树脂损失率小，酒花利用率相对较高；双乙酰前体物质乙酰乳酸的峰值也较敞口发酵者低，形成双乙酰的量较少。 以下介绍的主发酵工艺，均以传统的敞口发酵为例。二、传统的主发酵工艺过程 啤酒发酵的工艺控制不是一成不变的，每个国家，每个地区，甚至每个厂都有自己的具体情况，很难作统一的规定。现将传统的12麦汁低温下面发酵过程简述如下：（1）将麦汁冷却至接种温度6左右，待部分麦汁流入酵母繁殖池后，加入所需酵母，其量为麦汁体积量的0.5左右。也可用定量泵将酵母添加到管道里的冷麦汁中。采用这种酵母添加方式，酵母与麦汁充分混合，麦汁起发较快。（2）无菌空气

6、通过特制的充氧设备，使氧气分散细密，在管道中与麦汁充分混合，使氧气在麦汁中分散均匀。麦汁通风与麦汁冷却同时进行。接种后的麦汁，溶解氧含量应控制在8mgL左右。 （3）添加酵母后，繁殖池内加入麦汁至满池。麦汁液面应距繁殖池上口30cm处，以防溢出。 （4）酵母繁殖20h左右，麦汁表面会形成一层白色泡沫。这时要进行倒池操作，将发酵液从繁殖池泵入发酵池中。通过倒池，可分离出沉淀在繁殖池底部的死亡酵母细胞、蛋白质凝固物和酒花树脂等杂质。 （5）倒池后，麦汁中的溶解氧已全部被酵母消耗尽。酵母开始进行厌氧发酵。此后应定时检查发酵液温度和降糖情况。 （6）发酵23天左右，发酵液温度升至规定的最高发酵温度，发

7、酵进入旺盛期。这期间降糖速度快，外观糖度每天下降约1.52.0，温度逐渐上升，要适时开启冰水（2左右），按工艺要求控制温度23天。 （7）此后，冷却量逐步加大，发酵温度逐步回降。随着发酵的进行，降糖速度逐渐缓慢。一般12啤酒的下酒糖度控制在4.04.2，下酒温度控制在4.04.5。 （8）主发酵最后一天应急剧降温，使大部分酵母沉降池底，而后送入后酵罐，进行后发酵。发酵液中仅保留34106个/ml酵母细胞，以进行后发酵和还原双乙酰。 （9）回收沉淀的中层酵母，进行过筛洗涤，于低温（2左右）下保存，留作下批接种用。保存时间不宜超过2天，以防酵母细胞内肝糖逐渐消耗，导致酵母繁殖力下降，死细胞数增加。

8、 三、主发酵过程的现象和要求根据主发酵的外观现象，可将主发酵分为5个阶段，具体情况描述如下：1酵母繁殖期 添加酵母816h后，液面上出现二氧化碳小气泡，逐渐形成白色、乳状泡沫。酵母繁殖20h左右，即倒入主发酵池，分离沉淀于繁殖池底部的各种杂质。2起泡期 倒池45h后，在麦汁表面出现更多的泡沫，由四周渐渐拥向中间，洁白细腻，厚而紧密，如菜花状。此阶段发酵液的温度每天上升0.50.8，降糖0.30.5P，维持时间12天，不需人工降温。3高泡期 发酵23天后，泡沫增高，形成卷曲状隆起，高达2530cm，并因酒中酒花树脂和蛋白质-单宁复合物析出而逐渐变为棕黄色。高泡期一般维持23天，每日降糖1.5P左

9、右。4落泡期 发酵5天以后，发酵力逐渐减弱，二氧化碳气泡减少，泡沫回缩，酒中析出物增多，泡沫由棕黄色变为棕褐色。此时应控制酒温每日下降0.5左右，每日消糖0.50.8P，落泡期一般维持2天左右。5泡盖形成期 发酵78天后，泡沫回缩，形成一层褐色苦味的泡盖，覆于液面，厚度为24cm。泡盖系由泡沫、蛋白质-多酚物质复合物、酒花树脂、酵母细胞和其他杂质组成，应及时撇去，以防沉入酒内。此时，发酵已进入末期，每日降糖0.20.4P。急剧降温后，酵母大量凝集沉淀。此时，液面呈静止的暗褐色状。四、主发酵的技术数据主发酵的主要技术数据见表3.1。表3.1 下面发酵主发酵的技术条件 技 术 项 目技 术 数 据

10、发酵室温/冷麦汁温度/冷麦汁pH值酵母泥添加量/%酵母浓度/（细胞数m1）酵母使用代数酵母增殖时间h发酵过程中酵母最高浓度/（细胞数m1）主发酵最高温度主发酵时间/d冷却水温发酵终了温度下酒酵母浓度/（细胞数m1）主发酵终了时的pH值56675.25.60.40.6(1.01.5)107不超过7代20571077.59.07120.51.54510151064.24.4 五、发酵过程中的主要物质变化 1糖类的变化麦汁中所含糖类，随使用的原料和糖化方法不同而异。一般来说，麦汁中的总糖约占浸出物的90，而可发酵糖占总糖的80左右，其中葡萄糖和果糖约占总糖的10，蔗糖约占5，麦芽糖占4550，麦芽三

11、糖占1015。80%以上的可发酵糖在主发酵过程中为酵母所同化，或发酵为酒精和CO2及其他代谢产物，只残留少量麦芽糖和麦芽三糖留待后发酵中分解。至于麦汁中含4个葡萄糖基以上的寡糖，除去个别酵母菌，如糖化酵母（S.diastaticus）具有胞外淀粉葡萄糖苷酶，能分解四糖以上的寡糖外，对啤酒酵母来说，其寡糖含量基本不变。麦汁发酵过程中糖类的变化如表3.2所示。表3.2 麦汁发酵过程中糖类的变化 g/100ml糖 类麦汁 啤酒糖类麦汁 啤酒果 糖痕迹 07个葡萄糖基0.27 0.27葡 萄 糖0.48 痕迹8个葡萄糖基0.23 0.24蔗 糖0.44 09个葡萄糖基0.40 0.36麦 芽 糖3.5

12、5 0.2610个葡萄糖基0.23 0.23麦 芽 三 糖1.42 0.1211个葡萄糖基0.24 0.20麦 芽 四 糖0.55 0.5312个葡萄糖基0.09 0.105个葡萄糖基0.27 0.2513个葡萄糖基0.14 0.146个葡萄糖基0.23 0.2714个葡萄糖基 图3.3 主酵、后酵过程中浸出物浓度变化发酵过程中，在相同发酵条件下，发酵度随糖比非糖的数值而变化。即可发酵性糖含量愈高，发酵度也愈高。发酵速度则随发酵温度、发酵压力和酵母接种量而变化，发酵温度愈高，压力愈低，酵母接种量愈大，则发酵愈旺盛，发酵速度愈快。 主发酵结束时，嫩啤酒中还应存有1/61/8的可发酵浸出物，相当于

13、嫩啤酒的外观发酵度低于最终外观发酵度1012，如表3.3及图3.3所示。表3.3 不同发酵阶段的外观糖度和外观发酵度不同发酵阶段外观糖度外观发酵度原麦汁浓度主发酵完毕最终发酵度12.03.82.4068802含氮物质的变化 麦汁中含可同化氮和不可同化氮，两者的比例与啤酒质量有关。前者影响发酵进程和酵母代谢产物，从而影响啤酒的风味；后者则关系到啤酒的理化性能如啤酒的澄清、非生物稳定性和泡沫性能等等。在发酵过程中，麦汁中的部分氨基酸和低分子肽易被酵母同化，同时由酵母合成新的肽类和蛋白质。这些生物合成产物，其成分与原麦汁中所含的不同，对啤酒的风味和各项理化性能均产生影响。酵母通常消耗100140mg

14、/L氨基酸和低分子肽。在主酵或后酵期间，啤酒酵母除同化氨基酸外，也会分离出一部分含氮物质，如氨基酸和低分子肽，如其量约为其同化化氮的1/3，衰老的酵母更有此倾向。啤酒中含氮物质的75%来自麦汁，25%来自酵母分泌物。酵母分泌含氮物质有两种情况，其原因及作用如下：（1）主酵结束后营养物质此时大部分被耗尽，酵母仍是活体细胞，但生命过程减弱。此时酵母分离出一定范围内有利于口味圆润和醇厚的物质。属于这类物质的有：氨基酸、肽、维生素、磷酸盐、糖蛋白和酶。有酵母存在时啤酒口味会发生变化，有利于啤酒成熟。因此过早分离酵母会导致口味淡薄、干爽，即使后期还贮存很长时间，结果也一样。（2）贮酒期，酵母自溶酵母细胞借助自身的酶对自身物质进行不可逆的分解，会使啤酒口味明显变差，有酵母、杂醇油的异味，导致pH值上升，生物稳定性和胶体稳定性变差。酵母发生自溶，蛋白质分解物的70%，以氨基酸形式进入啤酒，因此，可通过氨基酸含量的异常升高确定酵母是否已经发生自溶。 从麦汁含氮总量看，发酵后