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1、传统啤酒发酵工艺The manuscript was revised on the evening of 2021传统啤酒发酵工艺当被冷却的麦汁添加入酵母后，就是意味着发酵已经开始。在整个发酵过程中，酵母 经历有氧呼吸和无氧发酵两个主要阶段。这两个阶段相互联系，密不可分。啤酒发酵过程充分地利用了酵母的特性，在发酵开始时，让酵母在溶氧麦汁中大量繁 殖，并积累能量，保证了在无氧条件下产生乙醇所需要的菌体数量和能量需要。控制麦汁 溶氧和酵母添加量是啤酒发酵过程工艺控制的关键因素。传统啤酒发酵一般分为前发酵，主发酵，后发酵三个阶段，一、前发酵。接入酵母的麦汁（7-8C ）进入前发酵后，酵母经过数小时生
2、长带缓期后，才能开始进 入生长繁殖，当细胞浓度达到2X107个/ML。麦汁表面开始气泡，这个阶段被称为前发 酵。前发酵时间随接种温度，接种量变化而变化。低温发酵约为16-20h，中温发酵12一 14h。前发酵阶段，酵母降糖较缓慢，由于酵母代谢作用，发酵液温度会自然升高一C.前 发酵结束后，将发酵液打入主发酵室。二、主发酵。主发酵在绝热良好，清洁卫生的发酵室内进行，室内安装通风系统。主发酵多采用开 放式方形或圆形，有木制，钢制，铝制和混凝土制发酵容器，主发酵阶段发酵温度为56 度。主发酵前期为酵母繁殖阶段。酵母通过呼吸作用利用可发酵糖，当达到一定发酵度 后，发酵速度逐渐减慢，表现在乙醇含量迅速增
3、加。而降糖速率减慢，PH值变化减小，二 氧化碳产量减小，此时酵母开始凝聚并开始沉淀，悬浮的酵母细胞密度逐渐下降。1、主发酵工艺过程：接种，将麦汁冷却至接种6度左右，待部分麦汁流入酵母繁殖槽，将所需的酵母按麦 汁量的 (体积分数)加入，也可以将酵母在冷却麦汁管用定量泵直接加入麦汁中，加入的 酵母要与麦汁混合均匀，有利于酵母起作用。麦汁通风，用无氧器将无菌空气通入冷却麦汁中，为了使溶氧达到要求，通过特殊喷嘴 或用微孔钛棒和陶瓷棒，使空气尽可能地分散进入麦汁，并与麦汁充分混合，也可让冷却 麦汁与空气接触后经过文丘里管，达到麦汁与空气充分接触的目的，麦汁溶氧应控制在 8mg/L左右。麦汁加满后，酵母经
4、繁殖20h，发酵麦汁中释放大量的二氧化碳，并在麦汁表面形成一 层白色泡沫，这时需要换槽，将发酵麦汁泵入发酵槽，目的是将沉淀在槽底部的酵母细 胞，蛋白质凝固物和酒花树脂等杂质与发酵麦汁分离开。换槽后，麦汁中的溶氧基本上被酵母所消耗，酵母开始进入厌氧发酵阶段，发酵进行至 23天，发酵液的温度升至规定的发酵最高温度，此时启动槽内的冷却管，通入2度左右 的冰水，使之不超过规定的最高温度，并维持23天，此时为发酵的旺盛期，降糖很快， 每日酒液外观浓度下降%一%。经过降糖高峰期后，冷却量开始逐步加大，使发酵温度回降，降糖也逐渐减慢。按工艺 要求发酵温度下降应与降糖情况相一致，主发酵结束时，一般.12%的麦
5、汁下酒外观浓度控 制在%，下酒温度控制在%度，在主发酵最后一天要急剧降温，这有利于酵母的沉降 和酵母的回收。2、主发酵过程控制温度和降糖速度是主发酵需要控制的技术参数，温度的高低对发酵影响很大，而降糖 速度可以反映出发酵是否正常及发酵进行的程度。(1) 温度控制。接种温度一般控制在58度，接种温度的确定主要是根据酵母，酵母添加量以及制造 啤酒的类型来确定。发酵温度的高低是相对而言的，最高温度89度为低温发酵，而 1013度高温发酵，采用低温发酵所产生的啤酒质量较好，主要是在发酵过程所形成的副 产物，特别是高级醇和酯较多，泡沫状况良好，口味醇厚性比较突出。而高温发酵，发酵 周期被缩短，设备利用率
6、高，经济上比较合理，但发酵产生的副产物较多，口味较低温发 酵差。主发酵结束温度一般控制在45度，从最高发酵温度向主发酵温度结束的降温过程中， 应采用缓慢降温的方法，由于酵母对急剧降温很敏感，所以每天降温不得超过1度，而且 降温要均匀，降低温度使酵母开始凝聚并沉淀，但酒液中还有一定量的悬浮酵母细胞，它 们对双乙酰还原及后发酵至关重要。(2) 降糖速度。在酵母添加量及通风景一定的条件下，酵母降糖速度是受发酵温度控制的，发酵工艺 确定后，正常发酵降糖速度呈有规律的变化。利用糖度计测定发酵不同阶段糖的变化情况，可以得到降糖曲线，了解发酵过程降糖规律，对指导生产非常重要。在工艺条件正常 的情况下降糖速度
7、出现异常，主要是酵母因使用代数过多，死酵母增加，酵母衰老，酵母 变异或出现污染杂菌情况引起的。三、后发酵。后发酵又称贮酒，其目的是完成残糖的最后发酵，增加啤酒的稳定性，饱充CO2,充 分沉淀蛋白质，澄清酒液；清除双乙酰、醛类及h2s等嫩酒味，促进成熟；尽可能使酒液 处于还原状态，降低氧含量。经主发酵后，酒液仍不够成熟，还有一部分浸出物需要继续 发酵，尤其生产淡爽型啤酒，应尽可能减少可发酵糖的含量，在主发酵阶段，二氧化碳被 排掉或被收回，使酒液中二氧化碳含量不足，这需要过后发酵使啤酒中所含二氧化碳达到 饱和水平，而由主发酵产生的挥发性物质如双乙酰，硫化氢等也经过后发酵和储酒液使其 含量减少至规定
8、的范围内，另外悬浮在酒液中的酵母凝聚和沉降以及发酵液析出物质的沉 淀，也是在后发酵和储酒过程中完成的。下面介绍下面啤酒发酵法后发酵的流程。(1) 下酒将主酵嫩酒送至后酵罐称为下酒。下酒时，应避免吸氧过多，为此先将贮酒罐充满无 菌水，在用CO2将无菌水顶出，当CO2充满时再由贮酒桶底部进酒液。此外，要求尽量一 次满罐，留空隙1015cm，以防止空气进入酒液。如果酒液被CO2饱和，由于有CO2溢 出，氧则难溶于酒液中。否则啤酒中存在过多的溶解氧易引起氧化混浊，并产生氧化味。(2) 管理下酒后，先开口发酵，以防CO2过多，酒沫涌出，23天后封罐。下酒初期室 温。C，若是外销酒，一个月后逐渐降至01C
9、。温度前高后低目的在于先使残糖发酵， 随后澄清。注意不能将不同酒龄的酒液共存一室，否则温度要求互相矛盾，无法控制室 温。一般老工艺12Bx外销酒贮酒时间为6090天，内销酒为3540天。贮酒期间，用烧杯取样观察，通常714天罐内酵母下沉。若长期酒液不清，应镜检。若 是酵母悬浮，则是酵母凝聚性差；若是细菌混浊，则属细菌污染，通常无法挽救，只能排 放；若是胶体混浊，原因是麦芽溶解度差，糖化蛋白分解不良，煮沸强度不够，冷凝固物 分离不良等因素造成。四、发酵过程物质转变(1) 糖类发酵在麦汁浸出中糖类约占90%左右。这些糖大部分是低分子糖，酵母可以利用许多单 糖，双糖和寡糖，而对聚糖，淀粉，纤维素则不
10、能利用，酵母酵解糖类是按下列顺序进行 的。单糖，葡萄糖，果糖，双糖，麦芽糖，蔗糖(不同酵母利用程度不同)三糖，棉籽糖，麦芽三糖（不是所有酵母都能利用）葡萄糖和果糖能直接渗透过酵母细胞壁并受酵母酸化酶作用而磷酸化。蔗糖则需要经由 酵母细胞壁分泌出来的蔗糖转化酶水解成葡萄糖和果糖后，才能进入酵母细胞进行发酵。 麦芽糖和麦芽三糖需与细胞壁分泌出的麦芽糖渗透酶结合才能进入细胞内。进入到酵母细胞内的各种可发酵糖，在有氧或无氧条件下均代谢生成丙酮酸。在有氧条 件下，丙酮酸有氧分解为两个阶段，首先丙酮酸经过氧化脱形成乙酰辅酶A，然后乙酰辅 酶A经TCA三酸循环，获得生物能量（38个ATP），生成CO2和H2
11、O，在循环中形成的多 种有机酸排泄于发酵液中。乙酰辅酶A也可经其他支路代谢作用，生成酶类和脂肪酸等。 丙酮酸在缺氧情况下生成乙醇和二氧化碳。在啤酒发酵过程中，约有96%可发酵糖转化为乙醇和二氧化碳，一%合成新细胞的碳 骨架，%转化为其他发酵副产物，这些副产物主要有甘油，琥珀酸，高级醇，乙醛，双乙 酰，乙酸，乙酸乙酯等。虽然副产物的量不大，但对啤酒的风味及口味影响却很大，这是 特别需要注意的。（2） 含氧物质的同化与转化酵母细胞的繁殖，必须通过吸收和同化麦汁中的含氧物质来实现，正常的酵母细胞分泌 蛋白质酶的能力很弱，对蛋白质很难利用，酵母所需要的氮源，主要依靠从麦汁中吸收氨 基酸和低分子肽来获取。酵母对氨基酸吸收也同酵母吸收糖一样，依赖于细胞壁分泌出的 氨基酸输送酶来完成，并且是按照一定的顺序来进行的。
