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1、原料篇酿造啤酒的四种基本原料水、麦芽、酒花、酵母。第一章 酿造用水水是啤酒酿造最重要的原料，酿造水被称之为“啤酒的血液”。世界闻名啤酒的特色都是由各自的酿造用水所确定的，酿造水质不仅确定着产品质量和风味，而且还干脆影响着酿造的全过程。因此，正确地相识和合理地处理酿造用水在啤酒生产中具有极为重要的意义。第一节 对水的质量要求 一、水的硬度及分类1水的硬度水的硬度是指溶解在水中的钙、镁离子以及碳酸根离子、碳酸氢根离子、硫酸根离子、氯离子和硝酸根离子所形成盐类的浓度。过去，我国水的硬度常以德国硬度（dH）表示，即每升水中含有10毫克氧化钙称为一度。现在，均以法定计量单位mmoL/L表示。2硬度的分类
2、硬度的分类方法有两种，见表1.1。（1）以碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度来分碳酸盐硬度即钙和镁的碳酸氢盐溶解于水形成的硬度。由于该硬度的水在加热煮沸时，可分解成溶解度很小的CaCO.3、MgCO3沉淀使水的硬度降低，所以该硬度又称为短暂硬度。非碳酸盐硬度是钙和镁的硫酸盐、硝酸盐或氯化盐等溶于水形成的硬度。由于加热煮沸也不沉淀，又称为永久硬度。（2）以钙硬和镁硬来分钙硬即钙盐所形成的硬度，镁硬即镁盐所形成的硬度。钙硬和镁硬是硬度指标的基础。表1.1总 硬总 硬钙硬镁硬碳酸盐硬度非碳酸盐硬度Ca(HCO3)2CaCL2Ca(NO3)2CaSO4Mg(HCO3)2MgSO4MgCL2Mg(NO3)2Ca(
3、HCO3)2Mg(HCO3)2CaSO4MgSO4CaCL2MgCL2Ca(NO3)2Mg(NO3)2二、水中离子对啤酒酿造的影响1水中离子与酸度的关系在啤酒生产过程中，麦汁和啤酒的pH值都干脆或间接受到水中离子的影响，水中各种离子对于pH值的影响主要通过以下几方面的作用。（1）消酸作用只有碳酸氢根离子具有消酸作用，在煮沸或其它化学变更过程中消耗氢离子，使pH值上升。 HCO3+H+ H2O+CO2（2）增酸作用钙、镁离子都具有增酸作用，其作用是通过相应的硫酸盐实现的。aCaSO4的增酸作用4K2HPO4+3CaSO4 Ca3(PO4)2+2KH2PO4+3K2SO4 CaSO4与碱性K2HP
4、O4反应，生成酸性KH2PO4和不溶性的Ca3(PO4)2，使醪液和麦汁的酸度增加。 bMgSO4的增酸作用 4K2HPO4+3MgSO4 Mg3(PO4)2+2KH2PO4+3K2SO4 因只有当加热时形成的Mg3(PO4)2才呈不溶状态。通常状况下酸性KH2PO4的生成量较少，所以MgSO4的增酸作用较弱。 由此可见，钙离子的增酸作用比镁离子强，其作用是镁离子的两倍。（3）降酸作用麦汁中酸性KH2PO4与水中碳酸盐反应生成碱性K2HPO4，从而使麦汁的酸度降低，水中碳酸盐均有这种降酸作用。 aCa(HCO3)2的降酸作用 当水中仅有少量或中等量的Ca(HCO3)2时，反应如下2KH2PO4
5、+ Ca(HCO3)2 CaHPO4+ K2HPO4+2H2O+2CO2 当水中有过量Ca(HCO3)2时，上述反应将接着进行，直至形成Ca3(PO4)24KH2PO4+3 Ca(HCO3)2 Ca3(PO4)2+2 K2HPO4+6H2O+6CO2bMg(HCO3)2的降酸作用2KH2PO4+Mg(HCO3)2 MgHPO4+K2HPO4+2H2O+2CO2通常酿造水中镁离子含量都较低，反应不能进行到生成Mg3(PO4)2，而只能生成MgHPO4，MgHPO4显碱性而且在水中是溶解状态，与碱性K2HPO4共同作用使酸度降低。由此可见，Mg(HCO3)2的降酸作用比Ca(HCO3)2强。2水中
6、离子对啤酒酿造的影响水的性质主要由水中所含离子性质所确定，这些离子对麦汁的组成、发酵性能和啤酒质量有不同程度的影响。详见表1.2。表1.2 水中离子对啤酒酿造的影响水中离子对啤酒酿造的影响钙离子其最大作用是调整糖化醪液和麦汁的pH值，爱护淀粉酶的活力，沉淀蛋白质和草酸根等。钠离子微量的钠有甜味，多量则呈碱性镁离子有苦涩味铁离子有铁腥味硫酸根离子过量的硫酸根离子会使啤酒口味淡薄、苦涩氯离子适量的氯离子能使啤酒口味圆满丰润，过量易腐蚀管道及设备三、对酿造用水的基本要求啤酒的酿造用水至少应达到表1.3所列各项指标的要求，这是保证生产正常进行、成品啤酒不致产生缺陷的基本条件。表1.3指 标要 求备 注
7、色无色有色的水是严峻污染水，不能用来酿造啤酒透亮度透亮，无沉淀与麦汁和啤酒的澄清度有关味无异味，无异臭有异味的水不能用来酿制啤酒，否则易使啤酒口 味恶劣 总硬度6.24mmoL/L视残碱度RA值而定非碳酸盐硬度/碳酸盐硬（2.53.0）/1钙硬镁硬3/1残碱度RA值0.891.79 mmoL/L人们更倾向于负值铁0.05mg/L铁含量过高，会导致麦汁色度加深，影响酵母生长和发 酵， 给啤酒带来铁腥味锰0.03 mg/L微量对酵母生长有利，过量则会使啤酒缺乏光泽，口味粗糙 硅酸盐（SiO2）20 mg/L含量过高，麦汁不澄清，影响酵母发酵和啤酒过滤，简洁引起啤酒混浊，使啤酒口味粗糙CL-200
8、mg/L含量适当，能促进淀粉酶作用，提高酵母活性，啤酒口味柔软、圆润。含量过高，易引起酵母早衰，使啤酒带有咸味，且简洁腐蚀设备SO42-300 mg/LNa+75 mg/L微量有甜味，含量过高则呈碱性NO3-25 mg/L 四、不同啤酒品种对水的残碱度RA值的要求水的残碱度RA值是酿造水质量指标中特别重要的一项，依据KoLbach残碱度的计算方法，人们可以预料水中降酸的HCO3-离子和增酸的Ca2+、Mg2+对于醪液、麦汁和啤酒pH值的影响程度，从而又可以推断糖化中各种酶的反应、物质分解过程、麦汁过滤时麦皮物质的洗脱和煮沸中酒花苦味质的变更状况。因此RA值是分析和评价水质、合理处理酿造用水的重
9、要依据之一。1水的残碱度RA值的计算方法（KoLbach法）（1）水的总碱度（GA） 水的碱度与水中硬度具有相同的表达意义。因为在多数状况下，碳酸氢根只与钙、镁离子结合成为相应的盐，所以当水中不含有NaHCO3时，水的总碱度实际就是水中碳酸盐硬度。（2）抵消碱度（AA） 抵消碱度是钙镁离子增酸效应所抵消的碳酸盐的碱度。从以下反应可以看出钙、镁离子与氢离子的定量关系。3Ca2+2HPO42Ca3(PO4)2+2H+ 即3moL的钙离子可以释出2moL的氢离子，但考虑到反应不完全的因素，实际计算须要附加系数，即Ca2+H+=72；又因镁离子的增酸效应只有钙离子的一半，所以又有Mg2+H+ = 71
10、的关系。 （3）RA值的计算公式 水的残碱度RA值是水中总碱度与抵消碱度的差。RA的计算公式为RA=GAAA=GA（钙硬/3.5+镁硬/7.0）注：GA、AA、RA、钙硬和镁硬的单位均为mmoL/L。2RA值与麦汁pH值的关系从RA值计算公式可以看出：当总碱度高于抵消碱度时，RA值为正值；当增酸效应强即抵消碱度高于总碱度时，RA值为负值；增酸效应愈强，RA值愈小，麦汁的pH值也愈低。当蒸馏水的RA = 0时，麦汁的pH值 = pH0（pH0为原水的pH值）当水的RA =1.79mmoL/L时，麦汁的pH值 = pH0+0.3当水的RA = 1.79mmoL/L时，麦汁的pH值 = pH00.3
11、水的残碱度RA值=1.79mmoL/L，可使麦汁的pH值波动0.3，由此可见RA值对麦汁和啤酒的pH值有着干脆的影响。3水的RA值对啤酒生产过程的影响 如前所述，水的RA值凹凸，会使醪液和麦汁的pH值上升或降低，由此对啤酒的生产过程产生一系列的影响。（1）对酶的影响在糖化过程中pH值对各种酶尤其是淀粉酶有显著的影响。在pH5.25.8的范围内pH值愈低，酶作用愈好。当pH值高时，淀粉酶受到抑制，糖化时间延长，最终发酵度也会因淀粉酶的钝化而降低，葡聚糖酶也表现出较低的活性，从而导致麦汁粘度上升，同时内肽酶只分解出少量的可溶性氮，使蛋白质分解为氨基酸的速度减慢；当pH值在66.2时，氨肽酶和二肽酶
12、的活力几乎全部丢失；磷酸酶也同样受到抑制，因此只有少量的无机磷酸盐从有机磷酸盐（如肌醇六磷酸钙镁）分解出来，与碳酸氢盐反应形成磷酸盐沉淀，导致麦汁中磷酸盐含量明显削减，降低了麦汁中的缓冲实力。（2）对糖化收得率的影响 由于酶的作用受到抑制，麦汁的粘度上升，因此出现过滤困难和洗糟不净问题，一般可使糖化收得率降低23。 （3）对麦汁性质的影响 当醪液的pH值较高时，第一麦汁和洗糟水会将麦皮中对口味不利的物质洗脱，象聚合指数较高的多酚，致使成品啤酒的色度上升，口味生硬、淡薄；某些在酸性亲件下凝集的蛋白质在较高的pH值下凝集不利，使啤酒易形成混浊。 （4）对酒花苦味质利用率的影响pH值高时，酒花的利用
13、率较高，但苦味较粗糙，很多对口味有害的物质从酒花中浸出，会使啤酒产生刺激口味，如水的RA较高时，建议酒花的添加量应适当削减。（5）对发酵的影响前面已经说过，糖化过程中较高的pH会抑制麦芽中很多酶的作用，而使麦汁中氨基酸不足和麦汁粘度上升，这也会给发酵带来不利的影响。氨基酸不足会降低发酵速度；粘度高的麦汁中往往含有高分子蛋白质，这些蛋白质附着在酵母细胞表面上，使酵母过早地形成块状沉淀而沉降下来，所以啤酒的真正发酵度与最终发酵度差距较大，成品啤酒的组成不志向，泡沫性能和稳定性也较差。4不同的啤酒品种对水的残碱度RA值的要求不同的啤酒品种对水的残碱度RA值有不同的要求，见表1.4。表1.4啤酒品种对
14、RA的要求浅色啤酒RA0.89mmoL/L深色啤酒RA0.89 mmoL/L黑色啤酒RA1.78mmoL/L酿造浅色啤酒对水质的要求较高，RA值应小于0.89mmoL/L。从理论上讲，水的RA值等于0.89mmoL/L已能满足浅色啤酒的生产要求，但是随着人们对浅色啤酒低色度的追求，人们希望水的RA值更低甚至是负值。表1.5是世界上四种典型啤酒酿造水的分析。表1.5啤酒品种项目慕尼黑（Muenchen）比尔森 （PiLsen）多特蒙德（Dortmund）维也纳（Wien）总硬度 (mmoL/L )2.640.297.366.88碳酸盐硬度 (mmoL /L)2.530.233.005.51非碳酸盐硬度 (mmoL /L)0.110.054.371.37钙硬 (mmoL /L)1.890.186.544.07镁硬 (mmoL /L)0.750.110.822.82RA (mmoL /L)1.890.161.023.94SO42 (mg/L)9.05.2290
