酿造酒工艺学教材.doc

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PS：（1）、本word为pdf的无删改版（2）、本word中红色加粗字为pdf上标了红色的要点以及老师上的最后一节课的考点3）、祝大家考试成功第一章 啤酒1、啤酒的定义：啤酒是以麦芽为主要原料，添加酒花，经酵母发酵酿制而成的，是一种含二氧化碳、起泡、低酒精度的饮料酒第二章 原料第一节、大麦1、啤酒的四大原料：大麦：啤酒的灵魂；酒花：绿色的金子；酵母：酿酒小精灵；水：啤酒的血液2、大麦适合于酿酒：（1）大麦便于发芽，并产生大量的水解酶类（2）.大麦种植遍及全球（3）.大麦的化学成分适合酿造啤酒（4）.大麦非人类食用主粮3、大麦组成：胚、胚乳、谷皮4、大麦的化学成分1）淀粉：是大麦的主要贮藏物，存在于胚乳细胞壁内2）半纤维素和麦胶物质：-葡聚糖分解完全与否是麦芽溶解好坏的标志它的存在造成过滤困难，也是啤酒非生物混浊的成分之一3）蛋白质4）多酚类物质：多存在于谷皮中，对发芽有一定的抑制作用，使啤酒具有涩味浸麦过程可以加石灰、碱或甲醛将其部分浸出易和蛋白通过共价键交联作用而沉淀析出5、啤酒酿造对大麦的质量要求（1）感观有光泽、新鲜稻草香味、皮薄、麦粒短胖、夹杂物少2）物理检验千粒重为3040g，85%麦粒的麦粒腹径大于2.8mm，粉状粒为80%以上。

3）化学检验水分含量低于13%，蛋白质含量为912%，浸出物一般为7280%6、大麦的贮藏新收获的大麦水分高，有休眠期，发芽率低，需经一段后熟期才能食用，一般需68周，才能达到应有的发芽率提高大麦发芽率的方法：a.贮藏于15下，能促进大麦生理变化，缩短后熟期b.用80170热空气处理大麦3040s，能改善种皮透气性，促进发芽c.用高锰酸钾、甲醛或赤霉酸等浸麦可打破种子休眠期第二节、啤酒糖化的其他原料一、啤酒生产中使用辅助原料的意义1.降低啤酒生产成本2.降低麦汁总氮，提高啤酒稳定性3.调整麦汁组分，提高啤酒某些特性二、啤酒辅料的特性1、大米大米淀粉含量高，含脂肪低，并含有较多泡持蛋白，用之酿造的啤酒色泽浅、口味纯净，泡沫洁白细腻，泡持性好，是一种优良的啤酒辅料但其颗粒小，结构紧密，糊化困难，需要较多的酶参与才能糊化、液化2、玉米颗粒大，易糊化，直链淀粉含量较高但脂肪含量太高，影响啤酒的风味和泡沫，必须进行脱脂处理3、小麦小麦是世界播种面积最大的谷物，我国也是世界小麦主要生产国，利用它作辅料麦汁总氮和-氨基氮均比大米高，发酵快但过滤和煮沸麦汁略混浊4、淀粉可将玉米、木薯等制成淀粉再利用，但其价格高于原粮，不如原粮经济。

5 、蔗糖和淀粉糖浆用糖补充浸出物，可直接加入麦汁煮沸锅中，工艺简单、使用方便特别适用于高发酵度、淡色、爽口型啤酒酿造中制造高浓度麦汁第三节、啤酒花及其制品酒花是啤酒的通用香料能赋予啤酒柔和优美的芳香和爽口的微苦味，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1、 酒花的主要成分对啤酒酿造有特殊意义的酒花的三大成分为：苦味物质、酒花精油和多酚1、苦味物质主要指-酸、-酸及其一系列氧化、聚合产物，通称“软树脂”酸占511，啤酒中苦味和防腐力主要来自-酸，是衡量酒花质量的重要标准酸占511，苦味及防腐能力低于-酸，易氧化形成-软树脂，其能赋予啤酒柔和苦味2、酒花精油蒸馏后为黄绿色油状物，是啤酒重要的香气来源，易挥发，是啤酒开瓶闻香的主要成分啤酒的酒花香气是由酒花精油和苦味物质的挥发组分降解后共同形成的3、多酚物质占48，它们的作用为：（1）在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物；（2）在麦汁冷却时形成冷凝固物；（3）在后发酵和贮酒直至灌瓶以后，缓慢和蛋白质结合，形成汽雾浊及永久混浊物；（4）在麦汁和啤酒中形成色泽物质和涩味4、酒花的贮藏（1）压榨酒花的处理：新采收酒花(含水7580% )热空气干燥(含水68% )花梗脱落回潮(含水10%)压制打包 （2）压榨酒花应在低温（长期保藏在-8，周转保藏也应在0一下）、隔绝空气、避光及有防潮措施的条件下贮藏。

贮藏温度高会引起酒花油的挥发、氧化，使酒花香气变差，软树脂逐步氧化聚合成无酿造价值的硬树脂4、酒花制品：酒花粉、颗粒酒花、酒花浸膏第四节啤酒酿造用水1、啤酒的绝大部分成分是由水构成的，好水出好酒,已经是人们经过许多年验证的真理随着全球工业化的发展和人口的增加，地球上优质纯净水资源越来越频乏因此，不少厂家开始计划开发原始地区，开发千年冰川甚至南极，以求获取酿造啤酒所需要的纯净，硬度适中的水源但远水始终不能解近渴，保护环境，珍惜自然资源，才是解决问题的关键2、包括加工水和洗涤、冷却水两部分，前者又称酿造水3、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4、不利于酿造的离子：二价铁离子若啤酒中含铁离子大于0.5mg/L，泡沫不洁，加速啤酒的氧化混浊，当大于1mg/L，使啤酒着色，形成空洞感，铁腥味洗涤酵母水会使酵母早衰重金属离子是酵母的毒物，会使酶失活，并使啤酒混浊亚硝酸离子是强烈致癌物质，也是酵母的强烈毒素，在糖化时会破坏酶蛋白，抑制糖化余氯是强烈氧化剂，破坏酶的活性，抑制酵母硅酸盐：会和蛋白质结合形成胶团吸附在酵母上，降低发酵度，并使啤酒过滤困难5、适量存在有利于酿造啤酒的离子：钙、镁离子、钠和钾离子、硫酸根离子。

第三章、麦芽制备目的在于使大麦发芽，产生多种水解酶类，以便通过后续糖化，使大分子淀粉和蛋白质得以分解溶出而绿麦芽经过烘干将产生必要的色、香和风味成分清选分级浸麦发芽干燥除根第一节、大麦的清选和分级1、 清选：主要是除去尘土（环境污染和微生物感染），沙石、铁屑、木屑（磨损机器），杂草、破伤粒（产生霉变）、草子、杂谷（影响麦芽的质量）2、 分级：按腹径大小不同分成三个等级第二节、大麦的浸渍一、浸麦的目的1、使大麦吸收充足的水分，达到发芽的要求一般含水必须达到4348，才能使胚乳充分溶解，发芽均匀2、水浸的同时，可以充分洗涤、除尘、除菌3、在浸麦水中适当添加石灰乳、碳酸钠、氢氧化钾、甲醛等任何一种化学药物，可以加速酚类、谷皮酸等有害物质的浸出，促进发芽，缩短制麦周期，适当提高浸出物二、浸麦理论及影响因素1、大麦的休眠和水敏感性(1)种子的休眠：凡具有生活力的种子停留在不能萌发的状态中就称为种子休眠种子之所以具有休眠特性是植物适应环境的一种表现大麦同样具有特殊的休 眠机制2)水敏感性：大麦吸收水分至某一程度发芽受到抑制的现象水敏感性和休眠现象都是发芽技术型阻碍出现此现象的直接原因之一是:在大麦表面形成水膜，它阻碍了氧进入内部，因此，采用断水通风，既消除了水膜，也提供了氧，若配合喷雾则水氧齐备。

2、大麦的吸水速度与麦粒的大小直接相关，麦粒越小，吸水越快与温度也有关，温度高吸水快但浸麦温度取决于麦芽质量，且高温易滋生微生物，一般水温为14183、通风与吸氧大麦吸水后呼吸强度激增，需大量供氧，故浸麦过程必须定时通风供氧4、浸麦用水及添加剂浸麦耗水量为大麦的39倍，不合理的用水，会提高成本，增加排污负荷浸麦水必须符合饮用水标准浸麦水中添加0.1%的石灰或NaOH有杀菌、浸出多酚的功效，而添加甲醛更可抑制根芽生长5、浸麦度浸渍后的大麦含水率叫浸麦度，一般为4348 浸麦度=（浸麦后质量原大麦质量）原大麦水分浸麦后质量 100 可溶性氮和蛋白溶解度增加 pH值下降 浸麦度上升 粘度下降 水解酶活力上升 总损失上升三、浸麦方法1、湿浸法将大麦单纯用水浸泡，不通风供氧，只定时换水此法吸水较慢，发芽率低2、间歇浸麦法浸水、断水交替进行，通风排CO2，能提高水敏感性大麦的发芽速度，缩短发芽时间，提高发芽率3、喷雾浸麦法用喷雾浸麦法比较有效，特点是耗水量少，供氧充足，发芽速度快一方面保持了麦粒表面的水分，也带走了产生的热量和二氧化碳，还可以保持空气与麦粒的接触，明显缩短了浸麦发芽的时间第三节大麦的发芽大麦发芽的过程即为各种水解酶激增，淀粉、蛋白质、半纤维素等大分子物质分解的过程。

发芽过程必须准确控制水分和温度，适当通风供氧赤霉酸对酶形成的诱导：发芽开始，胚部的叶芽和根芽开始发育，同时释放赤霉酸，并向糊粉层分泌，由此诱发出一系列水解酶的形成故赤霉酸是促进水解酶形成的主要因素一、大麦和麦芽中的酶类1、-淀粉酶-淀粉酶作用于淀粉分子内任意-1,4键使淀粉分子迅速液化，产生较小分子的糊精及少量的界限糊精、麦芽糖和葡萄糖，又称液化酶或糊精化酶2、-淀粉酶是一种含-SH基的外酶，作用于淀粉分子的非还原性末端，依次地水解一分子麦芽糖，故作用速度缓慢由于同样不能水解-1,6键，其生成产物还有界限糊精它可以协同-淀粉酶实现快速糖化的作用3、支链淀粉酶主要作用于支链淀粉及糖原的界限糊精的内部-1,6键，是降低麦汁中支链糊精的酶4、蛋白分解酶是分解蛋白质肽键一类酶的总称，可分为内肽酶和端肽酶（羧肽酶和氨肽酶）两类5、半纤维素酶类是麦芽溶解的先驱者，可有效水解细胞壁的主要组成成分半纤维素和大麦胶最主要的是-葡聚糖酶的作用，因为-葡聚糖在麦汁过滤、成品酒过滤乃至酒的稳定性等方面都可能引起干扰，而通过-葡聚糖酶彻底分解-葡聚糖可以克服此困难二、大麦发芽过程中物质的变化1、物理及表观变化浸麦后麦粒吸水膨胀，体积约增加1/4，此外由于大分子物质逐步被降解，麦粒由坚硬富于弹性变成松软。

合成新的组织：根芽和叶芽2、糖类的变化最主要的是淀粉的相对分子质量有所下降，可溶性糖有所积累由于酶的形成和呼吸造成的淀粉损失为48%3、蛋白质的变化部分蛋白质分解为肽和氨基酸，分解产物分泌至胚，用于合成新的根芽和叶芽，因此，蛋白质有分解也有合成但分解是主要的4、半纤维素和麦胶物质的变化实质上是-葡聚糖和戊聚糖的降解，亦即细胞壁的分解，细胞壁溶解的好坏，影响到胚乳的溶解5、胚乳的溶解淀粉酶 淀粉被分解 细胞壁内蛋白质被分解 蛋白酶 细胞壁间蛋白质 细胞壁被分离 细胞壁被隔离 半纤维素四、影响发芽的因素及其改进确定工艺的标准是：保证麦芽质量、制麦损失小、浸出物高、能源消耗低、排污少、生产周期短等1、温度通常将浸麦和发芽温度合并称为制麦温度1）低温制麦1216，发芽均匀、呼吸损失少、水解酶活力高、浸出物较高、制麦损失低、色度低但将明显延长制麦时间2）高温制麦1822，制麦时间短、形成色素但制麦损失高、浸出物低、水解酶活力低，麦芽溶解不良、过滤性能差、色度偏高其中，最突出的缺点是麦汁过滤性能差2、水分（浸麦度）通常制麦用4546的浸麦度，高浸麦度能提高淀粉和蛋白质的溶解度，有利于形成色素3、通风量发芽前期及时通风供氧、排二氧化碳，有利于酶的形成。

但通风量不是越大越好，在发芽后期适当减少通风量抑制胚芽发育，减少制麦损失，利于麦芽溶解4、赤霉酸和溴酸钾的作用赤霉酸有诱导水解酶形成的作用，通过外加赤霉酸可缩短制麦周期，配合赤霉酸再外加溴酸钾，可以抑制胚芽生长，降低制麦损失5、浸麦水中加碱可以溶出谷皮中部分多酚物质，吸收二氧化碳，杀菌第四节绿麦芽的干燥发芽后的麦芽不易储存，需将绿麦芽干燥至水分降至5以下：1 绿麦芽停止生长和酶的分解作用，2 除去多余的水分，防止腐烂，便于运输3 使根部干燥便于除去，并增加麦芽的色，香，味一、干燥过程中物质的变化1、水分下降(1)凋萎：即使麦根萎缩，失去生命力而脱落主要排除游离水分大风量排潮 5060 绿麦芽水分含量:4146 10左右 (2)焙焦：高温维持23h，主要排除结合水浅色麦芽8285 深色麦芽95105麦芽水分含量：10 5以下 2、酶的变化酶对温度的抵抗力，与麦芽含水分高低直接相关干燥前期必须用低温，尽快排潮，后期逐渐升温，终止酶的作用3、糖类的变化干燥前期，水解酶继续催化淀粉水解，糊精和低分子糖有所增加4、蛋白质的变化干燥初期蛋白质继续分解，低分子氮略有增加5、类黑素的形成是麦芽的重要风味物质，对麦芽的色、香、味起决定性作用。

是还原糖与氨基酸和简单含氮物在较高温度下相互作用形成的氨基糖6、二甲基硫的形成是影响啤酒风味的不良成分，有半胱氨酸受热分解形成7、亚硝胺的形成公认的致癌物质，在麦芽制备过程有微量形成，因很稳定，以至残留于啤酒中8、浸出物的变化麦芽经过干燥浸出物有所损失，且损失量随干燥温度的升高而增多这是由于：凝固性氮析出部分不溶的类黑色素生成酶被破坏第四章麦芽汁制备工艺第一节、概述麦汁制造是将固态的麦芽、非发芽谷物、酒花用水调制加工成澄清透明的麦芽汁的过程制成的麦汁供酵母发酵，加工制成啤酒麦汁制造过程：原料的粉碎糊化糖化过滤加酒花煮沸澄清冷却通氧麦汁制造的三个原则：（1）原料中有用成分得到最大限度地萃取；（2）原料中无用的或有害的成分溶解最少；（3）制成麦汁的组分的数量和配比符合啤酒品种的要求4）保证以上原则的基础上，尽量缩短生产时间，节能第二节麦芽与谷物辅料的粉碎麦芽和谷物辅料的粉碎的目的：使整理谷物经过粉碎后，有较大的比表面积，使物料中贮藏物质增加和水、酶的接触面积，加速酶促反应及物料的溶解关键是麦芽粉碎度的控制：麦芽皮壳若粉碎过细，会增加皮壳有害物质的溶解皮壳和原料中不容性物质粉碎过细，造成过滤阻力增加。

淀粉等贮藏物质的粉碎细度，影响酶反应速度和深度第三节糖化原理1、糖化：是指将麦芽和辅料中高分子贮藏物质及其分解产物通过麦芽中各种水解酶类作用，以及水和热力作用，使之分解并溶解于水2、糖化的本质：就是原料的分解和萃取过程，它主要是靠麦芽中各种水解酶的酶促分解，而水和热力作用是协助酶促分解和浸取过程3、糖化过程是啤酒生产中的重要环节：麦汁的组分、颜色将直接影响到产品啤酒的品种和质量；糖化工艺和原料、水、电、汽的消耗将影响到啤酒的成本一、控制方法糖化中的工艺控制，主要通过下述环节来进行： 选择麦芽的质量、辅料的种类及其配比、配料； 麦芽及非发芽谷物的粉碎度； 控制麦芽中各种水解酶的作用条件，如温度、pH、底物浓度、作用时间； 加热的温度和时间； 有时还需通过外加酶制剂、酸、无机盐进行调节控制二、糖化时的主要物质变化糖化过程提高了原辅料的浸出率1、非发芽谷物中淀粉的变化：糊化，即淀粉受热吸水膨胀，从细胞壁中释放，破坏晶状结构，并形成凝胶过程液化，糊化后的淀粉如继续受热或受到淀粉酶的水解，使淀粉长链断裂成短链状，粘度迅速降低的过程糖化，辅料的糊化醪和麦芽中淀粉受到麦芽中淀粉酶的分解，形成低聚糊精和以麦芽糖为主的可发酵性糖的全过程。

影响淀粉水解的因素：1、麦芽的质量及粉碎度；2、非发芽谷物的添加；3、糖化温度的影响；4、糖化醪pH的影响；5、糖化醪浓度的影响；2、蛋白质的水解啤酒麦汁中氨基酸的70以上直接来自于麦芽，而只有1030的氨基酸是由糖化过程产生由此可见，麦芽的蛋白质水解情况对麦汁组分具有决定性意义，而麦芽的糖化过程是可以起到调整麦汁组分的作用蛋白质及其水解产物和啤酒的关系：氨基酸是合成啤酒酵母含氮物质的主要来源；肽类是啤酒风味和持泡性的重要物质，它们赋予啤酒纯厚丰满的口感； 高分子可溶性氮含量过多，啤酒胶体稳定性变差三、糖化过程的其他变化 1、-葡聚糖的分解 要存在于胚乳细胞壁中（不溶性），部分存在于胚乳细胞之间和蛋白质交联（水溶性）分解不完全则会造成：细胞壁溶解不足，麦芽醪过滤困难，麦汁粘度过大因此，在糖化过程中需促进-葡聚糖的分解 2、麦芽谷皮成分溶解 麦芽皮壳中含有谷皮酸、多酚类物质，由于它们的溶解会使麦汁色泽加深，使啤酒具有不愉快苦涩味、麦壳味，降低啤酒的非生物稳定性因此，需控制皮壳粉碎度、麦芽醪pH、糖化过程的浸泡时间、搅拌等因素的影响 3、滴定酸度和pH的变化四、糖化工艺技术条件1、糖化温度 糖化时温度的变化通常是由低温逐步升至高温，以防止麦芽中各种酶因高温而被破坏。

1）浸渍阶段：此阶段温度通常控制在3540在此温度下有利于酶的浸出和酸的形成，并有利于-葡聚糖的分解2）蛋白质分解阶段：温度通常控制在4555温度低时，低分子氮含量较高，反之则高分子氮含量较高溶解良好的麦芽，可采用高温短时间蛋白质分解；溶解不良的麦芽，可采用低温长时间蛋白质分解；麦芽溶解特好，可省略此阶段在此温度范围内，-葡聚糖继续分解3）糖化阶段：温度通常控制在6270之间温度偏高有利于-淀粉酶的作用，可发酵性糖减少温度偏低有利于-淀粉酶的作用，可发酵性糖增多4）糊精化阶段：此阶段温度为7578在此温度下，-淀粉酶仍起作用，残留的淀粉可进一步分解，而其他酶则受到抑制或失活2.糖化时间 3.pH 值 4.糖化用水 淡色啤酒的料液比为1：45（即100kg原料的用水升数，下同），浓色啤酒的料液比为1：34，黑啤酒的料液比为l：23 5.洗糟用水 洗糟用水温度为7580，残糖质量分数控制在1.01.5酿造高档啤酒，应适当提高残糖质量分数在1.5以上，以保证啤酒的高质量混合麦汁浓度，应低于最终麦汁质量分数1.52.5五、糖化的方法煮出糖化法是兼用生化作用和物理作用进行糖化的方法其特点是将糖化醪液的一部分，分批地加热到沸点，然后与其余未煮沸的醪液混合，使全部醪液温度分阶段地升高到不同酶分解所需要的温度，最后达到糖化终了温度。

煮出糖化法可以弥补一些麦芽溶解不良的缺点根据醪液的煮沸次数，煮出糖化法可分为一次、二次和三次煮出糖化法，以及快速煮出法等浸出糖化法是纯粹利用酶的作用进行糖化的方法，其特点是将全部醪液从一定的温度开始，缓慢分阶段升温到糖化终了温度浸出糖化法需要使用溶解良好的麦芽应用此法，醪液没有煮沸阶段1、二次煮出糖化法特点有：二次煮出糖化法适宜处理各种性质的麦芽和制造各种类型的啤酒；以淡色麦芽用此法制造淡色啤酒比较普遍根据麦芽的质量，下料温度可低（3537）可高(5052)；整个糖过程可在34h内完成2、全麦芽浸出糖化法 （1）恒温浸出糖化法 粉碎后的麦芽，投入水中搅匀，65保温1.52.0h，然后把糖化完全的醪液加热到7578，或添加95左右的热水，使醪液温度升到7578，终止糖化，送入过滤槽过滤 （2）升温浸出糖化法 先利用低温水浸渍麦芽，时间为0.51.0h，促进麦芽软化和酶的活化，然后升温到50左右进行蛋白质分解，保持30 min，再缓慢升温到6263，糖化30 min左右，然后再升温至6870，使-淀粉酶发挥作用，直到糖化完全(遇碘液不呈蓝色反应)，再升温至7678，终止糖化第四节麦芽醪的过滤1、糖化过程结束后，在最短时间内把麦汁（溶于水的浸出物）和麦糟（残留的皮壳、高分子蛋白质、纤维素、脂肪等）分离。

此分离过程称为麦芽醪的过滤麦芽醪过滤的三个过程：残存的-淀粉酶将少量的高分子糊精进一步液化从麦芽醪中分离出“头号麦汁”：以麦糟为滤层，过滤糖化醪得到的麦汁用热水洗涤麦糟，析出吸附于麦糟的可溶性浸出物，得到“二滤、三滤麦汁”工艺要求：迅速和较彻底地分离可溶性浸出物，尽可能减少有害于啤酒风味的麦壳多酚、色素、苦味物，以及麦芽中高分子蛋白质、脂肪、脂肪酸、-葡聚糖等物质被萃取，尽可能获得澄清透明、口味良好的麦汁2、过滤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影响麦芽汁过滤速度的因素有以下几点：（1）麦汁的粘度愈大，过滤速度愈慢；（2）过滤层厚度愈大，过滤速度愈低；（3）过滤层的阻力大，过滤则慢第五节麦汁的煮沸和酒花的添加一、目的（1）蒸发水分、浓缩麦汁蒸发 头号麦汁 煮沸 混合麦汁 浓缩麦汁 洗糟麦汁 （2）钝化全部酶和麦汁杀菌（3）蛋白质变性和絮凝蛋白质变性 高分子蛋白质絮凝 离心除去 蛋白质单宁（4）酒花有效组分的浸出（5）排除麦汁中特异的异杂臭气二、酒花的添加目的：（1）酒花能赋予啤酒柔和优美的芳香和爽口的微苦味，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。

酒花主要成分的萃取和变化1、苦味物质（1）-酸异-酸、衍生-异-酸，赋予啤酒爽口的苦味和愉快的香味2）-酸-软树脂2、酒花精油煮沸时，绝大多数酒花精油随着水蒸汽蒸发而被挥发，煮沸时间越长，挥发越多如果接触过多氧，容易氧化形成脂肪臭3、多酚物质（1）在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物；缩合丹宁清蛋白、球蛋白及高肽丹宁蛋白质（2）在麦汁冷却时形成冷凝固物；非丹宁化合物（酚酸、黄酮类化合物）蛋白质冷凝固物（低于35析出）三、麦汁煮沸中蛋白质的变性絮凝蛋白质的热变性：蛋白质溶液被加热至超过50时，蛋白质的空间立体结构被破坏，多肽链之间的键被打开，蛋白质变成长线型，丧失了生物物质活性，由于肽链疏水性基团的暴露，蛋白质水溶性丧失变性的蛋白质如果进一步丧失表面电荷，并受到激烈的搅拌，线性蛋白就形成絮凝影响蛋白质变性和絮凝的条件：（1）麦汁温度和加热时间；（2）麦汁煮沸pH；（3）沸腾状态，蛋白质的碰撞促进聚集；（4）单宁和钙、镁离子的促进作用，前者通过氢键结合形成“冷凝固物”，后者形成盐桥絮凝第六节麦汁的处理1、热麦汁在进入发酵以前还需进行一系列处理，它包括：酒花糟分离、热凝固物分离、冷凝固物分离、冷却、充氧等。

2、对麦汁处理要求是：（1）把能引起啤酒非生物混浊的冷、热凝固物尽可能分离（2）麦汁处于高温时尽可能减少接触空气，防止氧化冷却后，发酵前，必须补充适量空气，供酵母前期呼吸3）严格杜绝有害微生物的污染3、麦汁处理工艺（1）酒花的分离使用酒花球果加入煮沸锅的工艺，在煮沸后应尽快分离出酒花糟2）热凝固物的分离煮沸 水溶性清蛋白 热凝固物 丹宁 盐溶性球蛋白 丹宁蛋白水溶性多肽 4、热凝固物的存在：吸附大量活性酵母，使发酵不正常；分散于啤酒中会影响其非生物稳定性；对啤酒的风味也有影响5、冷凝固物的分离冷凝固物是分离热凝固物后澄清的麦汁，在冷却到50以下，随着冷却进行，麦汁重新析出的混浊物质冷凝固物的分离有利于啤酒非生物稳定性，不利于啤酒的泡沫性能，因此保存期短的啤酒没必要分离6、麦汁的充氧麦汁冷却至发酵接种温度后，接触氧，此时氧反应微弱，氧在麦汁中呈溶解状态，它是酵母前期发酵繁殖必需的7、冷却的方法麦汁冷却的方法现均采用密闭法首先利用回旋沉淀槽分离出热凝固物，然后即可用板框式换热器进行冷却8、最终麦汁质量最终麦汁是指加酒花煮沸，麦汁定型并分离凝固物后的麦汁 正常外观 透明，夹有少量大块的棕色凝固物。

正常气味 甜香、麦芽香、酒花香浓色麦汁有焦糖香 正常口味 麦芽的香甜味，饮后有明显苦味 相对密度和浓度 取决于啤酒的品种第五章啤酒发酵第一节、啤酒酵母一、酵母的分类按发酵特性（对棉子糖发酵）分为两个种：1、啤酒酵母圆形：主要用于酒精和白酒等蒸馏酒的生产卵形：啤酒、果酒酿造和面包发酵上面发酵酵母：在啤酒酿造中酵母易漂浮在泡沫层中，在液面发酵和收集椭圆形到腊肠形：糖蜜酒精2、葡萄汁酵母，又称卡尔酵母或下面发酵酵母此类酵母均能全部发酵棉子糖下面发酵酵母：在发酵时，酵母悬浮在发酵液内，在发酵终了时酵母细胞很快凝聚成块并沉积在发酵罐底二、啤酒酵母的凝絮性重要的生产特性，它会对啤酒酿造产生一系列影响：影响酵母回收再利用于发酵的可能；影响发酵速率和发酵度；影响啤酒过滤方法的选择；乃至影响到啤酒风味啤酒酵母凝絮性分类：非凝絮性或“粉末型酵母”凝聚性酵母凝聚点：发酵液中酵母细胞密度突然降低（开始形成凝块）时的发酵度弱凝聚性”或“絮凝性”酵母三、凝聚机理1、基因因素一般认为酵母聚集性主要受基因FLO1和FLO5控制，此基因主要控制酵母细胞壁结构表面多肽带电荷的情况2、其他因素基质二价离子浓度对凝聚作用强度的影响，特别是钙离子；环境条件的影响，如糖浓度、pH等；单价离子抑制凝聚的作用，主要是通过静电中和的作用。

第二节啤酒发酵机理啤酒发酵是一个复杂的生化和物质转化过程，酵母的主要代谢产物是乙醇和CO2，但同时也形成一系列发酵副产物，如醇类、醛类、酸类、酯类、酮类和硫化物等物质，这些发酵产物决定了啤酒的风味、泡沫、色泽和稳定性等各项理化参数，同时也赋予了啤酒典型的特色影响啤酒质量的主要因素：麦汁组成成分；啤酒酵母的品种和菌株特性；投入发酵的酵母数量和质量状况，以及在整个发酵中酵母细胞的生活状况；发酵容器的几何形状、尺寸和材料，它会影响到发酵流态和酵母的分布、二氧化碳的排除；发酵工艺条件pH、温度、溶氧水平、发酵时间等一、糖类的发酵啤酒麦汁的浸出物中，糖类约占90左右，其中近一半是麦芽糖，还有麦芽三糖、葡萄糖、果糖、蔗糖等可发酵糖，以及少量的戊糖和戊聚糖、-葡萄糖、异麦芽糖等不能被发酵的糖葡萄糖阻遏效应：麦汁中葡萄糖浓度高于0.2%0.5%时，葡萄糖会抑制酵母分泌麦芽糖渗透酶，抑制麦芽糖的发酵，只有当葡萄糖浓度低于0.2%时，抑制解除，麦芽糖才开始发酵这种竞争性抑制作用同样发生在蔗糖转化酶和麦芽糖渗透酶以及麦芽糖和麦芽三糖渗透酶之间也就是说蔗糖的存在抑制麦芽糖的的发酵，麦芽糖的存在抑制麦芽三糖的发酵。

葡萄糖蔗糖麦芽糖麦芽三糖反巴士德效应：发酵基质（麦芽汁）中含有较高的葡萄糖（包括果糖）浓度时，分子氧存在不能抑制无氧发酵，有氧呼吸反而受到一定抑制酵母发酵麦芽汁主要是无氧酵解途径二、麦汁含氮物质的变化依赖氨基酸输送酶来调节氨基酸的吸收天冬酰氨、丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、谷酰胺，8种氨基酸最先被吸收影响酵母吸收氨基酸的因素：1、酵母繁殖密度2、-氨基氮的量含氮物质对啤酒的影响：1、肽和蛋白质的存在，会浸润口舌、口腔、喉头，使之有湿润感，高含氮量的啤酒，就显得浓醇，若含氮量低，则啤酒寡氮如水2、高氨基酸含量能降低啤酒的爽口性，因为其呈甜味、苦味或鲜味3、氨基酸会影响啤酒的生物稳定性三、啤酒中风味物质的发酵代谢代谢产物的数量和配伍关系造就了啤酒的特殊风味为了啤酒具有协调的风味，啤酒中某一风味物质不能太突出风味强度：啤酒中的风味物质强度Fu=某物质在啤酒中含量某物质的风味阀值如果某物质Fu值1.0，就感到太强烈，0.51.0一般消费者能接受，0.5此物质不会影响风味生青味物质（双乙酰、醛、硫化物）：赋予啤酒不纯正、不成熟、不协调的味和气味芳香物质（高级醇、酯）：决定啤酒的香味1、高级醇（1）代谢途径两条途径：糖酵解和伊氏路线糖酵解葡萄糖转氨酶 -酮酸RCHNH3COOH+RCOCOOR脱氢酶脱羧酶RCH2OH RCHO（2）高级醇对啤酒风味的影响高级醇是各种酒类的主要香味和口味物质之一，它能促进酒类具有丰满的香味和口味，并增加酒的协调性。

过量则是酒异杂味的来源3）影响啤酒中高级醇含量的因素 酵母菌种 接种量酵母 主酵温度 酵母增殖 发酵度 组成麦汁 充氧量 浓度2、挥发酯 （1）啤酒发酵中挥发酯的代谢 RCH2OH+RCOOH RCH2COOR+H2O RCH2OH+RCOSCoA RCH2COOR+CoASH 酸、醇形成酯的规律： 酸与酸、醇与醇之间存在竞争性抑制作用； 低碳链的羧酸和醇易形成酯，但低碳链脂肪酸酯积累对酵母有害； 直链脂肪酸酯类合成后与细胞壁结合，且碳链越长，被细胞壁结合越多，因此啤酒中仅存在低碳链脂肪酸酯； 有侧链的醇形成酯较困难2）挥发酯对啤酒风味的影响 挥发性酯是啤酒香味的主要来源，使啤酒香味丰满协调 传统啤酒认为酯香味是啤酒的异香味，过量的酯，会赋予啤酒不舒适的苦味和香味（果味） 现代啤酒逐渐引导消费者接受啤酒的酯香味 （3）影响啤酒中酯含量的主要因素 酯酶 麦汁通风 酵母 菌种 发酵温度 酰基辅酶A 麦汁浓度和含氮量 贮酒 3、醛类来自于麦汁煮沸中美拉德反应，或发酵过程随着乙醛含量的升高：腐败性气味刺激性辛辣感无法下咽的刺激感4、酸类啤酒中适量的酸使啤酒口感活泼、爽口，缺乏酸类，啤酒呆滞、粘稠、不爽口。

过量的酸使啤酒口感粗糙、不柔和、协调，同时过高的挥发酸含量是啤酒酸败的标志啤酒中的酸来自制麦过程和发酵过程，非正常发酵、污染杂菌将导致啤酒的酸败控制啤酒总酸的措施有：控制麦汁总酸；选择适宜菌株发酵；加强工艺生产管理，防止杂菌污染5、双乙酰随着双乙酰含量的升高：不愉快刺激味烧焦麦芽味馊米饭味双乙酰的形成：丙酮酸-乙酰乳酸缬氨酸酶促还原氧化脱羧细胞内细胞外 双乙酰 2,3-丁二醇此反应的特点：缬氨酸能反馈抑制a-乙酰乳酸的生成a-乙酰乳酸氧化脱羧的速度双乙酰的酶促还原速度只有当发酵液中大量形成酒精时，双乙酰才会迅速还原双乙酰必须先渗透入酵母细胞内，才能促进还原消除双乙酰的方法：减少-乙酰乳酸的生成；加速-乙酰乳酸的氧化分解；控制和降低酵母的增殖浓度； 菌株加速双乙酰的还原 细胞浓度 双乙酰还原阶段温度丙酮酸-乙酰乳酸缬氨酸酶促还原氧化脱羧细胞内细胞外 双乙酰 2,3-丁二醇6、含硫化合物 大部分是不挥发性硫化物： 挥发性含硫化合物主要来自麦芽、辅料、酒花、酿造水及酵母的硫代谢第三节啤酒发酵技术自然发酵酵母发酵纯种发酵上面发酵下面发酵上面发酵啤酒在较高的温度下(1520)进行发酵起发快发酵后期大部分酵母浮在液面，发酵期46天。

生产周期短，设备周转快，啤酒有独特风味，但保存期较短著名的上面发酵啤酒有爱尔淡色啤酒司陶特黑啤酒波特黑啤酒等下面发酵啤酒主发酵温度低(不超过13)，发酵过程缓慢(发酵期510天)由于使用下面发酵酵母在主发酵后期，大部分酵母沉降于容器底部下面发酵的后发酵期较长，酒液澄清良好，泡味细腻，风味好，保存期长著名的下面发酵啤酒有比尔森淡色啤酒慕尼黑黑啤酒等一、啤酒发酵工艺技术控制1、酵母菌株选择发酵速度：缩短发酵周期，pH降低快，易获得淡爽风格的啤酒，啤酒稳定性也好发酵限度：主发酵终了发酵度和啤酒发酵度凝聚性：酵母凝聚性的易变性，会影响发酵工艺操作回收性：主发酵酵母回收条件和回收量，影响再次利用和后酵工艺稳定性：酵母菌株特性的稳定性、可操作弹性会影响发酵技术2、麦汁组成麦汁的颜色、芳香味、麦汁组成影响啤酒风味和发酵麦汁组成对啤酒发酵的影响：原麦汁浓度：指发酵前麦汁中含可溶性浸出物的质量分数，它主要通过酵母营养因子和渗透压影响酵母的生成量，从而影响发酵一般在10%15%麦汁溶氧水平和不饱和脂肪酸含量： 加速了-乙酰乳酸的氧化分解降低了双乙酰含量 溶氧高酵母增殖快、多 消耗了辅酶A抑制乙酸酯的合成 酵母细胞合成的副产物多高级醇增多3、接种量 加快发酵速度提高酵母接种量 双乙酰降低 后发酵不彻底增殖倍数降低 新生细胞减少 高级醇减少 乙酸乙酯增加 4、发酵工艺条件控制发酵温度发酵温度指主发酵阶段的最高发酵温度。

上面啤酒发酵采用1822，下面啤酒发酵采用715发酵温度高酵母增殖浓度高氨基酸同化率高pH降低迅速高分子蛋白质、多酚和酒花树脂沉淀较多非生物定性好发酵温度近代啤酒类型崇尚淡爽，较多采用较高温度（1012）发酵，为了在增殖阶段大量形成啤酒副产物，保持啤酒原有风格，采用较低接种温度（89）罐压、CO2浓度对发酵的影响 酵母增殖浓度减少发酵滞缓代谢副产物减少 CO2加压 抑制风味物质中乙酸乙酯和异戊醇的生成 第四节传统啤酒发酵传统的下面发酵都为分批式 添加酵母 前发酵 主发酵 后发酵 贮酒定型麦汁 酵母添加器 前发酵池 主发酵池 后发酵罐 贮酒罐一、酵母的添加和前发酵1、酵母接种量酵母接种量应根据酵母活性、麦汁浓度、发酵温度不同而加以调整，但以添加酵母后能很快起发为目的在酵母活性正常的情况下，一般麦汁浓度越高、发酵温度越低，接种量应适当提高传统式分批发酵常常采用低温、缓慢发酵，因此，接种量比较小，接种后细胞浓度控制在(512)106个/ml2、酵母的添加方法.传统的酵母添加方法可分为以下几种：干道和湿道添加法干道添加法：在酵母添加器中加入每批麦汁所需的酵母泥，再加上适量的冷却麦汁，用无菌压缩空气充分混合，压到前酵池麦汁中，再用无菌压缩空气搅拌均匀，即可无菌压缩空气混合 二倍冷却麦汁酵母泥 前酵池麦汁 搅拌均匀 湿道添加法：酵母泥预先与适量的冷麦汁混合均匀后，经过一定时间的培养，待麦芽开始出芽繁殖后，然后均匀混入发酵麦汁，直接进入主发酵池均匀混合混合 发酵麦汁五倍麦汁 酵母 培养1012h出芽繁殖 主酵池 倍量添加法：在两批麦汁装一个发酵池时，将两槽需要量的酵母一次性加入第一批麦汁中，搅拌均匀后发酵68h，再加入第二锅麦汁，搅拌均匀后发酵1015h，转入主发酵。

第二批麦汁全部酵母泥 搅拌均匀搅拌均匀一批麦汁 发酵68h 发酵1015h主发酵 分割法：前酵池用干道法接种后，发酵2430h，待酵母浓度增加到20106个/ml时，用压缩空气充分搅拌后，一池分成两池，再补满同温度的冷却麦汁，然后发酵1824h，可再分割或转入主发酵 发酵 1824h分两池干道法接种 补满麦汁 主发酵发酵发酵1430h酵母 酵母浓度增至(20106个/ml) 1824h 补满麦汁 主发酵 递加法：若首次培养酵母不够一池的接种量，可采用逐步递加麦汁，每次递加麦汁间隔时间为610h3、前发酵 前发酵：实际上是接种酵母泥处于休眠阶段，酵母和麦汁接触后，有较长生长时间的滞缓期，才能出芽繁殖，当酵母克服生长滞缓期，出芽繁殖细胞浓度达到20106个/ml，发酵麦汁表面开始起泡沫，此阶段为前发酵 酵母起酵快，滞缓期短，增殖快，容易在麦汁中形成生长优势，在生产中不易污染杂菌二、传统啤酒的主发酵 1、主发酵的几个阶段 呼吸作用 吸收氨基酸和营养物质 酵母 ATP合成酵母细胞 降较缓慢，-氨基氮和pH下降迅速 酵母细胞达到最高浓度，糖降最快，大量放热 发酵度达到凝聚点酵母细胞 凝聚悬浮酵母数下降糖降速率下降 捞去泡盖，下酒至后发酵室，回收沉于池底的凝聚酵母泥2、主发酵的过程控制 在主发酵期间，温度、外观浓度、发酵时间等是控制的关键。

发酵温度低，降糖速度减慢，发酵时间延长；反之,发酵温度高，降糖速度相对较快，发酵时间短 温度的控制：接种温度一般控制在58，若酵母起酵速度快、接种量大，可适当降低接种温度；低温发酵的最高温度控制在7.59.0，高温发酵控制在1013；主酵结束时应将发酵温度缓慢降低至45 浓度的控制：保持酵母添加量和麦汁组成一定的情况下，麦汁浓度的变化受发酵温度和发酵时间的影响发酵旺盛，降糖速度快，则可以适当降低发酵温度和缩短最高温度的保持时间反之，则应提高发酵温度或延长最高温度的保持时间 发酵时间的控制：下面发酵的时间一般在712天3、主发酵下酒的条件控制 下酒的可发酵性糖 保留足够又不过剩的发酵糖并能在后发酵全部发酵一般保留在后发酵中增加10发酵度的糖类 异杂味排除不彻底 保留可发酵性糖太少后发酵不充分CO2不足 生物稳定性差 风味变差（甜、粘） 保留过多可发酵性糖发酵结束时残留较多糖 生物稳定性变差下酒的温度 酵母自溶，破坏啤酒风味低温后发酵 双乙酰高，后发酵时间短高温后发酵下酒的酵母细胞浓度 有了可发酵性糖和适宜的发酵温度，后发酵能否顺利进行，还必须依赖于有相当数量的活性啤酒酵母 长时间后发酵，为了保持啤酒风味低浓度酵母 加速双乙酰还原提高酵母浓度三、主发酵沉淀酵母收集和饲养 1、主发酵结束时，撇去液面泡盖，用位差法将嫩啤酒送入后发酵室。

主发酵池底靠酵母挡阻挡沉结一层酵母泥沉淀 轻质细胞、树脂以及死细胞、野生酵母等杂菌 健壮酵母，活力强，杂质少 冷凝物和死细胞 2、酵母泥加无菌水（12）振荡筛除去夹杂酒花树脂和热凝固蛋白质 再用无菌水（12）漂洗23次于无菌冰水中饲养13d 3、回收酵母泥作为酵母的条件: 包括镜检、肝糖染色、死亡率测定、杂菌检查和凝聚性检验等四、后酵和贮酒 1、传统式发酵在主发酵结束后，下酒至密闭式后发酵罐，前期进行后发酵，后期进行低温贮藏 2、后发酵和贮酒的目的： 完成残糖的最后发酵，增加啤酒稳定性，饱充CO2； 充分沉淀蛋白质，澄清酒液； 消除双乙酰、醛类以及含硫化合物等，促进成熟； 尽可能使酒液处于还原态，降低氧含量1、糖类继续发酵 主发酵后期由于酵母凝聚沉淀于器底，悬浮在发酵液中的酵母大多也凝聚成细团颗粒，虽然尚有较多的可发酵性糖，但发酵滞缓 通过下酒至后发酵，发酵液受到外力冲击，悬浮于发酵液中的酵母凝聚团，受到分散，重新均匀分布于发酵液，发酵又可获得加强 残余麦芽糖 后发酵中可发酵糖类： 麦芽三糖 下酒温度 影响后发酵品温的因素： 后酵室温度 发酵时放热2、增加CO2的溶解 CO2是啤酒的重要组成成分，它对于啤酒泡沫的形成、稳定 性和杀口力有重要作用，还能防止酒液的氧化和杂菌污染， CO2在啤酒中溢出能拖带啤酒芳香味散发。

啤酒中CO2呈三个状态：气态；与水结合；和乙醇结合 CO2（气态） H2CO3 RCO3在低温下，随着贮酒时间的延长，反应向右方进行，CO2在啤酒中越稳定，对啤酒的质量越有利3、促进啤酒的成熟 啤酒后发酵的另一个作用是促进啤酒的成熟在啤酒的主发酵过程中生成一些生青味物质（如双乙酰、硫化氢、乙醛等），这些物质的存在影响了啤酒的成熟，因此必须在后发酵过程中除去 双乙酰的还原：主要通过酵母醇脱氢酶的作用而被还原，还原的速度取决于活性酵母浓度、还原温度、pH和氧化还原电位在后发酵中可以采取下面措施降低其含量： A.啤酒酵母的浓度不够，可以追加适量的高泡酒 B.适当提高后发酵温度或延长后发酵时间 C.在后发酵阶段利用CO2的排出或人工CO2洗涤，使双乙酰含量降低另外还应注意避免与氧的接触，防止-乙酰乳酸的再次生成游离乙醛降低：乙醛是在发酵的旺盛期达到高峰值，而后含量会逐渐下降乙醛是乙醇的前驱物质，乙醛在后发酵中还原能使啤酒风味柔和此外CO2的洗涤作用也会排除部分乙醛一般成熟啤酒乙醛含量小于30mg/L 酯化：长期后发酵和贮酒会增加啤酒的贮藏香味，在后发酵和贮酒过程中，挥发酯将增加30100，其中乙酸乙酯增加最多。

RCHO+R1CHO RCOOCH2R1 RCH2OH+R2COOH。