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啤酒工艺学,主讲 代春华,本课程要讲解的主要内容有：第一章 绪论第二章 原料第三章 麦芽制备第四章 麦芽汁制备第五章 啤酒发酵第六章 啤酒工厂三废治理和副产物利用,第一章 绪 论第一节 酒和酒度,凡含有酒精（乙醇）的饮料和饮品，均称为“酒”。酒饮料中酒精的百分含量称做“酒度”。酒度有三种表示方法：（1）以体积分数表示酒度：即每100mL酒中含有纯酒精的毫升数。（白酒、黄酒、葡萄酒）（2）以质量分数表示酒度：即每100g酒中含有纯酒精的克数。（啤酒）,（3）标准酒度：欧美各国常用标准酒精度表示蒸馏酒的酒度。古代把蒸馏酒泼在火药上，能点燃火药的最低酒精度为100度。现代的标准酒度，大多数西方国家采用体积分数50%为标准酒度100度。即体积分数乘2即是标准酒度的度数。,第二节 世界啤酒工业一、啤酒的定义 啤酒是采用麦芽和水为主要原料，加酒花，经酵母发酵酿制成的一种含有C02，起泡的，低酒精度的饮料。德国巴州将啤酒称为“液体面包”，表明其营养价值非常高。1972年，第九届国际食品营养会议上，推荐啤酒为营养食品之一。,二、原料 啤酒的原料是大麦。是世界上种植最早的谷物之一，几乎世界上所有地区都可种植，其产量在谷物排名上，在小麦、玉米、稻谷之下，居第四位，而且大麦不是人类主要的粮食，酿酒后的麦糟中蛋白质含量得到相对丰富，更适宜于做饲料，所以用大麦制啤酒得到发展。啤酒是酒类中酒精含量最低的饮料酒，而且营养丰富，人们适量饮用时，酒精对人体的毒害相对较小。,中国大麦种植区 大麦生育期短，具有独特的早熟性，在轮作复种中占有重要的地位，在多熟制地区，它是个早熟茬口，在高寒地区，它是个早熟保收的作物。根据大麦种植地区的生态条件、种植制度和品种类型，将中国大麦产区分成5个区域。1长江中下游冬大麦区。为中国最大的产区，包括江苏、浙江、湖北、安徽、上海等省、市。本地区自然条件较好，栽培水平较高。播种面积约为全国的1/2,产量占2/3。其中又以江苏省的面积最大。类型以春性二棱大麦为主。2黄河中下游春、冬大麦混种区。包括河南、山东以及河北、山西、陕西各省的南部。本区冬季气温偏低，以越冬性较好的多棱皮大麦为多，面积约为全国的1/5。,3青藏高原裸麦区。包括西藏自治区与青海省全部，以及四川、云南、甘肃等省的藏族居住区。该地区因食用习惯，以种植多棱裸大麦(通称青稞)为主。4北方春大麦区。包括内蒙古、吉林、黑龙江等省。由于啤酒工业和词料的需要，大麦面积扩大较快。5华南冬大麦区。包括福建、广东、广西和台湾省，种植面积很小。,三、啤酒的分类1、据工艺分类 可分两大类：以德国（慕尼黑）、捷克（比尔森）、丹麦、荷兰为典型的下面发酵法啤酒；以及以澳大利亚、新西兰、加拿大等为典型的上面发酵法啤酒。2、根据是否巴氏灭菌 分为：生啤酒/熟啤酒。,3、根据麦芽度（麦芽汁浓度）可分为：8o啤酒/10o啤酒/12o啤酒/14o啤酒/18o啤酒。4、根据色泽 可分为：黑啤酒/黄啤酒/淡色啤酒。啤酒色泽主要取决于麦芽和酿造工艺。,5.根据包装容器 可分为桶装/罐装/瓶装6.销售方向不同 可分为内销/外销,第三节 中国啤酒工业发展简史 中国在四五千年前，就有古代啤酒。中国近代啤酒是从欧洲传入的。1.1900年，俄罗斯技师在哈尔滨建立了一家啤酒作坊（乌卢布列夫基啤酒厂）2.1903年，德国啤酒酿造师在青岛建立了第一家现代化的啤酒厂，英德啤酒厂。,3.1915年，中国人出资在北京建立了双合盛啤酒厂。到1949年，中国只建立了不到10个工厂，年产啤酒近1万t，从1949年到1993年，我们用43年的时间，发展成为世界啤酒第二生产大国，这样的发展速度举世瞩目。,世界十大啤酒公司1.美国百威啤酒，年产量115亿升2.比利时时代啤酒，年产量81.7亿升（含德国贝克的5.7亿升）3.荷兰喜力啤酒，年产量72亿升,4.丹麦嘉士伯啤酒，年产量60亿升5.巴西安贝夫，年产量55亿升6.南非啤酒集团，年产量54亿升7.美国米勒啤酒，年产量53亿升,8.英国纽卡索啤酒，年产量36亿升9.日本朝日啤酒，年产量35亿升10.日本麒麟啤酒，年产量32亿升,2003年国内十大啤酒生产商名次 公司名称 产量（万千升）市场份额（%）1 青岛啤酒集团 326 12.8 2 华润啤酒集团 254 10.0 3 北京燕京啤酒集团 223 8.8 4 哈尔滨啤酒有限公司 117 4.6 5 河南金星啤酒集团 94 3.7 6 重庆啤酒集团 91 3.6 7 珠江啤酒集团公司 88 3.5 8 福建雪津啤酒集团公司 58 2.3 9 金狮啤酒集团公司 41 1.610 福建惠泉啤酒集团公司 41 1.6,第四节 中国啤酒工业的未来1产量的发展：啤酒成为人民大众最喜爱的饮料之一。其生产将有较大的发展，我国的发展规划是到2010年达到3000-3500万t，人均年占有量达到世界平均水平。2规模的扩大：将有几个啤酒集团年产量超过80万t，中小型啤酒厂面临巨大的危机，是发展还是淘汰，要看啤酒市场的具体情况。3技术经济指标还有差距：原料装备等可比技术经济指标还很落后。,4原料的发展：中国已经独立种植啤酒大麦和生产酒花。5啤酒品种向多样化发展：低浓度、低醇、低糖、保健、小麦啤酒、白啤酒、全麦芽啤酒、配合啤酒等。,6啤酒修饰技术：从麦芽、酵母中提取风味物。7高浓酿造技术：8非热消毒的纯生啤酒的酿造：9人才培养：,第二章 啤酒酿造原料,第一节 大麦 第二节 辅助原料 第三节 啤酒花 第四节 水,第一节 大 麦,大麦用于酿造啤酒的原因：大麦便于发芽，并产生大量的水解酶类。大麦种植遍及全球。大麦的化学成分适合酿造啤酒。大麦是非人类食用主粮。,一、大麦的品种（一）根据用途分类 饲料大麦 颗粒不均匀，谷皮较厚，蛋白质含量较高，产量高，成熟早。食用大麦 胶质物多，颗粒较小，蛋白质含量较高，产量高，成熟早。啤酒专用大麦 粒大饱满，谷皮薄，淀粉含量高，蛋白质含量低。,（二）根据种植时间分类 春大麦 清明节前种植，成熟度不够整齐，休眠期较长。冬大麦 在秋后种植，成熟度整齐，休眠期较短。（三）根据外观色泽分类 白皮大麦 成熟后谷皮呈淡黄色，有光泽，籽粒肥大 饱满，淀粉含量高，发芽整齐。黄皮大麦 成熟后谷皮呈黄色，颗粒小，淀粉含量少。紫皮大麦 成熟后谷皮呈淡紫色，颗粒小，淀粉含量 少，谷皮较厚。,（四）根据麦穗形态分类 直穗大麦 成熟时麦穗直立，有二、四、六棱大麦之分。曲穗大麦 成熟时麦穗下垂，穗长而细，均为二棱大麦。,（五）根据生长形态分类 六棱大麦 是大麦的原始形态。麦穗断面呈六角形，有六 行麦粒围绕一根穗轴而生，籽粒不够整齐，相对蛋白质含量较高，淀粉含量较低。四棱大麦 是六棱大麦的变种，它的籽粒不像六棱大麦那样对称，有二对籽粒互为交错，此大麦粒小且不整齐，谷皮较厚，蛋白质含量较高。二棱大麦 也是六棱大麦的变种，沿穗轴只有对称的二行籽粒，因此籽粒饱满、整齐、颗粒大，相对淀粉含量高，蛋白质含量低。,图1-1 不同品种大麦的横断面,二、大麦的结构（一）胚 由胚芽、胚根、盾状体和上皮层组成，约占麦粒质量的2%-5%。盾状体与胚乳衔接，功能是将胚乳内的养料供给生长的胚芽、胚根。（二）胚乳 是胚的营养仓库，约占麦粒质量的80%-85%。由淀粉细胞层和脂肪细胞层组成。淀粉细胞层是胚乳的核心。细胞之间的空间处由蛋白质组成的骨架支撑，外部被糊粉层包围。糊粉层是产生各种水解酶的场所，也是有生命的组织，也进行呼吸作用。,（三）皮层 谷皮 在麦汁制备时可作为过滤介质而被利用。果皮 刚收获的大麦，果皮的外表面有一蜡质层，对赤霉酸和氧是不透性的。种皮 是一种半渗透性薄膜，可渗透水及某些离子，却不能渗透高分子物质。,图1-2 大麦粒的构造 1-麦芒 2-谷皮 3-果皮和种皮4-腹沟 5-糊粉层 6-胚乳7-细胞层 8-胚根 9-胚芽10-盾状体 11-上皮层 A-腹部 B-背部,三、大麦的化学组成 大麦的化学组成随品种以及自然条件等不同在一定范围内波动，主要成分是淀粉，其次是纤维素以及蛋白质、脂肪等。大麦中一般含干物质80-88%，水分12-20%。（一）水分 一般水分应在12%13%内。大麦含水分高者易霉烂，过低不利于大麦的生理性能。新收获的大麦含水常高达20%，必须经过暴晒或人工干燥，使水分含量降至12%左右，方能进仓贮藏。,（二）碳水化合物 1、淀粉 是最重要的碳水化合物，占总干物质重量的58%-65%。是大麦的主要贮藏物，存于胚乳细胞内。大麦淀粉含量愈多，大麦的可浸出物也愈多，制备麦汁时收得率也愈高。其中，大麦淀粉在化学结构上分为直链淀粉和支链淀粉。直淀粉占17%24%，支链淀粉占76%83%。,大麦淀粉颗粒分为大颗粒淀粉(直径2040m)和小颗粒淀粉（直径210m）两种。二棱大麦的小颗粒淀粉数量约占全部淀粉颗粒的90%。其质量却只占淀粉的10%左右。小颗粒淀粉的含量与大麦的蛋白质含量成正比。其外部被很密的蛋白质所包围，不易受酶的作用，如果在制麦时分解不完全，糖化时更难以分解。这种未分解的小颗粒淀粉与蛋白质、半纤维素和麦胶物质聚合在一起，使麦汁粘度增大，是造成麦汁过滤困难的一项重要因素。小颗粒淀粉含有较多的支链淀粉，因此产生较多的非发酵性糊精。,直链淀粉在淀粉酶的作用下，几乎全部转化为麦芽糖和葡萄糖。淀粉酶作用于支链淀粉时，除生成麦芽糖和葡萄糖外，尚生成大量糊精及异麦芽糖。直链淀粉分子结构较松，支链淀粉则较紧，故前者易溶解。,麦芽糖结构,异麦芽糖结构,直链淀粉结构,支链淀粉结构,2、纤维素 纤维素主要存在于大麦的皮壳中，是构成谷皮细胞壁的主要物质，占大麦干重的3.5-7.0%。,3、半纤维素和麦胶物质 占总干物质重量的3.5%-7.0%。是胚乳细胞壁的组成部分。胚乳细胞内主要含淀粉，发芽过程中只有当半纤维素酶将细胞壁分解之后，其他水解酶方能进入细胞内分解淀粉等大分子物质。-葡聚糖是半纤维素的重要组成部分。胚乳半纤维素主要含-葡聚糖及少量的戊聚糖，不含糖醛酸；谷皮半纤维素主要含戊聚糖及少量的-葡聚糖和糖醛酸。麦胶物质在组成上与胚乳半纤维素无差别，只是分子量比半纤维素低。,4、低糖 大麦中含有2%左右的低分子糖类，包括蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖、葡果二糖以及少量的棉子糖。这些糖类可以作为胚芽、胚根萌发时的营养以及呼吸消耗。,（三）蛋白质 含量高低及其类型直接影响大麦的发芽力、酵母营养、啤酒风味、啤酒的泡持性、非生物稳定性及适口性等。因此，选择含蛋白质适中的大麦品种对啤酒酿造具有十分重要的意义。蛋白质含量太高时相应淀粉含量会降低，最后影响到原料的收得率，更重要的是会形成玻璃质的硬麦；发芽过于迅速，温度不易控制，制成的麦芽会因溶解不足而使浸出物收得率降低，在酿造中容易引起混浊，降低了啤酒的非生物稳定性；另外易导致啤酒中杂醇油含量高。蛋白质过少，会使制成的麦汁对酵母营养缺乏，引起发酵缓慢，造成啤酒泡持性差，口味淡薄等。,啤酒酿造用大麦要求蛋白质含量适中，以9%-12%为宜。大麦蛋白质和一般植物蛋白质类似，大麦中的蛋白质主要是简单蛋白质，按其在不同溶剂中的溶解度和沉淀分为四类：1、清蛋白（麦白蛋白）占蛋白质总量的4%。分为B1和B2两组，B1组在煮沸时被除去，B2组可能与多糖结合，对啤酒泡持性起重要作用。,2、球蛋白（麻仁球蛋白）占蛋白质总量的31%。分为四个组分（、），-球蛋白含活性-SH基，具有氧化趋势，在空气存在下，-SH基氧化生成-S-S-键，形成更难溶解的氧化物，是引起啤酒混浊的重要物质。因此，-球蛋白是对啤酒稳定性有害的主要成分之一。,3、醇溶蛋白（胶蛋白）占蛋白质总量的36%。有五个组分（、），其中和组分是造成啤酒冷混浊和氧化混浊的重要成分。是麦糟蛋白的主要组成分。4、谷蛋白 占蛋白质总量的29%，和醇溶蛋白一样，是构成麦糟蛋白质的主要成分，也是由多种组分构成。,（四）多酚物质 大麦含多酚物质约0.1%-0.3%,主要存在于糊粉层和种皮中，对发芽有一定的抑制作用。麦汁煮沸时，多酚物质和蛋白质结合，生成不溶性沉淀物。酚类物质使啤酒具有涩味。大麦中酚类物质含量虽少，却对啤酒的色泽、泡沫、风味和非生物稳定性等影响很大。（五）脂肪 大麦中含有2%-3%的脂肪。发芽时，部分脂肪被消耗，部分经酶促反应转化为甘油和脂肪酸。麦芽脂肪大部分留在麦糟中，有很少部分进入麦汁。,（六）无机盐 占干物质重量的2.5%-3.5%，大部分存在于谷皮、胚和糊粉层中，主要成分有钾、磷、硅、钠、钙、镁、铁、硫、氯等。无机盐是胚芽和酵母不可缺少的营养物质，其中最重要的无机盐是磷酸盐（钾、钙、镁）。磷酸盐不仅是酵母的营养成分，而且也是一种化学缓冲剂，在发芽、糖化、发酵和成品酒中，对正常酸度均有调节和稳定作用。,（七）维生素 大麦富含维生素，集中分布在胚和糊粉层等活性组织中，有VB1、VB2、VB6、VC、VH、泛酸、叶酸等多种维生素。VB复合体是酵母极为重要的生长素。,四、啤酒酿造对大麦质量的要求（一）感官检验 1、外观和色泽 新鲜、干燥、皮壳薄、色泽淡黄而有光泽，籽粒饱满是成熟大麦的标志。2、气味 有麦秆香味，咀嚼有淀粉味，并略带甜味。3、夹杂物 不超过2%为宜。,4、麦粒整齐度 要求大麦颗粒大小均匀整齐，品种单一，不夹杂其它品种。不同产地，不同年份的大麦应分别存放。5、麦粒形态 粒型肥短的麦粒一般谷皮含量低，瘦长的麦粒谷皮含量高。粒型肥短的麦粒浸出物高，蛋白质含量低，发芽较快，易溶解。因此，粒型肥短的麦粒较适合制做麦芽。（二）物理检验1、百升质量 100L麦粒的重量，约68-72kg。可根据百升质量确定大麦贮藏时仓库容积。2、千粒重 1000粒大麦的重量，35-45g。千粒质量高，则浸出物高。,3、均匀度 是指不同腹径大麦颗粒的比例。腹径在2.5-2.8mm之间的大麦为一级大麦；2.2-2.5mm之间为二级大麦。2.2mm以下的大麦，蛋白质含量高，浸出物含量低，适于用作饲料。4、胚乳状态（切断试验）把大麦粒从纵面或横面切开，可以看到三种状态：粉质粒、玻璃质粒、半玻璃质粒。粉质粒麦粒的胚乳状态（断面）呈软质白色；玻璃质粒断面呈透明有光泽；部分透明、部分白色粉质的称半玻璃质粒。,玻璃粒又分成暂时和永久两种：暂时玻璃粒，在大麦浸渍24h后缓慢干燥，玻璃粒就消失，变成粉质粒，并不影响大麦品质。永久性玻璃粒在发芽时难于溶解，麦汁滤清困难；糖化时收得率低，而且一般永久性玻璃粒蛋白质含量也高于粉质粒，溶解困难，只能制成一种坚硬的浸出率低麦芽，导致麦汁过滤困难，故不适合制作麦芽。粉状粒在80%以上的大麦是优良大麦。啤酒酿造要求大麦粉状粒应在80%以上，且越多越好。,5、发芽力和发芽率 大麦在发芽时，其中原有的酶才能活化和生成各种酶，才能使大麦中大分子物质适度溶解，转变成麦芽。发芽力是大麦最重要的特性之一。发芽力是指大麦在适宜的条件下发芽三天，发芽麦粒占总麦粒的百分数。发芽率则是发芽五天，发芽麦粒占总麦粒的百分数。发芽力表示大麦发芽的均匀性，发芽率表示大麦发芽的能力。,6、水敏性试验 水敏性是指大麦吸收较多水分后，抑制大麦发芽的现象。7、吸水能力 水温为14，浸渍3天，大麦含水量为45%以上为满意。五、大麦的贮藏 一般认为新收获大麦的种皮的透水性和透气性差，经过后熟（6-8周），受到外界温度、水分和氧气的影响，改变种皮性能，提高大麦的发芽率。,第二节 辅助原料一、使用辅助原料的目的(1)采用价廉而富含淀粉质的谷类作为麦芽的辅助原料，以提高麦汁收得率，制取廉价麦汁，降低成本并节约粮食。麦芽的价格远高于未发芽的大麦、小麦、玉米、大米等谷物的价格。(2)使用糖类或糖浆为辅助原料，可以节省糖化设备容量，调节麦汁中糖与非糖的比例，以提高啤酒发酵度。,(3)使用辅助原料，可以降低麦汁中蛋白质和易氧化的多酚物质的含量，从而降低啤酒色度，改善啤酒风味和啤酒的非生物稳定性。大多数辅料（小麦、大米、玉米、糖、糖制品）含可溶性氮和多酚类化合物很少。(4)使用部分谷类原料，可以增加啤酒中糖蛋白的含量，从而改进啤酒的泡沫性能。谷类辅助原料的使用量在10%50%之间，常用的比例为20%30%，糖类辅助原料一般为10%20%。,二、辅助原料的种类 1、大米 大米是最常用的一种麦芽辅助原料，其特点是价格较低廉，而淀粉含量高于麦芽，多酚物质和蛋白质含量低于麦芽，糖化麦汁收得率提高，成本降低，又可改善啤酒的风味和色泽，啤酒泡沫细腻，酒花香气突出，非生物稳定性较好，特别适宜制造下面发酵的淡色啤酒。国内啤酒厂辅助原料大米用量自25-50%不等，一般是25-35%。须经过精碾，除去大米表皮的蛋白质细胞层，降低蛋白质含量，减少脂肪含量。一般采用碎粒的籼米比较经济。,2、玉米 必须脱胚(脂肪主要集中在胚层）；应用新玉米。3、小麦 糖蛋白含量高，泡沫好；花色苷含量低，有利于啤酒非生物稳定性，风味也很好；麦汁中含较多的可溶性氮，发酵较快，啤酒的最终pH值较低；小麦和大米、玉米不同，富含和淀粉酶，有利于采用快速糖化法。德国的白啤酒是以小麦芽为原料，比利时的蓝比克啤酒是以小麦为辅料，一般使用比例为15-20%。,4、淀粉 用玉米、高粱、小麦等谷物和马铃薯、甘薯、木薯等薯类为原料生产的淀粉。由于淀粉是原粮加工产品，一般价格均高于原料，因此淀粉作为辅料使用不如原粮经济。5、糖类和糖浆 麦汁中添加糖类，可提高啤酒的发酵度，但含氮物质的浓度稀释，生产出的啤酒具有非常浅的色泽和较高的发酵度，稳定性好，口味较淡爽，符合生产浅色干啤酒的要求。为了保证酵母营养，一般用量为原料的10%20%。6、酶制剂,三、使用辅料应注意的问题 1、辅料使用量应考虑麦芽的糖化能力。2、辅料的使用不造成过滤困难。3、有利于降低啤酒生产成本。4、有利于提高啤酒的质量，风味人们能接受。,第三节 酒花,酒花盛产于德国，又称忽布（hop），本草纲目上称为蛇麻花，是一种多年生草本蔓性植物，古人取为药材。1079年，德国人首先在酿制啤酒时添加了酒花，从而使啤酒具有了清爽的苦味和芬芳的香味。此后，酒花被誉为“啤酒的灵魂”，成为啤酒酿造不可缺少的原料之一。,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。,一、酒花栽培条件 酒花栽培适宜在近寒带的温带地区，我国酒花主要产地有新疆、内蒙、甘肃等地区。一般的说，酒花适宜在中性土壤、低地下水位、雨水少、长日照的地区栽培，虽然其他地区也能栽培酒花，但因不符合上述条件，产量低，无法获得优质、高产的酒花。,我国土壤pH大多在4.58.5范围内，由南向北pH值递增，长江(北纬33)以南的土壤多为酸性和强酸性，如华南、西南地区广泛分布的红壤、黄壤，pH值大多在4.55.5之间；华中华东地区的红壤，pH值在5.56.5之间；长江以北的土壤多为中性或碱性，如华北、西北的土壤大多含CaCO3，pH值一般在7.5-8.5之间，少数强碱性土壤的pH值高达10.5。,二、酒花的化学组成（一）酒花精油 酒花油主要存在于酒花花粉中，其含量约为0.4%。酒花精油的成分在200种以上，主要成分是萜烯、倍半萜烯（碳氧化合物）、酯、酮、酸及醇等，是啤酒重要的香气来源。分为两类：一类是碳氢化合物，这类化合物的香气极不愉快；另一类是碳氢氧化和物，它们是啤酒中优雅香气的主要成分。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。,（二）苦味物质 苦味物质是提供啤酒愉快苦味的物质，在酒花中主要指-酸、-酸及其一系列氧化、聚合产物。过去把它们通称“软树脂”。1.-酸 是啤酒中苦味的主要成分，具有强烈的苦味和很强的防腐能力，可降低啤酒的表面张力，增加啤酒的泡沫稳定性。在新鲜酒花中含量为5%-11%，是衡量酒花质量的重要标准。,2.-酸 也是苦味物质，含量为5%-11%。酸及软树脂其苦味程度约为酸的1/9。其防腐能力约为酸的1/3，也具有降低表面张力并改善啤酒泡沫稳定性的作用。,（三）多酚物质 是一个混合物，约占总量的4-8%，主要包括单宁、花色苷，是引起啤酒混浊的主要成分。对啤酒酿造有双重作用。它们在啤酒酿造中的作用为：在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物；在麦汁冷却时形成冷凝固物；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；在麦汁和啤酒中形成色泽物质和涩味。酒花的多酚物质与麦芽多酚物质相比，前者比后者活泼，前者因其聚合度高更易与蛋白质结合形成沉淀。所以它可以和凝固困难的蛋白质结合，有利于提高啤酒的非生物稳定性。,三、酒花的储存 避高温、防氧化。新采收的酒花朵水分75-80%，在特制的干燥炉中干燥至水分为6-8%，使花梗脱落，再回潮至水分10%左右，压制、打包。压榨酒花长期保藏应在干燥条件下，温度低于-8。周转保藏（不超过一个月）也应在0以下。,四、酒花的质量标准优级酒花的主要标准：色泽：浅黄绿色，有光泽，褐色花片少于2%。香气：富有浓郁的啤酒花香气，无异杂气味。花体完整度：花体基本完整。夹杂物：梗、叶等无害夹杂物不超过1.0%。水分：8.0%-12.0%。-酸含量（以干态计）：大于6.5%。-酸含量（以干态计）：大于2.0%（参考值）。包装密度：350500 kg/m3。,五、酒花制品 酒花球果的压榨品存在运输、贮藏和使用的不方便，在麦汁煮沸时酒花树脂的利用率低，在麦汁冷却和发酵、贮酒中还将进一步损失，因此，酒花粉、酒花颗粒、各种酒花浸膏等酒花制品越来越受到酿造师的欢迎。,1.酒花粉：将酒花于45烘干至含水6%7%，直接压成片剂或用塑料袋充惰性气体密封。在使用前用锤式粉碎机粉碎成颗粒1mm以下的酒花粉。,2.颗粒酒花：颗粒酒花目前应用较为广泛，颗粒酒花是把酒花粉压制成直径为2-8mm，长约15mm的短棒状，增加其密度，减少其体积，同时也降低了它的比表面积，在充惰性气体下保藏，酒花更不易氧化。颗粒酒花是世界上使用最广泛的酒花形式。,3.酒花浸膏：应用有机溶剂或CO2萃取酒花的有效物质，制成浓缩2-10倍有效物质的浸膏，在煮沸或发酵贮酒中使用。世界酒花产量的25%-30%加工成浸膏。4.另外，国外尚有各种类型酒花油、酒花精油等，用于调整啤酒的香味。,第四节 水,啤酒生产用水可分为五个方面 即酿造用水、冷却用水、洗涤用水、锅炉用水、制麦用水。以糖化用水最为重要，直接影响啤酒质量，无论是青岛啤酒，还是比尔森啤酒，慕尼黑啤酒，都具备良好的水质。,无论哪一种水源，得到的都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。1.地表水的特性：直接来自雨、雪的汇合，需进行复杂的水处理后才能成为优良的酿造水 2.地下水：分为潜水、承压水和泉水，具有清洁、水温稳定、生物少、溶解无机物的水质特点。,生产淡色啤酒应以软水为主；生产浓色啤酒可以选用暂时硬度偏高的水；锅炉用水必须是软水防止产生水垢；冷却用水即需要是软水，同时还要求含金属盐少，防止产生腐蚀作用；浸麦用水以中等硬度的水为好；洗涤用水则不能含微生物。,一、啤酒酿造用水水质要求及水质与酿造的关系（一）糖化用水的质量要求 1、外观 无色透明，无悬浮物及沉淀物。2、口味 有清爽的味感。无咸、苦、涩等异味。3、pH值 6-7为宜。4、硬度 总硬8以下为宜，暂硬2-5为好。5、有机物 高锰酸钾消耗量应为0-3mg/L。,6、总溶解盐类 固形物的含量以150-200mg/L为宜。7、铁盐 以不超过0.3mg/L为佳。铁盐的存在会氧化麦汁中的单宁，增加麦汁色度，使啤酒带有铁腥味并易发生混浊。8、锰盐 0.1mg/L以下为好。微量锰盐有利于酵母生长，过量则使啤酒缺乏光泽，口味粗糙。9、硅酸盐 以SiO32-计，应在30mg/L以下。过量则麦汁不清，发酵时形成胶团，影响发酵和啤酒过滤；引起啤酒胶体混浊；使啤酒口味粗糙。10、其他金属离子 重金属离子的含量必须符合饮用水的标准。过量抑制酵母和酶的活性，并使啤酒出现早期混浊，对人体健康也是有害的。,11、硫酸钙 1-1.5g/L为宜。12、氯及氯化物 氯含量不超过0.3mg/L。氯化物最适含量为20-60mg/L。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。13、氮化合物 硝酸盐应在0.2mg/L以下。亚硝酸盐和氨态氮最好不检出。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。14、有害微生物 37下培养24h，1mL水中细菌总数不得超过100个，不得有大肠杆菌和八联球菌存在。,（二）水的硬度 水中所含钙离子、镁离子和水中存在的碳酸根离子、硫酸根离子、氯离子、硝酸根离子所形成盐类的浓度称为水的硬度。我国规定1升水中含有10mg氧化钙为1d（德国度）。一般水质硬度在1-30之间。0-4为最软水；4.1-8.0为软水；8.1-12.0为普通软水；12.1-18.0为中等硬水；18.1-30为硬水。总硬度 是暂时硬度和永久硬度的总和。,水的硬度：暂时硬度：是钙和镁的碳酸氢盐溶解于水中的硬度。此种硬度在加热煮沸时，分解成碳酸钙和碳酸镁沉淀，这样水就失去了一部分盐类，从而降低硬度。永久硬度：是钙和镁的硫酸盐、硝酸盐或氯化盐等溶解在水中的硬度，又称非碳酸盐硬度。他们经过加热也不发生变化。淡色啤酒要求使用8d以下的软水，深色啤酒可用12d以上的硬水。,（三）水中钙、镁离子对啤酒酿造的影响 1、水中钙、镁的碳酸氢盐的降酸作用 Ca(HCO3)2+2KH2PO4 CaHPO4+K2HPO4+2H2O+2CO2 2、水中钙、镁重碳酸盐的缓冲作用 Ca(HCO3)2 Ca2+2HCO3-HCO3-+H+H2CO3 3、水中钙、镁硫酸盐的增酸作用3CaSO4+4K2HPO4Ca3(PO4)2+2KH2PO4+3K2SO4,4、钙、镁离子的其他作用 钙离子：保护-淀粉酶的耐热性，促进麦汁澄清，增加酵母凝聚性。镁离子：对啤酒风味不利，但是某些酶的辅酶因子。,二、酿造用水的改良和处理方法1.加酸法 加酸可将碳酸盐硬度转变为非碳酸盐硬度，使水的残余碱度降低，降低麦芽汁的pH值，使糖化操作能够顺利进行。酸的种类有乳酸、磷酸、盐酸或硫酸，一般以加乳酸者多。推荐将食用磷酸和盐酸或硫酸结合使用，其中糖化锅、调节洗糟用水pH值可添加盐酸或硫酸，并且可以取消石膏或氯化钙。调节煮沸锅麦汁pH值可用磷酸或乳酸。加酸量除与pH值有关外，还要注意定型麦汁的总酸含量不能超标。,2加石膏或氯化钙 加石膏可以消除HCO3-、CO32-的碱度，消除K2HPO4的碱性，起到调整水中钙离子的浓度等作用。3电渗析法 工作原理：水中的溶解盐类，多数以离子形式存在，在外加直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜，使水中离子具有选择透过性的特点，使水中一部分离子迁移到另一部分水中，从而达到除去盐类的目的。一般除盐率达到58%68%，即可以降低水的硬度，pH值也能达到使用要求。,4反渗透法 反渗透法处理水的原理是：待处理原水在外界本身的渗透压，使水分子通过半渗透膜，而盐类不能透过，达到除去水中各种盐类，降低水的硬度和除去有害离子的作用。,5离子交换法 离子交换法在水处理和制造高纯水中应用最广泛，大型啤酒企业酿造水的处理常采用此法。基本原理：离子交换法是用一种离子交换剂和水中溶解的某些阴、阳离子发生交换反应，借以除去水中有害离子。在交换反应中，水中离子被离子交换剂吸附，离子交换剂中的H+和OH-进入水中，从而除去水中存在的阴、阳两类离子。吸附水中离子的离子交换剂，可通过HCl、NaOH洗涤再生，反复使用。,三、啤酒生产用水的消毒和除菌 1、砂滤棒过滤器除菌 此法是原水在外压作用下，通过砂滤棒的微小孔隙，水中存在的少量有机物及微生物被微孔吸附截留在砂滤棒表面。滤出的水基本上可达到无菌要求，可用于酵母洗涤。此法只能除去水中微生物及部分有机杂质，对于水中溶解盐类、分子态杂质不起过滤作用。此法要求原水水质优良，无悬浮物和胶体杂质。,2、紫外线杀菌 微生物受紫外光照射后，微生物的蛋白质和核酸吸收紫外光谱的能量，导致蛋白质和核酸结构发生破坏，引起微生物死亡。当波长在2600时，杀菌力最强。紫外线对清洁透明的水有一定的穿透能力，所以能使水达到杀菌效果。此法的优点是杀菌速度快，效率高，不改变原水的物理性质和化学组成，不增加水的气味，结构简便，管理方便，便于自动控制。缺点是需经常更换新灯管，杀菌成本较高。,3、加氯杀菌 Cl2+H2O HClO+HCl HClO HCl+O2Ca(ClO)2+2H2O HClO+Ca(OH)2+CaCl2 次氯酸及新生态氧具有强烈的氧化作用，它很容易扩散到细菌细胞内，破坏细胞内的酶和细菌的生理机能而使细菌死亡。工厂常采用漂白粉代替。,漂白粉是混合物，它的有效成分是Ca(ClO)2。商品漂白粉往往含有Ca(OH)2、CaCl2、Ca(ClO2)2和Cl2等杂质。,加入水中的氯分为两部分，即作用氯（吸氯）和余氯。作用氯是和水中微生物、有机物及有还原作用的盐类（如亚铁、亚硝酸等）起作用的部分；余氯是为了保持水在加氯后有持久的杀菌能力，防止水中微生物孢子萌发（氯对孢子无杀菌作用）及外界微生物的侵入，需在水中存在的有效氯。有效氯量为1.0-4.0mg/L，接触时间为15min。加氯杀菌水有明显的气味，在啤酒厂的以下部门用水不宜使用：,（1）糖化用水 含有余氯的水能破坏酶活性，影响糖化过程的顺利进行。（2）酵母洗涤用水 余氯会杀死酵母细胞，导致酵母变性。（3）啤酒过滤机用水和勾兑啤酒用水 氯杀菌水的气味会影响啤酒质量，余氯会破坏啤酒的非生物稳定性。上述工序若使用氯杀菌水，应使用活性炭过滤，进行退氯处理。,4、臭氧杀菌 臭氧（O3）在常温常压下是具有特殊气味的气体，具有极强的氧化能力，释放出的新生态氧O，能氧化水中有机物，杀死微生物，亦能破坏微生物孢子和病毒。因制造臭氧的设备较复杂，基建费用大，杀菌费用高，所以此法应用尚不普遍。,第三章 麦芽制造,麦芽制造的目的：1通过制造麦芽的操作，使大麦中的酶活化并产生各种水解酶，并使大麦胚乳中的成分在酶的作用下，达到适度的溶解。2通过绿麦芽的干燥和焙焦除去多余的水分，去掉绿麦芽的生腥味，产生啤酒特有的色、香和风味成分，从而满足啤酒对色泽、香气、味道、泡沫等的特殊要求。3制成的麦芽经过除根，使麦芽的成分稳定，便于长期贮存。,全制麦过程大体可分为原料清选分级、浸麦、发芽、干燥、除根等过程。由原料大麦制成麦芽习惯称为制麦，是啤酒生产的开始，麦芽制备工艺决定了啤酒的类型。麦芽质量将直接影响酿造工艺和成品啤酒的质量。,第一节 大麦的清选和分级,一、大麦的清选 进厂大麦含有各种有害杂质，必须预先清选，方能投料，不然会有害于制麦工艺，直接影响麦芽的质量和啤酒的风味。因此，必须设有庞大的筛选机械和专用厂房，并尽量做到防尘，减少噪音。清选的第一道工序是粗选，精选是第二道工序。,（一）粗选 1.粗选的目的：是除去糠灰、各种杂质和铁屑。2粗选的方法：有风析和振动筛析二种方法。风析主要是除尘及其他轻微尘质，风机在振动筛上面的抽风室将大麦中的轻微尘质吹入旋风分离器中进行收集。振动筛析主要是为了提高筛选效果，除去夹杂物。振动筛共设三层，第一层筛6.520mm，主要筛除砂石、麻绳、秸秆等大夹杂物。第二层筛子(3.520mm)，筛除中等杂质。进入第三层筛子(2.020mm)，筛除小于2mm的小粒麦和小杂质。,(二)精选 1精选的目的：是除掉与麦粒腹径大小相同的杂质。包括荞麦、野豌豆、草籽、半粒麦等。2分离的原理：是利用种子不同长度进行的，使用的设备为精选机（又称杂谷分离机）。,二、大麦的分级 分级是将麦粒按腹径大小的不同分为三个等级。因为麦粒大小之分实质上反应了麦粒的成熟度之差异，其化学组成、蛋白质含量都有一定差异，从而影响到麦芽质量。分级筛常和精选机结合在一起。一般有两种设备：圆筒分级筛；平板分级筛。精选分级大麦应分开存放，以便浸渍投料。大麦的精选率：指从原大麦中选出可用于制麦的精选大麦的质量分数。,第二节 大麦的浸渍一、浸渍的目的 1、供给大麦发芽时所需要的水分，国内最流行的浸麦度为45%-46%，而欧美有些厂家为42%-45%的浸麦度时即转入发芽箱，继续适当喷水。2、漂洗除去杂质和灰尘。3、在浸麦水中适当添加石灰乳、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、甲醛等任何一种化学物，可以加速酚类、谷皮酸等有害成分的浸出，并有明显的促进发芽和缩短制麦周期之效，能适当提高浸出物。,二、浸麦理论及影响因素1.大麦的休眠和水敏感性 新收大麦和许多植物种子一样，具有特殊的休眠机制。新收大麦需经过6-8周贮藏，充分完成休眠期之后才能投产制麦。大麦的水敏感性是指大麦吸收水分至某一程度发芽受到抑制的现象。,2.大麦的吸水速度在正常温度下浸麦，水的吸收可以分为三个阶段：第一阶段 浸麦6-10h，吸水迅速，水分总量的60%在此时被吸收。第二阶段 从10-20h，麦粒吸水速度很慢，几乎停止。第三阶段 浸麦20h后，当供氧充足时，麦粒又开始吸水。此阶段的吸水特点是缓慢、均匀。大麦吸水受本身所含的水分和本身的基质的影响。,影响大麦吸水速度的因素：1、浸麦水温 14-18为宜，最高不超过20。2、麦粒大小 麦粒小吸水快，麦粒大吸水慢。3、含氮量 蛋白质含量越高吸水越慢，蛋白质含量低吸水快。4、麦粒的胚乳状态 麦粒中粉状粒含量高吸水快，玻璃质粒多吸水慢。,3.浸麦用水与水中添加剂浸麦用水 软水浸麦使大麦吸水速度快，但溶出的可溶性物质较多，尤其无机盐类溶出较多，影响发芽质量；水质硬度过大，不但浸麦的时间长，而且很多无机离子进入麦粒中，也会引起不正常的生理变化，进而影响发芽和酶的活力。另外水中也不应含有过多的铁和锰的化合物，以免在通风时，受空气中氧的作用，生成氢氧化物沉淀附着在大麦的表皮上，使麦芽色泽不正常。所以浸麦用水以中等硬度的饮用水为佳。,浸麦水中添加剂 浸麦过程中，为了防腐、催芽和有效地浸出谷皮中的有害成分，常添加一些化学药品，常用的主要有以下几种：1、石灰（CaO）加量为1-3kg/吨大麦。一般在洗麦后加入浸麦水中，并通风搅拌促进氧化钙溶解与均匀混合。作用是：（1）洗涤、杀菌，消除污垢和异味。（2）与麦粒呼吸产生的CO2起中和作用，有助于发芽力的提高。,（3）浸出麦皮中的多酚物质、苦涩物质等有害成分，有利于改善啤酒的色泽、风味和非生物稳定性。2、甲醛（HCHO）用量为40%的甲醛溶液1-1.5kg/吨大麦。作用是：（1）杀灭表皮上的微生物，防腐作用。（2）降低麦芽中的花色苷含量，提高啤酒的非生物稳定性。甲醛与麦芽自身所含的酰胺结合生成类似于酰胺树脂的化合物，对花色苷有吸附作用。（3）抑制根芽生长，降低制麦损失。一般在最后一次浸麦水中添加。,3、赤霉素 是一种良好的催芽剂，它可以提高麦芽的溶解度和酶含量，加速发芽，缩短制麦周期。用量为0.1-0.5mg/kg。可以加在最后一次浸麦水中，也可以在发芽中喷洒。,4.浸麦时氧的供给浸麦过程为什么要通风供氧？（1）在缺氧的情况下，麦粒将进行分子内呼吸，产生酸、醇、酯等物质，发出酸味和水果味，抑制胚芽生长。（2）通风不但可以供氧，还可以排出麦粒呼吸产生的CO2和热量，避免麦粒窒息、霉烂。（3）通风供氧可以增强麦粒的呼吸作用和代谢作用，促进麦粒萌发。萌发后，吸水更快，因此后期通风供氧量应更多些。特别是水敏感性强的大麦，发芽力弱的大麦和休眠期长的大麦，通风供氧更为重要。,通风供氧的方式（1）浸水通风 在浸水过程中通入压缩空气，这种方法同时起到洗涤搅拌的作用，有利于麦粒均匀接触氧气。（2）空气休止 浸麦一段时间，断水，让麦粒接触空气，以加强麦粒的呼吸作用，并定时通风供氧，以排出麦层中的CO2和热量并提供氧气。（3）喷淋 浸麦一段时间，断水，用水雾喷淋，使麦粒既接触氧，同时又吸收水分，还可将麦粒中的CO2和热量排掉。,（4）冲洗 浸麦一段时间后，进行长时间的空气休止，然后进行短时间的浸水，以排除CO2和热量，再重复进行这个过程。这种方法特别适合水敏感性强的大麦。（5）排出式吸引CO2 在浸麦槽底部安一个抽风机，在断水时定时抽出麦层中的CO2和热量。,5.浸麦度、露点率 浸麦度 是指大麦浸渍后所含水分的百分数。,一般浅色麦芽浸麦度为41%-44%，浓色麦芽为45%-48%。,浸麦度的控制 可以通过勃氏测定器测定。也可以用感觉来判断，如指压的感觉，浸麦