《发酵工程实验》教案：啤酒酿造实验

实验五啤酒生产工艺实验

啤酒是以大麦芽和啤酒花作为主要原料生产的一种低酒精度发酵酒。它具有特殊的麦芽香味、酒花香味和适口的酒花苦味，含有一定量的二氧化碳。啤酒倒人杯子中应形成持久不消、洁白细腻的泡沫，这些构成了啤酒独特的风格。目前啤酒的生产遍及世界各国，啤酒以其低酒精含量、丰富的营养成分而成为世界上产量最大的饮料酒。

一、实验目的：

（1）掌握纯生啤酒小型生产线的结构与工作原理

（2）熟悉麦汁制造全过程及其控制；掌握麦汁制造过程的工艺控制；绘出麦汁制造过程的工艺曲线。

（3）熟悉啤酒酿造全过程及其中间控制；了解啤酒发酵过程中各参数的变化规律。

二、实验原理

麦芽中的高分子物质在酶类的作用下，分解为可发酵性糖及可溶性浸出物并且溶解于水。选择糖化工艺的原则是确定适合各种酶作用的最佳条件。

糖化麦芽汁中含有一定量的高分子多肽和水溶性蛋白质。若存留在啤酒中当其受到外界条件的影响从啤酒中分离出来时，会造成啤酒的非生物性混浊。在麦芽汁煮沸时经过强烈的加热和分子间碰撞，这些多肽和水溶

性蛋白质会絮凝形成蛋白颗粒而沉淀下来，即热凝固物，消除造成啤酒非生物性混浊的隐患。

啤酒中的苦味来自于酒花。当麦芽汁煮沸1—1．5h后，可使酒花个的苦昧最大程度的释出，且酒花中的多酚物质与麦芽汁中的蛋白质形成多酚—蛋白沉淀，促使麦芽汁澄清。

啤酒酵母对麦芽汁中某些组分进行一系列的代谢过程，产生酒精等各种风味物质，形成具有啤酒独特风味的饮料酒。

三、实验材料及仪器

麦芽，酒花，温度计，糖度计，小型啤酒生产线，粉碎机，白瓷板，PH计。

纯生啤酒小型生产线流程图

四、实验内容

（一），麦汁制备与发酵

按照上图所示的流程图进行实验，接种后，10℃发酵3-5天，20h开始起泡，第3d测糖度，糖度降到5度升温到12-13℃（使双乙酰还原），第4天封口（封前将高级醇、二氧化碳排出），压力0.2兆帕，压力过高应适当放气，温度在12-13℃时，测糖度。如糖度降到2度，开始降温，一天降2℃，一直降到0℃，排出酵母。

发酵过程中酵母代谢生成了α－乙酰乳酸。双乙酰含量过高，有股馊饭味，感官界限值为0.15毫克/升。提高发酵温度，可使其前体物质α－

乙酰乳酸的非酶分解和双乙酰的酶还原作用加强。温度高时，还原力强，还原速度也快。提高发酵温度到12度，保持2天左右，使双乙酰还原到0.1毫克/升，再降低温度。

（二），成品啤酒检测

①、酒精的测定：用量筒量取l00mL除气啤酒，50ml蒸馏水放入500mL 烧瓶中，装上蒸馏装置，冷凝器下端用100mL量筒接收蒸馏液。当蒸馏液接近100mL时，停止蒸馏，加水定容至100mL，摇匀。用酒精表测量酒精度，记录。

②、真正浓度的测定：将蒸馏酒精后烧瓶中的剩余液体冷却，全部倒人100mL量简中，定容至100mL。用糖度计测量糖度，记录。

③、原麦芽汁浓度的计算：

④、真正发酵度的计算：

（三），啤酒的品评

①、品评的方法：

选优法：在许多酒样中，通过品评比较优劣。从多数人的评语中得出

结论。此法作为一般的选择方法，不作为质量控制的方法。

风味描述法：要求对啤酒进行解剖分析，说明不同酒样在风味上存在的特点和优点。用术语表述正常出现的风味，如酒花香味、麦芽香味、酯香味、焦香味、苦昧、酸味、氧化味、后苦味、双乙酰味等。

②、品评项目及要求：

外观：啤酒成品必须清亮，透明有光泽，瓶内不得有异物、杂质。不得有明显的片状或絮状凝聚物。启盖注入杯中以后应有大量的气泡升起．在杯口形成洁白细腻的泡沫，泡沫必须持久挂杯。

持泡性检测方法：啤酒于20℃水浴中恒温，于20℃倒杯．满杯后记录泡沫消失时间。泡沫持续3min以上为合掐，4．5min以上为优秀；

口感：质量好的啤酒应有明显的酒花清香味，—定的麦芽香味，口味纯正、爽口或醇厚。无后苦味，无异杂味，有充足的C02。淡色啤酒：具有洒花的香气，苦味。浓色啤酒：具有麦芽香昧及醇厚感。

要求：先观察外观，再闻味。饮用时不宜连续饮用，避免失去判断力。

③、品评结果：

五、注意事项

（一）生产原料

纯生鲜啤酒是不加辅料并选用优质生产原料酿造的高质量啤酒。原料的好坏直接影响啤酒质量。

焦香麦芽：外观微黄至深黄，应有强烈的焦香气味，不得掺有焦糊麦粒。

一级大麦芽：外观微黄至黄，清香新鲜无霉无虫，色度3.2EBC以下，糖化力较高，或糖化时间15分以下，氨基酸140 mg/100g以上，无水浸出率76%以上。因糖化工艺须随麦芽质量进行调整，故每批大麦芽都应有供货单位提供的理化指标清单。

啤酒花：选用新鲜，无氧化及邪杂味的高质量颗粒酒花，α-酸含量应达到6%以上;酒花浸膏应有明显标记（包括产地，年份及α-酸含量）。每次开封后未用完的酒花或制品应尽量回复包装，避免与氧接触，并放入冰箱保存。开封后的酒花制品使用不应超过一个月。

啤酒酵母：酵母原菌按微生物保存规定定期接种。大多数酵母使用代数不超过六代。生产中如果发现某批酵母出现异常，应立即排出不得勉强使用。为了保证酵母的性能与纯度，至少每半年更新菌种。

（二）.原料粉碎

每批投料前应提前二小时将准确称量的大麦芽粉碎完毕。焦香麦芽和大麦芽分开粉碎，前者粉碎度应小于后者。让麦芽自然吸潮5分钟后进行粉碎。麦芽粉碎过程应经常取样检查粉碎度，严格杜绝整粒进入粉碎后的

原料。粉碎度：表皮破而不碎，粗细粉比1：2.5；好的粉碎度可以保证良好的过滤。

（三）糖化

糖化：利用麦芽所含的酶将麦芽辅助原料中的不溶性高分子物质逐步分解为可溶性的低分子物质，这个过程称为糖化。糖化时主要的酶：α—淀粉酶、β—淀粉酶等。α—淀粉酶：pH5.6—5.8 温度65—70℃失活温度80℃，分解淀粉分子内部结合的α—1、4葡萄糖苷键，产物：短链糊精、麦芽糖、葡萄糖。β—淀粉酶：pH5.4—5.6 温度60—65℃失活温度70℃，只作用于淀粉非还原基末端，α—1、4葡萄糖苷键，依次水解下一分子麦芽糖，产物：麦芽糖、大分子的β—界限糊精。

糖化开始前应对全套设备进行检查（包括水，电，汽，冷）。作好准备工作后方可投料。投料前，进行设备清洗。电加热设备须把电加热管清理干净，不允许有焦糊物附着：且加热时务必注意先开泵，一分钟后再开加热管，停止加热时应先关加热管，一分钟后再关泵。

糖化泵启动前必须先打开冷却水，以保护泵的使用寿命。糖化工艺须严格遵守，温度，时间不允许随意调节。糖化期间每一步操作都应如实的记录。加热期间须进行搅拌。特别是电加热设备，必须在搅拌时加热，不允许在无搅拌状态下加热。

（四）麦汁过滤

过滤前，先用70℃的热水温槽。没过筛板即可。打醪后，静置20分

钟迅速将回旋槽清理干净，开始回流。回流时，从取样阀放出麦汁，用桶接好。直至视蛊里麦汁清亮，方可关闭取样阀，打开通往回旋槽的阀门。将桶内浑浊麦汁用勺子轻轻倒回过滤槽，不要冲动槽层。测定头道麦汁浓度。

麦皮形成滤层，快速过滤。如过滤慢，则还原糖被氧化，多酚物质，被浸渍时间长，易给麦汁带来不良的苦涩味和麦皮味，麦皮中的色素致使麦汁色泽加深；微小的蛋白质颗粒，可破坏泡沫的持久性。

（五）麦汁分离

麦汁煮沸后添加酒花，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，增加啤酒的防腐能力（酒花中的软树脂有杀菌作用）。煮沸结束后，调整阀门，开泵，使麦汁在糖化锅内自循环10分钟。再静置20分钟后，打开糖化锅底阀，排除热凝固物。

（六）麦汁冷却

麦汁冷却前，应先冲洗麦汁管道。有条件的应用热水冲洗薄板换热器。将麦汁软管接到预定的发酵罐上。冷却前糖化工段与发酵工段联系好。先开冷水泵将换热器预冷，当换热器冷水出口处温度降到40℃时方可开启糖化锅底阀，并可开主泵打麦汁。麦汁开始冷却初期麦汁流速应放到低档位置，当麦汁经过薄板换热器时应随时有人监督麦汁出口温度，如发现麦汁温度有上升趋势应立即进行处理。薄板冷却技术要求：冷水温度3℃，

热麦汁温度85-95℃，麦汁出口温度8-9℃，热水温度60℃左右。麦汁过完后用清水沿麦汁行走路线冲洗换热器与软管。冷却后加酵母。

（七）啤酒发酵

必须严格按工艺操作。啤酒发酵时温度、压力的任何不正常波动都会对啤酒质量产生严重影响。要细心控制。麦汁入罐后首先用软管添加酵母。再用纯氧通氧15分钟。保持罐压0.01Mpa,2-3小时后再通氧15分钟。麦汁入罐12小时后排冷凝物。麦汁溶氧水平首先影响发酵前期酵母的增殖，浴氧高，酵母增殖快和多，发酵速率也因酵母增殖速率和数量而变化。

思考题：

何要进行糖化？糖化时的主要酶有哪些？其主要作用是什么？

何要加酒花？ 3、本发酵过程中是怎样还原双乙酰的？