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1、第五节第五节 啤酒发酵过程中酵母的代谢作用啤酒发酵过程中酵母的代谢作用 冷却的麦汁添加酵母后，便是发酵的开始。酵母开始在有氧的条件下，以麦汁中的氨基酸为主要氮源和以可发酵糖类为主要碳源，营呼吸作用，并从中获取能量而生长。此后，便在缺氧的条件下进行酒精发酵。整个啤酒发酵过程是复杂的，下面简述一些主要代谢产物的变化过程及其性质和作用。一、糖类的同化和发酵 啤酒酵母属兼性微生物，在有氧和缺氧的条件下都能生存。其获得生命所需能量可通过以下两个方面：1、在有氧条件下，酵母进行有氧呼吸，糖被、在有氧条件下，酵母进行有氧呼吸，糖被分解成水和分解成水和CO2 2，并释放能量。在呼吸作用下，每，并释放能量。在呼
2、吸作用下，每n n氧化1克分子葡萄糖的燃烧热为647千卡，大部分转移到ATP高能键中，作为酵母获取能量的来源。n n 2、在无氧条件下，酵母进行无氧发酵，糖被发酵产生乙醇和CO2 2,并释放能量。在发酵过程中，每1克分子葡萄糖放出约50千卡能量，其中约23千卡转移至ATP高能键中，其余部分以热能形式而散失。n n 酵母繁殖阶段，主要属前一种情况，而啤酒发酵过程主要属后一种情况。（一）发酵机制（一）发酵机制 在啤酒发酵过程中，绝大部分可发酵性糖类在啤酒发酵过程中，绝大部分可发酵性糖类n n被分解为最终产物乙醇和CO2 2。其发酵循序如下：n n（1）葡萄糖（2）果糖（3）蔗糖（4）麦芽糖n n（
3、5）麦芽三糖n n 葡萄糖和果糖首先渗入酵母细胞内，直接进行发酵；蔗糖必须经酵母表面的蔗糖酶转化为葡萄糖和果糖后，才能进入酵母细胞进行发酵；对下面啤酒酵母来说，酵母细胞不易合成麦芽糖和麦芽三糖的渗透酶，麦芽糖和麦芽三糖就不能进入细胞内，必须待葡萄糖和果糖的浓度降低至一定程度后，酵母细胞开始由诱导作用而产生麦芽糖和麦芽三糖的渗透酶，使此二类糖得以进入细胞内，再经-葡萄糖苷酶分解为单糖后，始能发酵。而上面啤葡萄糖苷酶分解为单糖后，始能发酵。而上面啤酒酵母的麦芽糖渗透酶是固有的，因此，在有葡酒酵母的麦芽糖渗透酶是固有的，因此，在有葡n n萄糖存在的条件下，仍能保持其发酵麦芽糖和麦芽三糖的能力。因此上
4、面啤酒酵母的发酵速度相对是比较快的。n n 葡萄糖的发酵过程是在酵母多种酶的作用下，经EMP途径，先生成丙酮酸，在有氧条件下生成水和CO2 2；在缺氧条件下生成酒精和CO2 2。n n 上面酵母和下面酵母对糖类的发酵在于它们对棉子糖发酵的不同模式上。n n 棉子糖 转化酶转化酶 果糖+蜜二糖n n 蜜二糖蜜二糖酶蜜二糖酶 葡萄糖+半乳糖 下面酵母具有转化酶和蜜二糖酶，能将棉子下面酵母具有转化酶和蜜二糖酶，能将棉子糖分解为果糖、葡萄糖和半乳糖而全部发酵之；糖分解为果糖、葡萄糖和半乳糖而全部发酵之；n n上面酵母只具有转化酶，不含蜜二糖酶，只能发酵棉子糖中1/3的果糖部分。n n （二）麦汁可发酵
5、糖类及其发酵产物n n 麦汁的可发酵糖类一般如上所述，在发酵过程中，可发酵糖类约96%发酵为乙醇和二氧化碳，2.5%生成其它副产物，1.5%合成新酵母细胞。n n 发酵副产物的主要成分如下：甘油、琥珀酸、高级醇（主要是异戊醇）、羰基化合物（主要是乙醛、双乙酰，含量虽微，但对啤酒风味影响很大）、其它有机酸（主要是醋酸）、酯类（主要是乙酸乙酯）。二、氮的同化二、氮的同化 麦汁中含有氨基酸、肽类、蛋白质、嘌呤、麦汁中含有氨基酸、肽类、蛋白质、嘌呤、n n嘧啶以及其它多种含氮物质。这些含氮物质可供酵母繁殖时同化之用，并且对啤酒的理化性能和风味质量起主导作用。n n 健康的酵母，其胞外蛋白酶活力是很低的
6、。因此在啤酒发酵时，麦汁中蛋白质分解作用极弱。酵母繁殖所需氮源主要依靠麦汁中的氨基酸，麦汁中应有足量的氨基酸才能保证酵母的生长繁殖和发酵作用的顺序进行。n n 1、啤酒酵母对不同氨基酸的同化作用n n 啤酒酵母对各种氨基酸的同化情况是不同的。如天冬氨酸、谷氨酸和门冬酰胺，可以有效的作为唯一氮源被同化，而甘氨酸、赖氨酸、半胱氨作为唯一氮源被同化，而甘氨酸、赖氨酸、半胱氨酸则不能作为唯一氮源被啤酒酵母所利用。酸则不能作为唯一氮源被啤酒酵母所利用。n n 培养基中，两种氨基酸同时存在，较一种单独氨基酸的同化率可提高10%，如有三种氨基酸，同化率可进一步提高8%。因此，含有多种氨基酸的麦芽汁，其氮的同
7、化率是比较高的。n n 2、啤酒酵母对不同氨基酸的同化速率n n 根据啤酒酵母对氨基酸的同化速率，氨基酸可分为四大类：n n A组（同化较快）：天冬酰胺、丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、缬氨酸。n n B组（中等同化速率）：蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸。C组（同化速率较低）：酪氨酸、色氨酸、氨、组（同化速率较低）：酪氨酸、色氨酸、氨、丙氨酸。丙氨酸。n n D组（极微或不同化）：脯氨酸n n （1）以上顺序并不因个别氨基酸的浓度改变而受影响。n n （2）酵母对氨基酸的同化速率，与酵母浓度和个别氨基酸的浓度成正比，氨基酸浓度愈低，酵母吸收此氨基酸的速率也愈低，因
8、此，如果麦汁中含氨基酸不足，必然促使在酵母细胞内从其它途径合成更多的氨基酸，如由丙酮酸合成氨基酸。n n （3）酵母对氨基氮的吸收，主要取决于麦汁中可同化氮的总量，其次是个别氨基酸的浓度。3、啤酒酵母对氨基酸的同化模式与啤酒质量、啤酒酵母对氨基酸的同化模式与啤酒质量 （1）氨基酸被酵母吸收后，并非整体直接用于）氨基酸被酵母吸收后，并非整体直接用于n n蛋白质合成，而是由酵母将氨基酸变为相应的酮酸同类物。当蛋白质的合成需要某种氨基酸时，通过转氨作用，由相应的酮酸得到需要的氨基酸。n n （2）氨基酸根据它们的酮酸同类物在酵母代谢中的重要性可分为三类：n n 第一类：天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷
9、酰胺、苏氨酸、丝氨酸、蛋氨酸、脯氨酸。n n 第二类：异亮氨酸、结氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸。n n 第三类：赖氨酸、组氨酸、精氨酸、亮氨酸 第一类氨基酸在麦汁中的浓度不重要，它们第一类氨基酸在麦汁中的浓度不重要，它们的酮酸同类物在发酵开始时系来自氨基酸本身，而的酮酸同类物在发酵开始时系来自氨基酸本身，而n n后，来自糖的合成。因此第一类氨基酸其浓度高低不会影响酵母的代谢作用。n n 第二类氨基酸在麦汁中的浓度是重要的。因为在发酵后期由糖类合成此类相应氨基酸的酮酸同类物受到限制，此类氨基酸的酮酸同类物主要来自麦汁中所含的此类氨基酸，麦汁中改变这一类氨基酸的浓度，将大大影响成品啤酒的
10、质量。n n 第三类氨基酸在麦汁中的含量比例是更为重要。因为此类氨基酸的酮酸同类物几乎全部来自麦汁氨基酸本身，很少来自糖的合成。缺乏此类氨基酸将引起酵母代谢作用的极大改变，从而影响啤酒质量。因此，要求得到质量均一的啤酒，除去控制因此，要求得到质量均一的啤酒，除去控制氨基酸的总含量外，对二、三类氨基酸的含量比例氨基酸的总含量外，对二、三类氨基酸的含量比例n n也要控制。n n 4、啤酒发酵过程中含氮物质的变化n n 啤酒发酵过程中，麦汁中的含氮物质下降约1/3，主要是部分氨基酸和低分子肽被酵母同化。另外，由于pH值和温度的降低，引起一些凝固性蛋白质和蛋白质-多酚物质复合物的沉淀，在酵母细胞表面也
11、吸附了少量蛋白质颗粒。n n 酵母除了同化氨基酸外，也分泌出一些含氮物质，其量约为其同化氮的1/3。因此啤酒中的氮大约75%来自麦汁，25%来自酵母分泌物。三、其它代谢产物三、其它代谢产物 （一）高级醇类（一）高级醇类 高级醇类是啤酒发酵代谢高级醇类是啤酒发酵代谢n n副产物的主要成分，对啤酒风味具有重大影响。高级醇类的形成和酵母菌种、麦汁成分及发酵条件有密切的关系。n n 1、高级醇类形成的代谢途径 啤酒中绝大多数的高级醇是在主发酵期间形成的，形成高级醇的代谢途径有两个方面：降解代谢途径（埃尔利希n n代谢机制）和合成代谢途径。n n 降解代谢途径：高级醇由氨基酸形成，其代谢途径包括：（1）
12、氨基酸被转氨为-酮酸；（2）n n酮酸脱羧成醛（失去一个碳原子）；（3）醛还原成醇。合成代谢途径：利用碳水化合物为碳源，生合成代谢途径：利用碳水化合物为碳源，生物合成氨基酸的最后阶段，形成了物合成氨基酸的最后阶段，形成了-酮酸中间体酮酸中间体n n由此脱羧和还原，就可以形成相应的高级醇。其代谢过程见图示。n n 由图可见，由糖类生物合成高级醇，其变化末期与从氨基酸形成高级醇的途径一样，均由相应的-酮酸，脱羧成醛，再还原为醇。n n 多种氨基酸的存在能抑制由碳水化合物合成高级醇类，当氨基氮的含氮量超过600毫克/升时，抑制作用很显著。n n 2、影响高级醇形成的因素n n （1）酵母菌种n n
13、（2）麦汁浓度和麦汁成分 高级醇的形成随麦汁浓度增高而增加。高级醇的形成随麦汁浓度增高而增加。麦汁中氨基酸的含量高，形成高级醇的量也麦汁中氨基酸的含量高，形成高级醇的量也n n高，但氨基酸含量过高，也会影响高级醇的生成；麦汁中可利用氮含量低，形成高级醇的量也低，但可利用氮含量过低，也会由合成代谢途径产生较多的高级醇，加过多的糖液稀释麦汁后添加辅助原料过多，都会增加高级醇的生成。n n （3）发酵条件n n 增加通风量导致生成较多的高级醇。n n 发酵温度和pH值高，有利于高级醇的生成。n n 搅拌有利于高级醇的形成。n n 加压发酵，高级醇的生成量减少。n n 接种量高有利于降低高级醇的形成。
14、用通风、搅拌、升温、糖的流加等方法促进酵用通风、搅拌、升温、糖的流加等方法促进酵母增殖速率时，其侧链的高级醇生成量也有所增加母增殖速率时，其侧链的高级醇生成量也有所增加n n 3、啤酒发酵中产生的主要高级醇类n n 异戊醇含量最高，约占50%左右，其次为活性戊醇（2-甲基丁醇），异丁醇和正丙醇等。n n 对啤酒风味影响较大的是异戊醇和苯乙醇。它们是构成啤酒酒香味的主要成分。n n （二）醛与酮n n 啤酒中的醛类以乙醛为主，它是啤酒酵母发酵的中间代谢产物，是由丙酮酸不可逆的脱羧基而形成的。乙醛在主发酵前期大量形成，而后很快下降。n n 提高麦汁pH值，增加麦汁通风量和增加酵母接种量均有利于乙醛
15、的形成；发酵温度高，乙醛生接种量均有利于乙醛的形成；发酵温度高，乙醛生成量低，发酵后期其含量下降也快。成量低，发酵后期其含量下降也快。n n 乙醛影响啤酒口味的成熟，当超过界限值时，有粗糙苦味感觉，与双乙酰和硫化氢并存时，构成了嫩啤酒固有的生青味，乙醇在发酵后期，应采取措施，大量排除乙醛含量。n n 啤酒中所含的其他醛类也是相应感觉醇类的正常前驱物质，也是随着啤酒成熟而含量逐步降低。n n 啤酒中的主要酮类是丙酮，含量甚微，是异丙醇的前驱物质，对啤酒风味无影响。n n （三）脂肪酸和其它有机酸n n 啤酒中脂肪酸主要成分是醋酸，是啤酒的正常发酵成分。它有乙醛氧化而来。脂肪酸的存在会影响啤酒的泡
16、沫性能，一般来说快速发酵方法（会影响啤酒的泡沫性能，一般来说快速发酵方法（提高发酵温度、增加接种量、搅拌、加大通风量）提高发酵温度、增加接种量、搅拌、加大通风量）n n有利于降低游离脂肪酸的含量。n n 其它有机酸主要包括乳酸、琥珀酸、柠檬酸、苹果酸及有关的酮酸等。它们对啤酒风味尤一定的影响，而酮酸则是酵母多种代谢途径的汇合点，如丙酮酸是糖的代谢EMP代谢途径的主要产物，也是多种酵母代谢产物的前驱物质。n n （四）双乙酰n n 在啤酒中对风味起主要作用的是双乙酰，它在啤酒中的风味界限值为0.15ppm,含量过高就会出现馊饭味。n n 1、双乙酰的形成 生物合成途径来自两方面：（1）直接由乙酰
17、辅酶A和活性乙醛缩合而成：活性乙醛活性乙醛+乙酰辅酶乙酰辅酶A 双乙酰双乙酰+辅酶辅酶A （2）由）由-乙酰乳酸的非酶分解形成双乙酰：乙酰乳酸的非酶分解形成双乙酰：n n 丙酮酸+活性乙醛 -乙酰乳酸 非酶分解非酶分解n n 双乙酰 还原酶还原酶 丁二醇n n 2、啤酒中双乙酰的含量n n 啤酒发酵时，双乙酰的含量取决于双乙酰生成量与排除量之间的平衡。n n （1）-乙酰乳酸 是酵母合成缬氨酸的中间产物，氮麦汁中缺乏结氨酸或它被消耗时，将引起多量-乙酰乳酸 的形成。n n （2）-乙酰乳酸经氧化脱羧反应，转化为双乙酰，此反应是在酵母细胞外非酶吹化作用下进行的，是一种较慢的化学变化过程。（3）从
18、双乙酰还原为）从双乙酰还原为2，3丁二醇是酵母还原酶丁二醇是酵母还原酶的作用，其反应速度近的作用，其反应速度近10倍于非酶反应。倍于非酶反应。n n 因此要降低啤酒中双乙酰的含量，应加快主发酵期间从-乙酰乳酸 到双乙酰的反应速度。否则，当后发酵酵母浓度降低时，便会有多量的双乙酰积累，此时要进一步降低双乙酰的含量，就必须延长储酒时间。n n 3、降低双乙酰的措施n n 双乙酰是构成啤酒生青味的主要成分之一，应设法降低其含量：n n （1）提高麦汁中缬氨酸的含量 通过反馈抑制作用，抑制从丙酮酸合成缬氨酸的支路代谢作用。一般，一般，一般，一般，12%12%的麦汁，的麦汁，的麦汁，的麦汁，-氨基氮的含
19、量控制在氨基氮的含量控制在氨基氮的含量控制在氨基氮的含量控制在180180毫克毫克毫克毫克/升以升以升以升以上。或每上。或每上。或每上。或每1%1%浸出物中含有浸出物中含有浸出物中含有浸出物中含有2020毫克毫克毫克毫克/升升升升-氨基氮。氨基氮。n n （2）加速-乙酰乳酸 的分解速度 n n 提高发酵温度。-乙酰乳酸 的非酶反应和双乙酰的酶还原作用都与稳定有关，温度愈高，反应愈快。n n 通风搅拌。n n 降低接种麦汁的pH值。在低pH值下，双乙酰及其前驱物质减少了。n n 利用酵母还原双乙酰。n n 利用二氧化碳洗涤，排除双乙酰。第六节第六节 啤酒发酵工艺啤酒发酵工艺n n 一般来说，下
20、面啤酒的发酵过程分为主发酵和后发酵两个阶段，生产时间较长，其特点是：n n 1、主发酵温度比较低，发酵进程比较缓慢，煮发酵完毕后，大部分酵母沉降下来。n n 2、后发酵期较长，酒液澄清良好，旧的泡沫细致，风味柔和，保存期较长。n n 一、主发酵（又称前发酵，或发酵）n n 此阶段为酵母活性期，麦汁中大部分可发酵糖类在此期内发酵，酵母的一些主意代谢产物也在此期间完成。主发酵过程中的现象与要求：主发酵过程中的现象与要求：1、酵母繁殖期：麦汁添加酵母、酵母繁殖期：麦汁添加酵母816小时，小时，n n酵母主要进行自身的繁殖。液面上出现二氧化碳小气泡，逐渐形成白色的、乳脂状的泡沫。n n 如果麦汁添加酵
21、母16小时后尚不起泡，可能是室温或接种温度太低、酵母衰老、酵母添加量不足、麦汁通风不足、麦汁中-氨基氮和嘌呤、嘧啶等含氮物质不足等原因所引起，应采取相应措施补救之。如适当提高液温、增加麦汁的通风量、增加酵母量以及改进糖化方法，加强蛋白质分解作用提高麦汁中-氨基氮含量。n n 2、起泡期：发酵一天后，在麦汁表面逐渐出现更多的泡沫，由四周渐渐拥向中间，洁白细腻，厚而紧密，如花菜状。二氧化碳起泡上涌，并将一厚而紧密，如花菜状。二氧化碳起泡上涌，并将一些析出物带至液面。些析出物带至液面。n n 此时发酵温度每天上升0.50.8，降糖0.30.5，维持时间12天，不需人工降温。n n 3、高泡期：发酵3
22、天后，泡沫增加，高达2030厘米，并因酒内酒花树脂和蛋白质-单宁氧化物开始析出而逐渐变为棕黄色，此时为发酵旺盛期，大量释放热量，需要人工冷却。降温应缓慢，不宜太剧，否则会引起酵母早期沉淀，影响发酵作用。一般维持23天，每日降糖1.5左右。n n 4、落泡期：发酵56天以后，发酵力逐渐减弱，二氧化碳气泡减少，泡沫回缩，酒内析出物增多，泡沫由棕黄色变为棕褐色。此时要控制液温每天下降天下降0.5，每日降糖，每日降糖0.50.8，此时一般维持，此时一般维持2天左右。天左右。n n 5、后发酵期：发酵78天后，发酵进入末期，在大幅降温的情况下，酵母大量凝集沉淀，可发酵性糖类已大部分降解，每日降糖0.20
23、.4。n n 后发酵时期的主要作用有：生啤酒中残留的可发酵性糖类（麦芽糖和麦芽三糖）继续发酵，产生的二氧化碳继续溶解达到饱和状态；后发酵初期产生的二氧化碳在排出罐外时，将酒内所含的一些生酒味的挥发性成分，如乙醛、硫化氢、双乙酰等同时排出，减少啤酒的不成熟味觉，加快啤酒成熟；在较长的后发酵期中，悬浮的酵母、凝固物、酒花树脂等，在低温和低pH的情况下，缓慢沉降下来，逐渐澄清，便于过滤；在较低的储酒温度下蛋白质蛋白质-单宁复合物逐渐析出而先行沉淀下来被虑单宁复合物逐渐析出而先行沉淀下来被虑出，改善了啤酒的非生物稳定性。出，改善了啤酒的非生物稳定性。n n 二、主发酵技术条件n n 冷麦汁pH值 n
24、n 冷麦汁溶解氧含量（ppm）68n n 接种温度（）57n n 酵母添加量（%）n n 酵母使用代数 不超过7代n n 酵母增殖时间（小时）20n n 主发酵最高温度（）n n 发酵终了温度（）45 降糖情况（降糖情况（P/天）：起泡期天）：起泡期 0.30.5 高泡期高泡期 左右左右n n 落泡期 n n 后酵期 n n 主发酵时间（天）78n n 后发酵时间（天）714n n 主发酵终了时的pH值 n n 三、发酵过程中的主要物质变化n n 1、糖的变化 麦汁中可发酵性糖类约占总糖的70%，其中80%以上的可发酵性糖类在主发酵过程中为酵母所同化，或发酵为酒精和二氧化碳及其它代谢产物，只残
25、留少量的麦芽糖和麦芽三糖待后发酵中分解。后发酵中分解。在发酵过程中，同等条件下，发酵度是随可在发酵过程中，同等条件下，发酵度是随可n n发酵性糖与总糖的比例而变化的。可发酵性含量愈高，发酵度愈高；发酵速度则随着发酵温度和酵母添加量而变化，发酵温度愈高，酵母添加量愈大，发酵愈旺，发酵速度愈快。n n 2、含氮物质的变化 麦汁中所含可同化氮或不可同化氮的成分，均与啤酒质量有关系，前者影响着发酵进程和酵母代谢所产生的风味物质；后者则关系到啤酒的物理性能，如啤酒的澄清，非生物稳定性和啤酒泡沫性能等等。n n 在发酵过程中，麦汁中的部分氨基酸和肽类被酵母所同化，但也由酵母合成了部分新的肽类和蛋白质。这些
26、生理合成产物，其成分与原麦汁所含蛋白质。这些生理合成产物，其成分与原麦汁所含不同，对啤酒的风味和各项理化性能均能产生影响不同，对啤酒的风味和各项理化性能均能产生影响n n另外，麦汁中原有的一部分高分子含氮物质，在发酵过程中因受温度和pH值降低的影响而析出。它的析出对啤酒的非生物稳定性有明显的好处。n n 3、苦味物质的变化 在发酵过程中，麦汁中近1/3的苦味物质损失掉，影响的因素有：n n （1）麦汁通风量 麦汁中含溶解氧愈多，酵母繁殖愈盛，酵母新细胞表面吸附的苦味物质愈多。适当调低含氧量，可以减少苦味物质的损失。n n （2）pH值 在发酵过程中，酒液的pH值 和发酵温度愈低，尚未异构化的-
27、酸析出愈多。（3）发酵时间）发酵时间 高温短时间的强烈发酵较高温短时间的强烈发酵较低温长时间的缓慢发酵，苦味物质损失相对较大。低温长时间的缓慢发酵，苦味物质损失相对较大。n n （4）发酵温度和压力 在密闭低温发酵罐中，在大气压下发酵，苦味物质较开口高温发酵损失得少。n n 4、pH值 的变化 冷麦汁的pH值 一般为，随着发酵进程而逐步降低。其原因主要是由于在发酵过程中，二氧化碳和有机酸的形成。下面发酵在终了时一般为，添加未发芽谷类原料的麦汁或麦汁煮沸时以及蔗糖均有利于降低酒液的pH值。低的酒液pH值 有利于抑制乳酸菌；有利于蛋白质凝固；有利于酵母凝聚。n n 影响酒液pH值 下降的因素，除水
28、质、麦芽质量和糖化方法外，还与溶解氧、酵母添加量、发酵温度等因素有关，而上述因素均与酵母繁殖速率和发酵速温度等因素有关，而上述因素均与酵母繁殖速率和发酵速温度等因素有关，而上述因素均与酵母繁殖速率和发酵速温度等因素有关，而上述因素均与酵母繁殖速率和发酵速度有关。发酵速度愈快，度有关。发酵速度愈快，度有关。发酵速度愈快，度有关。发酵速度愈快，pH pH值值值值 下降逾快，反之愈慢。下降逾快，反之愈慢。下降逾快，反之愈慢。下降逾快，反之愈慢。n n缓慢降低pH值，苦味物质损失少，有利于酒的泡持性。n n 5、色度变化 麦汁的色度在发酵过程中有所降低，其原因，部分在于pH值 的变化，原溶解于麦汁中的
29、色素物质又被凝析出来，与蛋白质、酒花树脂等同存在于液面中。部分原因是由于酵母对单宁物质的还原作用。n n 四、发酵过程的控制n n 在主发酵期间，技术控制的重点是温度、浓度和时间，三者互相制约，又相辅相成。发酵温度低浓度下降就慢，发酵时间长；反之，发酵温度高，浓度下降快，发酵时间短。控制的目的就是要在最浓度下降快，发酵时间短。控制的目的就是要在最短的时间内达到要求的发酵度和代谢产物。短的时间内达到要求的发酵度和代谢产物。n n 1、温度的控制 n n （1）接种温度 下面发酵的接种温度一般控制在58，凡酵母菌种起发快，酵母添加量大或主发酵最高温度要求比较低者，接种温度应低一些，如56，反之，需
30、偏高一些，如6.58.0。通常淡色啤酒比浓色啤酒的接种温度要高一些。n n （2）发酵最高温度 低温发酵的最高温度控制在7.59.0，高温发酵的最高温度控制在1013。温度偏低，有利于降低酯类、高级醇、硫化氢、二甲基硫等物质的形成，-乙酰乳酸的形成量也降低，从而减少了双乙酰的含量，使啤酒的苦味及泡沫性能也更好一些；而温度偏高，发酵的苦味及泡沫性能也更好一些；而温度偏高，发酵时间短，设备利用率高，经济上比较合理。时间短，设备利用率高，经济上比较合理。n n 一般来说，在13内，酵母的代谢过程没有明显的差异，都可以制出优质的啤酒来。n n （3）发酵终了温度 一般控制在45，要求：降低温度，使酵母
31、凝聚沉淀，酒液中只保留一定浓度的酵母量，同时，便于低温储藏，以利酒的澄清，否则，将延长酒的储存期。n n 2、浓度的控制 在一定的酵母菌种和麦汁成分下，浓度的控制是通过调节发酵温度和发酵时间来控制的。如发酵旺盛，降糖快，则需适当降低发酵最高温度和缩短最高温的保持时间，反之则需延长最高温保持时间或采取缓慢降温的办法，以促n n 降糖。降糖。3、时间的控制、时间的控制 在一定的麦汁成分，酵母在一定的麦汁成分，酵母n n活性和一定的发酵度要求下，发酵时间主要取决于发酵温度。发酵温度高，发酵时间短，反之亦然。n n 下面发酵的主发酵时间一般控制在37天，低温发酵的酒，风味柔和醇厚，泡沫细腻持久，质量比
32、较好，但设备利用率低。n n 五、大罐低温发酵实例：n n 1、麦汁处理 麦汁经回旋沉淀槽除去热凝固物和经薄板热交换器冷却后，再经硅藻土过滤、离心分离等方法去除冷凝固物。n n 2、冷麦汁和发酵罐应处于无菌状态，要求在1215小时内连续满罐。前几批麦汁控制温度56少或者不通风，每次加少量酵母（少或者不通风，每次加少量酵母（10%）以免形成）以免形成多量的等下产物，最后多量的等下产物，最后12批麦汁可控制温度批麦汁可控制温度 7 7n n左右，正常通风，添加其余全部酵母。n n 3、酵母添加量 0.51.0%n n 4、发酵最高温度 9，并维持此温至60%发酵度n n 5、末期升温 发酵末期，在
33、发酵度距最终发酵度为10%左右时，升温至12，压力升至公斤，进行双乙酰的还原，含量下降至。n n 6、发酵时间 6天左右，达到最终发酵度，第七天排除酵母n n 7、冷却 在23天内，将酒温降至-1 8、二氧化碳洗涤、二氧化碳洗涤，充气，充气：低温保持：低温保持10天左天左右，继续排放酵母右，继续排放酵母23次，并进行二氧化碳的洗涤次，并进行二氧化碳的洗涤n n最后充气至要求的二氧化碳含量。n n 六、圆柱锥底罐n n 圆柱锥底罐产生于20世纪60年代，在型式和结构方面已有很大的改进，目前已经广泛应用于啤酒发酵生产中。圆柱锥底罐的特点有：n n 1、具有锥底，方便主发酵后酵母回收。n n 2、罐
34、本身具有冷却夹套或盘管，冷却面积能够满足工艺上的降温要求。一般在罐体部分有23n n段冷却；锥底设有一段冷却，有利于酵母沉降。n n 3、圆柱锥底罐是密闭罐，可以进行二氧化碳洗涤，也可回收二氧化碳；既能发酵，又能储酒。洗涤，也可回收二氧化碳；既能发酵，又能储酒。4、罐内的发酵液由于罐体高度而产生的、罐内的发酵液由于罐体高度而产生的CO2 2n n梯度以及冷却方位的控制，可以使发酵液形成自下而上或自上而下的自然对流，罐体愈高，对流作用愈强。n n 5、圆柱锥底罐适合于下面发酵，应用于上面发酵，需选择凝聚性强的上面酵母。n n 圆柱锥底罐的基本结构：见手绘图n n 径高比1：1.51：6n n 锥
35、形角度与锥体高度：锥形角度一般以6085为宜，以有利于酵母的沉降和排出为原则；锥体高度以占总高度的1/31/4为宜。冷却面积与冷却方式：小型圆柱锥底罐可采用冷却面积与冷却方式：小型圆柱锥底罐可采用无缝冷却钢管，采用间接冷却方式，冷却剂采用乙无缝冷却钢管，采用间接冷却方式，冷却剂采用乙n n二醇溶液或酒精溶液等。中型及大型罐，则采用夹套直接氨冷却。直接冷却的优点是（1）消耗能量低；（2）采用的管径小，同样的冷却能力，间距冷需150毫米管径，而直接冷仅需50毫米管径。（4）免去了一套制冷过程；直接冷却较间接冷却投资少，而生产费用低。n n 罐的容量：应与糖化能力相配合，以1215小时内满罐为宜。现
36、在的罐容量一般为100400吨，过大的容量，加工后运输不方便。n n 罐的压力：锥形罐是密闭罐，二氧化碳可以回收，罐内需要维持一定的压力，在控制二氧化碳含量时，也需要承受一定的压力。因此需要根据工含量时，也需要承受一定的压力。因此需要根据工作压力的要求，设置安全阀。作压力的要求，设置安全阀。n n 大型发酵罐在可能大的放料速度下空罐时，有时会形成真空；罐内的二氧化碳在进行碱液洗涤时会被碱液吸收，也能形成真空。因此应设置真空阀便于空气进入罐内，以平衡罐内外的压力。第六节第六节 啤酒包装与成品啤酒啤酒包装与成品啤酒 啤酒经过后发酵或后处理，口味已经达到成熟啤酒经过后发酵或后处理，口味已经达到成熟n
37、 n二氧化碳已经饱和，酒液也逐渐澄清，此时再经过机械处理，使酒内悬浮的轻微粒子最后分离，达到酒液澄清透明的程度，即可包装出售。啤酒的包装方式根据销售的需要而为，有瓶装啤酒，罐装啤酒和桶装啤酒；又分鲜啤酒和熟啤酒。n n 一、啤酒的澄清n n 啤酒的澄清是指啤酒与其所含的固体粒子分离的过程。啤酒自然澄清的原因是由于固液相的不同比重而产生，沉降速度慢。机械澄清方法可以除去啤酒中的酵母和细菌以及微小的浑浊粒子，不仅使啤酒外观富有吸引力，而且还大大改善了啤酒的生物稳定性和非生物稳定性。啤酒机械澄清的大大粗物稳定性和非生物稳定性。啤酒机械澄清的大大粗分为两类分为两类（1）啤酒过滤（）啤酒过滤（2）啤酒离
38、心分离。不管）啤酒离心分离。不管n n采取哪种方法，总的要求是：产量大，质量好，酒和二氧化碳的损失小，不吸氧，不污染，不影响旧的风味。n n （一）啤酒的过滤方式：n n 1、滤棉过滤 是比较陈旧的方法，现已淘汰。n n 2、硅藻土过滤 硅藻土作为助滤剂主要原因是其具有细小的多空结构，它的密度小（100250公斤/立方米），表面积大（1000020000平方米/公斤），颗粒大小为2100微米具有一定的吸附能力，能滤出微米以下的粒子。硅藻土是一种惰性的助滤剂，它对啤酒的风味没有影响。过滤速度快，容易实现自动化。的风味没有影响。过滤速度快，容易实现自动化。3、薄膜过滤、薄膜过滤 用作过滤介质的微孔
39、薄膜能用作过滤介质的微孔薄膜能n n像筛子一样筛去一定直径的粒子。采用微米孔径薄膜过滤的啤酒，即具有很好的生物稳定性。n n （二）啤酒的离心分离n n 啤酒的离心分离是利用离心力将固体粒子从液体中分离出来。可以说离心分离实质上是变革的沉降方法。采用离心机的特点是体积小，啤酒损失少，不易污染，节省劳力，管理方便，价格高，操作时，由于摩擦生热，酒温稍许升高（0.53.0）n n会使已析出的部分啤酒混浊物再度溶解，降低了啤酒的非生物稳定性。对于在储酒时澄清不好的啤酒，一般先经过对于在储酒时澄清不好的啤酒，一般先经过硅藻土过滤机进行粗分离后，再进行精滤。硅藻土过滤机进行粗分离后，再进行精滤。n n
40、二、啤酒的包装n n 啤酒包装是啤酒生产的最后一道工序，对啤酒质量和外观有直接的影响。n n 啤酒包装是根据市场需要而选择包装形式的，一般当地产销的啤酒以瓶装、罐装或桶装的鲜啤酒为主；而外销货出口啤酒多采用瓶装或罐装的杀菌啤酒。啤酒在包装过程中应做到以下要求：n n （1）严格的无菌要求，符合卫生标准；n n （2）在包装过程中应尽量减少二氧化碳的损失，以保证啤酒口味和泡沫性能；（3）在包装过程中应尽量避免与空气接触，防）在包装过程中应尽量避免与空气接触，防止氧化作用而影响啤酒风味稳定性和非生物稳性。止氧化作用而影响啤酒风味稳定性和非生物稳性。n n （一）瓶装啤酒n n 瓶装啤酒包装工序的生产流程：n n 瓶子 选瓶 浸瓶 洗瓶 验瓶 装酒 滤过啤酒 瓶装鲜啤酒 装箱 贴标 验酒 压盖 瓶盖 酒箱 商标 瓶装熟啤酒 装箱 贴标 验酒 杀菌 瓶装啤酒的巴氏灭菌过程：分预热、杀菌和瓶装啤酒的巴氏灭菌过程：分预热、杀菌和冷却三步骤，即啤酒由低温逐渐升温至灭菌温度，冷却三步骤，即啤酒由低温逐渐升温至灭菌温度，n n在灭菌温度下保持一段时间，而后逐渐冷却至较低温度。