啤酒及化验员基本知识

啤酒及化验员基本知识内容提纲一、啤酒的原辅材料二、麦汁制备三、啤酒发酵四、原麦汁浓度的计算五、啤酒分析的基础知识六、检验工作中的一般注意事项一、啤酒的原辅材料1、啤酒酿造用水的水质要求（摘录）水质内容单位理想要求最高期限超过期限引起的缺点色无色无色有色的水是严重污染水，不能用来酿造啤酒透明度透明，无沉淀透明，无沉淀影响麦芽汁透明度，啤酒容易混浊沉淀味20℃，50℃无异味，无异臭20℃，50℃无异味，无异臭污染啤酒口味恶劣，有异味水不能用来酿造啤酒pH值6.8~7.26.5~7.8造成糖化困难，啤酒口味不佳碳酸盐硬度mmol/L0~0.711.78以下使麦芽醪降酸，造成糖化困难等一系列缺点，浓度过高，影响口味非碳酸盐硬度mmol/L0.71~1.782.50以下适量存在有利于糖化和口味，麦汁清亮；过量则引起啤酒口味粗糙总硬度mmol/L0.71~2.504.28以下此期限指淡色啤酒而言氯化物（以Cl-计））Mg/L20~6080含量适当，啤酒口味柔和、圆润；糖化时促进淀粉酶作用；提高酵母菌活性。超过期限易引起酵母菌早衰并使啤酒带有咸味，且易导致设备的腐蚀一、啤酒的原辅材料2、啤酒花2.1啤酒花的主要成分及作用啤酒花（简称酒花）的主要成分是α–酸（学名葎草酮）和β–酸（学名蛇麻酮）及未定性的β–组分以及酒花油和多酚物质。使用酒花的主要目的是利用其苦味、香味、防腐力和澄清麦汁的能力。一、啤酒的原辅材料2.2酒花品种（按典型性分类）类型特征香型酒花α-酸含量低(α-酸/β-树脂1)而香型好的酒花品种苦型酒花α-酸含量高(α-酸/β-树脂1)而香型一般的酒花品种兼型酒花又称普通酒花，具有良好的香型和合理的α-酸，或具有较高的α-酸和较好的香型一、啤酒的原辅材料3麦芽（以后专题讲述，略）4辅助原料4.1辅助原料的种类（1）未发芽谷类：大米、玉米、小麦和大麦等。（2）糖类和糖浆：蔗糖、葡萄糖、转化糖和糖浆。一、啤酒的原辅材料4.2辅助原料的作用（1）以价廉而富含淀粉质的谷类作为麦芽辅助原料，可以提高麦汁收得率，制取廉价麦汁，降低成本，并节约粮食。（2）在麦芽质量波动的情况下，通过合理调整麦芽与辅料的比例，可使麦汁和啤酒的质量保持一致。（3）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，以调整啤酒的发酵度。（4）使用辅助原料，可以降低麦汁中蛋白质含量和易氧化的多酚物质含量，从而降低啤酒色度，改善啤酒风味和啤酒的非生物稳定性。（5）使用部分含糖蛋白高的谷料原料（如小麦），有利于改进啤酒泡沫性能。二、麦汁制备1、麦汁制备的过程麦汁制备包括原料糖化、麦醪过滤、麦汁煮沸和麦汁处理等几个过程。2、糖化2.1糖化的含义利用麦芽所含的各种水解酶，在适宜的条件（温度、pH值、时间）下，将麦芽和麦芽辅助原料中的不溶性高分子物质（淀粉、蛋白质、半纤维素及其中间分解产物等），逐步分解为可溶性的低分子物质，这个分解过程，称为糖化。由此制备的浸出物溶液就是麦汁。麦汁的浸出物含量与原料中干物质的质量比，称为无水浸出率。二、麦汁制备2.2糖化时的主要物质变化（一）淀粉的分解调浆后的淀粉颗粒，经过加热，迅速吸水膨胀。当升至一定温度后，淀粉颗粒破裂，溶于水中。淀粉继续吸水膨胀，形成胶凝状，此过程简称糊化。经糊化的淀粉受到淀粉酶（主要是α–淀粉酶）的水解，长链迅速断裂，淀粉不断降解为麦芽糖、麦芽三糖、葡萄糖等可发酵性糖及低聚分子糊精，醪液粘度迅速下降，此过程即为液化过程。二、麦汁制备2.2糖化时的主要物质变化（二）蛋白质的分解通过麦芽中的分解蛋白质和肽类的酶类（主要有内肽酶、氨肽酶、羧肽酶和二肽酶等）的作用，蛋白质不断分解为多肽、肽类及氨基酸。二、麦汁制备2.2糖化时的主要物质变化（三）β–葡聚糖的分解主要变化是：在温度35~50℃时，通过β–葡聚糖分解的作用，高分子的β–葡聚糖逐步分解为β–葡聚糖糊精和低分子物质，醪液粘度随之下降。二、麦汁制备2.2糖化时的主要物质变化（四）酸的形成糖化开始，由于麦芽所含有机磷酸盐（植酸钙镁）的分解和蛋白质分解所形成氨基酸等缓冲物质的溶解，使醪液的pH值下降，缓冲能力增强。在正常残留碱度的酿造用水下，糖化醪的pH值一般为5.8左右。由于麦芽所含大部分酶的pH值低于5.8，糖化开始，必要时可先进行调酸（使用乳酸、盐酸、磷酸等）或添加乳酸麦芽，使pH值降低至5.2~5.4，使其更有利于蛋白质和有机磷酸盐的分解。二、麦汁制备2.2糖化时的主要物质变化（五）脂的分解糖化中，脂的分解受下料温度和休止温度的影响很大。（六）多酚物质的变化糖化过程中，多酚物质通过游离、沉淀、氧化和聚合多种形式不断地变化。二、麦汁制备3麦汁过滤3.1麦汁过滤的目的糖化工序结束后，应在最短时间内，将糖化醪中从原料溶出的物质与不溶性的麦糟分离，以得到澄清的麦汁，并获得良好的浸出物收得率。3.2麦汁过滤的步骤分两步进行：（1）以麦糟为滤层，利用过滤方法提取的麦汁，称第一麦汁或过滤麦汁。（2）利用热水洗出第一麦汁过滤后残留于麦糟中的麦汁，称第二麦汁或洗涤麦汁。二、麦汁制备4麦汁煮沸与添加酒花4.1麦汁煮沸的目的主要是稳定麦汁成分。4.2麦汁煮沸的作用（1）酶的钝化（2）麦汁灭菌（3）蛋白质变性和絮凝沉淀（4）蒸发水分（5）酒花成分的浸出二、麦汁制备4.3添加酒花的作用（1）赋予啤酒爽快的苦味（2）赋予啤酒特有的香味（3）提高啤酒的非生物稳定性5、麦汁处理麦汁经煮沸和添加酒花后，应迅速进行处理，处理的内容包括：（1）迅速冷却，降低麦汁温度，使达到适合酵母发酵的要求。（2）麦汁冷却后，在发酵前，使麦汁吸收适量氧气，提供酵母合成其繁殖时所需的物质条件。（3）析出和分离麦汁中的热、冷凝固物，以改善发酵条件和提高啤酒质量。三、啤酒发酵1、啤酒发酵概述啤酒发酵是一项非常复杂的生化变化过程。冷麦汁添加酵母后，在麦汁充氧的条件下，酵母恢复其生理活性。然后利用麦汁中的氨基酸和可发酵性糖，进行有氧呼吸，并从中获取能量而生长繁殖，同时产生一系列代谢产物。此后酵母在缺氧的条件下，利用其所含的酶系，进行无氧发酵，主要代谢产物是酒精和二氧化碳，另外还有一系列醇类、醛类、酸类、酯类、酮类和硫化物等发酵副产物。这些发酵副产物形成了啤酒的风味、泡沫、色泽和稳定性等各项理化性能，使啤酒具有独特性。三、啤酒发酵2、酵母特性酵母属兼性微生物，在有氧和无氧的条件下都能生存，在有氧条件下，酵母进行有氧呼吸，糖被分解为水和二氧化碳，并释放出能量。在无氧条件下，酵母进行无氧发酵，糖被分解为乙醇和二氧化碳，并释放出能量。酵母繁殖主要属于前一种情况，啤酒发酵主要属于后一种情况。两种情况的反应式可简化如下：有氧呼吸：C6H12O6＋6O2→6H2O＋6CO2＋Ｑ无氧发酵：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋Ｑ四、原麦汁浓度的计算原理根据巴林（Balling）氏研究，在完全发酵时，麦汁浸出物的数量与其发酵生成的酒精和二氧化碳的数量有下列关系：浸出物酒精+CO2+酵母2.0665克1克0.9565克0.11克1.0665克发酵}四、原麦汁浓度的计算根据上述关系，若已知啤酒中酒精含量（重量%）为A，实际浸出物（即未发酵的浸出物）含量为n（重量%），则100克啤酒在发酵前含有总浸出物为：（Ａ×2.0665+ｎ）克但生成A克酒精，必然有Ａ×1.0665克二氧化碳和酵母生成，并已从啤酒中除去，因此生成100克啤酒的原麦汁的总重量为：（100+Ａ×1.0665）克四、原麦汁浓度的计算因此原麦汁浓度按以下公式计算：原麦汁浓度（P，%）=式中ｎ—啤酒的实际浓度（%）Ａ—啤酒的酒精含量（%）。（Ａ×2.0665+ｎ）×100100+Ａ×1.0665五、啤酒分析的基础知识1、啤酒分析常用的分析方法啤酒工业的分析项目繁多，根据分析的对象和检测项目的不同，常采用滴定分析法、称量分析法、分光光度分析法、电化学分析法和现代仪器分析法等。我们主要采用前三种方法。五、啤酒分析的基础知识1、啤酒分析常用的分析方法1.1滴定分析法1.1.1滴定分析法的原理滴定分析法是将一种已知准确浓度的溶液（称为标准溶液）滴加到试样溶液中，与被测物质反应，直至反应完全，即标准溶液的物质的量（当量数）与被测物质的物质的量（当量数）相等。再根据标准溶液的浓度和耗用的体积，计算出被测物质含量的方法。假如在滴定时所用标准溶液的物质的量的浓度为c1，所消耗的标准溶液体积为V1，被测溶液的物质的量的浓度为c2，被测溶液所取的体积为V2，那么c1×V1=c2×V2，则：c2=c1×V1÷V2五、啤酒分析的基础知识1、啤酒分析常用的分析方法1.1.2滴定分析终点的判断滴定分析的反应终点通常以指示剂颜色的变化来判定，当指示剂颜色变化且30s内不变色即为终点。除用指示剂来判断滴定分析的反应终点以外，还可以用其它的方法来判断。如根据滴定分析中溶液的pH的变化来指示和判断出滴定分析的反应终点等。1.1.3滴定分析法的类型滴定分析根据所利用的化学反应不同，可分为酸碱滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法和络合合滴定法等几类。五、啤酒分析的基础知识1、啤酒分析常用的分析方法1.1.4滴定管的读数滴定分析法的一项重要内容就是消耗标准溶液的体积的确定，这是由滴定管的初始读数和滴定终了读数之差确定的。由于水溶液的附着力和内聚力的作用，滴定管液面呈弯月形。为了正确读数，应遵守下列规则：（1）注入溶液或放出溶液后，需等待30s~1min后才能读数（使附着在内壁上的溶液流下）。（2）滴定管应垂直地夹在滴定台上读数或用两手指拿住滴定管的上端使其垂直后读数。五、啤酒分析的基础知识1、啤酒分析常用的分析方法1.1.4滴定管的读数（3）对于无色溶液或浅色溶液，应读弯月面下缘实线的最低点。为此，读数时视线应与弯月面下缘实线的最低点相切，即视线与弯月面下缘实线的最低点在同一水平面上，如右图所示。普通滴定管读取数据示意图111213读数偏低12.20正确读数12.30读数偏高12.40五、啤酒分析的基础知识1、啤酒分析常用的分析方法1.1.4滴定管的读数（4）有一种蓝线衬背的滴定管，无色溶液有两个弯月面相交于滴定管蓝线的某一点，如右图所示。读数时视线应与此点在同一水平面上。蓝线滴定管读取数据示意图五、啤酒分析的基础知识1、啤酒分析常用的分析方法1.1.4滴定管的读数（5）滴定时，最好每次都从0.00ml开始，或从接近零的任一刻度开始，这样可固定在某一段体积范围内滴定，减少测量误差。读数必须准确到0.01ml。（6）初始读数和终了读数应用同一标准。五、啤酒分析的基础知识1、啤酒分析常用的分析方法1.2称量分析法1.2.1称量分析法的原理称量分析法，又叫重量分析法，是采用一定的分离方法（气化法、萃取法、沉淀法和电解法等），将被测组分从试样中分离出来，然后用称量的方法求出被测组分含量的分析方法。1.2.2称量分析法的应用煤的水分、灰分、挥发份，大米的水分等等的测定常用称量分析法。五、啤酒分析的基础知识1、啤酒分析常用的分析方法1.3分光光度分析法1.3.1分光光度分析法的原理分光光度分析法是最基本，最常用的仪器分析法。它的基本原理是单色光透过溶液后将会减弱，根据减弱的程度可以测出溶液中吸光物质的含量。根据郎伯-比尔定律，当一束单色光通过浓度为C，液层厚度为L的均匀溶液时，其吸光度A与溶液的浓度和液层厚度的乘积成正比：A=KCL式中K为比例系数，对于一定的被测物质，在波长不变时为常数。因为液层厚度是固定的（由选定的比色皿决定），这样，吸光度仅与浓度有关。1.3.2分光光度分析法的应用α-氨基氮、双乙酰、苦味质等等的测定常用分光光度分析法。五、啤酒分析的基础知识2、溶液浓度的表示方法表示溶液的浓度有多种方法，可归纳成两大类。一类是质量浓度，表示一定质量的溶液里溶质和溶剂的相对量，如质量分数、质量摩尔浓度等。另一类是体积浓度，表示一定量体积溶液中所含溶质的量，如物质的量浓度、体积比浓度、克/升浓度等。质量浓度的值不因温度变化而变化，而体积浓度的