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啤酒工艺学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（2）以质量分数表示酒度：即每100g酒中含有纯酒精的克数（3）标准酒度：欧美各国常用标准酒精度表示蒸馏酒的酒度第二节世界啤酒工业啤酒的原料是大麦。其产量在谷物排名第四，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。啤酒的分类1、据工艺分类可分两大类：以德国、捷克、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，第一家现代化啤酒厂是1903年在青岛由德国酿造师建立的英德啤酒厂，从1902年到1949年的40多年中，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。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：中国啤酒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：6．啤酒修饰技术：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：第一章原料第一节大麦自古以来大麦是酿造啤酒的主要原料，在酿造时先将大麦制成麦芽，再进行糖化和发酵。大麦适于酿造啤酒的原因：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.大麦是非人类食用主粮大麦按籽粒在麦穗上断面分配形式，可分为六棱、二棱、四棱大麦一．大麦的形态了解大麦粒形态，目的在于了解和研究大麦发芽过程的生理及其控制途径。大麦粒可粗略分为：胚，胚乳及谷皮三大类。1．胚：由原始胚芽、根胚、盾状体和上皮层组成，约占麦粒质量的2~5%。胚部含有相当多量的蔗糖、棉子糖和脂肪。2．胚乳：是胚的营养库，约占麦粒质量的80~85%，胚乳的绝大部分只是适当分解存于大麦粒内成为酿造啤酒最主要的成分。3．谷皮：约占谷粒总质量的7~13%，其绝大部分为非水溶性物质，制麦过程基本无变化，其主要作用是保护胚。但其中的硅化物、单宁等苦味物质对啤酒有莫些不利影响。大麦的化学成分1．1¡¢淀粉：是大麦的主要贮藏物，存与胚乳细胞内。其中，直链淀粉一般为17%——24%，麦芽淀粉酶作用于直链淀粉，几乎全部转化为麦芽糖和葡萄糖，但作用于支链淀粉时，还生成相当数量的糊精和异麦芽糖。2．半纤维素和麦胶物质：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。3．蛋白质：含量高低及其类型直接影响啤酒质量。大麦蛋白质和一般植物蛋白质类似，按其在不同溶剂中的溶解度和沉淀性可区分为下列四组，清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。4．多酚类物质：约占大麦干重的0.1~0.3%，它们多存在于谷皮中，对发芽有一定抑制作用，使啤酒具有涩味。三、啤酒酿造对大麦质量的要求1．感官（1）色泽：良好大麦有光泽，淡黄；受潮大麦发暗，胚部呈深褐色；受霉菌侵蚀的大麦则呈灰色或微兰色（2）气味：良好大麦具有新鲜稻草香味（3）谷皮：优良大麦皮薄，有细密纹道（4）麦粒形态：以短胖者为佳（5）夹杂物：杂谷粒和沙土等应在2%以下三、啤酒酿造对大麦质量的要求2．物理检验（1）千粒重：以无水物计千粒重应为30~40g（2）麦粒均匀度：按国际通用标准，麦粒腹径可分为2.8、2.5、2.2mm三级（3）胚乳性质：胚乳断面可分为粉状、玻璃质和半玻璃质三种状态3．化学检验（1）水分：原料大麦水分不能高于13%，否则不能贮存，易发生霉变，呼吸损失大（2）蛋白质：蛋白质含量一般要求为9~12%，蛋白质含量高，制麦不易管理，易生成玻璃质，溶解差，浸出物相应的低，成品啤酒易浑浊（3）浸出物：间接衡量淀粉含量的方法，一般为72~80%4．酿造大麦的质量标准：1986年正式制定和通过了啤酒大麦国家标准，编号为QB—1416—87ËÄ¡¢大麦的贮藏1．大麦的贮藏及后熟：一般认为新收大麦的种皮的透水性和透气性差，经过后熟，由于受外界温度、水分、氧气的影响，改变了种皮性能，因而提高了大麦的发芽率2．大麦贮藏方式：袋装堆藏，散装堆藏和立仓贮藏。第一节啤酒糖化的其他原料在啤酒麦汁中制造的原料中，除了主要原料大麦麦芽以外，还包括特种麦芽，小麦麦芽及辅助原料一、啤酒生产中使用辅助原料的意义1．降低啤酒生产成本，具有经济性2．降低麦汁总氮，提高啤酒稳定性调整麦汁组分，提高啤酒某些特性二、啤酒辅料的特性1．大米：原则上凡大米不论品种均可用于酿造，但从啤酒风味而言，米的食感越好，酿造的啤酒风味也越好2．玉米：是世界栽培最广的品种，也是酿造啤酒的主要品种3．小麦：我国是世界小麦主要生产国。小麦发芽后制成的小麦芽也是酿造啤酒的主要原料。4．淀粉：由于淀粉工业的发展，用淀粉作啤酒辅料是有前途的5．蔗糖和淀粉糖浆：在麦汁制造中，用糖补充浸出物，可直接加入麦汁煮沸锅中，工艺简单，使用方便第一节啤酒花和酒花制品啤酒起源于公元前3—5千年，9世纪开始添加酒花为香料，15世纪后才确定为啤酒的通用香料。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，我过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。二、酒花的主要化学成分酒花的化学组成中对啤酒酿造有特殊意义的三大成分为，酒花精油，苦味物质和多酚。1．酒花的苦味物质2．苦味物质：是提供啤酒愉快苦味的物质，在酒花中主要指α—酸，β—酸及其一系列氧化、聚合产物，过去把它们统称为“软树脂”3．酒花精油：是酒花腺体另一重要成分，经蒸馏后成黄绿色油状物，是啤酒重要的香气来源，特别是它容易挥发，是啤酒开瓶闻香的主要成分。4．多酚物质：约占酒花总量的4—8%。它们在啤酒酿造中的作用为⑴在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物，⑵在麦汁冷却时形成冷凝固物，⑶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，⑷在麦汁和啤酒中形成色泽物质和涩味。5．酒花的一般化学成分：包括有水分、总树脂、挥发油、多酚物质、糖类、果胶、氨基酸等。三、酒花的品种酒花按世界市场上供应的可以分为四类：A类：优质香型酒花，有捷克Saaz，德国的Tettnanger，Spalter等B类：香型酒花，有德国的Hallertauer、Hersbrucker等C类：没有明显特征的酒花D类：苦型酒花，NorthernBrewer等一、酒花的贮藏压榨酒花，应在低温，隔绝空气，避光及有防潮措施的条件下贮藏，长期保藏应在干燥的条件下，并保证温度低于—8℃。周转保藏也应在0℃以下。贮藏温度高会引起酒花油的挥发、氧化，使酒花香气变差，黄绿色的酒花变成红褐色，这种酒花就已经丧失酿造价值了。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：我国啤酒厂目前均把商品压榨酒花，在使用前用锤式粉碎机成颗粒1mm以下的酒花粉。2.颗粒酒花：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。第四节啤酒酿造用水啤酒主要生产用水包括加工水及洗涤、冷却水两大部分。加工用水中投料水、洗槽水、啤酒稀释用水直接参与啤酒酿造，是啤酒的重要原料之一，在习惯上称酿造水。洗酵母水、啤酒过滤水等也或多或少的进入啤酒。啤酒酿造水的性质，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，它们将对啤酒酿造全过程产生很大的影响。一.水源无论哪一种水源，得到的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。一．水中无机离子对啤酒酿造的影响1.水中碳酸盐和重碳酸盐的降酸作用2.水中钙、镁离子的增酸作用3.Na+、K+的影响：啤酒中的钾、钠主要来自于原料，其次才是酿造水4.Fe2+、Mn2+的影响：主要来自于含铁土壤和岩石的溶解，也可能来自于输水系统5.Pb2+、Sn2+、Cr6+、Zn2+等的影响：重金属离子是酵母的毒物，会使酶失活，并使啤酒浑浊6.NH4+的影响：水中NH4+0.5mg/L，认为是污染水7.SO42-的影响：过多会引起啤酒的干苦和不愉快味道，使啤酒的挥发性硫化物的含量增加8.Cl-的影响：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9.NO2-NO3-的影响：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10.F-的影响：含量太高会引起牙色斑病和不愉快的气味11.SiO32-SiO2的影响：高含量的硅酸是酿造水的有害物质12.余氯的影响：是强烈氧化剂，会破坏酶的活性，抑制酵母，并和麦芽中酚类结合，形成强烈的氯酚臭。啤酒酿造水中应绝对避免有余氯的存在。第一章麦芽制备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。第一节大麦的清选和分级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。制麦的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。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。清选的第一道工序的粗选，精选是第二道工序二、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：①圆筒分级筛②平板分级筛精选分级大麦应分级存放，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．浸麦的目的使大麦吸收充足的水分，达到发芽的要求在水浸的同时，可充分洗涤除菌适当添加化学药物，可加速有害物质的浸出二、浸麦理论及影响因素大麦的休眠和水敏感性：随着贮藏时间的延长，发芽率逐渐上升，低温贮藏对消除休