啤酒生产基本知识

啤酒生产基本知识培训材料第一部分：啤酒生产基本知识一、啤酒生产原料及对口味影响1麦芽1.1为什么选择麦芽作为啤酒生产原料：麦芽中含有淀粉酶、蛋白酶，可以将淀粉和蛋白质分解成可发酵性糖类和氨基酸，因此，成为啤酒酿造原料，一般占生产啤酒总用料量的60％以上。1.2麦芽主要质量指标对啤酒质量的影响：糖化时间（分）：糖化时间长，说明麦芽中的淀粉酶活性不高。制成的麦汁可发酵性糖含量低，使发酵度降低。糖化时间是根据糖化醪与碘液反应来测定的。一般淡色麦芽10～15分钟。色度（0.1N碘液毫升数/100mL麦汁）：色度深，制成的麦汁色度液深，使啤酒色度达不到要求。淡色麦芽要求在2.5~4.5EBC单位（成品啤酒色度在5.0～6.0EBC左右）。浸出率（％）：是一个经济指标。浸出率低，相当于单位麦芽量制成的啤酒量少，使生产成本提高。优良麦芽在78～82％之间，与麦芽品种、产地、气候条件及制麦方法有关。α－氨基蛋（mg/100g无水麦芽）：衡量麦芽蛋白质分解情况的一个重要指标。α－氨基蛋低，酵母营养不足，不能正常繁殖，造成发酵异常，使啤酒啤酒口味发生较大变化。如酵母味、双乙酰不能还原等等。一般要求＞150mg/100g无水麦芽。2辅料：大米、玉米、淀粉和糖浆――添加辅料的目的是为了降低生产成本。大米浸出率高，使用成本比麦芽便宜，并且酿造的啤酒色泽浅、口味清爽，泡沫细腻、非生物稳定性好，首先受到应用，过去国内大部分啤酒都采用大米作为辅料。近些年来，玉米比大米更便宜，在可以解决脂肪含量基础上，立即被很多啤酒公司采纳，包括嘉士伯等国际知名大公司。最近，人们发现淀粉比大米/玉米浸出率更高，酿造的啤酒与大米、玉米相比，差别不是很大，又开始用淀粉做辅料。糖和糖浆：糖一般是指蔗糖，糖浆一般是指用玉米或麦芽加淀粉酶制成的浓缩糖浆（70～80％）。用糖或糖浆做辅料主要是为了提高糖化的日产量，SAB全部啤酒都使用糖浆。辅料添加量一般占投料量的35～45％。辅料质量对啤酒质量的影响：大米新鲜度：不新鲜的大米含有很多已经被氧化的成分，制成的啤酒很快发生老化，使啤酒新鲜度降低。玉米脂肪：玉米胚中含有的脂肪将影响啤酒泡沫，一般要求玉米脂肪含量不超过1％，使用玉米作辅料通常需要先去胚。淀粉新鲜度：与大米一样，不新鲜的淀粉含有氧化物，会对啤酒新鲜度造成影响。最近人们发现淀粉中硫化物含量有时偏高，这会使啤酒产生硫化味。使用淀粉作辅料的工厂开始对进厂淀粉硫化物含量进行限制。糖或糖浆一般会全部被酵母利用。可直接添加倒煮沸锅中。在生产中注意的问题是添加过程不要把麦汁煮沸锅加热器焦化，否则会使啤酒产生焦糊味。3酒花：酒花赋予啤酒愉快的苦味和香味，它能够增加啤酒泡持性，提高啤酒的生物稳定性。酒花又分成苦花和香花，苦花主要赋予啤酒苦味，香花主要赋予啤酒酒花香味。不同的酒花品种会赋予啤酒不同的口味特性，酒花品种的选择也是新产品开发重要手段之一（不同酒花风味）。一些知名啤酒公司（包括华润啤酒）都在使用国际知名的酒花品种，如捷克萨兹香型酒花（苦味纯净、消失快）。酒花质量与啤酒质量：新鲜度：首先是酒花必须是新鲜酒花，陈酒花会给啤酒带来“陈酒花味”，使啤酒苦涩、不协调。存放：酒花必须放在冷库中保存，否则会发生氧化，使啤酒苦涩、容易老化。酒花香味：为了增加酒花香味，一些啤酒在煮沸终了前5～10分钟添加部分香型酒花。4水：啤酒中有90%以上是水。水被称之为“啤酒的血液”。酿造水中钙、硫酸根和氯离子等各种离子含量，既影响啤酒酿造过程，又影响啤酒的风味类型，醇厚型、清爽型和清淡型啤酒中各种离子含量是不同的。水处理：为了保持啤酒口味一致性，CRB大部分的工厂也进行了对酿造水的深化处理，可以基本实现产品口味的一致性。5啤酒酵母酵母作用：是将麦汁中的糖类物质转化为CO2、水和酒精，同时代谢产生各种风味物质，赋予啤酒特殊的口味。酵母代谢：在相同条件下，各种酵母的发酵性能和代谢产物是有差异的，如发酵形成的酯类、高级醇、有机酸等，决定了啤酒的风味特点。选育优良的酵母品种和酵母的使用是各啤酒公司的核心技术之一。CRB2号酵母：CRB目前统一使用CRB2号酵母（是从SAB直接引进的原种），这个酵母的特点是发酵速度快，发酵度高，口味纯净，更适合生产淡爽型啤酒。二、啤酒生产工艺流程及设备配置对质量的影响1啤酒生产流程麦芽制备→麦芽粉碎→糖化→啤酒发酵→啤酒过滤→啤酒→包装→成品工艺流程图2糖化工序－麦汁制备麦芽粉碎：粉碎的目的是粉碎后可溶性物质容易浸出，也有利于酶的作用，使原料不溶性物质进一步溶解。麦芽粉碎：基本要求是“破而不碎”：保持麦皮比较完整，以利于形成过滤层。大米粉碎：基本要求是“粗细粉差”：粗粒占60％、细粒占15％、细粉占25％。对设备要求不严格。糊化：目的：把大米/玉米、淀粉，通过酶的作用转化成“糊化醪”，便于进行糖化。糊化温度通常为100度，20～30分钟。糊化醪打入糖化锅，与糖化醪进行勾兑，进行糖化。糖化－把淀粉转化成糖的过程目的：利用麦芽中的酶（也添加一些酶制剂）把麦芽、大米/玉米的淀粉转化成可发酵性糖的过程。酵母只能对糖类物质进行代谢，不能直接利用淀粉。糖化工序很关键，通过糖化工艺的调整，可以调整麦汁成分，比如可发酵性糖类含量、氨基酸含量等，麦汁组成将直接影响发酵、啤酒风格、口味等等。糖化工艺要素：主要是温度和时间，不同温度产生不同的氨基酸和不同的糖类物质，控制各个温度下的时间，就可以得到相应的麦汁组成（糖谱）。醪液在糖化锅中停留时间大约是90分钟左右，一般蛋白质分解时间30～40分钟（氨基酸谱），糖化时间40～50分钟。糖化结束（通过碘检－不产生紫色为糖化彻底），糖化醪被输送到过滤槽。麦汁过滤：目的：把麦汁与麦芽皮等固型物分离开，得到液体麦汁（物理过程）。整个过滤时间大约是2～3小时，麦汁过滤的浊度对啤酒质量影响很大，麦汁不清，会带进很多易氧化物质，使啤酒抗氧化性能降低。过滤过程需要进行洗糟，洗糟残糖一般要求在≥1.5度，否则，啤酒会有较明显涩感。煮沸：目的：进行麦汁最后杀菌（100度以上，60～90分钟）、停止酶的作用、使蛋白质凝固（防止啤酒浑浊）、蒸发多余水分（麦汁定型）、添加酒花（浸出酒花成分）等。煮沸强度（单位时间蒸发量）一般在7～10％左右，酒花一般2～3次添加，香型酒花通常在煮沸结束时添加，保持啤酒酒花香味。原浓发酵的麦汁浓度（11度、12度。。。）就是在煮沸锅中“定型”的。煮沸完了，打入沉淀槽。沉淀槽：把煮沸过程中凝固下来的蛋白质进行分离，是通过“离心力”作用，把固型物沉淀下来，所以又称“旋涡沉淀槽”。沉淀时间一般为30～40分钟（是一个物理过程，没有发生化学变化）。此时麦汁温度大约是97～98度。煮沸：目的：进行麦汁最后杀菌（100度以上，60～90分钟）、停止酶的作用、使蛋白质凝固（防止啤酒浑浊）、蒸发多余水分（麦汁定型）、添加酒花（浸出酒花成分）等。煮沸强度（单位时间蒸发量）一般在7～10％左右，酒花一般2～3次添加，香型酒花通常在煮沸结束时添加，保持啤酒酒花香味。原浓发酵的麦汁浓度（11度、12度。。。）就是在煮沸锅中“定型”的。煮沸完了，打入沉淀槽。沉淀槽：把煮沸过程中凝固下来的蛋白质进行分离，是通过“离心力”作用，把固型物沉淀下来，所以又称“旋涡沉淀槽”。沉淀时间一般为30～40分钟（是一个物理过程，没有发生化学变化）。此时麦汁温度大约是97～98度。3发酵工段麦汁冷却：目的：把97～98度的高温麦汁冷却到7～9度，以便于进行接种发酵（接种温度）。在麦汁冷却期间，需要1）添加酵母（加量一般在麦汁量的0.7~1%），2）充入氧气（一般在1ppm/度糖），充氧的目的是为了使酵母进行繁殖、发酵。麦汁冷却时间在60分钟左右，冷麦汁直接进入发酵罐。啤酒发酵（发酵罐带冷夹套、可进行温度控制）：目的：酵母利用麦汁中的糖、氨基酸进行繁殖，并代谢糖类物质，将其转化成酒精、二氧化碳和各种风味物质，如酸类、酯类、高级醇类、氨基酸类等等。啤酒可以检测到几百种不同的物质，大都是酵母代谢所产生的。因此，发酵过程进一步决定了啤酒口味和风格。发酵工艺要素是时间、温度和压力控制，发酵温度分成几个阶段，在不同的阶段中，酵母完成了繁殖、发酵、还原双乙酰等步骤，发酵最高温度一般控制在10～12度。温度越高，发酵速度越快，但是代谢产物异常，口味变化较大。发酵过程控制对质量影响：①微生物控制：其它微生物同样可以利用麦汁进行代谢，产生其它代谢产物，使啤酒口味发生变化，甚至“酸酒”。②低温储存时间短，会使啤酒发生沉淀。③酵母死亡率高，或不及时回收酵母，会使啤酒产生酵母味。④发酵温度太高，会产生更多的高级醇，使啤酒“上头”。发酵设备配置要求（关键设备）①CIP洗涤系统效果必须达到要求，控制杂菌生长。②自动控制温度，不至于温度波动过大（过大会使酵母提前沉降）。③压力自控，使发酵压力处于可控状态，也使二氧化碳能及时回收。4、啤酒过滤：目的和作用：经过发酵的成熟酒，大部分蛋白颗粒和酵母已沉淀，少量悬浮于啤酒中，此时的啤酒呈混浊状。通过过滤将啤酒中的酵母细胞和其它混浊物从啤酒中分离出来，得到清亮透明的啤酒。过滤设备（关键设备）：硅藻土过滤机：①硅藻土是沉淀在湖底或海底的微生植物骨骼，具有细小的多孔结构，表面积很大（10000～20000平方米/公斤）。能滤除0.1~1.0微米以下的粒子（酵母3～7×5～10微米）。②过滤机能力一般在30～40立方米/小时。纸板精滤机：①预制的纸板（主要成分是棉纤维与石棉和硅藻土），插在滤板之间，啤酒穿过纸滤板，进行杂质分离，它有较高的吸附性和高渗透性。②主要是生产高档啤酒使用，使啤酒外观更加清亮、透明。过滤过程与质量关系一些添加物在过滤过程中添加（啤酒后修饰技术），如：蛋白糖、酒花浸膏等等，以表现啤酒某种特点。溶解氧控制：添加抗氧化剂、进行过程控制。对高档酒（保值期长），需要添加PVPP（或采用PVPP过滤机）去除多酚物质。一般过滤机都安装“浊度计”。CRB对清酒浊度要求≤0.4EBC。高浓稀释设备（关键设备）：把高浓度酒稀释成低浓度酒的设备，目的主要是提高糖化、发酵设备利用率。高浓稀释设备需要对水进行杀菌、脱氧、充二氧化碳处理。一般的稀释比为30～40％左右，加大了生产“弹性”。举例：①品种增加：生产酒基为140P雪花，可以进行稀释到110P雪花、100P雪花，使生产品种增多。②提高生产能力：可以生产140P啤酒，然后稀释到110P、100P，使生产能力提高30～40％。清酒罐（关键设备）：是储放过滤完了“清酒”的罐，清酒罐直接向包装线供酒。到清酒这一步再不能做任何工艺调整了，需要按照标准，进行检测，发给合格证，然后进行包装生产（质量必须符合成品酒质量）。一般清酒在清酒罐储放时间不超过24小时（温度升高、二氧化碳损失）。清酒罐氧含量是一个重要指标，一般要求在50ppb左右。5啤酒包装基本流程：上箱→卸箱→洗瓶→灌装→压盖→杀菌→贴标→装箱洗瓶：水浸泡、碱液浸泡（分成几个碱液浸泡槽，主浸槽碱液温度80度）、清水喷洗、倒立淋干几个步骤。CRB要求洗瓶后检测无残留碱液（pH试纸），残留水量≤2滴。灌装（一般能力在24000～36000瓶/小时）：装酒过程主要控制参数（主要是稳定装酒、减少氧增加量）：酒温：－1～3℃；酒压：根据不同装酒机需要，设定酒压。真空度：≤-0.080Mpa。好的装酒机要求有二次抽真空装置。高压引沫水温80–85℃、喷嘴直径0.30–0.45mm。杀菌：杀菌的目的是为了保证啤酒的生物稳定性，有利于长期保存。巴氏灭菌单位：60℃经历1分钟所引起的啤酒灭菌效应为1个巴氏灭菌单位。即一个pu值。CRB要求总pu值10-20。Pu值高，会使啤酒老化；pu值低，达不到灭菌目的，啤酒易发生生物沉淀。贴标：标贴质量CRB引用SAB-OPQS检测方法，每批产品出厂都要对缺标、多