酿造酒工艺学.doc

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第一章 啤酒
1、啤酒的定义：啤酒是以麦芽为主要原料，添加酒花，经酵母发酵酿制而成的，是一种含二氧化碳、起泡、低酒精度的饮料酒
第二章 原料
第一节、大麦
1、啤酒的四大原料：大麦：啤酒的灵魂；酒花：绿色的金子；酵母：酿酒小精灵；水：啤酒的血液。
2、大麦适合于酿酒：（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）.大麦非人类食用主粮
3、大麦组成：胚、胚乳、谷皮。
4、大麦的化学成分。（1）淀粉：是大麦的主要贮藏物，存在于胚乳细胞壁内。（2）半纤维素和麦胶物质：β-葡聚糖分解完全与否是麦芽溶解好坏的标志。它的存在造成过滤困难，也是啤酒非生物混浊的成分之一。
（3）蛋白质。（4）多酚类物质：多存在于谷皮中，对发芽有一定的抑制作用，使啤酒具有涩味。浸麦过程可以加石灰、碱或甲醛将其部分浸出。易和蛋白通过共价键交联作用而沉淀析出。
5、啤酒酿造对大麦的质量要求
（1）感观
有光泽、新鲜稻草香味、皮薄、麦粒短胖、夹杂物少。
（2）物理检验
千粒重为30～40g，85%麦粒的麦粒腹径大于2.8mm，粉状粒为80%以上。
（3）化学检验
水分含量低于13%，蛋白质含量为9～12%，浸出物一般为72～80%。
6、大麦的贮藏
新收获的大麦水分高，有休眠期，发芽率低，需经一段后熟期才能食用，一般需6～8周，才能达到应有的发芽率。
提高大麦发芽率的方法：
a.贮藏于1～5℃下，能促进大麦生理变化，缩短后熟期。
b.用80～170℃热空气处理大麦30～40s，能改善种皮透气性，促进发芽。
c.用高锰酸钾、甲醛或赤霉酸等浸麦可打破种子休眠期。
第二节、啤酒糖化的其他原料
一、啤酒生产中使用辅助原料的意义
1.降低啤酒生产成本
2.降低麦汁总氮，提高啤酒稳定性
3.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
大米淀粉含量高，含脂肪低，并含有较多泡持蛋白，用之酿造的啤酒色泽浅、口味纯净，泡沫洁白细腻，泡持性好，是一种优良的啤酒辅料。但其颗粒小，结构紧密，糊化困难，需要较多的酶参与才能糊化、液化。
2、玉米
颗粒大，易糊化，直链淀粉含量较高。但脂肪含量太高，影响啤酒的风味和泡沫，必须进行脱脂处理。
3、小麦
小麦是世界播种面积最大的谷物，我国也是世界小麦主要生产国，利用它作辅料麦汁总氮和α-氨基氮均比大米高，发酵快。但过滤和煮沸麦汁略混浊。
4、淀粉
可将玉米、木薯等制成淀粉再利用，但其价格高于原粮，不如原粮经济。
5 、蔗糖和淀粉糖浆
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。特别适用于高发酵度、淡色、爽口型啤酒酿造中制造高浓度麦汁
第三节、啤酒花及其制品
酒花是啤酒的通用香料。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
1、 酒花的主要成分
对啤酒酿造有特殊意义的酒花的三大成分为：苦味物质、酒花精油和多酚。
1、苦味物质主要指α-酸、β-酸及其一系列氧化、聚合产物，通称“软树脂”。
α-酸占5～11％，啤酒中苦味和防腐力主要来自α-酸，是衡量酒花质量的重要标准。
β-酸占5～11％，苦味及防腐能力低于α-酸，易氧化形成β-软树脂，其能赋予啤酒柔和苦味。
2、酒花精油蒸馏后为黄绿色油状物，是啤酒重要的香气来源，易挥发，是啤酒开瓶闻香的主要成分。
啤酒的酒花香气是由酒花精油和苦味物质的挥发组分降解后共同形成的。
3、多酚物质占4～8％，它们的作用为：
（1）在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物；
（2）在麦汁冷却时形成冷凝固物；
（3）在后发酵和贮酒直至灌瓶以后，缓慢和蛋白质结合，形成汽雾浊及永久混浊物；
（4）在麦汁和啤酒中形成色泽物质和涩味。
4、酒花的贮藏
（1）压榨酒花的处理：
新采收酒花(含水75～80% )→热空气干燥(含水6～8% )→花梗脱落→回潮(含水10%)→压制→打包
（2）压榨酒花应在低温（长期保藏在-8℃，周转保藏也应在0℃一下）、隔绝空气、避光及有防潮措施的条件下贮藏。贮藏温度高会引起酒花油的挥发、氧化，使酒花香气变差，软树脂逐步氧化聚合成无酿造价值的硬树脂。
4、酒花制品：酒花粉、颗粒酒花、酒花浸膏
第四节啤酒酿造用水
1、啤酒的绝大部分成分是由水构成的，好水出好酒,已经是人们经过许多年验证的真理。随着全球工业化的发展和人口的增加，地球上优质纯净水资源越来越频乏。因此，不少厂家开始计划开发原始地区，开发千年冰川甚至南极，以求获取酿造啤酒所需要的纯净，硬度适中的水源。但远水始终不能解近渴，保护环境，珍惜自然资源，才是解决问题的关键。
2、包括加工水和洗涤、冷却水两部分，前者又称酿造水。
3、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。
4、不利于酿造的离子：
①二价铁离子若啤酒中含铁离子大于0.5mg/L，泡沫不洁，加速啤酒的氧化混浊，当大于1mg/L，使啤酒着色，形成空洞感，铁腥味。洗涤酵母水会使酵母早衰。
②重金属离子是酵母的毒物，会使酶失活，并使啤酒混浊。
③亚硝酸离子是强烈致癌物质，也是酵母的强烈毒素，在糖化时会破坏酶蛋白，抑制糖化。
④余氯是强烈氧化剂，破坏酶的活性，抑制酵母。
⑤硅酸盐：会和蛋白质结合形成胶团吸附在酵母上，降低发酵度，并使啤酒过滤困难。
5、适量存在有利于酿造啤酒的离子：钙、镁离子、钠和钾离子、硫酸根离子。
第三章、麦芽制备
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。
清选分级→浸麦→发芽→干燥→除根
第一节、大麦的清选和分级
1、 清选：主要是除去尘土（环境污染和微生物感染），沙石、铁屑、木屑（磨损机器），杂草、破伤粒（产生霉变）、草子、杂谷（影响麦芽的质量）。
2、 分级：按腹径大小不同分成三个等级。
第二节、大麦的浸渍
一、浸麦的目的
1、使大麦吸收充足的水分，达到发芽的要求。一般含水必须达到43～48％，才能使胚乳充分溶解，发芽均匀。
2、水浸的同时，可以充分洗涤、除尘、除菌。
3、在浸麦水中适当添加石灰乳、碳酸钠、氢氧化钾、甲醛等任何一种化学药物，可以加速酚类、谷皮酸等有害物质的浸出，促进发芽，缩短制麦周期，适当提高浸出物。
二、浸麦理论及影响因素
1、大麦的休眠和水敏感性
(1)种子的休眠：凡具有生活力的种子停留在不能萌发的状态中就称为种子休眠。种子之所以具有休眠特性是植物适应环境的一种表现。大麦同样具有特殊的休 眠机制。
(2)水敏感性：大麦吸收水分至某一程度发芽受到抑制的现象
水敏感性和休眠现象都是发芽技术型阻碍出现此现象的直接原因之一是:在大麦表面形成水膜，它阻碍了氧进入内部，因此，采用断水通风，既消除了水膜，也提供了氧，若配合喷雾则水氧齐备。
2、大麦的吸水速度
与麦粒的大小直接相关，麦粒越小，吸水越快。
与温度也有关，温度高吸水快。但浸麦温度取决于麦芽质量，且高温易滋生微生物，一般水温为14～18℃。
3、通风与吸氧
大麦吸水后呼吸强度激增，需大量供氧，故浸麦过程必须定时通风供氧。
4、浸麦用水及添加剂
浸麦耗水量为大麦的3～9倍，不合理的用水，会提高成本，增加排污负荷。浸麦水必须符合饮用水标准。
浸麦水中添加0.1%的石灰或NaOH有杀菌、浸出多酚的功效，而添加甲醛更可抑制根芽生长。
5、浸麦度
浸渍后的大麦含水率叫浸麦度，一般为43～48％。
×100％

可溶性氮和蛋白溶解度增加
pH值下降
浸麦度上升→ 粘度下降
水解酶活力上升
总损失上升
三、浸麦方法
1、湿浸法
将大麦单纯用水浸泡，不通风供氧，只定时换水。此法吸水较慢，发芽率低。

2、间歇浸麦法
浸水、断水交替进行，通风排CO2，能提高水敏感性大麦的发芽速度，缩短发芽时间，提高发芽率。
3、喷雾浸麦法
用喷雾浸麦法比较有效，特点是耗水量少，供氧充足，发芽速度快。一方面保持了麦粒表面的水分，也带走了产生的热量和二氧化碳，还可以保持空气与麦粒的接触，明显缩短了浸麦发芽的时间。
第三节大麦的发芽
大麦发芽的过程即为各种水解酶激增，淀粉、蛋白质、半纤维素等大分子物质分解的过程。发芽过程必须准确控制水分和温度，适当通风供氧。
赤霉酸对酶形成的诱导：
发芽开始，胚部的叶芽和根芽开始发育，同时释放赤霉酸，并向糊粉层分泌，由此诱发出一系列水解酶的形成。故赤霉酸是促进水解酶形成的主要因素。
一、大麦和麦芽中的酶类
1、α-淀粉酶
α-淀粉酶作用于淀粉分子内任意α-1,4键使淀粉分子迅速液化，产生较小分子的糊精及少量的界限糊精、麦芽糖和葡萄糖，又称液化酶或糊精化酶。
2、β-淀粉酶
是一种含-SH基的外酶，作用于淀粉分子的非还原性末端，依次地水解一分子麦芽糖，故作用速度缓慢。由于同样不能水解α-1,6键，其生成产物还有界限糊精。它可以协同α-淀粉酶实现快速糖化的作用。
3、支链淀粉酶
主要作用于支链淀粉及糖原的界限糊精的内部α-1,6键，是降低麦汁中支链糊精的酶。
4、蛋白分解酶
是分解蛋白质肽键一类酶的总称，可分为内肽酶和端肽酶（羧肽酶和氨肽酶）两类。
5、半纤维素酶类
是麦芽溶解的先驱者，可有效水解细胞壁的主要组成成分半纤维素和大麦胶。
最主要的是β-葡聚糖酶的作用，因为β-葡聚糖在麦汁过滤、成品酒过滤乃至酒的稳定性等方面都可能引起干扰，而通过β-葡聚糖酶彻底分解β-葡聚糖可以克服此困难。
二、大麦发芽过程中物质的变化
1、物理及表观变化浸麦后麦粒吸水膨胀，体积约增加1/4，此外由于大分子物质逐步被降解，麦粒由坚硬富于弹性变成松软。合成新的组织：根芽和叶芽。
2、糖类的变化最主要的是淀粉的相对分子质量有所下降，可溶性糖有所积累。由于酶的形成和呼吸造成的淀粉损失为4～8%。
3、蛋白质的变化部分蛋白质分解为肽和氨基酸，分解产物分泌至胚，用于合成新的根芽和叶芽，因此，蛋白质有分解也有合成。但分解是主要的。
4、半纤维素和麦胶物质的变化实质上是β-葡聚糖和戊聚糖的降解，亦即细胞壁的分解，细胞壁溶解的好坏，影响到胚乳的溶解。
5、胚乳的溶解

淀粉酶 淀粉被分解 细胞壁内蛋白质被分解 蛋白酶 细胞壁间蛋白质

细胞壁被分离 细胞壁被隔离

半纤维素
四、影响发芽的因素及其改进
确定工艺的标准是：保证麦芽质量、制麦损失小、浸出物高、能源消耗低、排污少、生产周期短等。
1、温度
通常将浸麦和发芽温度合并称为制麦温度。
（1）低温制麦12～16℃，发芽均匀、呼吸损失少、水解酶活力高、浸出物较高、制麦损失低、色度低。但将明显延长制麦时间。
（2）高温制麦18～22℃，制麦时间短、形成色素。但制麦损失高、浸出物低、水解酶活力低，麦芽溶解不良、过滤性能差、色度偏高。其中，最突出的缺点是麦汁过滤性能差。
2、水分（浸麦度）
通常制麦用45～46％的浸麦度，高浸麦度能提高淀粉和蛋白质的溶解度，有利于形成色素。
3、通风量
发芽前期及时通风供氧、排二氧化碳，有利于酶的形成。但通风量不是越大越好，在发芽后期适当减少通风量抑制胚芽发育，减少制麦损失，利于麦芽溶解。
4、赤霉酸和溴酸钾的作用
赤霉酸有诱导水解酶形成的作用，通过外加赤霉酸可缩短制麦周期，配合赤霉酸再外加溴酸钾，可以抑制胚芽生长，降低制麦损失。
5、浸麦水中加碱
可以溶出谷皮中部分多酚物质，吸收二氧化碳，杀菌。
第四节绿麦芽的干燥
发芽后的麦芽不易储存，需将绿麦芽干燥至水分降至5％以下：
⑴ 绿麦芽停止生长和酶的分解作用，
⑵ 除去多余的水分，防止腐烂，便于运输。
⑶ 使根部干燥便于除去，⑷并增加麦芽的色，香，味。
一、干燥过程中物质的变化
1、水分下降
(1)凋萎：即使麦根萎缩，失去生命力而脱落。主要排除游离水分。
大风量排潮

50－60℃
绿麦芽水分含量:41～46％ 10％左右

(2)焙焦：高温维持2～3h，主要排除结合水。
浅色麦芽82～85℃

深色麦芽95～105℃
麦芽水分含量：10％ 5％以下

2、酶的变化
酶对温度的抵抗力，与麦芽含水分高低直接相关。干燥前期必须用低温，尽快排潮，后期逐渐升温，终止酶的作用。
3、糖类的变化
干燥前期，水解酶继续催化淀粉水解，糊精和低分子糖有所增加。
4、蛋白质的变化
干燥初期蛋白质继续分解，低分子氮略有增加。
5、类黑素的形成
是麦芽的重要风味物质，对麦芽的色、香、味起决定性作用。是还原糖与氨基酸和简单含氮物在较高温度下相互作用形成的氨基糖。
6、二甲基硫的形成
是影响啤酒风味的不良成分，有半胱氨酸受热分解形成。
7、亚硝胺的形成
公认的致癌物质，在麦芽制备过程有微量形成，因很稳定，以至残留于啤酒中。
8、浸出物的变化
麦芽经过干燥浸出物有所损失，且损失量随干燥温度的升高而增多。这是由于：
①凝固性氮析出
②部分不溶的类黑色素生成
③酶被破坏
第四章麦芽汁制备工艺
第一节、概述
麦汁制造是将固态的麦芽、非发芽谷物、酒花用水调制加工成澄清透明的麦芽汁的过程。制成的麦汁供酵母发酵，加工制成啤酒。
麦汁制造过程：原料的粉碎→糊化→糖化→过滤→加酒花煮沸→澄清→冷却→通氧
麦汁制造的三个原则：
（1）原料中有用成分得到最大限度地萃取；
（2）原料中无用的或有害的成分溶解最少；
（3）制成麦汁的组分的数量和配比符合啤酒品种的要求。
（4）保证以上原则的基础上，尽量缩短生产时间，节能。
第二节麦芽与谷物辅料的粉碎
􀂾麦芽和谷物辅料的粉碎的目的：
使整理谷物经过粉碎后，有较大的比表面积，使物料中贮藏物质增加和水、酶的接触面积，加速酶促反应及物料的溶解。
􀂾关键是麦芽粉碎度的控制：
⑴麦芽皮壳若粉碎过细，会增加皮壳有害物质的溶解。
⑵皮壳和原料中不容性物质粉碎过细，造成过滤阻力增加。
⑶淀粉等贮藏物质的粉碎细度，影响酶反应速度和深度。
第三节糖化原理
1、糖化：是指将麦芽和辅料中高分子贮藏物质及其分解产物通过麦芽中各种水解酶类作用，以及水和热力作用，使之分解并溶解于水。
2、糖化的本质：就是原料的分解和萃取过程，它主要是靠麦芽中各种水解酶的酶促分解，而水和热力作用是协助酶促分解和浸取过程。
3、糖化过程是啤酒生产中的重要环节：
⑴麦汁的组分、颜色将直接影响到产品啤酒的品种和质量；
⑵糖化工艺和原料、水、电、汽的消耗将影响到啤酒的成本。

一、控制方法
糖化中的工艺控制，主要通过下述环节来进行：
⑴选择麦芽的质量、辅料的种类及其配比、配料；
⑵麦芽及非发芽谷物的粉碎度；
⑶控制麦芽中各种水解酶的作用条件，如温度、pH、底物浓度、作用时间；
⑷加热的温度和时间；
⑸有时还需通过外加酶制剂、酸、无机盐进行调节控制。
二、糖化时的主要物质变化
糖化过程提高了原辅料的浸出率
1、非发芽谷物中淀粉的变化：
糊化，即淀粉受热吸水膨胀，从细胞壁中释放，破坏晶状结构，并形成凝胶过程。
液化，糊化后的淀粉如继续受热或受到淀粉酶的水解，使淀粉长链断裂成短链状，粘度迅速降低的过程。
糖化，辅料的糊化醪和麦芽中淀粉受到麦芽中淀粉酶的分解，形成低聚糊精和以麦芽糖为主的可发酵性糖的全过程。
影响淀粉水解的因素：1、麦芽的质量及粉碎度；2、非发芽谷物的添加；3、糖化温度的影响；4、糖化醪pH的影响；5、糖化醪浓度的影响；
2、蛋白质的水解
啤酒麦汁中氨基酸的70％以上直接来自于麦芽，而只有10～30％的氨基酸是由糖化过程产生。由此可见，麦芽的蛋白质水解情况对麦汁组分具有决定性意义，而麦芽的糖化过程是可以起到调整麦汁组分的作用。
蛋白质及其水解产物和啤酒的关系：
⑴氨基酸是合成啤酒酵母含氮物质的主要来源；
⑵肽类是啤酒风味和持泡性的重要物质，它们赋予啤酒纯厚丰满的口感；
⑶ 高分子可溶性氮含量过多，啤酒胶体稳定性变差。
三、糖化过程的其他变化
1、β-葡聚糖的分解
要存在于胚乳细胞壁中（不溶性），部分存在于胚乳细胞之间和蛋白质交联（水溶性）。分解不完全则会造成：细胞壁溶解不足，麦芽醪过滤困难，麦汁粘度过大。因此，在糖化过程中需促进β-葡聚糖的分解。
2、麦芽谷皮成分溶解
麦芽皮壳中含有谷皮酸、多酚类物质，由于它们的溶解会使麦汁色泽加深，使啤酒具有不愉快苦涩味、麦壳味，降低啤酒的非生物稳定性。因此，需控制皮壳粉碎度、麦芽醪pH、糖化过程的浸泡时间、搅拌等因素的影响。
3、滴定酸度和pH的变化
四、糖化工艺技术条件
1、糖化温度 糖化时温度的变化通常是由低温逐步升至高温，以防止麦芽中各种酶因高温而被破坏。
（1）浸渍阶段：此阶段温度通常控制在35～40℃。在此温度下有利于酶的浸出和酸的形成，并有利于β-葡聚糖的分解。
（2）蛋白质分解阶段：温度通常控制在45～55℃。温度低时，低分子氮含量较高，反之则高分子氮含量较高。溶解良好的麦芽，可采用高温短时间蛋白质分解；溶解不良的麦芽，可采用低温长时间蛋白质分解；麦芽溶解特好，可省略此阶段。在此温度范围内，β-葡聚糖继续分解。
（3）糖化阶段：温度通常控制在62～70℃之间。温度偏高有利于α-淀粉酶的作用，可发酵性糖减少。温度偏低有利于β-淀粉酶的作用，可发酵性糖增多。
（4）糊精化阶段：此阶段温度为75～78℃。在此温度下，α-淀粉酶仍起作用，残留的淀粉可进一步分解，而其他酶则受到抑制或失活。
2.糖化时间
3.pH 值
4.糖化用水 淡色啤酒的料液比为1：4～5（即100kg原料的用水升数，下同），浓色啤酒的料液比为1：3～4，黑啤酒的料液比为l：2～3。
5.洗糟用水 洗糟用水温度为75～80℃，残糖质量分数控制在1.0％～1.5％。酿造高档啤酒，应适当提高残糖质量分数在1.5％以上，以保证啤酒的高质量。混合麦汁浓度，应低于最终麦汁质量分数1.5％～2.5％。
五、糖化的方法
•煮出糖化法是兼用生化作用和物理作用进行糖化的方法。其特点是将糖化醪液的一部分，分批地加热到沸点，然后与其余未煮沸的醪液混合，使全部醪液温度分阶段地升高到不同酶分解所需要的温度，最后达到糖化终了温度。煮出糖化法可以弥补一些麦芽溶解不良的缺点。根据醪液的煮沸次数，煮出糖化法可分为一次、二次和三次煮出糖化法，以及快速煮出法等。
•浸出糖化法是纯粹利用酶的作用进行糖化的方法，其特点是将全部醪液从一定的温度开始，缓慢分阶段升温到糖化终了温度。浸出糖化法需要使用溶解良好的麦芽。应用此法，醪液没有煮沸阶段。
1、二次煮出糖化法
特点有：①二次煮出糖化法适宜处理各种性质的麦芽和制造各种类型的啤酒；②以淡色麦芽用此法制造淡色啤酒比较普遍。根据麦芽的质量，下料温度可低（35～37℃）可高(50～52℃)；③整个糖过程可在3～4h内完成。

2、全麦芽浸出糖化法
（1）恒温浸出糖化法
粉碎后的麦芽，投入水中搅匀，65℃保温1.5～2.0h，然后把糖化完全的醪液加热到75～78℃，或添加95℃左右的热水，使醪液温度升到75～78℃，终止糖化，送入过滤槽过滤。
（2）升温浸出糖化法
先利用低温水浸渍麦芽，时间为0.5～1.0h，促进麦芽软化和酶的活化，然后升温到50℃左右进行蛋白质分解，保持30 min，再缓慢升温到62～63℃，糖化30 min左右，然后再升温至68～70℃，使α-淀粉酶发挥作用，直到糖化完全(遇碘液不呈蓝色反应)，再升温至76～78℃，终止糖化。
第四节麦芽醪的过滤
1、糖化过程结束后，在最短时间内把麦汁（溶于水的浸出物）和麦糟（残留的皮壳、高分子蛋白质、纤维素、脂肪等）分离。此分离过程称为麦芽醪的过滤。
麦芽醪过滤的三个过程：
⑴残存的α-淀粉酶将少量的高分子糊精进一步液化
⑵从麦芽醪中分离出“头号麦汁”：以麦糟为滤层，过滤糖化醪得到的麦汁。
⑶用热水洗涤麦糟，析出吸附于麦糟的可溶性浸出物，得到“二滤、三滤麦汁”。
工艺要求：迅速和较彻底地分离可溶性浸出物，尽可能减少有害于啤酒风味的麦壳多酚、色素、苦味物，以及麦芽中高分子蛋白质、脂肪、脂肪酸、β-葡聚糖等物质被萃取，尽可能获得澄清透明、口味良好的麦汁。
2、过滤
•麦汁过滤最常用的是过滤槽法。过滤槽的槽身内安装有过滤筛板、耕刀等，槽身与若干管道、阀门以及泵组成可循环的过滤系统，利用液柱静压为动力进行过滤。
•影响麦芽汁过滤速度的因素有以下几点：
（1）麦汁的粘度愈大，过滤速度愈慢；
（2）过滤层厚度愈大，过滤速度愈低；
（3）过滤层的阻力大，过滤则慢。
第五节麦汁的煮沸和酒花的添加
一、目的
（1）蒸发水分、浓缩麦汁
蒸发
头号麦汁
煮沸
→ 混合麦汁 浓缩麦汁
洗糟麦汁
（2）钝化全部酶和麦汁杀菌
（3）蛋白质变性和絮凝
蛋白质变性
→ 高分子蛋白质絮凝 → 离心除去
蛋白质＋单宁
（4）酒花有效组分的浸出
（5）排除麦汁中特异的异杂臭气
二、酒花的添加
目的：（1）酒花能赋予啤酒柔和优美的芳香和爽口的微苦味，⑵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，⑶也能增加麦汁和啤酒的生物稳定性。
•酒花主要成分的萃取和变化。
1、苦味物质
（1）α-酸→异α-酸、衍生-异α-酸，赋予啤酒爽口的苦味和愉快的香味。
（2）β-酸→β-软树脂
2、酒花精油
煮沸时，绝大多数酒花精油随着水蒸汽蒸发而被挥发，煮沸时间越长，挥发越多。如果接触过多氧，容易氧化形成脂肪臭。
3、多酚物质
（1）在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物；
缩合丹宁＋清蛋白、球蛋白及高肽→丹宁－蛋白质
（2）在麦汁冷却时形成冷凝固物；
非丹宁化合物（酚酸、黄酮类化合物）＋蛋白质→冷凝固物（低于35℃析出）
三、麦汁煮沸中蛋白质的变性絮凝
蛋白质的热变性：蛋白质溶液被加热至超过50℃时，蛋白质的空间立体结构被破坏，多肽链之间的键被打开，蛋白质变成长线型，丧失了生物物质活性，由于肽链疏水性基团的暴露，蛋白质水溶性丧失。
变性的蛋白质如果进一步丧失表面电荷，并受到激烈的搅拌，线性蛋白就形成絮凝。
影响蛋白质变性和絮凝的条件：
（1）麦汁温度和加热时间；
（2）麦汁煮沸pH；
（3）沸腾状态，蛋白质的碰撞促进聚集；
（4）单宁和钙、镁离子的促进作用，前者通过氢键结合形成“冷凝固物”，后者形成盐桥絮凝。
第六节麦汁的处理
1、热麦汁在进入发酵以前还需进行一系列处理，它包括：酒花糟分离、热凝固物分离、冷凝固物分离、冷却、充氧等。
2、对麦汁处理要求是：
（1）把能引起啤酒非生物混浊的冷、热凝固物尽可能分离
（2）麦汁处于高温时尽可能减少接触空气，防止氧化。冷却后，发酵前，必须补充适量空气，供酵母前期呼吸。
（3）严格杜绝有害微生物的污染。
3、麦汁处理工艺
（1）酒花的分离
使用酒花球果加入煮沸锅的工艺，在煮沸后应尽快分离出酒花糟。
（2）热凝固物的分离
煮沸
水溶性清蛋白
热凝固物
丹宁
盐溶性球蛋白
丹宁－蛋白
水溶性多肽
4、热凝固物的存在：
⑴吸附大量活性酵母，使发酵不正常；
⑵分散于啤酒中会影响其非生物稳定性；
⑶对啤酒的风味也有影响。
5、冷凝固物的分离
冷凝固物是分离热凝固物后澄清的麦汁，在冷却到50℃以下，随着冷却进行，麦汁重新析出的混浊物质。
冷凝固物的分离有利于啤酒非生物稳定性，不利于啤酒的泡沫性能，因此保存期短的啤酒没必要分离。
6、麦汁的充氧
麦汁冷却至发酵接种温度后，接触氧，此时氧反应微弱，氧在麦汁中呈溶解状态，它是酵母前期发酵繁殖必需的。
7、冷却的方法
•麦汁冷却的方法现均采用密闭法。首先利用回旋沉淀槽分离出热凝固物，然后即可用板框式换热器进行冷却。
8、最终麦汁质量
最终麦汁是指加酒花煮沸，麦汁定型并分离凝固物后的麦汁。
⑴正常外观 透明，夹有少量大块的棕色凝固物。
⑵正常气味 甜香、麦芽香、酒花香。浓色麦汁有焦糖香
⑶正常口味 麦芽的香甜味，饮后有明显苦味
⑷相对密度和浓度 取决于啤酒的品种

第五章啤酒发酵
第一节、啤酒酵母
一、酵母的分类
􀂾按发酵特性（对棉子糖发酵）分为两个种：
1、啤酒酵母
⑴圆形：主要用于酒精和白酒等蒸馏酒的生产
⑵卵形：啤酒、果酒酿造和面包发酵
上面发酵酵母：在啤酒酿造中酵母易漂浮在泡沫层中，在液面发酵和收集。
⑶椭圆形到腊肠形：糖蜜酒精
2、葡萄汁酵母，又称卡尔酵母或下面发酵酵母
此类酵母均能全部发酵棉子糖。
下面发酵酵母：在发酵时，酵母悬浮在发酵液内，在发酵终了时酵母细胞很快凝聚成块并沉积在发酵罐底。
二、啤酒酵母的凝絮性
􀂾重要的生产特性，它会对啤酒酿造产生一系列影响：
⑴影响酵母回收再利用于发酵的可能；
⑵影响发酵速率和发酵度；
⑶影响啤酒过滤方法的选择；
⑷乃至影响到啤酒风味。
􀂾啤酒酵母凝絮性分类：
⑴非凝絮性或“粉末型酵母”
⑵凝聚性酵母
􀁺凝聚点：发酵液中酵母细胞密度突然降低（开始形成凝块）时的发酵度。
⑶“弱凝聚性”或“絮凝性”酵母
三、凝聚机理
1、基因因素
􀂾一般认为酵母聚集性主要受基因FLO1和FLO5控制，此基因主要控制酵母细胞壁结构表面多肽带电荷的情况。
2、其他因素
⑴基质二价离子浓度对凝聚作用强度的影响，特别是钙离子；
⑵环境条件的影响，如糖浓度、pH等；
⑶单价离子抑制凝聚的作用，主要是通过静电中和的作用。
第二节啤酒发酵机理
􀂾啤酒发酵是一个复杂的生化和物质转化过程，酵母的主要代谢产物是乙醇和CO2，但同时也形成一系列发酵副产物，如醇类、醛类、酸类、酯类、酮类和硫化物等物质，这些发酵产物决定了啤酒的风味、泡沫、色泽和稳定性等各项理化参数，同时也赋予了啤酒典型的特色。
􀂾影响啤酒质量的主要因素：
⑴麦汁组成成分；
⑵啤酒酵母的品种和菌株特性；
⑶投入发酵的酵母数量和质量状况，以及在整个发酵中酵母细胞的生活状况；
⑷发酵容器的几何形状、尺寸和材料，它会影响到发酵流态和酵母的分布、二氧化碳的排除；
⑸发酵工艺条件——pH、温度、溶氧水平、发酵时间等。
一、糖类的发酵
•啤酒麦汁的浸出物中，糖类约占90％左右，其中近一半是麦芽糖，还有麦芽三糖、葡萄糖、果糖、蔗糖等可发酵糖，以及少量的戊糖和戊聚糖、β-葡萄糖、异麦芽糖等不能被发酵的糖。
葡萄糖阻遏效应：麦汁中葡萄糖浓度高于0.2%～0.5%时，葡萄糖会抑制酵母分泌麦芽糖渗透酶，抑制麦芽糖的发酵，只有当葡萄糖浓度低于0.2%时，抑制解除，麦芽糖才开始发酵。
􀂾这种竞争性抑制作用同样发生在蔗糖转化酶和麦芽糖渗透酶以及麦芽糖和麦芽三糖渗透酶之间。
􀂾也就是说蔗糖的存在抑制麦芽糖的的发酵，麦芽糖的存在抑制麦芽三糖的发酵。
葡萄糖＞蔗糖＞麦芽糖＞麦芽三糖
反巴士德效应：发酵基质（麦芽汁）中含有较高的葡萄糖（包括果糖）浓度时，分子氧存在不能抑制无氧发酵，有氧呼吸反而受到一定抑制。
􀂾酵母发酵麦芽汁主要是无氧酵解途径。
二、麦汁含氮物质的变化
􀂾依赖氨基酸输送酶来调节氨基酸的吸收。
􀂾天冬酰氨、丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、谷酰胺，8种氨基酸最先被吸收。
􀂾影响酵母吸收氨基酸的因素：1、酵母繁殖密度2、α-氨基氮的量
􀂾含氮物质对啤酒的影响：
1、肽和蛋白质的存在，会浸润口舌、口腔、喉头，使之有湿润感，高含氮量的啤酒，就显得浓醇，若含氮量低，则啤酒寡氮如水。
2、高氨基酸含量能降低啤酒的爽口性，因为其呈甜味、苦味或鲜味。
3、氨基酸会影响啤酒的生物稳定性。
三、啤酒中风味物质的发酵代谢
􀂾代谢产物的数量和配伍关系造就了啤酒的特殊风味。
􀂾为了啤酒具有协调的风味，啤酒中某一风味物质不能太突出。
􀂾风味强度：

􀂾如果某物质Fu值＞1.0，就感到太强烈，0.5～1.0一般消费者能接受，＜0.5此物质不会影响风味。
生青味物质（双乙酰、醛、硫化物）：赋予啤酒不纯正、不成熟、不协调的味和气味

芳香物质（高级醇、酯）：决定啤酒的香味
1、高级醇
（1）代谢途径
两条途径：糖酵解和伊氏路线
糖酵解

葡萄糖
转氨酶
-酮酸
RCHNH3COOH+R’COCOOR
脱氢酶
脱羧酶

RCH2OH RCHO

（2）高级醇对啤酒风味的影响
􀂾高级醇是各种酒类的主要香味和口味物质之一，它能促进酒类具有丰满的香味和口味，并增加酒的协调性。过量则是酒异杂味的来源。

（3）影响啤酒中高级醇含量的因素
酵母菌种
接种量
酵母
主酵温度
酵母增殖
发酵度
组成
麦汁 充氧量
浓度

2、挥发酯
（1）啤酒发酵中挥发酯的代谢
RCH2OH+R'COOH RCH2COOR'+H2O
RCH2OH+R'COSCoA RCH2COOR'+CoASH

酸、醇形成酯的规律：
①酸与酸、醇与醇之间存在竞争性抑制作用；
②低碳链的羧酸和醇易形成酯，但低碳链脂肪酸酯积累对酵母有害；
③直链脂肪酸酯类合成后与细胞壁结合，且碳链越长，被细胞壁结合越多，因此啤酒中仅存在低碳链脂肪酸酯；
④有侧链的醇形成酯较困难。
（2）挥发酯对啤酒风味的影响
①挥发性酯是啤酒香味的主要来源，使啤酒香味丰满协调。
②传统啤酒认为酯香味是啤酒的异香味，过量的酯，会赋予啤酒不舒适的苦味和香味（果味）。
③现代啤酒逐渐引导消费者接受啤酒的酯香味。
（3）影响啤酒中酯含量的主要因素
酯酶
麦汁通风
酵母 菌种
发酵温度

酰基辅酶A
麦汁浓度和含氮量
贮酒
3、醛类
􀂾来自于麦汁煮沸中美拉德反应，或发酵过程。
􀂾随着乙醛含量的升高：腐败性气味→刺激性辛辣感→无法下咽的刺激感
4、酸类
􀂾啤酒中适量的酸使啤酒口感活泼、爽口，缺乏酸类，啤酒呆滞、粘稠、不爽口。过量的酸使啤酒口感粗糙、不柔和、协调，同时过高的挥发酸含量是啤酒酸败的标志。
􀂾啤酒中的酸来自制麦过程和发酵过程，非正常发酵、污染杂菌将导致啤酒的酸败。
􀂾控制啤酒总酸的措施有：①控制麦汁总酸；②选择适宜菌株发酵；③加强工艺生产管理，防止杂菌污染。
5、双乙酰
􀂾随着双乙酰含量的升高：不愉快刺激味→烧焦麦芽味→馊米饭味
􀂾双乙酰的形成：
丙酮酸→α-乙酰乳酸→缬氨酸
酶促还原
氧化脱羧

细胞内
细胞外
双乙酰 2,3-丁二醇
􀂾此反应的特点：
⑴缬氨酸能反馈抑制a-乙酰乳酸的生成
⑵a-乙酰乳酸氧化脱羧的速度＜双乙酰的酶促还原速度
⑶只有当发酵液中大量形成酒精时，双乙酰才会迅速还原
⑷双乙酰必须先渗透入酵母细胞内，才能促进还原
􀂾消除双乙酰的方法：
⑴减少α-乙酰乳酸的生成；
⑵加速α-乙酰乳酸的氧化分解；
⑶控制和降低酵母的增殖浓度；
菌株
⑷加速双乙酰的还原 细胞浓度
双乙酰还原阶段温度
丙酮酸→α-乙酰乳酸→缬氨酸
酶促还原
氧化脱羧

细胞内
细胞外
双乙酰 2,3-丁二醇

6、含硫化合物
大部分是不挥发性硫化物：
挥发性含硫化合物主要来自麦芽、辅料、酒花、酿造水及酵母的硫代谢。
第三节啤酒发酵技术
自然发酵→酵母发酵→纯种发酵→上面发酵→下面发酵
􀂾上面发酵啤酒﹕在较高的温度下(15～20℃)进行发酵﹐起发快。发酵后期大部分酵母浮在液面，发酵期4～6天。生产周期短，设备周转快，啤酒有独特风味，但保存期较短。著名的上面发酵啤酒有爱尔淡色啤酒﹑司陶特黑啤酒﹑波特黑啤酒等。
􀂾下面发酵啤酒﹕主发酵温度低(不超过13℃)，发酵过程缓慢(发酵期5～10天)。由于使用下面发酵酵母﹐在主发酵后期，大部分酵母沉降于容器底部。下面发酵的后发酵期较长，酒液澄清良好，泡味细腻，风味好，保存期长。著名的下面发酵啤酒有比尔森淡色啤酒﹑慕尼黑黑啤酒等。
一、啤酒发酵工艺技术控制
1、酵母菌株选择
⑴发酵速度：缩短发酵周期，pH降低快，易获得淡爽风格的啤酒，啤酒稳定性也好。
⑵发酵限度：主发酵终了发酵度和啤酒发酵度
⑶凝聚性：酵母凝聚性的易变性，会影响发酵工艺操作。
⑷回收性：主发酵酵母回收条件和回收量，影响再次利用和后酵工艺。
⑸稳定性：酵母菌株特性的稳定性、可操作弹性会影响发酵技术。
2、麦汁组成
􀂾麦汁的颜色、芳香味、麦汁组成影响啤酒风味和发酵
􀂾麦汁组成对啤酒发酵的影响：
⑴原麦汁浓度：指发酵前麦汁中含可溶性浸出物的质量分数，它主要通过酵母营养因子和渗透压影响酵母的生成量，从而影响发酵。一般在10%～15%。

⑵麦汁溶氧水平和不饱和脂肪酸含量：
加速了α-乙酰乳酸的氧化分解→降低了双乙酰含量

溶氧高→酵母增殖快、多→ 消耗了辅酶A→抑制乙酸酯的合成

酵母细胞合成的副产物多→高级醇增多
3、接种量