啤酒的制作工艺及其酿造过程

微生物发酵工程论文

啤酒的制作工艺及其酿造过程

姓名： 牛欣欣

学号： 01011102

专业：生物技术

学院：生命科学学院

啤酒的制作工艺及其酿造过程

摘要：啤酒是以麦芽为主要原料，加酒花,经酵母发酵酿制而成的，含有二氧化碳气、起泡的低酒精度饮料。近年来啤酒工业得到了突飞猛进的发展，啤酒酿造的工业化程度大幅度提高。本文对啤酒的酿造过程做了一个简单的论述。

关键字：啤酒、定义、原料、酿造过程、灌装

一、啤酒简介:

    现行国家产品标准规定，啤酒的定义是：“啤酒是以麦芽为主要原料，加酒花,经酵母发酵酿制而成的，含有二氧化碳气、起泡的低酒精度饮料”。于清代末期开始，国外的啤酒生产技术引入我国，属外来酒种。啤酒是根据英语Beer译成中文“啤”，称其为“啤酒”，沿用至今。啤酒以大麦﹑酿造用水﹑酒花﹑酵母以及淀粉质辅助原料(玉米﹑大米﹑大麦﹑小麦等)和糖类辅助原料等为主要原料﹐经酵母发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒。新中国成立后,尤其是20世纪80年代以来，啤酒工业得到了突飞猛进的发展，到现在中国已成为世界第一啤酒生产大国。

二、原料

     啤酒以大麦﹑酿造用水﹑酒花﹑酵母以及淀粉质辅助原料(玉米﹑大米﹑大麦﹑小麦等)和糖类辅助原料等为主要原料

1.大麦   适于啤酒酿造用的大麦为二棱或六棱大麦。二棱大麦的浸出率高﹐溶解度较好﹔六棱大麦的农业单产较高﹐活力犟﹐但浸出率较低﹐麦芽溶解度不太稳定。啤酒用大麦的品质要求为﹕壳皮成分少﹐淀粉含量高﹐蛋白质含量适中(9～12%)﹔淡黄色﹐有光泽﹔水分含量低于13%﹔发芽率在95%以上。 

2.酿造用水  通常﹐软水适于酿造淡色啤酒﹐碳酸盐含量高的硬水适于酿制浓色啤酒。淡色啤酒用水要求为﹕无色﹐无臭﹐透明﹐无浮游物﹐味纯正﹐无生物污染﹔硬度低﹔铁﹑锰含量低(含量高对啤酒的色﹑味有害﹐而且能引起喷涌现象)﹔不含亚盐。 

3.酒花  又称啤酒花。使啤酒具有独特的苦味和香气并有防腐和澄清麦芽汁的能力。酒花始用于德国﹐学名为蛇麻﹐为大麻科葎草属多年生蔓性草本植物﹐中国人工栽培酒花的历史已有半个世纪﹐始于东北﹐目前在﹑甘肃﹑内蒙﹑黑龙江﹑辽宁等地都建立了较大的酒花原料基地。成熟的新鲜酒花经燥压榨﹐以整酒花使用﹐或粉碎压制颗粒后密封包装﹐也可制成酒花浸膏﹐然后在低温仓库中保存。其有效成分为酒花树脂和酒花油。每Kl啤酒的酒花用量约为1.4～2.4kg。 

4.酵母   酵母是用以进行啤酒发酵的微生物。啤酒酵母又分上面发酵酵母和下面发酵酵母。啤酒工厂为了确保酵母的纯度﹐进行以单细胞培养法为起点的纯粹培养。为了避免野生酵母和细菌的污染﹐必须严格啤酒工厂的清洗灭菌工作。 

5.玉米   玉米淀粉的性质与大麦淀粉大致相同。但玉米胚芽含油质较多﹐影响啤酒的泡持性和风味。除去胚芽﹐就能除去大部分的玉米油。脱胚玉米的脂肪含量不应超过 1%。以玉米为辅助原料酿造的啤酒﹐口味醇厚。玉米为国际上用量最多的辅助原料。 

6.大米  淀粉含量高﹐浸出率也高﹐含油质较少。但大米淀粉的糊化温度比玉米高。以大米为辅助原料酿造的啤酒色泽浅﹐口味清爽。大米是中国用量最多的辅助原料。 

7.糖类  大都在产糖地区应用﹐一般使用量为原料的10～20%。添加的种类主要有蔗糖﹑葡萄糖﹑转化糖﹑糖浆等。

8.小麦  小麦品种有硬质小麦和软质小麦﹐啤酒工业宜采用软质小麦。

三、啤酒生产

    啤酒生产过程主要分为：制麦、啤酒酿造(糖化、发酵)、罐装四个部分。 

1.麦芽制造

     麦芽由大麦制成。大麦是一种坚硬的谷物，成熟比其他谷物快得多，正因为用大麦制成麦芽比小麦、黑麦、燕麦快，所以才被选作酿造的主要原料。没有壳的小麦很难发出麦芽，而且也很不适合酿酒之用。大麦必须通过发麦芽过程将内含地难溶性淀料转变为用于酿造工序的可溶性糖类。除了一般的麦芽，还可使用结晶麦芽或烘烤的麦芽作为各种酿造类型的成份。结晶麦芽是经由蒸汽处理的麦芽，慢慢炖煮后再干燥处理，它的颜色较黑，并有如咖啡般的味道。烘烤过的麦芽则经干燥后并在热度较高的回转鼓室中烘烤处理，它能使啤酒含有焦味，颜色变黑。有以下6道工序。大麦贮存﹕刚收获的大麦有休眠期﹐发芽力低﹐要进行贮存后熟。大麦精选﹕用风力﹑筛机除去杂物﹐发芽适宜温度为13～18℃﹐发芽周期为4～6日﹐根芽的伸长为粒长的1～1.5倍。长成的湿麦芽称绿麦芽。焙燥﹕目的是降低水分﹐终止绿麦芽的生长和的分解作用﹐以便长期贮存﹔使麦芽形成赋予啤酒色﹑香﹑味的物质﹔易于除去根芽﹐焙燥后的麦芽水分为3～5%。贮存﹕焙燥后的麦芽﹐在除去麦根﹐精选﹐冷却之后放入混凝土或金属贮仓中贮存。 

2.啤酒酿造

有以下5道工序。主要是糖化﹑发酵﹑贮酒后熟3个过程。 

原料粉碎﹕将麦芽﹑大米分别由粉碎机粉碎至适于糖化操作的粉碎度。

    糖化﹕将粉碎的麦芽和淀粉质辅料用温水分别在糊化锅﹑糖化锅中混合﹐调节温度。糖化锅先维持在适于蛋白质分解作用的温度(45～52℃)(蛋白休止)。将糊化锅中液化完全的醪液兑入糖化锅后﹐维持在适于糖化(β-淀粉和α-淀粉)作用的温度(62～70℃)(糖化休止)﹐以制造麦醪。麦醪温度的上升方法有浸出法和煮出法两种。蛋白﹑糖化休止时间  啤酒及温度上升方法﹐根据啤酒的性质﹑使用的原料﹑设备等决定用过滤槽或过滤机滤出麦汁后﹐在煮沸锅中煮沸﹐添加酒花﹐调整成适当的麦汁浓度后﹐进入回旋沉淀槽中分离出热凝固物﹐澄清的麦汁进入冷却器中冷却到5～8℃。

    发酵﹕冷却后的麦汁添加酵母送入发酵池或圆柱锥底发酵罐中进行发酵﹐用蛇管或夹套冷却并控制温度。进行下面发酵时﹐最高温度控制在8～13℃﹐发酵过程分为起泡期﹑高泡期﹑低泡期﹐一般发酵5～10日。发酵成的啤酒称为嫩啤酒﹐苦味犟﹐口味粗糙﹐CO2含量低﹐不宜饮用。

    后酵﹕为了使嫩啤酒后熟﹐将其送入贮酒罐中或继续在圆柱锥底发酵罐中冷却至0℃左右﹐调节罐内压力﹐使CO2溶入啤酒中。贮酒期需1～2月﹐在此期间残存的酵母﹑冷凝固物等逐渐沉淀﹐啤酒逐渐澄清﹐CO2在酒内饱和﹐口味醇和﹐适于饮用。

    过滤﹕为了使啤酒澄清透明成为商品﹐啤酒在-1℃下进行澄清过滤。对过滤的要求为﹕过滤能力大﹑质量好﹐酒和CO2的损失少﹐不影响酒的风味。过滤方式有硅藻土过滤﹑纸板过滤﹑微孔薄膜过滤等。

3.啤酒灌装

　　灌装 是啤酒生产的最后一道工序﹐对保持啤酒的质量﹐赋予啤酒的商品外观形像有直接影响。灌装后的啤酒应符合卫生标准﹐尽量减少CO2损失和减少封入容器内的空气含量。 

　　桶装﹕桶的材质为铝或不锈钢﹐容量为15﹑20﹑25﹑30﹑50L。其中30L为常用规格。桶装啤酒一般是未经巴氏杀菌的鲜啤酒。鲜啤酒口味好﹐成本低﹐但保存期不长﹐适于当地销售。 

　　瓶装﹕为了保持啤酒质量﹐减少紫外线的影响﹐一般采用棕色或深绿色的玻璃瓶。空瓶经浸瓶槽(硷液2～5%﹐40～70℃)浸泡﹐然后通过洗瓶机洗净﹐再经灌装机灌入啤酒﹐压盖机压上瓶盖。经杀菌机巴氏杀菌后﹐检查合格即可装箱出厂。 

罐装﹕罐装啤酒于1935年起始于美国。第二次世界大战中因军需而发展很快。罐装啤酒体轻﹐运输携带和开启饮用方便﹐因此很受消费者欢迎﹐发展很快。

下面以燕京啤酒的酿造过程及工艺流程来简单介绍下啤酒的制作：

　燕京啤酒生产工艺流程

麦芽过程：选麦－浸麦－发芽－干燥与培焦－除根

　　糖化过程：原料的粉碎－糖化（糊化）－麦汁过滤－麦汁煮沸（加酒花）－冷却

　　发酵过程：发酵（除酵母）－滤酒

　　灌装过程：洗瓶－验瓶－灌酒－杀菌－贴标喷码－装箱入库

　　1）精选大麦：燕京啤酒全部选用优质的进口澳麦和加麦。

　　2）浸麦：提高大麦的含水量，除去灰尘、杂物、微生物和其他有害物质。

　　3）发芽：使麦粒内形成各种酶，部分淀粉、蛋白质、半纤维素等高分子物质分解，以满足糖化时的需要。 

　　4）干燥与培焦：去除麦芽中的水分，防止麦芽的变质，便于储藏，同时除去麦芽的生腥味，产生麦芽的色、香、味，中止绿麦芽的生长和酶的分解。

　　5）除根：根芽吸湿性强，储藏时容易吸收水分而腐烂，根芽具有不良苦味，会破坏啤酒的口味和色泽，所以应除根。

　　6）原料的粉碎：原料粉碎后，增加了比表面积，可溶性物质容易浸出，有利于酶的作用，使麦芽的不溶性物质进一步分解。

　　7）糖化：利用麦芽中的水解酶，将麦芽和敷料中的不溶性高分子物质分解味可溶性的低分子物质。

　　糊化：利用麦芽所含的各种水解酶，在适宜的条件下，将麦芽和麦芽辅助原料中的不溶性高分子物质逐步分解味可溶性的低分子物质。

　　8）麦汁过滤：将糖化醪中将葱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。

　　9）麦汁煮沸：煮沸得目的主要是稳定麦汁的成分，其作用有：酶的钝化、麦汁灭菌、蛋白质变性和絮凝沉淀、水分蒸发、酒花成分的浸出等。

　　加酒花：添加酒花主要是赋予啤酒爽快的苦味、赋予啤酒特有的香味、提高啤酒的非生物稳定性

　　10）冷却：迅速冷却，降低麦汁温度，使达到适合酵母发酵的要求，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

　　11）发酵：计算机严格控制温度和酵母生理状态，酵母“吃”掉麦芽糖，代谢出CO2及啤酒风味物质的过程。

　　12）滤酒：发酵成熟的啤酒，通过分离介质，去除固体悬浮物、残留酵母和蛋白质凝固物，得到澄清透明的啤酒。

　　13）验瓶：计算机利用光电传感技术进行激光分点检测。

洗瓶：全自动洗瓶，包括浸泡、预喷淋、碱1浸泡、碱2浸泡、热水温水清水喷冲、空行滴定等。

14）灌酒：由计算机控制上瓶、两次抽真空、两次CO2备压、灌酒、压盖等。

　　15）杀菌：经过八氏热杀菌像杀死活性酵母菌，并无其他细菌，纯生啤酒不经过杀菌，所以更纯、更爽、更新鲜。

　　16）贴标喷码：利用krones先进设备贴上商标，喷上生产日期。

　　17）分装入库：利用krones先进设备将啤酒分装成箱，入库。

四、啤酒酿造的新技术

浓醪发酵﹕1967年开始应用于生产。是采用高浓度麦汁进行发酵﹐然后再稀释成规定浓度成品啤酒的方法。

快速发酵﹕通过控制发酵条件﹐在保持原有风味的基础上﹐缩短发酵周期﹐提高设备利用率﹐增加产量。快速发酵法工艺控制条件为﹕目的在于大幅度缩短发酵周期。实质上是为了克服菌种变异﹑杂菌污染问题﹐而且是更为快速的连续发酵工艺。已取得的成果为﹕前发酵由传统法的5～10日缩短为1日﹐可连续稳定运行3个月。

圆柱圆锥露天发酵罐﹕1966年起开始应用于生产。其主要优点为﹕可缩短发酵周期﹐节约投资﹐回收CO2和酵母简便﹐有利于实现自动控制。目前单罐容积在600Kl的已很普遍﹐材质一般为不锈钢。

纯生啤酒的开发﹕随著除菌过滤﹑无菌包装技术的成功﹐自70年代开始开发了不经巴氏杀菌而能长期保存的纯生啤酒。由于口味好﹐很受消费者欢迎。目前有的国家纯生啤酒已占整个啤酒产量的50%。

低醇﹑无醇啤酒的开发﹕为汽车司机﹑妇女﹑儿童和老年人饮用的一种清凉饮料。它的特点是酒精含量低。无醇啤酒酒精含量一般在0.5～1%﹐泡沫丰富﹐口味淡爽﹐有较好的酒花香味﹐保持了啤酒的特色。