1、啤酒生產的基本原理和流程一、概述啤酒：是以優質大麥為主要原料，啤酒花為香料，經糖化發酵釀造而成的含CO2和少量酒精的飲料。世界上產量最大的酒種：全世界產量約為1.4億噸，我國年產量在1，000萬噸左右。營養豐富：“液體面包” 二、釀造啤酒的原料 大麥 釀造水 酵母 啤酒花 輔料：大米 、玉米、小麥、淀粉等大麥適于釀造啤酒的原因：大麥便于發芽，并產生大量的水解酶類；大麥種植遍及全球；大麥的化學成分適合釀造啤酒；大麥非人類食用主糧。（一）大麥1.分類六棱大麥：籽粒不整齊，蛋白質含量，淀粉含量；酶活力，尤適于輔料用量增加的情況，但浸出率較低，麥芽溶解度不太穩定。四棱大麥：六棱大麥的變種。二棱大麥：籽

2、粒整齊，蛋白質含量 ，淀粉含量，浸出率高，溶解度較好，是釀造啤酒的最好原料。2.大麥的主要成分：淀粉、蛋白質、纖維素、半纖維素和麥膠物質（二）釀造水1、軟水適于釀造淡色啤酒，碳酸鹽含量高的硬水適于釀制濃色啤酒。2、淡色啤酒用水的要求：無色無臭、透明，無浮游物，味純正，無生物污染；鐵、錳含量低（含量高對啤酒的色、味有害，而且能引起噴涌現象）；硬度低、不含亞硝酸鹽。3、水處理（三）酵母上面發酵酵母 下面發酵酵母下面發酵酵母發酵法：出現較晚，但比上面酵母更盛行，世界上多數國家采用下面發酵酵母發酵啤酒，我國也是全部采用下面發酵酵母發酵啤酒。1、上面發酵酵母與下面發酵酵母的主要區別區別上面發酵酵母下面發

3、酵酵母細胞形態多呈圓形，多數細胞結集在一起多呈卵圓形，細胞較分散發酵終了時的生理現象大量細胞懸浮在液面大部分酵母凝集而沉淀在底部發酵溫度15-255-1237培養能生長不能生長2、傳統下面發酵酵母的幾種主要菌株 （四）啤酒花酒花的主要有效成分及其在釀造上的作用1.酒花油（0.52.0）組成成分很復雜，主要成分是萜烯類碳氫化合物、含氧化合物和微量含硫化合物等。不易溶于水和麥汁，大部分酒花油在凝固物分離過程中被分離出去。盡管酒花油在啤酒中保存下來的很少，但卻是啤酒中酒花香味的主要來源。2、酒花苦味物質 -酸（葎草酮）：本身具有苦味和防腐能力，在弱堿溶液中易異構化轉變成異-酸，異-酸在麥汁中的溶解度

4、比-酸大得多，具有強烈的苦味，防腐能力也高于-酸，是啤酒苦味的主要來源。-酸（蛇麻酮）：溶解度小，苦味和防腐能力不如-酸，有一定的抑制革蘭氏陽性菌和陰性菌的能力。3.酒花多酚類物質 酒花中含有410的多酚類物質（花色苷、花青素和單寧等），是影響啤酒風味和引起啤酒混濁的主要成分。酒花中的多酚類物質在麥汁煮沸時有沉淀蛋白質的作用，但這種沉淀作用在麥汁冷卻、發酵、甚至過濾裝瓶后仍在繼續進行，從而會導致啤酒混濁。三、啤酒釀造工藝流程麥芽制備 麥汁的制造 啤酒發酵 過濾 罐裝 成品啤酒（一）麥芽制備大麥預處理（清選、分級等 ） 浸麥（含水量達4348） 發芽 干燥干麥芽綠麥芽除根 貯藏 磨光 成品麥芽大

5、麥發芽的目的 使麥粒生成大量的各種酶類，并使麥粒中一部分非活化酶得到活化增長。隨著酶系統的形成，胚乳中的淀粉、蛋白質、半纖維素等高分子物質被逐步分解，可溶性的低分子糖類和含氮物質不斷增加，整個胚乳結構由堅韌變為疏松，這種現象被稱為麥芽溶解。 干麥芽除根的目的麥根中含有43左右的蛋白質，具有不良苦味，而且色澤很深，如帶入啤酒，會影響啤酒的口味、色澤以及非生物穩定性。干麥芽貯藏的目的除根后的麥芽，一般都要經過68周的貯藏后再用于釀酒。主要原因是：經過貯藏，麥芽的蛋白酶與淀粉酶活性得以恢復和提高，有利于提高糖化力；提高麥芽的酸度，有利于糖化；麥芽在貯藏期間吸收少量水分后，麥皮失去原有的脆性，粉碎時破

6、而不碎，利于麥汁過濾。 （二）麥汁的制造麥芽 粉粹 糖化 過濾 煮沸 回旋沉淀 麥汁冷卻輔料（大米） 粉碎 糊化 酒花粉 碎1）粉碎的目的：原輔料粉碎后，增加了比表面積，糖化時有利于酶的作用，可溶性物質容易浸出。2）粉碎的要求：麥芽皮殼應破而不碎。過碎，麥皮中含有的苦味物質、色素、單寧等會過多地進入麥汁中，使啤酒色澤加深，口味變差，還會造成過濾困難；胚乳粉粒則應細而均勻。3）輔助原料(如大米)粉碎得越細越好，以增加浸出物的收得率。糊化：淀粉在水中加熱，淀粉顆粒吸水膨脹，如果繼續加熱至6080時，淀粉顆粒破壞而形成半透明的膠體溶液的現象。 糖化糖化：是指利用麥芽本身所含有的各種水解酶（或外加酶制

7、劑），在適宜條件下，將麥芽和輔料中的不溶性高分子物質（淀粉、蛋白質、半纖維素等）分解成可溶性低分子物質（糖類、糊精、氨基酸、肽類等）的過程。浸出物：麥汁中溶解于水的干物質無水浸出率：麥芽汁中的浸出物含量與原料中所有干物質的質量比稱為無水浸出率。過濾麥汁過濾分兩步進行：NO.1：利用過濾的方法提取出麥糟中的麥汁，稱第一麥汁或過濾麥汁；NO.2：利用熱水沖洗出殘留在麥糟中的麥汁，稱第二麥汁或洗滌麥汁。煮沸蒸發多余水分，使麥汁濃縮到規定的濃度。破壞酶的活性，穩定麥汁組分；消滅麥汁中的微生物，保證產品質量。浸出酒花中的有效成分，賦予麥汁獨特苦味和香味。析出某些受熱變性以及與多酚物質結合而絮狀沉淀的蛋白

8、質，提高啤酒的穩定性。煮沸時水中鈣離子和麥芽中的磷酸鹽反應，使麥汁pH，有利于-球蛋白的析出和成品啤酒pH值的降低，有利于啤酒穩定性的提高。讓具有不良氣味的碳氫化合物隨水蒸氣的揮發而逸出，提高麥汁質量。回旋沉淀熱凝固物：麥汁冷卻開始后（在60以上的范圍內）形成的凝固物，大量的熱凝固物如帶入發酵麥汁中，會影響酵母的正常發酵以及色澤、口味和穩定性等。回旋沉淀的目的分離熱凝固物麥汁冷卻（三）啤酒發酵傳統的下面發酵分主發酵和后發酵兩個階段，主發酵一般在密閉或敞口的主發酵池（槽）中進行，后發酵在密閉的臥式發酵罐內進行。1、主發酵 （以敞口12麥汁發酵為例）酵母繁殖期：816h起泡期：入主發酵池12天，發

9、酵液中有CO2氣泡上涌，麥汁表面出現更多泡沫。發酵液溫度每天上升0.50.8，不需人工降溫。高泡期：發酵后23天，泡沫增高（2530cm）并逐漸變為棕黃色，此時為發酵旺盛期，需要人工降溫，但是不能太劇烈，以免酵母過早沉淀，影響發酵。落泡期：發酵5天后，發酵力逐漸減弱，CO2氣泡減少，泡沫回縮，變為棕褐色，應控制液溫每天下降約0.5。泡蓋形成期：發酵78天后，泡沫回縮，形成泡蓋，此時應大幅度降溫，使酵母沉淀。2、后發酵 后發酵的目的：殘糖繼續發酵、促進啤酒風味成熟、增加CO2的溶解量、促進啤酒的澄清。后發酵的溫度：先高后低，前期控制35，而后逐步降溫至-11后發酵的時間3、傳統啤酒下面發酵的工藝

10、特點主發酵溫度比較低，發酵進程緩慢，發酵代謝副產物較少；主發酵結束時，大部分酵母沉降在發酵容器底部；后發酵和貯酒期較長，酒液澄清良好，二氧化碳飽和穩定，酒的泡沫細微，風味柔和，保存期較長。（五）罐 裝裝桶 不銹鋼桶自動罐裝 裝瓶 玻璃瓶自動罐裝 四、啤酒的“度” 啤酒酒標上的度數與白酒上的度數不同，它并非指酒精度，它的含義為原麥汁濃度，即啤酒發酵進罐時麥汁的濃度。主要的度數有18、16、14、12、11、10、8度啤酒，日常生活中我們飲用的啤酒多為11、12度啤酒。五、啤酒的分類1、根據原麥汁濃度分 高濃度啤酒：生產啤酒的原麥汁濃度為16%以上。中濃度啤酒：生產啤酒的原麥汁濃度為816%。低濃

11、度啤酒：生產啤酒的原麥汁濃度低于8%。2、根據啤酒色澤分淡色啤酒：色澤淡黃或金黃色，酒精含量3.3-3.8%。濃色啤酒：色澤紅褐色或紅棕色，酒精含量4-5%，麥芽香味突出，回味醇厚，苦味較輕。黑色啤酒：色澤多呈紅褐色乃至黑褐色，酒精含量多為5%以上。這類啤酒麥芽香味突出，回味醇厚，泡沫細膩，苦味則根據產品類型有較大的區別。3、根據滅菌方法分 鮮啤酒：不經巴氏滅菌的啤酒，也稱為生啤酒。熟啤酒：經巴氏滅菌的啤酒，也稱滅菌啤酒。這類啤酒可瓶裝或罐裝。另1：5.啤酒是怎樣生產出來的？啤酒生產的工藝過程如下：大麥加水后于1315 浸漬4080 h，放到發芽床上堆放24 h，進行發芽。之后攤開，調節溫度，

12、維持1525 ，發芽周期為10天以上，生成和-淀粉酶，使麥芽淀粉水解溶解，同時生成蛋白酶、核糖核酸酶、磷酸酯酶、-葡聚糖酶等，使麥芽汁具有酵母發酵所需的養分。含氮高的麥芽不宜制作啤酒麥芽，一般含氮低于1.5%1.8%的麥芽才可使用。制成的綠麥芽含水約45%，需在干燥塔內通熱風烘干，在4548 下使水分降到10%，然后升溫到100 或更高使水分降到5%，經摩擦除去幼根，干燥后的綠麥芽失去酶活性30%60%，并不再生成酶。麥芽內的氨基酸或類似化合物與糖類反應生成麥芽特有的色、香、味。麥芽經輥筒軋碎，加天然或經處理的富含鈣和鎂鹽的熱水24份，進行糖化，糖化溫度須嚴格控制，上面啤酒用浸出法，糖化溫度為

13、6368 ；下面啤酒用煮出法，醪液溫度達到45 ，取出一部分在糊化鍋煮沸后返回糖化鍋與主醪混合，這一步須反復進行至麥芽溫度達到7075 為止。糖化醪料的50%由不發芽的谷物，如大米、玉米、面粉、大麥粒或大麥粉、大麥片組成，有時在與主醪混合前需糊化。這些不發芽輔料可改進最終產品的質量，如啤酒的泡沫穩定性和在儲藏期間保持澄清、不走味。糖化后在轉化鍋或過濾槽中使麥芽汁與廢糟分離。麥芽汁含碳水化合物約10%，含氮量約為0.08%，氮在發酵過程和提高啤酒最終質量上都有重要意義。濾清的麥芽汁加酒花煮沸2.5 h以上，酒花用量因啤酒而異，每100 L用200700 g，酒花含有芳香樹脂，賦予啤酒苦味和啤酒香

14、味。用過的酒花通過過濾分離除去。經滅菌冷卻，去除冷凝固物的糖化混合醪液移入敞口或密閉的發酵容器，接種酵母，上面啤酒采用啤酒酵母接種，這種酵母傾向于浮于表面。發酵溫度為1520 ，需16天（根據工藝而定）。發酵衰退后放出新啤酒，從液面刮去酵母，或用離心機回收。下面啤酒用卡爾斯伯酵母接種，這種酵母傾向于下沉液底。發酵溫度68 ，需1012天，在0 下陳釀數星期至幾個月，因此，也稱為陳釀啤酒。雖然麥芽特有的香與味大部分在煮沸時揮發了，但麥芽的各種成分會影響發酵副產品的生成，產生微妙的啤酒風味。啤酒包裝分桶裝和瓶裝，瓶裝啤酒需經冷凍、過濾、二氧化碳飽和，裝瓶后需再經巴氏法滅菌。另2 啤酒生產工藝流程與

15、設備一生產工藝流程1.1 麥芽制造工藝流程麥芽制造主要有三大步驟：浸麥、發芽、干燥，流程如下：1.1.1 浸麥使麥芽吸收發芽所需要的一定量水分的過程，稱為大麥的浸漬，簡稱浸麥。經浸漬后的大麥稱為浸漬大麥。浸麥是為了供給大麥發芽時所需的水分，給以充足的氧氣，使之開始發芽。與此同時還可洗滌麥粒，除去浮麥，除去麥皮中對啤酒有害的物質。浸麥水最好使用中等硬度的飲用水，不得存在有害健康的有機物，應無漂浮物。水中亞硝酸鹽含量達到一定量時，對發芽有抑制作用。水中含鐵、錳過多，會使麥芽表面呈灰白色。堿性的水，會提高皮殼的辦滲透性，增加水的鐵含量，限制沉降作用，甚至影響色澤。1.1.2 發芽浸漬大麥在理想控制的

16、條件下發芽，生成適合啤酒釀造所需要的新鮮麥芽的過程，稱為發芽。然后送入焙燥系統制成啤酒麥芽。因此，發芽是一種生理生化過程。大麥發芽的目的：激活原有的酶；生成新的酶；物質轉變。1.1.3 干燥未干燥的麥芽稱為綠麥芽，綠麥芽含水分高，不能貯存，也不能進入糖化工序，必須經過干燥。通過干燥，可以使麥芽水分下降至5%以下，利于貯藏；終止化學生物學變化，固定物質組成；去除綠麥芽的生青味，產生麥芽特有的色、香、味；容易除去麥根。1.1.4 除根根芽對啤酒釀造沒有意義，并影響啤酒質量。根芽吸濕性強，能夠很快吸收環境的水分，使干燥麥芽含水量重新提高；根芽含有不良的苦味，影響啤酒的口味；根芽能使啤酒的色度增加。所

17、以麥芽干燥后應將根芽除掉。1.2 啤酒釀造工藝流程釀造工藝流程描述：糊化鍋中加入52kg工藝水，加熱至45；將已粉碎好的原料加入糊化鍋中，在溫度為70的條件下使-淀粉酶充分作用，時間為20min；然后在100的條件下使淀粉充分糊化，提高浸出率，同時提供混合糖化醪升溫所需的熱量，時間為40min。在糖化鍋中加入96kg工藝水，加熱至37；將已粉碎好的原料加入糖化鍋中，在溫度為50的條件下使羧肽酶充分作用，形成低分子含氮物質；然后將糊化鍋醪液加入糖化鍋中，并在65下保持30min，使淀粉酶充分降解淀粉；然后在72下保持40min，讓淀粉酶充分分解淀粉，之后升溫至78。糖化鍋醪液經過濾槽去除麥糟后，

18、倒入煮沸鍋加熱煮沸，醪液的沸點為105，通過煮沸可以適當控制麥汁濃度在0.12-0.13之間；并能破壞酶的活性，終止生物化學反應；使蛋白質變性凝固；使酒花中的有效成分充分溶出。煮沸過程的凝固的蛋白質在旋沉槽中沉淀除去；然后倒入發酵罐中進行發酵。1.2.1 原料粉碎粉碎是一種純機械加工過程，原料通過粉碎可以增大比表面積，使內含物與介質水和生物催化劑酶接觸面積增大，加速物料內含物的溶解和分解。麥芽粉碎方法分為三種，即干法粉碎、增濕粉碎和濕法粉碎。干法粉碎是一種傳統的并且一直延續至今的粉碎方法，而增濕粉碎和濕法粉碎被越來越多的廠家采用。1.2.2 糖化糖化是麥芽內含物在酶的作用下繼續溶解和分解的過程

19、。麥芽及輔料粉碎物加水混合后，在不同的溫度段保持一定的時間，使麥芽中的酶在最適的條件下充分作用相應的底物，使之分解并溶于水。原料及輔料粉碎物與水混合后的混合液稱為“醪”（液），糖化后的醪液稱為“糖化醪”，溶解于水的各種干物質（溶質）稱為“浸出物”。浸出物由可發酵性和不可發酵性物質兩部分組成，糖化過程應盡可能多地將麥芽干物質浸出來，并在酶的作用下進行適度的分解。1.2.3 麥汁過濾糖化結束后，必須將糖化醪盡快地進行固液分離，即過濾，從而得到清亮的麥汁。固體部分稱為“麥糟”，這是啤酒廠的主要副產物之一；液體部分為麥汁，是啤酒酵母發酵的基質。糖化醪過濾是以大麥皮殼為自然濾層，采用重力過濾器或加壓過濾

20、器將麥汁分離。分離麥汁的過程分兩步：第一步是將糖化醪中的麥汁分離，這部分麥汁稱為“頭號麥汁”或“第一麥汁”，這個過程稱為“頭號麥汁過濾”；第二步是將殘留在麥糟中的麥汁用熱水洗出，洗出的麥汁稱為“洗糟麥汁”或“第二麥汁”，這個過程稱為“洗糟”。目的是去掉靜置后篩板與槽底間的沉積物(開始時回流的混濁麥汁是由水、麥汁和篩底團塊組成)。通過麥汁閥或泵的開關來完成，這樣在麥汁區形成一個渦流，一起把槽底間的沉積物帶出來。在預過濾（預噴）過程中，閥門的開啟不得過大，以免產生過大的吸力，使糟層吸緊。1.2.4 麥汁煮沸1.2.4.1 麥汁煮沸過程中的變化其作用1、蒸發多余的水分2、破壞酶的活性，終止生物化學變

21、化，固定麥汁組成。3、麥汁滅菌4、浸出酒花中的有效成分5、使蛋白質變性凝固1.2.5 麥汁冷卻、凝固物分離及充氧經煮沸的麥汁要冷卻到發酵溫度，再冷卻過程中分離凝固物，并通入無菌空氣提供酵母生長繁殖所需的氧。凝固物是在麥汁煮沸過程中由于蛋白質變性凝固和多酚物質不斷氧化聚合而形成的，根據析出的溫度不同分為熱凝固物和冷凝固物。1.2.6 啤酒發酵啤酒發酵方法：啤酒發酵方法有上面發酵法和下面發酵法兩種方法，一般都采用下面發酵法。傳統的發酵過程一般分為兩個階段：主發酵和后發酵（貯酒）主發酵工藝分為：起泡期、高泡期和落泡期三個階段。主發酵過程控制：、溫度的控制：控制不同的發酵溫度有各自的優缺點，采用低溫發酵，酵母在發酵過程中生成的副產物較少，使啤酒的口味較好，泡沫狀況良好，但發酵時間長；采用高溫發酵，酵母的發酵速度較快，發酵時間短，設備的利用率高，但生成副產物較多，啤酒口味較差。、濃度的控制：麥汁濃度的變化受發酵溫度和發酵時間的影響。發酵旺盛，降糖速度快，則可適當降低發酵溫度和縮短最高溫度的保持時間；反之，則應適當提高發酵溫度或延長最高溫度的保持時間。、發酵時間的控制：發酵時間主要取決于發酵溫度的變化，發酵溫度高，則發酵時間短；發酵溫度低，則發酵時間長。1.2.7啤酒過濾啤酒過濾是一個純物理分離過程，利用過濾前后的壓差將待過濾液體從一端推向另一端，穿過過濾介質，發酵液中懸浮