低濃度啤酒的釀造工藝

0釀造用水的水質(zhì)分析水是啤酒的血液，約占啤酒的90%。純水無(wú)法釀造啤酒，水中含有的無(wú)機(jī)離子會(huì)對(duì)啤酒整個(gè)釀造過(guò)程如酶促反應(yīng)、酵母的生長(zhǎng)繁殖和酒精發(fā)酵以及酒的風(fēng)味品質(zhì)起到重要作用。世界馳名啤酒均和它具有獨(dú)特的釀造用水有關(guān)，因此需對(duì)釀造用水的性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的研究。如著名的淺色貯藏啤酒（Pilsen）的水質(zhì)硬度低、總鹽量低，適于釀制淺色、爽口、柔和的啤酒，而多特蒙特的水含豐富的氯化物、碳酸鹽，適宜于釀制口味豐滿(mǎn)，醇厚的淺色啤酒。石梁啤酒具有的獨(dú)特魅力就來(lái)自于天臺(tái)山山泉水系的低硬度與水中含有的各種離子。只有首先對(duì)企業(yè)的釀造用水質(zhì)量有一定的了解，才能知道釀造用水中存在哪些問(wèn)題，應(yīng)采取何種工藝措施加以改良。因此作者根據(jù)多年在石梁酒業(yè)公司的工作經(jīng)歷，對(duì)本企業(yè)的釀造用水情況進(jìn)行了跟蹤測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表1所示。同時(shí)釀造用水的質(zhì)量會(huì)對(duì)啤酒的質(zhì)量（包括穩(wěn)定性、口感等各個(gè)方面）產(chǎn)生極為深遠(yuǎn)的影響，因此作者首先將淺色啤酒釀造用水的理想要求以及對(duì)啤酒造成的影響進(jìn)行匯總，并與捷克比爾森啤酒的主要離子進(jìn)行比較，見(jiàn)表2-3所示，根據(jù)本公司的水質(zhì)測(cè)定結(jié)果，分析討論是否需要進(jìn)行水質(zhì)改良以及水質(zhì)改良方法。從表2的數(shù)據(jù)可以看出，石梁釀造用水與捷克比爾森的水質(zhì)相近，由于比爾森的水質(zhì)適合釀制淺色、爽口、柔和的啤酒，因此石梁的釀造用水也非常適合釀制淺色、爽口、柔和的啤酒，這就是為什么石梁7度啤酒雖然通過(guò)后修飾，但一點(diǎn)水感都沒(méi)有的最重要原因之一。由表1、表3中的數(shù)據(jù)可以看出：(1)總?cè)芙恹}類(lèi)：釀造淺色啤酒最佳的總?cè)芙恹}類(lèi)應(yīng)在150mg/L左右，過(guò)高、過(guò)低都不利于低度啤酒的口感。石梁酒業(yè)公司釀造水的總?cè)芙恹}濃度在120～160mg/L之間波動(dòng)，因此完全符合釀造淺色啤酒的總?cè)芙恹}，并不需要采用其它的除鹽措施及設(shè)備。(2)硬度和鈣離子：本公司釀造用水的總硬度為2～5德國(guó)度，達(dá)到了理想總硬度的要求；暫時(shí)硬度為1.5～3德國(guó)度，基本達(dá)到理想要求（0-3度），不需要采用特殊的方法加以處理。水質(zhì)的永久硬度為0-1德國(guó)度，略低于理想要求（3-5度），Ca2+濃度為10-21mg/L，也略低于理想要求（30-50mg/L）。對(duì)于后兩者的問(wèn)題，可以在工藝操作中通過(guò)添加鈣或添加酸來(lái)調(diào)節(jié)。(3)Zn2+：釀造水中的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于所需要求，可以采取添加鋅離子的方法解決這一問(wèn)題。(4)Mg2+：釀造水的含量較理想要求偏低，但酒花、麥芽等其它原輔料中也會(huì)帶入一定量的Mg2+，并考慮到過(guò)高的鎂離子對(duì)啤酒口感有不良影響，因此在釀造用水方面暫時(shí)不對(duì)Mg2+濃度進(jìn)行調(diào)整。(5)SO42-、Cl-兩種離子的含量均低于理想含量的下限，這給在工藝中采用外加鈣離子或外加調(diào)酸的做法帶來(lái)了更多的選擇。(6)F-的含量略高于理想要求，這可能與水源的地質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)，但并沒(méi)有超過(guò)極限，所以本公司也沒(méi)有就F-進(jìn)行處理。(7)Fe2+、Pb2+、Cu2+、Mn2+、NO2-等其它離子的含量均在非常理想的范圍，因此也不需要就這些離子對(duì)水質(zhì)進(jìn)行特殊處理。1低度酒水分調(diào)整試驗(yàn)低度啤酒其緩沖體系相對(duì)較弱,所以各種異雜味很容易暴露出來(lái),從而造成口感及風(fēng)味上明顯缺陷。通過(guò)多年的跟蹤試驗(yàn)和產(chǎn)品改良，結(jié)果發(fā)現(xiàn)如果能對(duì)水質(zhì)中的一些不足部分進(jìn)行調(diào)整，則會(huì)顯著的解決低度酒生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的一些問(wèn)題，如低度酒的非生物穩(wěn)定性，酸、澀露頭等。下面就是針對(duì)上述的離子檢測(cè)和結(jié)果分析，對(duì)石梁釀造用水的不足之處進(jìn)行幾方面的調(diào)整，以使生產(chǎn)過(guò)程更加合理。1.1糖化過(guò)程中的酶作用在糖化投料水中調(diào)整Ca2+的主要作用表現(xiàn)在：它能抵抗K+、Na+對(duì)酵母及酶的毒害，提高酶的耐熱穩(wěn)定性和作用強(qiáng)度（蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶等）特別是蛋白酶提高10%～20%的作用強(qiáng)度）；促進(jìn)酵母對(duì)磷的吸收，增加代謝能（ATP）；起著多種離子的協(xié)調(diào)平衡及緩沖作用。由于釀造用水中的Ca2+濃度明顯偏低，為了更好地保證低度啤酒的非生物穩(wěn)定性，因此有必要對(duì)糖化的投料水進(jìn)行Ca2+濃度的調(diào)整，有利于糖化過(guò)程中α淀粉酶的作用，并保證定型麥汁中有一定量Ca2+。濃度調(diào)整主要是采用添加石膏（或CaCl2）的做法。1.1.1糖化麥汁的添加方式及用量30t糖化用水分為糖化水12t，糊化水8t，洗糟水16t，最終定型麥汁量按32t計(jì)算。如果要求糖化投料水的Ca2+增加45mg/L：則糖化需添加石膏（CaSO4·2H2O）的量為45×172/40=194mg/L。如用CaCl2代替石膏，則CaCl2的用量為45×111/40=125mg/L糊化鍋：考慮到Ca2+對(duì)淀粉酶的保護(hù)作用，需要40～70mg/L，所以外加量按60mg/L計(jì)，30m3的糊化水為8t，則需CaCl2為1.5kg或石膏2kg。考慮到如果只使用一種添加劑可能會(huì)對(duì)啤酒口感造成較大的影響，所以在實(shí)際的糖化操作過(guò)程中，作者采用石膏與CaCl2混合添加的方式。以30t糖化操作為例，如果使用不同的石膏與CaCl2的添加比例，那么在麥汁中的氯離子與硫酸根離子的含量也必然會(huì)發(fā)生一定的變化，其含量的具體情況見(jiàn)表4所示。a：指添加的是CaCl2。從表4中可以看出，在滿(mǎn)足糖化麥汁Ca2+的同時(shí)，也應(yīng)該考慮SO42-和Cl-的含量。上述方案中只有方案6兼顧了Ca2+、SO42-和Cl-。即：糖化鍋添加CaCl2、糊化鍋添加石膏、煮沸鍋添加CaCl2。具體的添加量可以根據(jù)不同的原料、不同的釀造水量適當(dāng)調(diào)整。1.1.2不同品種啤酒的ca2+含量作者按表4中方案6對(duì)糖化投料水進(jìn)行了添加石膏（CaCl2）試驗(yàn)，并以?xún)H在糊化鍋中添加Ca2+試驗(yàn)為對(duì)照，測(cè)定了釀制不同品種啤酒時(shí)，麥汁中的Ca2+濃度，結(jié)果見(jiàn)表5所示。從表5中可以看出，糖化投料水中調(diào)整Ca2+后，麥汁中的Ca2+含量有明顯的提高，并且達(dá)到了較為理想的地步。表6列出了糖化調(diào)整鈣離子濃度后，半成品酵母數(shù)的變化情況和成品啤酒的品評(píng)結(jié)果。1.2糖化定型麥汁的ph和洗糟水ph對(duì)糖化過(guò)程的影響石梁公司釀造用水的殘余堿度為1.0-2.0°dH之間，理論上-5～5之間的殘余堿度不需要處理。但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于釀造用水的暫時(shí)硬度相對(duì)總硬來(lái)說(shuō)所占比例高達(dá)85%甚至是100%，結(jié)果造成糖化定型麥汁的pH達(dá)到5.7～5.8，洗糟水的pH為8.5左右，這樣的pH非常不利于糖化過(guò)程中的酶活性并在洗糟時(shí)會(huì)帶入各種異雜味。同時(shí)洗糟結(jié)束殘留麥汁的pH基本都在6.5左右，且麥汁總酸和半成品總酸相差0.55mL/100mL以上，具體見(jiàn)表7、8。因此有必要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行酸度的調(diào)節(jié)，以減少暫硬比例過(guò)高對(duì)啤酒口感帶來(lái)的不良影響。石梁公司的糖化車(chē)間配備有一套可以對(duì)糖化調(diào)漿水、洗糟水進(jìn)行調(diào)酸的自動(dòng)設(shè)備，通過(guò)小試得出數(shù)學(xué)模型，然后進(jìn)行電腦程序的編制并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。具體步驟如下。1.2.1酸食用磷酸的要求和制備配制：用磷酸5mL稀釋至100mL，搖勻后取5mL，再稀釋至100mL1.2.2污泥和酸的調(diào)節(jié)1.2.3洗干凈的水1.2.4糖化自動(dòng)調(diào)酸對(duì)麥汁ph的影響其結(jié)果見(jiàn)圖1所示。從圖1可以看出，兩者之間在測(cè)定范圍內(nèi)線(xiàn)性關(guān)系良好。由于在試驗(yàn)時(shí)，所加的磷酸經(jīng)過(guò)了兩次稀釋?zhuān)磳?shí)際糖化用磷酸量應(yīng)是測(cè)量出的磷酸量的0.25%。因此實(shí)際的洗糟水?dāng)?shù)學(xué)模型應(yīng)為：而實(shí)際的調(diào)漿水?dāng)?shù)學(xué)模型應(yīng)為：根據(jù)上述數(shù)學(xué)模型，以糖化投料水12m3計(jì)，要使調(diào)漿水的pH達(dá)到5.0左右，按上述理論計(jì)算需加磷酸量為5.12×10-5×12×106=614mL。如按石梁公司的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)即每去除1m3水中1°dH殘余堿度，需用30-32ml的H3PO4(85%）計(jì)，則12m3糖化投料水需加的磷酸量為1.7×31×12=635mL，兩個(gè)數(shù)據(jù)非常接近。因此糖化自動(dòng)調(diào)酸可以認(rèn)為采用上述數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，作者又對(duì)糖化過(guò)程中調(diào)酸與否對(duì)麥汁pH的影響進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表9。同時(shí)對(duì)糖化調(diào)酸后的麥汁總酸與發(fā)酵液總酸進(jìn)行對(duì)比和口感品評(píng)，其結(jié)果見(jiàn)表10。從表9中可以看出，糖化投料水及洗糟水進(jìn)行自動(dòng)調(diào)酸后，定型麥汁的pH明顯降低，從而反映出，糖化過(guò)程的醪液pH更適合各種酶的作用。1.3發(fā)酵預(yù)處理后的水質(zhì)變化對(duì)于低度啤酒來(lái)說(shuō)，啤酒的澀味更容易露頭，而啤酒澀味的來(lái)源之一就是釀造用水，尤其是采用高濃釀造的話(huà)，后修飾時(shí)稀釋用水的比例高達(dá)40%以上，因此釀造用水中的澀味將直接影響到啤酒的口味。根據(jù)石梁酒業(yè)公司的水質(zhì)指標(biāo)結(jié)果來(lái)看（表1），作者主要進(jìn)行機(jī)械過(guò)濾和活性炭過(guò)濾的方式除去水中的雜質(zhì)和澀味。由于目前市場(chǎng)上使用的活炭種類(lèi)較多，品質(zhì)不一，因此作者主要對(duì)活性炭的除澀效果進(jìn)行了比較。作者分別采用了不同來(lái)源的活性炭處理水質(zhì)，并從公司內(nèi)挑選出5位感官評(píng)價(jià)能力較強(qiáng)的品評(píng)員，對(duì)活性炭處理后的水進(jìn)行口感評(píng)價(jià)，其結(jié)果見(jiàn)表11。從表11中明顯可以看出，椰殼炭的處理效果最好，經(jīng)過(guò)處理后的水基本上品不出澀味，而其它的活性炭雖然對(duì)澀味有一定的去除效果，但并不能完全去除澀味。2后修飾法處理麥汁的ph值2.1不同的啤酒可能或應(yīng)該用不同的水質(zhì)。石梁啤酒的釀造用水適于釀造淺色清爽型啤酒，各種無(wú)機(jī)離子組成比較合理，有害離子的含量基本沒(méi)有或很低。因此不需大規(guī)模水質(zhì)處理。2.2酸氫鹽含量在總硬中所占比例高，會(huì)對(duì)糖化醪和麥汁的pH產(chǎn)生一定的負(fù)面影響：定型麥汁pH達(dá)到5.7多；使洗糟后的殘留麥汁pH高達(dá)6.5；麥汁總酸與發(fā)酵液總酸相差0.55mL/100mL以上，其結(jié)果是導(dǎo)致發(fā)酵液和成品啤酒的口感酸較明顯。通過(guò)自動(dòng)調(diào)酸裝置完全可以解決由此帶來(lái)的不良影響。2.3麥汁中鈣離子偏低，會(huì)產(chǎn)生啤酒石、酵母凝聚困難等問(wèn)題，最終會(huì)影響到啤酒的非生物穩(wěn)定性，這一點(diǎn)在低度啤酒中表現(xiàn)得尤其明顯。當(dāng)麥汁的鈣離子增加到60mg/L以后，酵母的凝聚性明顯提高。另外通過(guò)糖化適當(dāng)?shù)拟}離子調(diào)整，使成品的鈣