啤酒工艺学课件

1、啤酒工艺学,主讲 代春华,本课程要讲解的主要内容有： 第一章 绪论 第二章 原料 第三章 麦芽制备 第四章 麦芽汁制备 第五章 啤酒发酵 第六章 啤酒工厂三废治理和副产物利用,第一章 绪 论 第一节 酒和酒度,凡含有酒精（乙醇）的饮料和饮品，均称为“酒”。 酒饮料中酒精的百分含量称做“酒度”。 酒度有三种表示方法： （1）以体积分数表示酒度：即每100mL酒中含有纯酒精的毫 升数。（白酒、黄酒、葡萄酒） （2）以质量分数表示酒度：即每100g酒中含有纯酒精的克数。（啤酒）,（3）标准酒度：欧美各国常用标准酒精度表示蒸馏酒的酒度。 古代把蒸馏酒泼在火药上，能点燃火药的最低酒精度为 100度。 现代的标准酒度，大多数西方国家采用体积分数50%为标 准酒度100度。即体积分数乘2即是标准酒度的度数。,第二节 世界啤酒工业 一、啤酒的定义 啤酒是采用麦芽和水为主要原料，加酒花，经酵母发酵酿 制成的一种含有C02，起泡的，低酒精度的饮料。 德国巴州将啤酒称为“液体面包”，表明其营养价值非常高。 1972年，第九届国际食品营养会议上，推荐啤酒为营养食 品之一。,二、原料 啤酒的原料是大麦。是世界上

2、种植最早的谷物之一，几乎 世界上所有地区都可种植，其产量在谷物排名上，在小麦、玉 米、稻谷之下，居第四位，而且大麦不是人类主要的粮食，酿 酒后的麦糟中蛋白质含量得到相对丰富，更适宜于做饲料，所 以用大麦制啤酒得到发展。 啤酒是酒类中酒精含量最低的饮料酒，而且营养丰富，人 们适量饮用时，酒精对人体的毒害相对较小。,三、啤酒的分类 1、据工艺分类 可分两大类：以德国（慕尼黑）、捷克（比尔森）、丹麦、荷兰为典型的下面发酵法啤酒；以及以澳大利亚、新西兰、加拿大等为典型的上面发酵法啤酒。 2、根据是否巴氏灭菌 分为：生啤酒/熟啤酒。,3、根据麦芽度（麦芽汁浓度 ） 可分为：8o啤酒/10o啤酒/12o啤酒/14o啤酒/18o啤酒。 4、根据色泽 可分为：黑啤酒/黄啤酒/淡色啤酒。 啤酒色泽主要取决于麦芽和酿造工艺。,5. 根据包装容器 可分为桶装/罐装/瓶装 6. 销售方向不同 可分为内销/外销,第三节 中国啤酒工业发展简史 中国在四五千年前，就有古代啤酒。中国近代啤酒是从欧洲传入的。 1. 1900年，俄罗斯技师在哈尔滨建立了一家啤酒作坊（乌卢布列夫基啤酒厂） 2. 1903年，德国啤酒酿造师

3、在青岛建立了第一家现代化的啤酒厂，英德啤酒厂。,3. 1915年，中国人出资在北京建立了双合盛啤酒厂。 到1949年，中国只建立了不到10个工厂，年产啤酒近1万 t，从1949年到1993年，我们用43年的时间，发展成为世界啤 酒第二生产大国，这样的发展速度举世瞩目。,世界十大啤酒公司 1.美国百威啤酒，年产量115亿升 2.比利时时代啤酒，年产量81.7亿升（含德国贝克的5.7亿升） 3.荷兰喜力啤酒，年产量72亿升 4.丹麦嘉士伯啤酒，年产量60亿升 5.巴西安贝夫，年产量55亿升 6.南非啤酒集团，年产量54亿升 7.美国米勒啤酒，年产量53亿升 8.英国纽卡索啤酒，年产量36亿升 9.日本朝日啤酒，年产量35亿升 10.日本麒麟啤酒，年产量32亿升,2003年国内十大啤酒生产商 名次 公司名称 产量（万千升） 市场份额（%） 1 青岛啤酒集团 326 12.8 2 华润啤酒集团 254 10.0 3 北京燕京啤酒集团 223 8.8 4 哈尔滨啤酒有限公司 117 4.6 5 河南金星啤酒集团 94 3.7 6 重庆啤酒集团 91 3.6 7 珠江啤酒集团公司 88 3.5 8

4、 福建雪津啤酒集团公司 58 2.3 9 金狮啤酒集团公司 41 1.6 10 福建惠泉啤酒集团公司 41 1.6,第四节 中国啤酒工业的未来 1产量的发展：啤酒成为人民大众最喜爱的饮料之一。其 生产将有较大的发展，我国的发展规划是到2010年达到 3000-3500万t，人均年占有量达到世界平均水平。 2规模的扩大：将有几个啤酒集团年产量超过80万t，中 小型啤酒厂面临巨大的危机，是发展还是淘汰，要看啤酒市 场的具体情况。 3技术经济指标还有差距：原料装备等可比技术经济指 标还很落后。,4原料的发展：中国已经独立种植啤酒大麦和生产酒花。 5啤酒品种向多样化发展：低浓度、低醇、低糖、保健、 小麦啤酒、白啤酒、全麦芽啤酒、配合啤酒等。,6啤酒修饰技术：从麦芽、酵母中提取风味物。 7高浓酿造技术： 8非热消毒的纯生啤酒的酿造： 9人才培养：,第二章 啤酒酿造原料,第一节 大麦 第二节 辅助原料 第三节 啤酒花 第四节 水,第一节 大 麦,大麦用于酿造啤酒的原因： 大麦便于发芽，并产生大量的水解酶类。 大麦种植遍及全球。 大麦的化学成分适合酿造啤酒。 大麦是非人类食用主粮。,一、大麦的品种

5、（一）根据用途分类 饲料大麦 颗粒不均匀，谷皮较厚，蛋白质含 量较高，产量高，成熟早。 食用大麦 胶质物多，颗粒较小，蛋白质含量 较高，产量高，成熟早。 啤酒专用大麦 粒大饱满，谷皮薄，淀粉含量 高，蛋白质含量低。,（二）根据种植时间分类 春大麦 清明节前种植，成熟度不够整齐，休眠期较长。 冬大麦 在秋后种植，成熟度整齐，休眠期较短。 （三）根据外观色泽分类 白皮大麦 成熟后谷皮呈淡黄色，有光泽，籽粒肥大 饱满，淀粉含量高，发芽整齐。 黄皮大麦 成熟后谷皮呈黄色，颗粒小，淀粉含量少。 紫皮大麦 成熟后谷皮呈淡紫色，颗粒小，淀粉含量 少，谷皮较厚。,（四）根据麦穗形态分类 直穗大麦 成熟时麦穗直立，有二、四、六棱大麦之分。 曲穗大麦 成熟时麦穗下垂，穗长而细，均为二棱大麦。,（五）根据生长形态分类 六棱大麦 是大麦的原始形态。麦穗断面呈六角形，有六 行麦粒围绕一根穗轴而生，籽粒不够整齐，相对蛋白质含量 较高，淀粉含量较低。 四棱大麦 是六棱大麦的变种，它的籽粒不像六棱大麦那 样对称，有二对籽粒互为交错，此大麦粒小且不整齐，谷皮 较厚，蛋白质含量较高。 二棱大麦 也是六棱大麦的变种，沿穗轴

6、只有对称的二行籽 粒，因此籽粒饱满、整齐、颗粒大，相对淀粉含量高，蛋白 质含量低。,图1-1 不同品种大麦的横断面,二、大麦的结构 （一）胚 由胚芽、胚根、盾状体和上皮层组成，约占麦粒 质量的2%-5%。盾状体与胚乳衔接，功能是将胚乳内的养料 供给生长的胚芽、胚根。 （二）胚乳 是胚的营养仓库，约占麦粒质量的80%-85%。由 淀粉细胞层和脂肪细胞层组成。淀粉细胞层是胚乳的核心。 细胞之间的空间处由蛋白质组成的骨架支撑，外部被糊粉层 包围。糊粉层是产生各种水解酶的场所，也是有生命的组 织，也进行呼吸作用。,（三）皮层 谷皮 在麦汁制备时可作为过滤介质而被利用。 果皮 刚收获的大麦，果皮的外表面有一蜡质层，对赤 霉酸和氧是不透性的。 种皮 是一种半渗透性薄膜，可渗透水及某些离子，却 不能渗透高分子物质。,图1-2 大麦粒的构造 1-麦芒 2-谷皮 3-果皮和种皮 4-腹沟 5-糊粉层 6-胚乳 7-细胞层 8-胚根 9-胚芽 10-盾状体 11-上皮层 A-腹部 B-背部,三、大麦的化学组成 大麦的化学组成随品种以及自然条件等不同在一定范围内 波动，主要成分是淀粉，其次是纤维素以及蛋白质

7、、脂肪等。 大麦中一般含干物质80-88%，水分12-20%。 （一）水分 一般水分应在12%13%内。大麦含水分高者易 霉烂，过低不利于大麦的生理性能。新收获的大麦含水常高 达20%，必须经过暴晒或人工干燥，使水分含量降至12%左 右，方能进仓贮藏。,（二）碳水化合物 1、淀粉 是最重要的碳水化合物，占总干物质重量的58%- 65%。是大麦的主要贮藏物，存于胚乳细胞内。大麦淀粉含量 愈多，大麦的可浸出物也愈多，制备麦汁时收得率也愈高。 其中， 大麦淀粉在化学结构上分为直链淀粉和支链淀粉。直 淀粉占17%24%，支链淀粉占76%83%。,大麦淀粉颗粒分为大颗粒淀粉(直径2040m)和小颗粒 淀粉（直径210m）两种。二棱大麦的小颗粒淀粉数量约占 全部淀粉颗粒的90%。其质量却只占淀粉的10%左右。小颗粒淀 粉的含量与大麦的蛋白质含量成正比。其外部被很密的蛋白质 所包围，不易受酶的作用，如果在制麦时分解不完全，糖化时 更难以分解。这种未分解的小颗粒淀粉与蛋白质、半纤维素和 麦胶物质聚合在一起，使麦汁粘度增大，是造成麦汁过滤困难 的一项重要因素。小颗粒淀粉含有较多的支链淀粉，因此产生 较多

8、的非发酵性糊精。,直链淀粉在淀粉酶的作用下，几乎全部转化为麦芽糖和 葡萄糖。淀粉酶作用于支链淀粉时，除生成麦芽糖和葡萄 糖外，尚生成大量糊精及异麦芽糖。 直链淀粉分子结构较松，支链淀粉则较紧，故前者易溶 解。,麦芽糖结构,异麦芽糖结构,直链淀粉结构,支链淀粉结构,2、纤维素 纤维素主要存在于大麦的皮壳中，是构成谷皮细胞壁的 主要物质，占大麦干重的3.5-7.0%。,3、半纤维素和麦胶物质 占总干物质重量的3.5%-7.0%。是 胚乳细胞壁的组成部分。胚乳细胞内主要含淀粉，发芽过程 中只有当半纤维素酶将细胞壁分解之后，其他水解酶方能进 入细胞内分解淀粉等大分子物质。 -葡聚糖是半纤维素的重要组成部分。胚乳半纤维素主 要含-葡聚糖及少量的戊聚糖，不含糖醛酸；谷皮半纤维素 主要含戊聚糖及少量的-葡聚糖和糖醛酸。麦胶物质在组成 上与胚乳半纤维素无差别，只是分子量比半纤维素低。,4、低糖 大麦中含有2%左右的低分子糖类，包括蔗糖、葡萄糖、 果糖、麦芽糖、葡果二糖以及少量的棉子糖。这些糖类可 以作为胚芽、胚根萌发时的营养以及呼吸消耗。,（三）蛋白质 含量高低及其类型直接影响大麦的发芽力、酵母营养、

9、啤酒 风味、啤酒的泡持性、非生物稳定性及适口性等。因此，选择含 蛋白质适中的大麦品种对啤酒酿造具有十分重要的意义。 蛋白质含量太高时相应淀粉含量会降低，最后影响到原料的 收得率，更重要的是会形成玻璃质的硬麦；发芽过于迅速，温度 不易控制，制成的麦芽会因溶解不足而使浸出物收得率降低，在 酿造中容易引起混浊，降低了啤酒的非生物稳定性；另外易导致 啤酒中杂醇油含量高。蛋白质过少，会使制成的麦汁对酵母营养 缺乏，引起发酵缓慢，造成啤酒泡持性差，口味淡薄等。,啤酒酿造用大麦要求蛋白质含量适中，以9%-12%为宜。 大麦蛋白质和一般植物蛋白质类似，大麦中的蛋白质主要是 简单蛋白质，按其在不同溶剂中的溶解度和沉淀分为四类： 1、清蛋白（麦白蛋白） 占蛋白质总量的4%。分为B1和B2两组，B1组在煮沸时 被除去，B2组可能与多糖结合，对啤酒泡持性起重要作用。,2、球蛋白（麻仁球蛋白） 占蛋白质总量的31%。分为四个组分（、 ），-球蛋白含活性-SH基，具有氧化趋势，在空气存在 下，-SH基氧化生成-S-S-键，形成更难溶解的氧化物，是引 起啤酒混浊的重要物质。因此，-球蛋白是对啤酒稳定性有 害的主要成分之一。,3、醇溶蛋白（胶蛋白） 占蛋白质总量的36%。有五个组分（、 ），其中和组分是造成啤酒冷混浊和氧化混浊的重要 成分。是麦糟蛋白的主要组成分。 4、谷蛋白 占蛋白质总量的29%，和醇溶蛋白一样，是构成麦糟蛋白 质的主要成分，也是由多种组分构成。,（四）多酚物质 大麦含多酚物质约0.1%-0.3%,主要存在于糊粉层和种皮中， 对发芽有一定的抑制作用。麦汁煮沸时，多酚物质和蛋白质结 合，生成不溶性沉淀物。酚类物质使啤酒具有涩味。 大麦中酚类物质含量虽少，却对啤酒的色泽、泡沫、风味 和非生物稳定性等影响很大。 （五）脂肪 大麦中含有2%-3%的脂肪。发芽时，部分脂肪被消

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