《精编》学习情景项目啤酒的生产技术课件.ppt

生化产品生产技术 教学课件 项目1啤酒生产技术 学习情景2酒类的生产 项目2啤酒生产技术 制备啤酒 实验室用的啤酒发酵设备 现代化发酵车间一角 发酵罐的瓦楞型外包装板材 某啤酒厂发酵罐区 预备知识 一 啤酒的分类 啤酒指的是以麦芽 包括特种麦芽 为主要原料 以大米或其它谷物为辅助原料 经麦芽汁的制备 加酒花煮沸 并经酵母发酵酿制而成的 含有二氧化碳 起泡的 低酒精度 2 5 7 5 的各类鲜熟啤酒 1 定义 酵母营养转化示意图 产物 主要代谢产物其它代谢副产物 热能 麦汁 啤酒 酵母 营养物质 碳水化合物氮类化合物矿物质维生素 微量元素 2 种类 按生产方法和酵母种类分 上面发酵啤酒 下面发酵啤酒 按啤酒的原麦汁浓度分 低浓度啤酒 麦汁浓度2 5 8 P 中浓度啤酒 麦汁浓度9 12 P 高浓度啤酒 麦汁浓度13 22 P 你知道啤酒的度数指什么吗 鲜啤酒按啤酒是否杀菌分熟啤酒纯生啤酒干啤酒稀释啤酒无醇啤酒 新啤酒品种分 按啤酒的色泽分 淡色啤酒浓色啤酒黑色啤酒 二 啤酒生产工艺流程 大麦由胚 胚乳和皮层构成 胚乳是胚的营养仓库 由贮藏淀粉的细胞层和贮藏脂肪的细胞层构成 提供胚发育所需营养 皮层内含有桂酸 单宁苦味物质等 对酿造有害 但皮壳在糖化醪过滤时可作为过滤层而被利用 任务1麦芽制备 一 认识大麦及其他原料 1 大麦 根据大麦在穗轴上的排列方式不同 可将大麦分为二棱大麦 四棱大麦和六棱大麦 酿造啤酒通常用二棱大麦 大麦的化学成分 碳水化合物 蛋白质 主要是淀粉 占大麦干物质的58 65 另外还有纤维素 半纤维素和麦胶物质 糖类等 占大麦干物质的9 12 其中一部分是酶类 大麦经过发芽后 酶的种类和活力会有所增加 清蛋白 麦白蛋白 占蛋白质总量的4 对啤酒泡持性起重要作用 球蛋白 麻仁球蛋白 占蛋白质总量的31 球蛋白是引起啤酒混浊的重要物质 醇溶蛋白 胶蛋白 占蛋白质总量的36 是造成混浊的重要成分 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 哪些蛋白质能引起啤酒浑浊 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 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 半纤维素与麦胶物质 大麦含多酚物质约0 1 0 3 主要存在于糊粉层和种皮中 麦汁煮沸时 多酚物质和蛋白质结合 生成不溶性沉淀物 造成啤酒浑浊的主要原因 酚类物质 原料大麦的质量鉴定 千粒重为34 45g 发芽力 90 发芽率 96 水分为12 13 淀粉为63 65 蛋白质为9 13 2 啤酒花 啤酒花简称酒花 又称蛇麻花 蛇麻为大麻科葎草属多年生蔓性草本植物 系雌雄异株 用于啤酒酿造者为成熟雌花 酒花树脂 10 20 酒花油 0 5 2 多酚物质 4 8 其他 单糖 蛋白质 果胶等 酒花树脂 赋予啤酒特有的苦味和防腐能力 酒花油 赋予啤酒香味 多酚物质 具有澄清麦汁和赋予啤酒醇厚酒体的作用 酒花树脂包括 酸 酸等成分 其中 酸是啤酒苦味的主要来源 也是衡量啤酒花质量优劣的重要指标之一 保藏 要求低温贮存 以避免 酸被氧化 酒花制品 酒花粉 酒花浸膏 酒花油 颗粒酒花 3 辅料 1 使用辅料的作用 降低啤酒生产成本 有利于提高啤酒的非生物稳定性和降低啤酒色度 提高设备利用率 简化生产工序 2 辅料的种类及使用量 大米 国内大多数厂家使用 玉米 少数厂用 使用量 原料的20 30 有的厂高达40 50 大麦 国外使用 使用量不超过20 另外 也可直接添加糖类 如蔗糖 葡萄糖和糖浆等 使用量一般为原料的10 4 水 酿造用水 啤酒生产用水 普通用水 糖化用水 洗涤麦糟用水 灭菌 冷却 锅炉用水 直接影响啤酒质量 要求符合饮用水标准 除符合饮用水标准外 还需满足酿造专业要求 需要进行软化 去离子等处理 啤酒生产中对酿造用水要求比较严格 除应符合生活饮用水标准外 还要符合啤酒专业上的一些要求 二 制麦 1 大麦浸渍 1 浸麦的目的 使大麦吸收充足的水分 利于发芽 洗去大麦表面的尘埃 泥土和微生物 浸麦水温 8 16 为宜 最高不超过20 麦粒大小 麦粒小吸水快 麦粒大吸水慢 含氮量 蛋白质含量越高吸水越慢 蛋白质含量低吸水快 麦粒的胚乳状态 麦粒中粉状粒含量高吸水快 玻璃质粒多吸水慢 通风 增加麦粒的呼吸和代谢作用 加快吸水速度 促进萌发 2 浸麦理论 3 浸麦方法及操作要点 快速法 在发芽箱中连续通入湿空气 氧气供应充分 使浸麦和发芽时间大为缩短 此法适合于箱式发芽 又叫断水浸麦法 即先将大麦上水浸泡一段时间 然后把水放掉 进行空气休止 并通风排CO2 一段时间后再放进新鲜水浸泡 如此反复 直至达到所要求的浸麦度 常用的有浸2h断6h 浸4断4 浸4断6等 整个浸麦时间约40 72h 浸水断水期间 用水雾对麦粒淋洗 喷雾浸麦法的特点耗水量较少 供养充足 发芽速度快 浸麦水温一般不超过20 间歇浸麦法 喷雾浸麦法 平底浸麦槽 4 浸麦度 大麦浸渍后所含水分的百分率 一般为43 48 浸麦度的控制浸麦适中 握在手中发软而且有弹性 浸麦不足 麦粒发硬 刺手 弹性小 不能弯曲 浸麦过度 麦粒太软 无弹性 也可以用牙咬观察胚乳有无白心来判断 2 发芽形成各种酶类 并使原来存在于大麦中的非活化酶得到活化和增长 使麦粒中的高分子物质 淀粉 蛋白质 半纤维素 得到部分溶解 以利于糖化 1 发芽技术条件 发芽温度 浅色麦芽控制在12 16 浓色麦芽控制在18 22 空气相对湿度大于95 发芽时间浅色麦芽控制为6d 浓色麦芽为8d 通风 发芽初期应及时通风供氧发芽后期应适当减小通风量 增大麦层空气中二氧化碳含量 2 发芽方法 地板式发芽和通风式发芽 地板式发芽是传统发芽方法 现已逐步被通风式发芽所取代 目前 使用较普遍的是萨拉丁 Saladin 发芽箱 大麦经浸渍后送至发芽箱 前期温度控制在14 左右 到第4 5d 温度升至18 20 以后逐渐下降 萨拉丁 Saladin 发芽箱的操作要点 最好采用连续通风 若间歇通风 每天早 中 晚各通风1次 每次15分钟 空气相对湿度保持在95 以上 后期通风的次数和风量应减少 淀粉在发芽期间的变化趋势是淀粉链逐渐变短 直链淀粉比例增加 并生成部分低糖和糊精 发芽期间由于呼吸作用 淀粉被消耗一部分一般经过发芽过程 淀粉损失大约在4 6 淀粉的变化 3 发芽过程中物质变化 胚乳半纤维素的主要成分是 葡聚糖 此物质的水溶液粘度极高 该物质在发芽期间在 葡聚糖酶的作用下进行分解 大约降低70 90 有了这样的变化 就可以降低浸出物的粘度 有利于麦芽的溶解和麦汁的过滤 半纤维素的变化 大麦中的含氮物质大部分是高分子蛋白质 在发芽过程中 部分蛋白质受蛋白酶的作用而分解为低分子肽类和氨基酸 这些分解产物被输送到胚部 合成根芽 叶芽中的蛋白质 这样在发芽过程中 就形成了蛋白质不断被分解与合成的过程 蛋白质的变化 蛋白质分解度的测定库尔巴哈值 蛋白质溶解度 可溶性氮占麦芽总氮的百分率 此值一般在35 45 之间 以38 42 为最佳 大麦中含酸极少 酸主要是在发芽过程中生成 发芽过程中 磷酸盐 有机酸 乳酸 乙酸等 蛋白质分解生成氨基酸 酸度的变化 4 绿麦芽的质量检验 发芽好的麦芽称为绿麦芽 要求新鲜 松软 无霉烂 溶解良好手指搓捻呈粉状 发芽率在90 以上 叶芽长度为麦粒长度的2 3 3 4 3 绿麦芽干燥 1 干燥目的 停止绿麦芽的生长和酶的分解作用 除去多余的水分 防止麦芽腐败变质 便于贮藏 使麦根干燥 便于脱落除去 除去绿麦芽的生青味 增加麦芽的色 香 味 2 干燥工艺 绿麦芽干燥过程大体分为凋萎期和焙焦期二个阶段 凋萎期 一般从35 40 起温 每小时升温2 最高温度达60 65 所需时间15 24h 此阶段要求风量大 每2 4h翻麦一次 麦芽干燥程度含水量在10 以下 麦芽凋萎后 每小时继续升温2 2 5 最高温度达75 80 约需5h 使麦芽水分降至5 左右 此期间每3 4h翻动一次 进一步提高温度至85 使麦芽含水量降至5 以下 深色麦芽可增高焙焦温度至100 105 焙焦期 3 干燥设备 垂直式干燥塔和水平式干燥炉 单层 两层或三层 平面式干燥炉 垂直式干燥塔 主要有加热装置 水平式烘床 通风装置等 热量由燃烧炉供给 热空气向上升逸 穿过绿麦芽层 使绿麦芽脱水干燥 外形为方型多层建筑 内装有对立式烘床 麦芽在两片烘床的夹缝中 热空气从水平方向送入绿麦芽层 烘床间距即为麦芽的厚度 一般为20cm 4 干燥过程中的物质变化 酶的变化 随着干燥温度的升高 麦芽中的酶活力下降 因为酶对干燥温度的抵抗力 不仅取决于温度的高低 还依赖于麦芽中的水分含量 因此 在麦芽水分含量降至10 以下之前 温度不能超过50 否则 酶活力损失过大 高燥过程残存酶活力 淀粉的变化 蛋白质的变化 干燥前期 淀粉分解较多 最终产物主要是葡萄糖 转化糖和蔗糖 有害的 葡聚糖在干燥过程中显著下降 干燥前期进一步分解 可溶性氮和甲醛氮显著增加 干燥后期 由于形成类黑精 数量显著下降 总氮量在干燥前后无显著变化 只是组成比例发生变化 类黑精的形成 二甲硫 DMS 的形成 类黑精是一类褐色至黑色的胶体物质 具芳香味 有不同程度的着色力 具还原性和酸性 在啤酒中呈胶体 带负电荷 对啤酒的生泡性和泡持性有利 二甲硫过多时 影响啤酒的风味 蛋白质 大麦中 发芽含硫氨基酸 二甲硫 麦汁煮沸 4 麦芽除根 操作 干燥的麦芽应用除根机除掉麦根 作用 除去麦根 麦芽表面的水锈或灰尘 同时具有一定的磨光作用 保证麦粒外表美观 口味纯正 收得率高 新干燥的麦芽需经储藏一个月以上 才能用于酿造 因为在贮存过程中 麦芽的淀粉酶和蛋白酶的活力都有所提高 有利于糖化 麦芽贮存 最好使用密闭式立仓 入仓条件 水分不宜超过5 温度不超过25 贮存期间要经常检查温度和湿度 发现问题及时解决 5 麦芽保存 6 麦芽的质量评定 理化指标 感官指标 优质的麦芽应有浓香味 无霉杂味 用牙咬时发脆且松散 蛋白质溶解度 测定糖化麦汁的可溶性氮 凝固氮 甲醛氮以及总氮 若可溶性氮占总氮41 表示溶解良好 25 41 为好 25 溶解不充分 色度 浅色麦芽2 5 4 5EBC单位 深色麦芽为9 5 15 0EBC 任务2麦芽汁的制备 麦芽汁制备 原 辅料粉碎糖化麦汁过滤煮沸和添加酒花麦汁冷却等 一 麦芽及辅料粉碎 1 麦芽粉碎 粉碎方法 干粉碎 湿粉碎 增湿干碎 粉尘较大 表皮易碎 将麦芽浸泡使其水分达25 35 后再粉碎 特点 此法无粉尘危害 利于过滤 糖化速度快 但动力消耗大 利用喷雾使麦芽含水量增加0 7 1 0 麦芽喷雾30 40S 优点 保证表皮完整性 利于过滤 胚乳较干 利于粉碎 麦芽粉碎设备一般采用辊式粉碎机 有四辊式 五辊式粉碎机 四辊式粉碎机 五辊粉碎机 六辊粉碎机 2 辅料粉碎 锤式粉碎机 大米 玉米等辅料粉碎多使用锤式粉碎机 要求有较大的粉碎度 粉碎成细粉状 有利于糊化和糖化 二 糖化 1 糖化工艺技术条件 糖化 糖化指麦芽和非发芽谷物原料的不溶性固形物 淀粉 蛋白质 核酸 植酸盐 半纤维素等通过麦芽中各种水解酶类作用 转化为可溶性的 并有一定组成比例的浸出物的全过程 1 料水比 淡色啤酒为1 4 5 且第一次麦汁浓度控制在14 16 浓色啤酒为1 3 4 第一次麦汁浓度控制在18 20 2 糖化温度 一般分几个阶段进行控制 每个阶段所起的作用是不同的 如下表所示 3 pH 比较合理的糖化pH应为5 6左右 对残余碱度较高的酿造水应加石膏 加酸等处理 也可添加1 5 的乳酸麦芽 4 糖化时间 随不同的糖化方法而异 2 糖化方法 三次煮出糖化法是典型煮出法适合于各种质量麦芽 1 煮出糖化法 将部分糖化醪液分批地加热到沸点 与其余未煮沸的醪液混合 使全部醪液的温度分阶段的升高到不同酶分解底物所要求的温度 最后达到糖化终了温度 根据部分醪液煮沸的次数不同可分为一次。