啤酒发酵课件

葡萄汁酵母（ S.uvaum Beiyernch ) 1970年，Lodder将卡尔酵母、类哥酵母和葡萄 汁酵母合并成一种称为葡萄汁酵母。啤酒界习惯 称卡尔酵母。糖类发酵特征相同，均能全部发酵 棉子糖。制造Lager型啤酒，发酵结束沉于器底， 称为下面发酵酵母（Botorm Fermentation Yeast）。 我国常用菌种有浓啤1号和5号、青岛酵母、首 啤酒母2595和2597等。

第四节 传统啤酒发酵技术
一、流程和设备 二、酵母的添加和前发酵 三、传统啤酒的主发酵 四、主发酵沉淀酵母收集和饲养 五、后酵和贮酒
一、流程和设备 酵母 麦汁——前发酵——主发酵——后发酵和贮酒 设备：添加酵母器、密闭或敞口前发酵池、 主发酵池、密闭式后发酵罐和贮酒罐。 建筑: 一般发酵室有绝热保护层，靠室温调 节温度, 也可在槽内加冷却管。分为前酵室 （7~8℃）、主酵室（6~7℃）、后酵和贮酒 室（0~2℃）等部分。
第三节
啤酒发酵技术
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啤酒发酵方法： 分批发酵 传统发酵 大罐发酵（单罐、多罐） 连续发酵 固定化菌体发酵（连续、分批）

啤酒发酵工艺控制 啤酒发酵工艺技术控制多数停留在外 界影响因素的选择性控制，它包括以下 几个方面。 1．酵母菌株的选择 啤酒酵母菌特性深深影响糖类的发酵、 氨基酸的同化、酒精和副产物的形成、 啤酒的风味、啤酒的稳定性等方面，所 以，在选择酵母时，应考虑酵母发酵速 度、发酵度、凝聚性、回收性、稳定性 等方面。
酒花的添加：
方法：通常分3次添加
第一次 初沸时，1/5 第二次 煮40分钟时，2/5 第三次 终了前10分钟，2/5
加得早，苦味重；加得晚，香味大
酒花的加量：
淡色啤酒以突出清香和苦味为主
0.18～
0.20% 浓色啤酒以突出麦芽香为主，加量少 些
四） 发酵
1、菌种
下面酵母
发酵时酵母悬浮于发酵液内，终了很 快凝结成块并沉淀
2麦汁组成 啤酒是发酵后直接饮用的饮料酒，因此，麦汁的 颜色，芳香味、麦汁组成有一些会直接影响啤酒的 风味，有一些影响发酵、最终也影响啤酒的风味。 麦汁组成中影响发酵的主要因子是： 原麦汁浓度、 溶氧水平、pH值、麦汁可发酵性糖含量、α-氨基氮、 麦汁中不饱和脂肪酸含量等。 原麦汁浓度： 10~15%正常，＜9% ，＞15% 。 溶氧水平：溶氧高增殖快，在正常溶氧水平3~9mg/L 下，酵母浓度差50%；溶氧缺乏时，繁殖前期受到麦 汁中不饱和脂肪酸含量的调节，从0.5mg/L—10mg/L， 明显促进酵母增殖。
三、传统啤酒的主发酵 低温主发酵温度：6~9℃ 时间10d 前期，酵母增殖，达到最高浓度时， 糖降最快，外观浓度1.5~2.0oP/d。VDK峰 值在最高酵母浓度后12~24h。此阶段大量 释放发酵热，必须冷却。 当发酵度达到酵母凝聚点时(发酵度 在35％~45％)，酵母开始凝聚，发酵液中 悬浮酵母细胞数开始下降，发酵糖降速率 也随之降低。为促进凝聚和保存凝聚酵母 的活性，发酵后期逐步降低温度，使发酵 温度逐步趋近于后酵温度。
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二、酵母的添加和前发酵 1.酵母接种量 分批发酵采用低温、缓慢发酵。 接种 后细胞浓度控制在5~12×106个/ml 压榨酵母30~40亿/g 自然沉降酵母泥18~25亿/g 按20亿计每kg麦汁接种4g，即0.4%
2酵母添加方法 ⑴干道和湿道添加法 a.干道添加法：传统发酵采用 b.湿道添加法：大罐发酵有些工厂采用 ⑵倍量添加法 ⑶分割法 ⑷递加法
制麦流程：
浸麦
浸麦度——浸麦后大麦的 含水量。 43～48%
发芽
地板式、开放箱式；6 ～ 11 天
麦芽的干燥 发芽箱
干燥的目的：
1） 终止酶的作用
2） 干燥便保藏 3） 除去生青气，产生特有的色香味
干燥过程：
1）萎凋： 水分由42～45%下降到10% 左右 （停止麦芽生长）
2）焙焦：水分由10%左右降到5%以 下
上面酵母
发酵时随CO2 漂浮在液面上，发酵终了 形成酵母泡盖，长时放臵也很少下沉
我国生产的啤酒多属下面酵母发酵 大型厂家多有自己独特的酵母
第二节 啤酒酵母
广义讲，凡是单细胞、时代时间较长 的低等真核生物，统称为酵母。 酿造酵母分类学上属： 子囊菌纲—原子囊亚纲—内孢霉目—酵母 科—出芽酵母亚科—酵母属。 有两种： 啤酒酵母（S.Cerevisiae Hansen）能发 酵葡萄糖、麦芽糖、蔗糖。因无蜜二糖酶， 不发酵蜜二糖、乳糖、发酵1/3棉子糖。
⑵罐压、CO2浓度对发酵的影响： 为了回收CO2 ，主酵采用带压发酵， 发现绝大多数啤酒酵母菌株，增殖浓度 减少，发酵迟缓，代谢产物减少。主要 是CO2浓度的影响。 发酵初， CO2浓度对发酵速度略有影 响，但明显会抑制风味物质乙酸乙脂和 异戊醇的生成，这是加压发酵的基础。

连二酮类（VDK）：啤酒发酵成熟的一个指标。 双乙酰（丁二酮、CH3COCOCH3）和戊二酮 （CH3CH2COCOCH3）都具有强烈的刺激性气味。 双乙酰是多种香味物质的前驱物质，是黄油、奶 酪等制品、蒸馏酒主要的香味物质。 啤酒中双乙酰味阈值在0.1~0.2mg/L， 戊二酮1mg/L。 来源：双乙酰是在酵母繁殖阶段形成。 旁路代谢α-乙酰乳酸-----氧化脱羧----双乙酰。 但在酵母还原酶的作用下，双乙酰进一步还原 成2.3丁二醇，它的阈值远大于双乙酰。可消除不 愉快气味。
发酵类型 低温发酵 中温发酵 高温发酵 接种温度 主酵温度 传统主酵天数 6~7.5 7~9 8~12 8~9 10~12 6~7 9~10 13~15 4~5



低温发酵，酵母增殖慢，最高浓度低，发酵 中形成高级醇等代谢副产物少，同化氨基氮 少，pH降低缓慢，酒花香气和呈味物质损失 少，酿制的啤酒细腻，柔和，溶醇性好。酵 母自溶少，酵母使用代数高。 发酵温度较高，酵母增殖浓度高，氨基氮同 化率高，pH降低迅速，高分子蛋白质、多酚 和酒花树脂沉淀较多，易酿制淡爽型啤酒， 且，相同的贮酒期，啤酒的非生物稳定性好。 淡爽型啤酒多采用较高发酵温度（10~12℃） 较低的接种温度8~9℃，控制副产物的生成。
（物化结合水；形成特有的色香味）
麦 芽 干 燥 塔
麦芽质量的评定：
1） 叶芽伸长度 （粒长的2/3 ～ 1 占70%以上）
2） 玻璃质粒 （8%以下）
3） 千粒重 （干千粒重30～40克；溶解度越高， 越轻） 4） 糖化力 ( 65～75 L; Lintner)
糖化设备
二）麦芽汁制备 （糖化）
4．发酵工艺条件控制 ⑴发酵温度 发酵温度是指主发酵阶段的 最高发酵温度。传统原因，啤酒发酵温度 远低于啤酒酵母的最适温度。上面啤酒发 酵采用8～22C，下面啤酒发酵采用7～ 15C。采用低温发酵可以防止或减少细菌 的污染，代谢副产物减少，有利于啤酒的 风味。
下面啤酒发酵，习惯上按主发酵最高温 度(即发酵温度)分为三类：
3.前发酵 实际上是接种酵母泥处于休眠阶段，有 数到十h的生长延滞期，才能进入出芽繁 殖，当出芽细胞浓度达到20×106个/ml， 表面开始起沫，此阶段称前发酵。
前酵时间随接种温度、接种量变化，一般低 温发酵16~20h，中温12~14h。降糖外观糖度 0.5~1.0oP，温度自然升高0.7~1.0℃。 前发酵室在主酵室的上方，下酒用压差法。
1）-酸 具苦味和防腐能力，其多少是衡量酒花质量 的重要标准 花粉内，味芳香；萜烯、酯类等 能与蛋白结合，促进凝固沉淀 （双重性——稳定、浑浊）
2）酒花油 3）多酚物质
4、水 对硬度有较高要求
二、啤酒生产工艺流程
麦芽制备
麦芽汁制备
麦芽煮沸与酒花添加
发酵
过滤、分装
一） 麦芽制备
制麦目的：
1）使大麦生成各种酶 2）使麦粒中的淀粉和蛋白质适度溶解 3）产生麦芽特有的色香味

优良啤酒酵母菌株评估 1.形态学的要求：选择长宽比1:1.1~1.3， 细胞大小：6.8~8.0 ×8.0~9.0μm 2.生理要求： ⑴繁殖速度：快， 15℃：繁殖迟缓期＜2.0h， 平均世代时间＜8.0h 15℃和10℃：平均世代时间差值小。 ⑵增殖倍数和细胞浓度：接种后细胞浓度1×106 经2~3级培养浓度达到60~70 ×106 。

酵母的凝聚性：对于卡尔酵母 1.粉末型酵母： 2.凝聚性酵母：发酵初期，酵母是分散在 发酵液中，达到某发酵度发酵液细胞浓 度突然降低，器底逐渐沉结酵母凝块， 即使打散，短时静置，立即形成凝块。 聚凝点：发酵液中酵母细胞密度突然降 低时的发酵度。 凝聚点太小35~40%的 酵母不能酿造高发酵度的啤酒。 3.絮凝性酵母：
2、辅助原料
降低成本、改善麦汁浸出物组成、增强啤酒的保 存性
大米 或 玉米
3、酒花 (hop)
桑科葎草属，多年生蔓性；
雌雄异株，啤酒用雌花 新疆 甘肃
酒花的功能：
1）赋予啤酒香味和爽口苦味
2）增进啤酒泡持性和稳定性
3）与麦汁共沸时能促进蛋白凝固，利于澄清
4）增加麦汁和啤酒的防腐能力
酒花的成分：
影响和消除双乙酰的方法： 1.减少α-乙酰乳酸的生成： a选育优良菌株：基因修饰技术不形成双乙酰。 b提高麦汁中的α-氨基氮水平： 麦汁缬氨酸85mg/L↑160mg/L， 双乙酰峰值0.85mg/L↓0.40mg/L。 2.加速双乙酰的还原：提高温度 α-乙酰乳酸 非酸氧化 双乙酰 酶促还原 2，3丁二醇 3.控制和降低酵母的增殖浓度：提高接种量；降低酵 母在发酵液的繁殖温度；控制麦汁α氨基氮不高于 220mg/L，均能抑制酵母的增殖，控制α-乙酰乳酸 的形成 。

按在麦芽汁25℃培养三天， 繁殖细胞形状 长和宽的比例分为三组:
1 长宽比1~2 ＜2，圆形或卵形，此组用于酒精（淀 粉 ）、白酒等蒸馏酒生产。RasseⅡ、 Rasse Ⅻ。 2 长宽比＞2，长卵形。用于啤酒、果酒和面包。 酿造易漂浮在泡沫层，液面发酵和收集。称为 上面发酵酵母（Top Fermentation Yeast）。英国 式的Ale型啤酒。 3 长宽比＞2，长圆形-腊肠形。耐高渗透压，用于 糖蜜酒精和朗姆酒生产。
啤酒发酵技术
啤酒发酵


第一节 啤酒生产的原料 第二节啤酒酵母 第三节啤酒发酵技术 第四节传统啤酒发酵技术 第五节啤酒锥形罐发酵技术 第六节 成品啤酒
第一节 啤酒生产的原料
1、大麦 （主原料）
要求：
粉质粒在80%以上
发芽力（3天）不低于85%； 软质白色 粉质粒 胚乳断面 发芽率（最终）不低于96% 致密有透明光泽 玻璃质粒 部分透明部分白色 半玻璃质粒
3．接种量 啤酒在生产过程中常用上一批回收酵母 泥接种，接种量是以每百升中的千克数表 示，一般为0.4～1.0kg／(100L)，酵母泥中 细胞浓度为(15～20)×108个/g。 提高接种量，分批发酵的营养成分不变， 发酵时酵母最高细胞浓度相应增加，新生 细胞浓度反尔减少，VDK峰值降低，高级 醇生成减少。但接种量过高，新生细胞过 少，导致后酵不彻底。

啤酒发酵的机理：
麦芽汁浸出物中糖类占90%，其中 葡萄糖和果糖占糖类的10%，蔗糖占5%，麦 芽糖占40~50%，麦芽三糖占10~15% 低聚寡 糖20~30%，少量的戊糖、戊聚糖等3~5%。 啤酒酵母的可发酵糖和发酵顺序： 葡糖＞果糖＞蔗糖＞麦芽糖＞麦芽三糖 啤酒酵母发酵可发酵糖类经EMP途径生成丙 酮酸，丙酮酸无氧酵解产生酒精和CO2、同时 还形成高级醇、挥发酯、醛类和酸类、连二酮 类(VDK)、含硫化合物等一系列代谢产物，构 成啤酒特有的香味和口味。
粉碎
利用 麦芽自身的酶
糖化
原麦汁应比最终麦汁浓度高2-4度
糖化后应立即过滤，否则影响色香 未去麦糟称糖化醪；去后称麦汁
过滤
三） 麦汁煮沸与酒花添加
目 的：
1）蒸发多余水分使麦汁浓缩至规定浓度 2）溶出酒花有效成分，增加麦汁的香气、苦味和防腐力 3）促进蛋白凝固析出，增加啤酒稳定性 4）破坏全部酶
麦汁煮沸方法： 间歇常压煮沸法； 1-2小时
⑶发酵力的要求： 酵母麦汁极限发酵度：25~27℃，80±3% 起酵速度快，起酵时间短 （从接种到起 白沫时间称起酵时间。） 发酵速度：高泡期降糖速度（2.5oP/d） 2-3d 啤酒主酵发酵度：淡爽型12oP，65~68% 麦汁极限发酵度F极和啤酒发酵度F啤： ＜1.0%
⑷凝聚力和沉淀能力 ⑸双乙酰峰值和还原速度: ⑹挥发性物质 ⑺酵母对压力的耐受能力： ⑻酵母的稳定性