啤酒及化验员基本知识

五、啤酒分析的基础知识
❖1、啤酒分析常用的分析方法
1.1.4 滴定管的读数
（5）滴定时，最好每次都从0.00ml开始， 或从接近零的任一刻度开始，这样可固定在 某一段体积范围内滴定，减少测量误差。读 数必须准确到0.01ml。
（6）初始读数和终了读数应用同一标准。
五、啤酒分析的基础知识
❖ 1、啤酒分析常用的分析方法
五、啤酒分析的基础知识
❖ 1、啤酒分析常用的分析方法
1.1 滴定分析法 1.1.1 滴定分析法的原理
滴定分析法是将一种已知准确浓度的溶液（称为标准溶 液）滴加到试样溶液中，与被测物质反应，直至反应完全， 即标准溶液的物质的量（当量数）与被测物质的物质的量 （当量数）相等。再根据标准溶液的浓度和耗用的体积，计 算出被测物质含量的方法。
一、啤酒的原辅材料
❖3 麦芽（以后专题讲述，略） ❖4 辅助原料
4.1 辅助原料的种类 （1）未发芽谷类：
大米、玉米、小麦和大麦等。 （2）糖类和糖浆：
蔗糖、葡萄糖、转化糖和糖浆。
一、啤酒的原辅材料
4.2 辅助原料的作用
（1）以价廉而富含淀粉质的谷类作为麦芽辅助原料，可 以提高麦汁收得率，制取廉价麦汁，降低成本，并节约粮食。
❖ 普通滴定管读取数据示意图
11
12
读数偏低12.20
正确读数12.30
13
读数偏高12.40
五、啤酒分析的基础知识
❖ 1、啤酒分析常用的 ❖ 蓝线滴定管读取数据示意图 分析方法
1.1.4 滴定管的读数
（4）有一种蓝线衬背的 滴定管，无色溶液有两个 弯月面相交于滴定管蓝线 的某一点，如右图所示。 读数时视线应与此点在同 一水平面上。
假如在滴定时所用标准溶液的物质的量的浓度为c1，所 消耗的标准溶液体积为V1，被测溶液的物质的量的浓度为 c2，被测溶液所取的体积为V2，那么
c1×V1=c2×V2， 则： c2=c1×V1÷V2
五、啤酒分析的基础知识
❖ 1、啤酒分析常用的分析方法
1.1.2 滴定分析终点的判断
滴定分析的反应终点通常以指示剂颜色的变化来判定， 当指示剂颜色变化且30s内不变色即为终点。
2.0665克
1克 0.9565克 0.11克
}
1.0665克
四、原麦汁浓度的计算
根据上述关系，若已知啤酒中酒精含量 （重量%）为A，实际浸出物（即未发酵的浸 出物）含量为n（重量%），则100克啤酒在 发酵前含有总浸出物为：
（Ａ×2.0665+ｎ）克 但生成A克酒精，必然有Ａ×1.0665克 二氧化碳和酵母生成，并已从啤酒中除去， 因此生成100克啤酒的原麦汁的总重量为： （100+Ａ×1.0665）克
3.2 麦汁过滤的步骤 分两步进行：
（1）以麦糟为滤层，利用过滤方法提取的麦汁， 称第一麦汁或过滤麦汁。
（2）利用热水洗出第一麦汁过滤后残留于麦糟 中的麦汁，称第二麦汁或洗涤麦汁。
二、麦汁制备
❖ 4 麦汁煮沸与添加酒花
4.1 麦汁煮沸的目的 主要是稳定麦汁成分。
4.2 麦汁煮沸的作用 （1）酶的钝化 （2）麦汁灭菌 （3）蛋白质变性和絮凝沉淀 （4）蒸发水分 （5）酒花成分的浸出
使用酒花的主要目的是利用其苦味、 香味、防腐力和澄清麦汁的能力。
一、啤酒的原辅材料
2.2酒花品种（按典型性分类）
类型
特
征
香型酒花 α-酸含量低(α-酸/β-树脂<1)而香型好的酒花品种
苦型酒花
α-酸含量高(α-酸/β-树脂>1)而香型一般的酒花品 种
兼型酒花
又称普通酒花，具有良好的香型和合理的α-酸， 或具有较高的α-酸和较好的香型
二、麦汁制备
2.2 糖化时的主要物质变化
（二）蛋白质的分解 通过麦芽中的分解蛋白质和肽类的酶类
（主要有内肽酶、氨肽酶、羧肽酶和二肽酶
等）的作用，蛋白质不断分解为多肽、肽类 及氨基酸。
二、麦汁制备
2.2 糖化时的主要物质变化
（三）β–葡聚糖的分解 主要变化是：在温度35~50℃时，通过
β–葡聚糖分解的作用，高分子的β–葡聚糖 逐步分解为β–葡聚糖糊精和低分子物质，醪 液粘度随之下降。
三、啤酒发酵
❖2、酵母特性
酵母属兼性微生物，在有氧和无氧的条件下都能生存， 在有氧条件下，酵母进行有氧呼吸，糖被分解为水和二氧化 碳，并释放出能量。在无氧条件下，酵母进行无氧发酵，糖 被分解为乙醇和二氧化碳，并释放出能量。酵母繁殖主要属 于前一种情况，啤酒发酵主要属于后一种情况。两种情况的 反应式可简化如下：
麦汁的浸出物含量与原料中干物质的质量比，称为无水 浸出率。
二、麦汁制备
2.2 糖化时的主要物质变化
（一）淀粉的分解 调浆后的淀粉颗粒，经过加热，迅速吸水膨胀。
当升至一定温度后，淀粉颗粒破裂，溶于水中。淀 粉继续吸水膨胀，形成胶凝状，此过程简称糊化。
经糊化的淀粉受到淀粉酶（主要是α– 淀粉酶）
的水解，长链迅速断裂，淀粉不断降解为麦芽糖、 麦芽三糖、葡萄糖等可发酵性糖及低聚分子糊精， 醪液粘度迅速下降，此过程即为液化过程。
含量适当，啤酒口味柔和、圆润；糖化时促进淀粉 酶作用；提高酵母菌活性。超过期限易引起酵母菌 早衰并使啤酒带有咸味，且易导致设备的腐蚀
一、啤酒的原辅材料
❖ 2、啤酒花 2.1 啤酒花的主要成分及作用 啤酒花（简称酒花）的主要成分是 α– 酸（学名葎草酮）和β– 酸（学名蛇 麻酮）及未定性的β– 组分以及酒花油 和多酚物质。
有氧呼吸：
C6 H12 O6 ＋ 6O2 → 6H2 O ＋ 6CO2＋ Ｑ 无氧发酵：
C6 H12 O6 → 2C2H5OH ＋ 2CO2 ＋ Ｑ
四、原麦汁浓度的计算
❖原理
根据巴林（Balling）氏研究，在完全发酵时，麦汁浸 出物的数量与其发酵生成的酒精和二氧化碳的数量有下列关
系：
浸出物 发酵 酒精 + CO2 + 酵母
1.2 称量分析法 1.2.1 称量分析法的原理
称量分析法，又叫重量分析法，是采用一定的 分离方法（气化法、萃取法、沉淀法和电解法等）， 将被测组分从试样中分离出来，然后用称量的方法 求出被测组分含量的分析方法。 1.2.2 称量分析法的应用
煤的水分、灰分、挥发份，大米的水分等等的 测定常用称量分析法。
味，无异臭 6.8~7.2 0~0.71
0.71~1.78 0.71~2.50
20~60
透明，无沉淀 20℃，50℃无 异味，无异臭
6.5~7.8 1.78以下
2.50以下 4.28以下
80
影响麦芽汁透明度，啤酒容易混浊沉淀
污染啤酒口味恶劣，有异味水不能用来酿造啤酒
造成糖化困难，啤酒口味不佳 使麦芽醪降酸，造成糖化困难等一系列缺点，浓度 过高，影响口味 适量存在有利于糖化和口味，麦汁清亮；过量则引 起啤酒口味粗糙 此期限指淡色啤酒而言
三、啤酒发酵
❖1、啤酒发酵概述
啤酒发酵是一项非常复杂的生化变化过程。
冷麦汁添加酵母后，在麦汁充氧的条件下，酵 母恢复其生理活性。然后利用麦汁中的氨基酸和可 发酵性糖，进行有氧呼吸，并从中获取能量而生长 繁殖，同时产生一系列代谢产物。此后酵母在缺氧 的条件下，利用其所含的酶系，进行无氧发酵，主 要代谢产物是酒精和二氧化碳，另外还有一系列醇 类、醛类、酸类、酯类、酮类和硫化物等发酵副产 物。这些发酵副产物形成了啤酒的风味、泡沫、色 泽和稳定性等各项理化性能，使啤酒具有独特性。
（2）在麦芽质量波动的情况下，通过合理调整麦芽与辅 料的比例，可使麦汁和啤酒的质量保持一致。
（3）使用糖类或糖浆为辅助原料，可以节省糖化设备容 量，调节麦汁中糖与非糖的比例，以调整啤酒的发酵度。
（4）使用辅助原料，可以降低麦汁中蛋白质含量和易氧 化的多酚物质含量，从而降低啤酒色度，改善啤酒风味和啤 酒的非生物稳定性。
二、麦汁制备
2.2 糖化时的主要物质变化
（四）酸的形成
糖化开始，由于麦芽所含有机磷酸盐（植酸钙 镁）的分解和蛋白质分解所形成氨基酸等缓冲物质 的溶解，使醪液的pH值下降，缓冲能力增强。在正 常残留碱度的酿造用水下，糖化醪的pH值一般为 5.8左右。
由于麦芽所含大部分酶的pH值低于5.8，糖化 开始，必要时可先进行调酸（使用乳酸、盐酸、磷 酸等）或添加乳酸麦芽，使pH值降低至5.2~5.4， 使其更有利于蛋白质和有机磷酸盐的分解。
（5）使用部分含糖蛋白高的谷料原料（如小麦），有利 于改进啤酒泡沫性能。
二、麦汁制备
❖1、麦汁制备的过程
麦汁制备包括原料糖化、麦醪过滤、麦汁煮沸和麦汁处 理等几个过程。
❖2、糖化
2.1 糖化的含义
利用麦芽所含的各种水解酶，在适宜的条件（温度、pH 值、时间）下，将麦芽和麦芽辅助原料中的不溶性高分子物 质（淀粉、蛋白质、半纤维素及其中间分解产物等），逐步 分解为可溶性的低分子物质，这个分解过程，称为糖化。由 此制备的浸出物溶液就是麦汁。
（2）滴定管应垂直地夹在滴定台上读数或用两手 指拿住滴定管的上端使其垂直后读数。
五、啤酒分析的基础知识
❖ 1、啤酒分析常用 的分析方法
1.1.4 滴定管的读数
（3）对于无色溶液 或浅色溶液，应读弯月 面下缘实线的最低点。 为此，读数时视线应与 弯月面下缘实线的最低 点相切，即视线与弯月 面下缘实线的最低点在 同一水平面上，如右图 所示。
五、啤酒分析的基础知识
❖ 1、啤酒分析常用的分析方法
1.3 分光光度分析法 1.3.1 分光光度分析法的原理
分光光度分析法是最基本，最常用的仪器分析法。它的基本原理是 单色光透过溶液后将会减弱，根据减弱的程度可以测出溶液中吸光物质 的含量。
根据郎伯-比尔定律，当一束单色光通过浓度为C，液层厚度为L的均 匀溶液时，其吸光度A与溶液的浓度和液层厚度的乘积成正比：A=KCL 式中 K为比例系数，对于一定的被测物质，在波长不变时为常数。因为 液层厚度是固定的（由选定的比色皿决定），这样，吸光度仅与浓度有 关。 1.3.2 分光光度分析法的应方法来判断。如根据滴定分析中溶液的pH的变化来 指示和判断出滴定分析的反应终点等。
1.1.3 滴定分析法的类型
滴定分析根据所利用的化学反应不同，可分为酸碱滴定 法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法和络合合滴定法等几类。
五、啤酒分析的基础知识
❖ 1、啤酒分析常用的分析方法
一、啤酒的原辅材料
❖ 1、啤酒酿造用水的水质要求（摘录）
水质内容 单位
理想要求
最高期限
超过期限引起的缺点
色
无色
无色
有色的水是严重污染水，不能用来酿造啤酒
透明度
味
pH值
碳酸盐硬 度
非碳酸盐 硬度
总硬度
氯化物 （以Cl计））
mmol/L mmol/L mmol/L
Mg/L
透明，无沉淀 20℃，50℃无异
四、原麦汁浓度的计算
因此原麦汁浓度按以下公式计算：
原麦汁浓度（P，%）= （Ａ×2.0665+ｎ）×100
100+Ａ×1.0665
式中 ｎ— 啤酒的实际浓度（%） Ａ— 啤酒的酒精含量（%）。
五、啤酒分析的基础知识
❖1、啤酒分析常用的分析方法
啤酒工业的分析项目繁多，根据分析的 对象和检测项目的不同，常采用滴定分析法、 称量分析法、分光光度分析法、电化学分析 法和现代仪器分析法等。我们主要采用前三 种方法。
二、麦汁制备
2.2 糖化时的主要物质变化
（五）脂的分解 糖化中，脂的分解受下料温度和休止温
度的影响很大。 （六）多酚物质的变化 糖化过程中，多酚物质通过游离、沉淀、
氧化和聚合多种形式不断地变化。
二、麦汁制备
❖ 3 麦汁过滤
3.1 麦汁过滤的目的 糖化工序结束后，应在最短时间内，将糖化醪
中从原料溶出的物质与不溶性的麦糟分离，以得到 澄清的麦汁，并获得良好的浸出物收得率。
1.1.4 滴定管的读数
滴定分析法的一项重要内容就是消耗标准溶液的 体积的确定，这是由滴定管的初始读数和滴定终了读 数之差确定的。
由于水溶液的附着力和内聚力的作用，滴定管液 面呈弯月形。为了正确读数，应遵守下列规则：
（1）注入溶液或放出溶液后，需等待30s~1min后 才能读数（使附着在内壁上的溶液流下）。
二、麦汁制备
4.3 添加酒花的作用
（1）赋予啤酒爽快的苦味 （2）赋予啤酒特有的香味 （3）提高啤酒的非生物稳定性
❖ 5、麦汁处理
麦汁经煮沸和添加酒花后，应迅速进行处理，处理的内容包括： （1）迅速冷却，降低麦汁温度，使达到适合酵母发酵的要求。 （2）麦汁冷却后，在发酵前，使麦汁吸收适量氧气，提供酵母合成 其繁殖时所需的物质条件。 （3）析出和分离麦汁中的热、冷凝固物，以改善发酵条件和提高啤 酒质量。