啤酒高浓度发酵工艺 综述

啤酒高浓度发酵工艺要点

摘要：本文通过介绍啤酒高浓度发酵系先制备高浓度糖化麦汁, 发酵后再加水稀释, 使其达到所要求浓度的制作过程，让读者更深入地了解啤酒高浓度发酵的制作工艺。

关键词：啤酒发酵工艺高浓度

The Key Point in High Concentration Of Beer Fermentation Process

Abstract：The passage introduces the high concentration of beer fermentation process, which prepares high concentrations of saccharifying the malt firstly, add water dilute after fermentation, and reach the required concentration. Through it, the readers can understand high concentration of beer fermentation

process better.

Key Words: Beer Fermentation Process High Concentration

1引言

啤酒高浓度发酵后稀释酿造技术是当今的热门话题，是目前国际上的先进技术。70年代美国、加拿大等国啤酒厂推出了“高浓度发酵，后稀释工艺”，即制备高浓度麦汁进行发酵。啤酒成熟后，在过滤前用经处理的饱充CO2 的脱氧无菌水稀释成正常浓度的成品啤酒。在随后的二十多年里，在世界范围内高浓度啤酒发酵已逐渐被引进啤酒厂。今天，在北美，更多的啤酒厂是采用高浓度发酵方法而非传统发酵方法。高浓度酿造一般是指15o P以上的麦汁, 经发酵后再稀释成（10~ 12）o P 的啤酒[1]。

2 高浓度麦芽汁的制备

2.1 基本生产方法

制备高浓度麦汁目前主要有两种方法[2]。一是麦汁在煮沸结束前在煮沸锅添加糖或糖浆以提高麦汁浓度。该方法是提高麦汁浓度,减少浸出物损失，克服麦汁过滤困难最有效、最简单的方法，且不影响麦汁质量。一般添加蔗糖、玉米糖浆、大麦搪浆，以大麦糖浆为佳，因其与麦汁成分比较接近。但含氮量较麦汁低15%左右，发酵度也较麦汁低。添加量应控制在25 ~ 40%。添加糖浆国内很少使用。加糖应加白砂糖，纯度可达99.9 %。添加后可全部被酵母发酵，且不影响色度。但糖类缺乏酵母营养物质，大量添加将改变麦汁成分，减少麦汁中α- 氨基氮、维生素等酵母营养物质。加糖量控制在麦汁产量的15 ~ 20 %，以免影响酵母发酵与代谢。添加糖或糖浆提高麦汁浓度最理想的

配以，酵母食物，以补充酵母营养,调整麦汁组分。

添加蔗糖时应先调制成糖浆，在煮沸结束前30 min加人。因其比重高(1.587 )，易沉于锅底，易结块糊锅。

另一种方法是加大投料量（或降低料水比）。目前国内采用较多，由于投料量加大，麦糟层增厚，粘度上升会给搅拌、倒醒、过滤带来困难。应严格控制料水比不超过1:3（重量比）。同时对麦芽粉碎，麦汁过滤提出更高技术要求。麦芽粉碎时采取增湿粉碎或湿粉碎技术，以保持麦皮完整性，形成良好的疏松的过滤层。如果采取麦皮分离技术则更为有利。一旦粉碎不理想，加之醛液粘度高，麦汁过滤将十分困难。这一点应引起高度重视。

2.2 提高发酵醪浓度的最新研究

2.2.1 提高在麦汁中淀粉水解酶的活性

可通过加入特定的胞外酶制品如：啤酒酿造复合酶、中性蛋白酶等，从而来增加发酵醪的糖度。这些酶制剂可用在发酵麦汁中，在料水比为1:2 时，可获得较高的萃取率，但这些酶制剂的萃取率又各不相同，这可能是部分由于这些制剂中淀粉浓度各不相同，但也可能是由于它们对糖的终产物的抑制作用的敏感性不同[3]。但只要通过仔细选取，便可制得浓度有显著提高的发酵液。

2.2.2 高浓度麦芽汁的特殊生产

此法包含麦芽被粉碎成特定尺寸和从最初的发酵温度连续不断的升温的方式来制得热麦糖浆。作为用于啤酒生产的麦汁要依次通过谷物碾磨粉碎、麦汁过滤、添加啤酒花后再进行麦汁煮沸等工艺过程来制备。这种制麦汁过程会大大提高速度并可得到更多的浸出物。过程[4]如下：在粉碎机中麦芽颗粒被粉碎至13 ~ 300μm 的尺寸，其碰撞速率在100 ~ 300 m/s。制得的麦汁从发酵温度开始要连续不断的进行加热升温至糖化结束为止。轻度干燥麦芽与焙焦麦芽（1:1）再被焙至40℃后送入粉碎机，控制麦粒碰撞速度100 m/s，这样其碾磨粒径均处于13.13 ~ 13.50μm之间，这种混合麦芽后的制麦麦汁以1℃/ min连续从47℃升温到72℃，30min后，其浸出物可达74.4%，麦芽浓度达63.3%，α-氨基氮也将达206 mg / 100 g麦汁。

此种方法的好处在于：与普通流程相比，这种生产过程被使用后，其浸出物将增加4%，制浆时间缩短1.8倍。

3 高浓度麦汁的发酵

实验证明，麦汁浓度不高于16°BX，发酵后期不超过6%（w/w）的酒精含量，其理化指标与传统发酵无明显差异，发酵度可达65 ~ 68%，酒精含量可达4.5 ~ 5.0% (w/w)。因此，在工艺上要

求制定冷麦汁的浓度不高于16°BX，从而确保啤酒品质。通常通风量与麦汁比例为1:1，最大程度的全通风，这样可以尽量达到气泡最佳分布，从而尽量增大与酵母的接触面积，提高酵母的活性，通过氧的转换作用，将饱和脂肪酸转化为不饱和脂肪酸，中链脂肪酸也可被更有效的利用。

3.1 关键性问题

3.1.1 麦汁浓度与溶氧的关系

麦汁浓度提高，麦汁溶氧水平降低，若通入纯氧可提高其含氧量，在高浓度酿造中两次利用纯氧通风，可以提高发酵度，增加细胞密度。

3.1.2 酵母接种量和α-氨基氮含量

一般控制接种浓度为 1.5×10000000 ~ 3.0×10000000个/ml。在正常麦汁中，每克浸出物有α-氨基氮1.5～2.0 mg。

3.1.3 稀释度的控制

稀释度[3]=（高浓酿造原浓-品啤酒原浓）/ 成品啤酒原浓×100%。

稀释的最佳阶段：在主发酵阶段为宜。

最佳稀释度：以不超过20% ~ 25%为最。

3.2 高浓发酵新技术

3.2.1 利用新万能固定化生物反应器系统

在啤酒连续发酵主酵阶段，利用新万能固定化生物反应器系统技术是十分可行而有利的, 这也是固定化酵母的一个具体应用[5]。

3.2.2利用Ale和Lager酵母菌株进行发酵

该项研究[6]做了Ale和Lager酵母菌株在15o P和20o P浓度下的发酵表现，在EBC 高位罐中进行四次连续发酵，于每两次发酵中间回收酵母和酸洗。Lager 菌株可忍受非常浓的发酵醪液的压迫；在未考虑发酵醪类型的情况下试验了Ale 菌株在20o P浓度的发酵醪中的表现：活力有所提高,胞内海藻糖和啤酒风味域值也大为改善。这为众多啤酒厂努力追求更浓的发酵液的成功发酵奠定了坚实的基础。

4 高浓度发酵液的稀释

稀释用水处理工艺流程如下：

→→→→

其中，灭菌处理称为无菌处理，一般有加热法、臭氧化法、无菌过滤法、紫外线灭菌法等，使