[酿造酒工艺学]--文献综述

啤酒酿造工艺

摘要：啤酒酿造主要采用大麦制麦，经过糖化工序、发酵工序、过滤工序、包装工序制成成品啤酒。成品啤酒还需要经过质量检测以满足人类日益增长的物质需求。啤酒厂的三废处理和副产品的利用不仅节约利用资源，还给啤酒工厂省下一笔不小的支出。

关键词：啤酒；发酵；酿造工艺

引言：啤酒是世界性饮料酒，现在除了伊斯兰国家由于宗教原因不生产和不饮用酒外，啤酒生产几乎遍及世界各国，是世界产量最大的饮料酒，已经达到了11300万，人均年占有量23L。中国在本世纪初从欧洲大陆阴精啤酒，所以，至今99%是下面发酵法啤酒。随着中国快速发展得经济，未来的中国啤酒产量必然增加，国模必然扩大，啤酒品种将向多样化发展。Abstract: Beer brewing by barley malting, mashing procedure, after the fermentation process, the filtering process, packaging process made beer. The beer is also need to go through quality inspection to meet the growing demand for the material. Beer factory 's waste treatment and utilization of byproducts not only saves the use of resources, to the beer factory to save a small expenditure.

Key words: beer; fermentation; fermentation technology

Introduction: Beer is cosmopolitan drink wine, except now the Islamic countries due to religious reasons not to produce and not drinking wine, beer production almost throughout the world, is the world's largest production of drinks wine, has reached 113000000, the average per capita share 23L. China is at the beginning of this century from continental Europe Yin essence of beer, so, since 99% is the following fermentation of beer. With the fast development of Chinese economy, the future Chinese beer production will increase, China will expand the mold, beer varieties will develop to diversification.

一、 制造啤酒的原料

酿造啤酒的主要原料是大麦，这是因为：①大麦便于发芽，并产生大量的水解酶类。②大麦种植遍及全球。③大麦的化学成分适合酿造啤酒。④大麦是非人类食用主粮。

大麦按照用途可分为食用、私聊及酿造用三类。按照麦穗上断面分配形态分为六棱大麦、四棱大麦和二棱大麦。由于二棱大麦的淀粉含量较高，蛋白质的含量相对较低，浸出物收得率亦高于六棱大麦，所以，一般都用二棱大麦。

大麦的主要成分有淀粉、半纤维素和麦胶物质、蛋白质、多酚类物质和其他。 啤酒酿造对大麦的质量要求：

1、色泽：具有良好的光泽，淡黄色；

2、气味：有新鲜稻草香味；

3、谷皮：皮薄，有细密纹道；

4、形态：以短胖者比瘦长者为佳（浸出物高，蛋白质低，发芽快）；

5、夹杂物：杂谷粒和沙土含量在2%以下；

6、千粒重：以无水物计应为30~40g；

7、水分：原料大麦水分不能高于13%，否则不能贮存； 8、蛋白质含量：介于9%~12%，蛋白质含量高，只卖不易管理； 9、浸出物：72%~80%（干物质计）。 大麦贮藏要经过6~8周的后熟期，立仓存放注意事项：

（1） 水分在12%以下；

（2） 必须预先除尘除杂，最好精选分级；

（3） 入仓前尽可能降温；

（4） 完善立仓必须配备通风、喷药、测温等装置。［1］

为了降低啤酒生产成本、降低麦汁总氮（提高啤酒稳定性）、调整麦汁组分（提高啤酒某些特性），所以在啤酒生产中往往会食用辅助原料。啤酒辅料有大米、玉米、小麦、淀粉、蔗糖和淀粉糖浆。

制作啤酒时往往加入酒花，因酒花能赋予啤酒柔软和优美的芳香和爽口的微苦味，能加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝，能提高啤酒泡沫起泡性和泡持续性，也能增加麦汁和啤酒的生物稳定性。

啤酒酿造水的改良方法有加石膏、加酸、离子交换法处理水、离子交换膜电渗析处理。

二、 麦芽制备

1、 大麦的清洗和分级

清洗的方式有：筛析、震析、风析、磁吸、滚打、洞埋。第一道工序是粗选，第二道工序是精选，利用种子不同长度进行分离。

分级是将麦粒按腹径大小不同分成三个等级。

2、大麦的浸渍

浸渍可以使大麦吸收充足的水分（达到发芽的要求），可充分洗涤、除尘、除菌，适当添加石灰乳、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、甲醛等其中任何一种化学药物，可以加速酚类、谷皮酸等有害物质的浸出，并有明显的促进发芽和缩短制麦周期的效果，能提高浸出物。 浸麦方法有：湿浸法、间歇浸麦发（断水浸麦法）、喷雾浸麦法。

3、大麦的发芽

大麦的发芽是从浸麦开始的，这个阶段各种水解酶量达到高峰，淀粉、蛋白质、半纤维素等达到适当的分解。发芽过程必须控制水分和温度，适当通风供氧。

发芽过程中，麦粒吸水膨胀，体积约增加1/4.浸麦后期，大部分麦粒露出根芽白点，发

芽终止时，根芽长度约为麦粒长度的1.5~2倍。叶芽在谷皮下穿过种皮，向尖端伸长，叶芽长度为麦粒长度的3/4和与麦粒等长者占麦粒总数的75%，发芽已经完成。

最主要的变化时淀粉的相对分子质量下降，部分蛋白质分解为肽和氨基酸，半纤维素和麦胶物质的降解，即细胞壁的降，胚乳的溶解，酸度提高以及其他变化。

传统老式发芽都是在普通水泥地板上进行的，室内只需适当隔热、保潮以及避光等条件。另外一种方式是箱式发芽或通风式发芽，特点是采用机械通风供氧、调温调湿、克服了作坊式生产繁重的体力劳动，生产规模也日益扩大。［2］

发芽工艺条件：

（1） 发芽温度有低温、高温、先低后高、先高后低几种方法。高低温选择要根据大

麦品种和麦芽类型来确定。

（2） 按照传统观念，都是在浸麦槽内完成全部浸麦过程，达到预定的浸麦度。而新

近的许多制麦工艺则有所变动，在浸麦槽内的吸水率往往只达到40~43%，进

入发芽箱后继续喷水，最后的绿芽含水分45%~46%，这样缩短了浸麦时间，而

发芽时间并没有延长，后期的吸水和发芽同时在箱内完成。

（3） 发芽前期及时通风供氧、排二氧化碳，有利于酶的形成。表层二氧化碳过高，

会抑制酶的形成，严重者行无氧呼吸，产生毒性物质使麦芽窒息。

（4） 发芽周期长短取决于其他条件的配合，若发芽温度低，则必须适当延长发芽时

间。

（5） 浸麦水中加碱可以溶出许多谷皮中部分多酚物质。

（6） 赤霉酸有诱导水解酸形成的作用，再配合溴酸盐、对降低制麦损失有明显效果。

［3］

4、绿麦芽的干燥

干燥过程中，麦芽水分下降，酶的活力随着温度变化而变化，淀粉含量下降，糊精和低分子糖有所增加，蛋白质继续分解，低分子氮略有增加，生成了类黑色素、二甲基硫（DMS）、N—亚硝化二甲胺等。

麦芽经过干燥，浸出物稍有损失，干燥温度越高，浸出物越低。 干燥设备包括：双层水平式干燥炉、双（三）层干燥炉工艺条件、单层高效干燥炉、发芽—干燥两用箱。

5、麦芽质量的评定

感官特征：无杂味、麦芽香浓（溶解性好），淡黄色，有光泽感。

物理检验：切断试验和叶芽长度两种。 化学检验：水分、无水浸出物、糖化时间、麦汁虑速和透明度、色度、细胞溶解度、蛋白溶解度（库尔巴哈值）、α—淀粉酶和糖化力。

三、 麦芽汁制备工艺

麦汁制造过程包括：原料的粉碎，原料的糊化、糖化，糖化醪的过滤，混合麦汁加酒花煮沸，麦汁处理—澄清、冷却、通氧等一系列物理学、化学、生物化学的加工过程。 麦汁制造的工艺要求是：

（1） 原料中有用成分得到最大限度地萃取

（2） 原料中无用的或有害的成分溶解最少

（3） 制成麦汁的有机或无机组分的数量和配比应符合啤酒品种、类型的要求

（4） 保证以上三个原则的条件下，缩短生产时间，节省工时，节能是本车间的要求

［4］

1、麦芽粉碎

粉碎方法有：干法粉碎、湿法粉碎、回溯干法粉碎、连续调湿粉碎。

2、糖化原理

糖化是指将麦芽和辅料中高分子贮藏物质及其分解产物（淀粉、蛋白质、核酸、植酸盐、半纤维素等分解中间产物），通过麦芽中各种水解酶类作用，以及水和热力作用，使之分解并溶解于水，这个过程叫“糖化”。

3、糖化方法

糖化方法是指麦芽和非发芽谷物原料的不溶性固形物转化成可溶性的、并有一定组成比例的浸出物，所采用的工艺方法和工艺条件：包括配料浓度、各物质分解温度、PH、热煮出的利用等，常常还包括酶制剂、添加剂的选择使用等。

糖化方法选择的依据是麦芽的质量、辅料的种类和添加比例，啤酒的类型对麦汁组成的要求、收得率要求、糖化作业时间的限制等诸因素。

糖化方法分为：煮出糖化法、浸出糖化法和其他。其中煮出糖化法包括三次煮出糖化法、二次煮出糖化法、一次煮出糖化法；浸出糖化法包括升温浸出糖化法和降温浸出糖化法；其他分为复式一次煮出糖化法、复式煮浸糖化法、谷皮分离糖化法、外加酶制剂糖化法、其他特殊糖化法。

4、糖化设备和煮沸设备

5、麦芽醪的过滤

糖化结束时，必须在最短时间内把麦汁和麦槽分离，这个过程叫做麦芽醪的过滤。 麦芽醪的过滤过程：

（1） 残留在糖化醪今生的耐热性的α—淀粉酶，将少量的高分子糊精进一步液化，

使之全部转化成为无色和糖类，提高原料浸出物收得率。

（2） 从麦芽醪中分离出“头号麦汁”。

（3） 用热水洗涤麦槽，洗出吸附在麦槽的可溶性浸出物，得到“二滤、三滤麦汁”。 麦芽醪的过滤设备通常有三类：

（1） 依赖于液柱静压力为推动力的过滤槽法

（2） 依赖泵送醪的正压为推动力的压滤机法

（3） 依赖液柱正压和麦汁泵抽吸局部负压的渗出过滤槽法［5］

6、麦汁的煮沸和酒花的添加

传统煮沸锅采用常压煮沸，近代多采用密闭煮沸、加压煮沸、特别是低压煮沸更受到欢迎。

酒花的添加量和添加方法：

（1） 酒花中α—酸含量

（2） 消费者嗜好，消费者嗜好口味属清淡型，应降低酒花添加量

（3） 啤酒浓度低，色泽浅，淡爽型应少加，反之浓度越高，颜色越深。

（4） 敞口发酵法、粉末型酵母、贮酒期长、苦味物质损失多，可以适当添加酒花添

加量。［6］

为了防止麦汁煮沸中蛋白质的变性絮凝，应严格控制麦汁温度和加热时间、麦汁煮沸PH、沸腾状态、单宁和钙、镁的促进作用。

7、麦汁处理

加离心机法、加硅藻土过滤机法、加浮选法

四、 啤酒发酵

1、啤酒酵母最受酿酒工艺和控制的因素的影响

评选并筛选优良的酵母的要求：

（1） 细胞为圆形、卵形和椭圆形；

（2） 细胞大小应选中小型细胞，在相同的接种量下，细胞比表面积大，发酵速度快；

（3） 选择繁殖速度快的菌株。［7］

2、啤酒发酵技术

下面发酵在升高发酵温度，上面发酵在降低发酵温度，采用絮凝性酵母用离心机回收酵母，下面发酵的贮酒缩短至2~8d。

3、啤酒酿造过程的质量保证

过去啤酒酿造微生物控制主要在：

（1）发酵麦汁通过强烈地煮沸灭菌；

（2）在煮沸麦汁中添加较多酒花，酒花中α—酸，对酿造中革兰氏阴性细菌和部分野生酵母有较好的抑菌能力；

（3）大量接种种酵母，取得种酵母生长优势。下面啤酒发酵采用低温12~4℃发酵；

（4）啤酒发酵后生成酒精、二氧化碳、有机酸（PH4.5以下），对好氧、不耐酸、不耐酒精的微生物有抑菌能力；

（5）啤酒厂一般建立在空气新鲜，水源纯净的地区。啤酒工厂对环境、工艺设备、管道、车间、操作人员有严格的卫生管理。［2］

啤酒生产，由于总酿造周期从2~4个月缩短至十几天至二十几天，一些污染菌生不至于使啤酒总酸超过标准，过滤技术的发展和成品啤酒普遍使用巴氏热消毒，使啤酒生物稳定性得到保证。

在生产过程中，往往采用设备和管道原位清洗系统（C.I.P）保证发酵过程安全。 发酵过程中产生野生酵母则需要检出并鉴定然后采取相应的措施解决问题。［7］

五、 成品啤酒

1、啤酒的稳定性

包装啤酒若是不通过除菌处理称“熟啤酒”，其生物稳定性仅能保持7~30d，经过除菌

处理的啤酒，能保持长期的生物稳定性。啤酒除菌方法目前能使用地热消毒法和过滤除菌法，经过低热消毒的啤酒称“熟啤酒”。经过除菌过滤的啤酒，为纯生啤酒。

（1）非生物稳定性

经过过滤澄清的啤酒是胶体溶液，在外界作用下会发生一系列变化，导致

形成沉淀、浑浊，而酒之间的差别，仅仅在于稳定时间的长短。

（2）风味稳定性

啤酒在保质期内会进行老化，，会产生氧化味。可以采取减少瓶颈空气量、

使用抗氧化剂等措施补救。

2、啤酒的过滤和分离

常用的过滤方法有：

（1） 滤棉过滤法；

（2） 硅藻土过滤法；

（3） 离心分离法；

（4） 板式过滤法；

（5） 微孔薄膜过滤法。［5］

对啤酒的分离要求：产量大，质量高，损失小，劳动条件好，不易污染，不影响风味，啤酒不吸收氧。

3、啤酒的包装和灭菌

洗涤空瓶→装瓶→酒瓶压盖→灭菌→成品罐装啤酒

4、成品酒的质量

根据酵母性质分，下面发酵啤酒可分为：比尔森啤酒、慕尼黑啤酒、多特蒙德啤酒、青岛啤酒；上面发酵啤酒：爱尔淡色啤酒、司陶特黑啤酒和波特黑啤酒。

根据啤酒色度分类可分为淡色啤酒、浓色啤酒、和黑色啤酒。

根据原麦汁浓度分类可分为：低浓度啤酒、中浓度啤酒喝高浓度啤酒。

测定啤酒中各化学成分含量比例（乙醇和二氧化碳、浸出物、含氮物、无机盐、啤酒中的风味物质）。

测定啤酒的营养价值是否合格，啤酒的泡沫体积、密度、起泡能力、泡沫附着力、泡沫粗细、洁白程度、泡沫持久性等。

六、 啤酒工厂三废治理和副产物利用

1、麦芽和啤酒工厂的废水治理

啤酒生产规模大，废水、废渣特别多，严重污染生态环境。因此，减少、治理和利用三废，日益受到社会和企业的重视。

减少生产用水可以从浸麦废水重复利用、糖化车间洗锅、洗管道水作投料水、干式排麦槽法、减少过滤棉洗涤水入手。

可以使用沉淀法、各种过滤法、浮选法、投入化学药品凝聚法处理悬浮物；

可生物降解的有机物用各种活性污泥法、生物滤池法、各种生物氧化塘法、厌氧消化法和土地灌溉处理法进行讲解。［7］

2、啤酒生产副产物

（1）麦槽的利用

浸麦槽贮仓→螺旋输送机或脉冲气流输送→螺旋式压榨机→50~60%水分脱水麦槽→麦槽烘干机→12%水分的干麦槽→压制造粒→干麦槽贮仓

（2）二氧化碳的回收利用

回收方法：收集→洗涤→压缩→净化→干燥→冷却→液化→贮存或装瓶

（3）啤酒酵母的回收和利用

啤酒酵母经过洗涤、酶解、自溶等可以得到酵母干粉、酵母复合氨基酸、酵母浸膏等。［3］

参考文献：

[1]管敦仪.《啤酒工业手册》.北京：轻工业出版社，1982

[2]无锡轻工业学院.《酿酒工艺学》.北京：财经出版社

[3]大连轻工业学院等.《酿造酒工艺学》.北京：轻工业出版社.1982

[4]（德）L·纳尔蔡斯著.《啤酒厂麦汁制备工艺技术》.孙明彼译.北京：轻工业出版社，1991

[5]袁惠民、杜禄君.《啤酒技术与管理》.北京：中国轻工业出版社，1994

[6]周广田主编.《现代啤酒工艺技术》.北京：化学工业出版社，2007

[7]陶兴无主编.《发酵产品工艺学》.北京：化学工业出版社，2008