一、任务目标
(1)了解啤酒发酵各阶段的现象和特点。
(2)学会分析啤酒酿制过程中相关指标。
二、材料器具
1. 材料及试剂
活性啤酒干酵母,大麦芽,啤酒花,硅藻土,碘液,4mmol/L的盐酸溶液(取浓盐酸150mL,注入300mL蒸馏水中),1%邻苯二胺溶液(精密称取分析纯邻苯二胺0.25g溶于4mmol/L的盐酸溶液,定容至25mL,摇匀,贮于棕色瓶中,应当日配制),消泡剂(有机硅消泡剂或甘油聚醚),铬酸洗液。
2. 主要仪器设备
温度计,纱布,烧杯,500mL三角瓶,天平,水浴锅,量筒,抽滤装置,双乙酰蒸馏装置,酒精蒸馏装置,离心机,糖锤度计,容量瓶(100mL ),密度瓶(附温度计,25mL或50mL),紫外分光光度计。
三、任务实施
1. 麦芽汁制备
将麦芽粉碎,粗细粉比例约1∶2.5,称取100g置于1L的烧杯中,加入500mL、50℃的水,搅拌均匀后,置于恒温水浴锅中50℃保温浸渍1h左右。然后升温至65~68℃,约5min搅拌一次,维持1h。用碘液呈色反应检测糖化程度,糖化结束的醪液立即升温至76~78℃,趁热用纱布过滤,滤渣可加入少量78~80℃热水洗涤。滤液经离心或硅藻土真空抽滤,过滤出麦芽汁于大烧杯中,加入0.5g酒花搅匀,煮沸25min,再加0.5g酒花,继续煮沸5min。煮沸过程始终处于沸腾状态,控制麦芽汁糖度为8%~10%(糖度计测定)。麦芽汁冷却后备用。
2. 啤酒发酵
(1)活性干酵母活化 配制2%蔗糖溶液,煮沸后冷却,按活性干酵母与糖液量1:20称取活性干酵母,38~40℃保温活化30min。
(2)接种发酵 取250mL麦汁上清液放入经过灭菌处理的500mL三角瓶中,接种20mL酵母种子液,棉塞盖好,置于生化培养箱中20~25℃培养12~24h,培养过程中不断搅拌,然后恒温10℃静止发酵5~7d。
(3)后发酵 前(主)发酵结束后,发酵醪过滤装瓶、压盖,放入冰箱贮存。贮藏温度以保持在4℃左右,后发酵14~20d。
四、结果分析
(1)采用糖锤度计测量麦汁浸出物浓度(糖度)。
(2)记录各发酵期的现象。
(3)分析啤酒中双乙酰含量。
五、注意事项
(1)在啤酒酿制过程中,所有工具和容器,都要严格消毒。
(2)要注意糖锤度计和密度瓶使用时的温度。
六、任务考核
(1)糖锤度计和密度瓶的正确操作。(40分)
(2)不同发酵期的现象描述。(20分)
(3)双乙酰和酒精含量测定及其结果。(40分)
附一:啤酒中双乙酰的测定
用蒸汽把双乙酰从样品中蒸馏出来,加入邻苯二胺后,形成2,3-二甲基喹喔啉,在335nm波长下有最大吸收峰,其吸光度与双乙酰的含量符合朗伯-比尔定律,可对样品的双乙酰含量进行定量测定。
1. 测定方法
(1)蒸馏 把双乙酰蒸馏器安装好(图11-32),把夹套蒸馏器下端的排气夹打开,将内装2.5mL蒸馏水的容量瓶置于冷凝器下端,使馏出口尖端浸没在水下面,外加冰水冷却。加热蒸汽发生瓶至沸,通过水蒸气加热夹套蒸馏器,备用。
图11-32 双乙酰蒸馏装置示意图
于100mL量筒中先加入2~4滴消泡剂,再注入5℃左右未除气的啤酒100mL。待夹套蒸馏器下端冒大气泡时,打开加样口瓶塞,将啤酒迅速注入蒸馏器内,再用约10mL蒸馏水冲洗量筒,洗液同时倒入蒸馏器内,迅速盖好加样口塞子,用水封口。待夹套蒸馏器下端再次大量冒大汽时,将排气夹夹住,开始蒸馏,接馏液,直到馏出液接近25mL时取下容量瓶,用水定容至25mL,摇匀(蒸馏应在3min中内完成)。
(2)显色 混匀馏出液,分别吸取馏出液10mL置于两只比色管中。一管作为样品管加入0.5mL、1%(质量分数)的邻苯二胺溶液,另一管不加,作空白。充分摇匀后,同时置于暗处放置20~30min,然后于样品管中加2mL、4mmol/L的盐酸溶液,于空白管中加入2.5mL、4mol/L的盐酸溶液,混匀。(www.xing528.com)
(3)测定 在335nm波长处,用2cm比色皿以空白作对照测定样品吸光度。
(4)计算结果 双乙酰含量的计算公式:
双乙酰(mg/L) =A335×1.2
式中 A335——样品吸光度,指用2cm比色皿测得,若用1cm比色皿,则吸光度乘以2;
1.2——换算系数,是多次用纯双乙酰测得的吸光度和双乙酰含量的换算系数。
2. 注意事项
(1)消泡剂的用量越少越好,用量过高会使测定结果出现较大的误差。
(2)蒸馏时加入试样要迅速,勿使双乙酰损失。严格控制水蒸气量,勿使泡沫过高,被水蒸气带出而导致蒸馏失败。
(3)显色反应在暗处进行,否则会导致结果过高。
(4)发酵液、清酒液、桶装啤酒,采样后应立即测定,不需经过样品处理。
(5)瓶(听)装啤酒:先将原瓶(听)装啤酒浸入冰水浴中,使其品温降至5℃以下,开盖,立即注入已加消泡剂的100mL量筒中,无需进行样品处理。
附二:啤酒中酒精度的测定
将样品进行蒸馏,测量馏出液的相对密度,查表得出样品中酒精的含量,即为酒精度。
1. 操作方法
(1)样品的蒸馏 称取100.0g已处理好的样品(除气并经过滤,温度为20℃)置于500mL已知质量的蒸馏瓶中,加约50mL水和数粒玻璃珠,装上蛇形冷凝器(图11-33),用已知质量的100mL容量瓶接受蒸馏液(容量瓶浸于冷水或冰水中),缓缓加热容量瓶,收集约95mL蒸馏液(应在30~60min内完成),取下容量瓶,调节溶液温度至20℃,然后加水恢复蒸馏液至原质量100.0g。
图11-33 酒精蒸馏装置示意图
(2)密度瓶校正 用铬酸洗液将密度瓶(图11-34)、温度计和小帽泡洗后,用自来水冲洗,再用蒸馏水冲洗,然后用无水乙醇、乙醚顺次洗涤数次,吹干,在干燥器中冷却至室温。用电子天平准确称其质量(精确至0.0001g)。
图11-34 密度瓶示意图
将煮沸后冷却至约15℃的蒸馏水注满密度瓶,然后插入温度计(瓶中应无气泡),立即浸入(20.0±0.1)℃的水浴中,至密度瓶温度达20℃,并保持20~30min,用滤纸吸去溢出支管的水,盖上小帽,从水浴中取出。放置,待和室温一致时擦干外壁,立即称量(准确至0.0001g)
(3)酒精度测定 将密度瓶中的水倒去,用冷却至约15℃的蒸馏液反复冲洗密度瓶及温度计三次,然后注满蒸馏液,按步骤(2)相同的操作方法,称量出密度瓶与蒸馏液的质量。密度瓶小帽在(2)、(3)步骤之间应进行干燥。
2. 结果计算
(1)蒸馏液的相对密度的计算公式:
d 2020=(m2-m) /(m1-m)
式中 d2020——样品中蒸馏液在20℃时的相对密度;
m——密度瓶的质量/g;
m1——密度瓶和蒸馏水的质量/g;
m2——密度瓶和蒸馏液的质量/g。
(2)根据计算出的相对密度d2020,查相对密度-酒精度对照表,求得酒精度。
3. 注意事项
(1)蒸馏时冷却水的温度不得高于20℃,否则会导致结果偏低。
(2)密度瓶称量前调整至室温,为防止当室温高于瓶温时,水汽在瓶外壁冷凝,引起测量误差。
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