典型啤酒加工与实训-食品加工技术与实训

实训一　麦芽汁的制备

（一）实训目的

通过实训，了解麦芽汁制备的基本流程，理解麦芽汁制备的基本原理，掌握芽汁制备的关键技术，为啤酒发酵准备原料。

（二）实验原理

麦汁制备包括原料粉碎、糖化、麦醪过滤和麦汁煮沸等几个过程。

（三）实验设备与用具

糖化锅、麦汁过滤槽和麦汁煮沸锅。

（四）原辅料

麦芽，16 kg/100 L麦汁；

焦香麦芽，1 kg/100 L麦汁。

（五）工艺流程

原料粉碎（增湿粉碎）→糖化（浸出糖化法）→麦醪过滤→麦汁煮沸

（六）操作要点

1.增湿粉碎

麦芽用2%～5%的清水润湿，静置5 min。使麦芽表皮润湿，再用粉碎机粉碎。要求粉碎过程中麦芽表皮破而不碎。

2.糖化用水量的计算

糖化用水量一般按下式计算：

W=A（100-B）/B

式中：W——100 kg原料所需的糖化用水量，L；

B——过滤开始时的麦汁浓度（头道麦汁浓度），°；

A——100 kg原料中含有的可溶性物质质量，%。

例：我们要制备100 L、10°的麦芽汁，如果麦芽的浸出率为70%，需要加入麦芽粉和水各多少？

W=70（100-10）/10=630 L

即100 kg原料需675 L水，则要制备100 L麦芽汁，大约需要添加16 kg的麦芽和120 L左右的水。

3.糖化

糖化是利用麦芽中所含的酶，将麦芽中的不溶性高分子物质，逐步降解为可溶性低分子物质的过程。所制成的溶液浸出物就是麦芽汁。

传统的糖化方法主要有以下两大类，

（1）煮出糖化法　利用酶的生化作用及热的物理作用进行糖化的一种方法。

（2）浸出糖化法　纯粹利用酶的生化作用进行糖化的方法。

本实训采用浸出糖化法。操作流程如下：

35～37℃，保温30 min→50～52℃，60 min→65℃，30 min（至碘液反应基本完全）→过滤。

4.麦汁过滤

过滤的目的是将糖化醪中的浸出物与不溶性麦糟分开，以得到澄清麦汁。过滤槽底部是筛板，所以必须要借助麦糟形成的饼层来达到过滤的目的，因此前期的混浊滤出物应返回重滤。头号麦汁滤完后，应用适量热水洗糟，得到洗涤麦汁。

5.麦汁煮沸

麦汁煮沸是将过滤后的麦汁加热煮沸以稳定麦汁的过程。此过程中加入酒花（添加量为0.2%～0.4%）。

煮沸的具体目的主要有：破坏酶的活性；使蛋白质沉淀；浓缩麦汁；浸出酒花成分；降低pH；蒸出恶味成分。

添加酒花的目的主要有：赋予啤酒特有的香味和爽快的苦味；增加啤酒的防腐能力；提高啤酒的非生物稳定性。

麦汁煮沸时间一般控制在1.5～2 h，蒸发量控制在15%～20%之间。

6.回旋沉淀及麦汁预冷却

将煮沸后的麦汁沿切线方向泵入回旋沉淀槽，麦汁沿槽壁回旋而下，由于离心力的作用，使麦汁中的絮凝物快速沉淀，并聚集于沉淀槽底部中央位置。

7.麦汁冷却

将回旋沉淀后的预冷却麦汁通过板式换热器与冰水进行热交换，使麦汁冷却到发酵温度之后泵入发酵罐。

8.设备清洗

由于麦芽汁营养丰富，各项设备及管阀件使用完毕后，应及时用洗涤液和清水清洗，并蒸汽杀菌。

（七）思考题

1.麦芽的粉碎程度会对过滤产生什么样的影响？

2.为什么要对麦芽汁进行煮沸？

实训二　啤酒酵母的扩大培养

（一）实训目的

通过实训，了解掌握啤酒酵母菌种扩大培养的基本流程，掌握菌种扩大培养的关键技术，为啤酒发酵准备菌种。

（二）实验原理

在进行啤酒发酵之前，必须准备好足够量的啤酒酵母菌种。在啤酒生产中，接种量一般为麦芽汁量的10%（即初始发酵液中的酵母量达1×107个/mL）。因此，要进行大规模的菌种扩大培养。

扩大培养的目的一方面是获得足量的酵母，另一方面是使酵母由最适生长温度逐步适应为生产温度。

（三）实验设备与器材

恒温培养箱，超净工作台，显微镜，水浴锅，试管，平板和500 mL三角瓶等。

1.实验材料

（1）菌种　啤酒酵母。

（2）培养基　头道麦汁。

2.工艺流程

斜面原菌种→活化→50 mL液体试管→200 mL培养瓶→1L培养瓶→5L培养瓶→25L卡氏罐→汉生罐培养→酵母扩大培养罐→酵母繁殖罐→发酵罐

其中卡氏罐培养之前部分在实验室中完成，之后部分在生产车间完成。

（四）实验步骤

1.培养基的制备

取实训一所制头道麦汁，灭菌后备用。

2.菌种扩大培养

按上面流程进行菌种的扩大培养。注意无菌操作。

（五）注意事项

应按无菌操作的要求对培养用具和培养基进行灭菌；每次扩大稀释的倍数为5～15倍；

酵母最快生长温度在31.6～34℃，实际生产中扩大培养过程，还需要考虑到减少酵母死亡率，减少染菌的可能及让酵母逐步适应啤酒发酵温度。因此，酵母扩培采用逐级降温培养法。

即：麦汁斜面菌种→麦汁平板（28℃，培养2 d）→镜检，挑单菌落3个，接种50 mL麦汁试管（或三角瓶）（25℃，培养2 d，每天摇动3次）→550 mL麦汁三角瓶（23℃，培养2 d，每天摇动3次）→卡氏罐培养（20℃）

①培养温度：为缩短实验室扩大培养阶段时间，菌种活化时采用酵母最适繁殖温度28℃，而后每扩大一次，温度均有所降低，使酵母逐步适应低温发酵要求，但每次降低幅度不能太大，以防酵母活性受到抑制。

②应在对数生长期移植，此时酵母出芽率在90%以上，死亡率最小，移植后能迅速生长；每次移植接种后，要镜检酵母细胞的发育情况。

③每个扩大培养阶段，均应做平行培养：试管4～5个，巴氏瓶2～3个，卡氏罐2个，然后选优进行扩大培养。(www.xing528.com)

④必须通风供氧，一般麦汁至少具有8～10 mg/L的含氧量，以利酵母细胞繁殖。

⑤开始生产时，种酵母是从实验室开始逐步扩大培养的，当啤酒出罐（或池）后，利用回收的酵母即可作接种用，但这些酵母需经去杂、去死细胞和多次洗涤。使用一次回收的酵母俗称一代，一般只使用4～5代，否则酵母退化现象严重，影响啤酒质量。

⑥回收酵母使用四五代后，改从汉森罐保藏的酵母进行扩大培养获取种酵母。

（六）思考题

1.菌种扩大过程中为什么要慢慢扩大？

2.菌种扩大过程中培养温度为什么要逐级下降？

实训三　啤酒发酵

（一）实训目的

通过实训，了解啤酒发酵的基本流程，理解啤酒发酵的基本原理，掌握下面啤酒发酵的关键技术。

（二）实验原理

啤酒主发酵是将酵母接种至盛有麦芽汁的容器中，在一定温度下培养的过程。由于酵母菌是一种兼性厌氧微生物，先利用麦芽汁中的溶解氧进行好氧生长，然后进行厌氧发酵生成酒精。因为产生的酒精有抑制杂菌生长的能力，故容许一定程度的粗放操作。由于糖的消耗，CO2与酒精的产生，酵母的比重不断下降，可用糖度表监视。

（三）实验设备及用具

带冷却装置的发酵罐。

（四）原辅料

麦汁、生产用酵母。

（五）工艺流程

麦汁→冷却入罐→接种→充氧→主发酵→后发酵

（六）操作要点

1.冷却入罐

将旋沉后麦汁以板式换热器冷却至10℃左右后送入发酵罐。

2.接种

接入酵母菌种。

①使用实训二中扩培的酵母，接种量0.4%；

②前批次发酵中回收的泥状酵母，接种量为0.4%～0.8%；

③活性干酵母活化后添加，用量为0.5‰。

活化方法：用无菌容器取煮沸后的10～12。Bx的麦汁，冷却至30～32℃，加入所需用量的啤酒活性干酵母。每隔10 min摇动2 min，活化1.5～2 h。麦汁用量为啤酒活性干酵母用量的5～10倍。

3.充氧

接种后充氧30 min，以利酵母菌生长，同时使酵母在麦汁中分散均匀，待麦汁中的溶解氧饱和后，酵母进入繁殖期，约20 h后，溶解氧被消耗完毕，进入主发酵。

4.主发酵

发酵温度10℃，发酵7 d后糖度降至4.0%以下时结束（嫩啤酒）。

5.后发酵

后酵温度的控制一般采用先高后低的温度，即前期控制为2～3℃，后期逐渐降至-1～1℃。

（七）产品质量标准

符合中华人民共和国国家标准（GB 4927—2008）感官、理化及卫生技术要求。

1.感官指标（表4-3-1）

表4-3-1　淡色啤酒感官要求

2.理化指标（表4-3-2）

表4-3-2　淡色啤酒理化要求

3.卫生指标（表4-3-3、表4-3-4）

表4-3-3　淡色啤酒卫生要求1

表4-3-4　淡色啤酒卫生要求2

（八）实验结果与记录

1.接种后取样作第一次测定，以后每过12 h测1次直至结束。全部数据叠画在1张方格纸上，纵坐标为6个指标，横坐标为时间。测定项目为：糖度、细胞浓度、pH、α-氨基氮、酒精度、双乙酰含量。

画出发酵周期中上述6个指标的曲线图，并解释它们的变化。

2.记下操作体会与注意点。

实训四　啤酒中双乙酰含量的测定

（一）实训目的

掌握双乙酰的测定方法，监测啤酒质量。

（二）实验原理

双乙酰（丁二酮）是赋予啤酒风味的重要物质，但含量过大，能使啤酒有一种馊饭味。轻工部颁布标准规定成品啤酒中双乙酰含量＜0.2ppm。用蒸汽将双乙酰从样品中蒸馏出来，与邻苯二胺反应，生成2，3-二甲基喹喔琳，在波长335 nm下测其吸光度。由于其他联二酮类都具有相同的反应特性，另外蒸馏过程中部分前驱体要转化成联二酮，因此上述测定结果为总联二酮含量（以双乙酰表示）。

（三）实验仪器

紫外分光光度计、蒸馏烧瓶、容量瓶、双乙酰蒸馏装置（见图4-3-1）。

（四）试剂

①4 mol/L盐酸。

②10 g/L邻苯二胺：精密称取邻苯二胺0.100 g，溶于4 mol/L盐酸，并定容至10 mL，摇匀，贮于棕色瓶中，限当日使用。若配制出来的溶液呈红色，应重新更换。

③消泡剂：有机硅消泡剂或甘油聚醚。

图4-3-1　双乙酰蒸馏装置示意图

1—夹套蒸馏器　2—蒸汽发生器　3—冷凝器　4—25 mL容量瓶（或量筒）5—加样口　6—电炉

（五）实验步骤

1.蒸馏

将双乙酰蒸馏器安装好，加热蒸汽发生瓶至沸。通汽预热后，置25 mL容量瓶于冷凝器出口接收馏出液（外加冰浴），加1～2滴消泡剂于100 mL量筒中，再注入未经除气的预先冷至5℃的酒样100 mL，迅速转移至蒸馏器内，并用少量水冲洗带塞漏斗，盖塞。然后用水密封，进行蒸馏，直至馏出液接近25 mL（蒸馏需在3 min内完成）时取下容量瓶，达到室温后用重蒸水定容，摇匀。

2.显色与测量

分别吸取馏出液10.0 mL于两支干燥的比色管中，并于第一支管中加入邻苯二胺溶液0.50 mL，第二支管中不加（做空白），充分摇匀后，同时置于暗处放置20～30 min，然后于第一支管中加入2 mL、4 mol/L盐酸溶液，于第二支管中加入2.5 mL、4 mol/L盐酸溶液，混匀后，用20 nm石英比色皿（或10 nm石英比色皿），于波长335 nm下，以空白作参比，测定其吸光度（比色测定操作须在20 min内完成）。

3.结果计算

试样的双乙酰含量按下式计算：

双乙酰（mg/L）=A335×1.2

式中：A335——试样在波长335 nm下，用石英比色皿测得的吸光度；

1.2——用20 mm石英比色皿时，吸光度与双乙酰含量的换算系数。

注：如用10 mm石英比色皿时，吸光度与双乙酰含量的换算系数为2.4。

（六）注意事项

1.严格控制蒸汽量，勿使泡沫过高，被蒸汽带走而导致蒸馏失败。

2.显色反应需在暗处进行，否则导致结果偏高。