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啤酒釀造工藝江蘇工業(yè)學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院
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2理論部分內(nèi)容一、啤酒概述二、啤酒發(fā)酵機(jī)理三、啤酒釀造工藝四、啤酒檢測(cè)指標(biāo)
3一、啤酒概述1.啤酒定義啤酒是以麥芽(包括特種麥芽)為主要原料,以大米或其它谷物為輔助原料,經(jīng)麥芽汁的制備,加酒花煮沸,并由酵母發(fā)酵釀制而成的,含有二氧化碳、起泡的、低酒精度(2.5%-7.5%)的飲料酒。
4一、啤酒概述2.啤酒簡(jiǎn)史(1)酒的誕生中國(guó):杜康(2)啤酒的誕生西方:9000多年前,古巴比倫地區(qū)中國(guó):商代,古人稱之為醴曲釀酒,蘗釀醴
5一、啤酒概述2.啤酒簡(jiǎn)史(3)啤酒的發(fā)展歷史古代的啤酒生產(chǎn)純屬家庭作坊式,是微生物工業(yè)起源之一。路易·巴斯德發(fā)明了滅菌技術(shù),為啤酒生產(chǎn)技術(shù)工業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。1878年,漢遜及耶爾遜確立了酵母的純粹培養(yǎng)和分離技術(shù)后,對(duì)控制啤酒生產(chǎn)的質(zhì)量和保證工業(yè)化生產(chǎn)作出了極大的貢獻(xiàn)。
6一、啤酒概述2.啤酒簡(jiǎn)史(4)中國(guó)近現(xiàn)代啤酒的發(fā)展1900年,沙皇俄國(guó)在哈爾濱八王子建立啤酒廠。(哈爾濱啤酒)1903年,英國(guó)和德國(guó)的商人在青島開(kāi)辦釀酒公司。(青島啤酒)第一階段:新中國(guó)成立之前(萌芽時(shí)期)分布在沿海、沿江地區(qū),規(guī)模小,原料依賴于進(jìn)口,生產(chǎn)技術(shù)完全掌握在外國(guó)專家手中,總產(chǎn)量只有7000噸/年。
7一、啤酒概述2.啤酒簡(jiǎn)史(4)中國(guó)近現(xiàn)代啤酒的發(fā)展1935年,日本在沈陽(yáng)建廠。(華潤(rùn)雪花)第二階段:1949-1979(恢復(fù)時(shí)期)全國(guó)啤酒廠總數(shù)達(dá)到90多家,產(chǎn)量為51.59萬(wàn)噸。第三階段:1979-1988(發(fā)展時(shí)期)每年總產(chǎn)量以30%遞增。
8一、啤酒概述2.啤酒簡(jiǎn)史(4)中國(guó)近現(xiàn)代啤酒的發(fā)展第四階段:1990-今(高速發(fā)展時(shí)期)2006年,全國(guó)啤酒總產(chǎn)量再創(chuàng)歷史新高,達(dá)到3061.56萬(wàn)噸/年,真正成為世界最大的啤酒生產(chǎn)國(guó)和啤酒消費(fèi)市場(chǎng)。
9一、啤酒概述3.發(fā)展趨勢(shì)(1)產(chǎn)量上的發(fā)展?jié)摿χ袊?guó)大陸地區(qū)年人均啤酒消費(fèi)量為18L,只有德國(guó)的10%,美國(guó)的17%,發(fā)展前景還是很大的。(2)品質(zhì)上的發(fā)展?jié)摿﹄S著我們生活水平的提高,啤酒也在向保健型的方向發(fā)展。如:綠啤酒
10一、啤酒概述4.營(yíng)養(yǎng)成分啤酒的實(shí)際濃度:其主要營(yíng)養(yǎng)成分:糖類物質(zhì):占80%含氮物質(zhì):占8-10%4.5%左右礦物質(zhì):占3-4%另外,含有:17種氨基酸(其中8種必需)12種維生素?zé)o機(jī)鹽,微量元素
11一、啤酒概述4.營(yíng)養(yǎng)成分產(chǎn)熱高達(dá)1779KJ,與250g面包或5-6個(gè)雞蛋的產(chǎn)熱量相當(dāng)能量:對(duì)于1L12°P的啤酒
12一、啤酒概述5.啤酒分類下面發(fā)酵啤酒:(1)按所用酵母品種分類:上面發(fā)酵啤酒:采用上面酵母進(jìn)行發(fā)酵發(fā)酵溫度較高(英國(guó)的啤酒)采用下面酵母進(jìn)行發(fā)酵發(fā)酵溫度較低(德國(guó)的啤酒)
13一、啤酒概述5.啤酒分類中濃度啤酒:(2)按麥芽汁濃度分類:低濃度啤酒:原麥芽汁濃度為2.5-8°P酒精含量為0.8-2.2%原麥芽汁濃度為9-12°P酒精含量為2.5-3.5%高濃度啤酒:原麥芽汁濃度為13-22°P酒精含量為3.6-5.5%
14一、啤酒概述5.啤酒分類純生啤酒:(3)按生產(chǎn)方式分類:鮮啤酒:不經(jīng)巴氏滅菌或瞬時(shí)高溫滅菌的新鮮啤酒。存放時(shí)間較短,一般為7天不經(jīng)巴氏滅菌或瞬時(shí)高溫滅菌的新鮮啤酒,而采用物理方法進(jìn)行無(wú)菌過(guò)濾??谖缎迈r,淡爽,啤酒穩(wěn)定性好,保質(zhì)期可達(dá)半年以上
15一、啤酒概述5.啤酒分類(3)按生產(chǎn)方式分類:熟啤酒:經(jīng)巴氏滅菌或瞬時(shí)高溫滅菌的啤酒。保質(zhì)期較長(zhǎng),可達(dá)三個(gè)月左右。
16二、啤酒發(fā)酵機(jī)理1.基本原理(1)可發(fā)酵性糖的定義指能被酵母利用、同化的糖類。麥芽汁中:麥芽糖,還有少量的葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽三糖等(2)麥芽糖生物合成乙醇的途徑1/2C12H22O12+1/2H2O2C2H5OH+2CO2+2ATP+226.09KJC6H12O6+2ADP+2Pi
17二、啤酒發(fā)酵機(jī)理2.發(fā)酵過(guò)程具體分為4個(gè)階段:(1)葡萄糖磷酸化生成己糖磷酸酯(3步反應(yīng))(2)磷酸己糖分裂為2個(gè)磷酸丙酮(2步反應(yīng))(3)3-磷酸甘油醛生成丙酮酸(5步反應(yīng))(4)丙酮酸生成乙醇3.發(fā)酵副產(chǎn)物連二酮類,高級(jí)醇,有機(jī)酸,醛類
18三、啤酒釀造工藝1.啤酒生產(chǎn)工藝流程
19三、啤酒釀造工藝1.啤酒生產(chǎn)工藝流程粉碎機(jī)糊化鍋糖化鍋過(guò)濾槽麥芽中淀粉很少,不需糊化煮沸鍋旋沉槽發(fā)酵罐添加淀粉類輔料
20三、啤酒釀造工藝2.啤酒生產(chǎn)線設(shè)備9大系統(tǒng):(1)粉碎系統(tǒng):粉碎機(jī)(2)糖化系統(tǒng):糊化鍋、糖化鍋、過(guò)濾槽、煮沸鍋、旋沉槽(3)過(guò)濾系統(tǒng):立式過(guò)濾機(jī)(4)發(fā)酵系統(tǒng):發(fā)酵罐、清酒罐(5)罐裝系統(tǒng):灌裝機(jī)、保鮮桶、封口機(jī)
21三、啤酒釀造工藝2.啤酒生產(chǎn)線設(shè)備9大系統(tǒng):(6)洗滌系統(tǒng):堿液/H2O2罐車(7)制冷系統(tǒng):制冷機(jī)組、冰水罐(8)蒸汽系統(tǒng):蒸汽發(fā)生器(9)控制系統(tǒng):動(dòng)力控制、制冷控制、溫度控制
22三、啤酒釀造工藝3.麥芽汁的制備(1)制備原理麥芽中的高分子物質(zhì)在酶類的作用下,分解為可發(fā)酵性糖及可溶性浸出物并且溶于水。糖化工藝的原則:確定適合各種酶作用的最佳條件。
23三、啤酒釀造工藝3.麥芽汁的制備(2)制備原料及設(shè)備原料及儀器:大型設(shè)備:蒸汽發(fā)生器、粉碎機(jī)、糊化鍋、糖化鍋、過(guò)濾槽、煮沸鍋、回旋沉淀槽、薄板換熱器大麥芽,啤酒花,0.5%碘液,溫度計(jì),糖度計(jì),pH計(jì)
24三、啤酒釀造工藝3.麥芽汁的制備(3)制備工藝麥芽的糖化采用升溫浸出糖化法。利用低溫水(35-38℃)浸漬麥芽,時(shí)間為0.5-1.0小時(shí);升溫至50℃,進(jìn)行蛋白質(zhì)分解,保持40分鐘;再緩慢升溫至62-63℃,糖化30分鐘左右;繼續(xù)升溫至68-70℃,直到完全糖化;最后再升溫至75-78℃,終止糖化。
25三、啤酒釀造工藝3.麥芽汁的制備(3)制備工藝麥芽汁的過(guò)濾過(guò)濾目的:盡快把麥芽汁和麥糟分開(kāi),以得到清亮和較高收率的麥芽汁,避免影響半成品麥芽汁的色香味。
26三、啤酒釀造工藝3.麥芽汁的制備(3)制備工藝麥芽汁的過(guò)濾過(guò)濾工藝:其次對(duì)麥糟進(jìn)行洗滌,用78-80℃的熱水分2-3次將吸附在麥槽中的可溶性浸出物洗出,得到二濾和三濾洗滌麥芽汁。首先將糖化醪泵入過(guò)濾槽,攪拌均勻后靜置20min;
27三、啤酒釀造工藝3.麥芽汁的制備(3)制備工藝麥芽汁的煮沸煮沸的目的與作用:糖化后的麥芽汁必須經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈的煮沸,并加入酒花制品,成為符合啤酒質(zhì)量要求的定型麥芽汁。
28三、啤酒釀造工藝3.麥芽汁的制備(3)制備工藝麥芽汁的煮沸煮沸方法:通常采用傳統(tǒng)的間歇常壓煮沸法。煮沸時(shí)間一般為70-90分鐘。
29三、啤酒釀造工藝3.麥芽汁的制備(3)制備工藝麥芽汁的煮沸酒花的添加目的:賦予啤酒特殊的香味;賦予啤酒爽快的苦味;增加防腐能力;提高啤酒的非生物穩(wěn)定性;防止煮沸時(shí)竄沫;
30三、啤酒釀造工藝3.麥芽汁的制備(3)制備工藝麥芽汁的煮沸酒花的添加方法:初沸5-10分鐘后加入總量的20%左右;煮沸40分鐘左右加入總量的50-60%;煮沸終了前5-10分鐘,加入剩余量。添加酒花的量大約為總量0.06%。采用三次添加法(煮沸90分鐘為例)
31三、啤酒釀造工藝3.麥芽汁的制備(3)制備工藝麥芽汁的處理熱凝固物的分離、冷凝固物的分離、麥芽汁的冷卻與充氧等。對(duì)熱凝固物的分離通常采用回旋沉淀槽。
32三、啤酒釀造工藝4.麥芽汁的發(fā)酵(1)發(fā)酵原料及設(shè)備a.發(fā)酵原料及儀器:b.大型設(shè)備:麥芽汁,啤酒酵母,糖度計(jì),酒精蒸餾裝置,酒精計(jì),pH計(jì)發(fā)酵罐,清酒罐
33三、啤酒釀造工藝4.麥芽汁的發(fā)酵(2)發(fā)酵工藝流程a.酵母的擴(kuò)大培養(yǎng)b.酵母的發(fā)酵斜面原菌種100ml培養(yǎng)瓶培養(yǎng)充氧冷麥芽汁接入菌液前發(fā)酵(酵母增殖)主發(fā)酵(封罐)貯酒鮮啤酒(11±0.2℃,0-0.03MPa)后發(fā)酵(12℃,0.14MPa,4天)降至4.2±0.2Bx
34三、啤酒釀造工藝4.麥芽汁的發(fā)酵(2)發(fā)酵工藝流程b.酵母的發(fā)酵后發(fā)酵:24小時(shí)內(nèi),溫度降至0℃,保持0.14MPa5℃之前,0.5-0.7℃/h降溫;5℃之后,0.1-0.3℃/h降溫;
35三、啤酒釀造工藝5.啤酒的過(guò)濾與分離(1)過(guò)濾的目的除去酒中的懸浮物,改善啤酒外觀,使啤酒澄清透明,富有光澤;除去或減少使啤酒出現(xiàn)混濁沉淀的物質(zhì)(多酚物質(zhì)和蛋白質(zhì));提高啤酒的膠體穩(wěn)定性(非生物穩(wěn)定性)。除去酵母或細(xì)菌等微生物,提高啤酒的生物穩(wěn)定性。
36三、啤酒釀造工藝5.啤酒的過(guò)濾與分離(2)過(guò)濾的方法分為過(guò)濾法和離心分離法。過(guò)濾法包括棉餅過(guò)濾法、硅藻土過(guò)濾法、板式過(guò)濾法和膜過(guò)濾法等。其中最常用的是硅藻土過(guò)濾法。
37四、啤酒檢測(cè)指標(biāo)1.制備過(guò)程的檢測(cè)(1)糖化階段麥芽汁的糖度(2)發(fā)酵階段糖度測(cè)定;酒精度測(cè)定;觀察酵母形態(tài)。雙乙酰的測(cè)定;
38四、啤酒檢測(cè)指標(biāo)2.成品酒的檢測(cè)(1)感官指標(biāo)色澤、透明度;泡沫;口味。香氣;
39四、啤酒檢測(cè)指標(biāo)2.成品酒的檢測(cè)(2)理化指標(biāo)酒精度;原麥芽汁濃度;真正發(fā)酵度??偹幔惶嵌?;
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