啤酒发酵工艺的研究进展论文

大多数酿酒师知道，发酵在成品啤酒的味道上起很大的作用。如果你尚未了解，现在你看这篇文章就会明白。在这篇文章中，除了麦芽和酒花香气，我们寻找其它的风味物质来源，看能否促使发酵产生我们想要的风味。控制你的脂类物质 脂类主要是一种发酵期间产生的风味物质。你可能听说过这个词很多次，而且它的意思可能会令人困惑。 “这款啤酒酯香味很差”或“这款啤酒酯香味不错”。现在意见上有分歧了。我们似乎有差的酯香和不错的酯香。那么什么让酯香优秀，什么改善酯香呢？有三点会回答这个问题： 1. 你啤酒中的酯类型： 这里有一些您可能在家酿啤酒或商业啤酒中偶尔或经常经历的名词。 乙酸异戊酯 -生产成熟的香蕉风味 乙酸乙酯 -高含量的指甲油去除剂风味 丁酸乙酯 -热带水果风味 辛酸乙酯 -杏，菠萝风味 己酸乙酯 -苹果，梨，菠萝风味 这些名词可以列举很多，有一件事你可能已经注意到了，它们有重复的地方。 需要知道的是，酯类物质可以在您的啤酒的味道和香气中发挥重要作用。 2. 你酿造的啤酒风格： 因此，不同类型的酯类为您的啤酒提供不同的风味。有些好，有的不甚好。你必须了解所酿造的啤酒风格，让你知道啤酒中的酯类是好还是一团糟。提示：指甲油去除剂类的风味通常属于一团糟的分类。 经典的例子： 当你读“香蕉”时，德式酵母浑浊型小麦酒可能首先出现在你脑海里。没错，德国小麦酒含有乙酸异戊酯来产生香蕉风味。这肯定不是来自小麦还是二棱大麦。 更多抽象的例子： 英式啤酒和新英格兰风格IPA。英式酵母比许多美式艾尔酵母产生更多的果味成分。新英格兰IPA依靠酯类来突出其“果汁”的风格。 这是第二部分的重点。酵母（不是麦芽清单），在啤酒中创造酯类物质。在酵母浑浊型小麦酒中，您选择的德国小麦酵母将贡献香蕉风味。在英式啤酒和新英格兰的IPA中，英式酵母菌株将为您的啤酒贡献一些果味。您在自制商店购买的酵母菌株，能针对啤酒风格较其他酵母提供更优质的酯类。除开酵母本身，其产生的水果香味甚至可以吸引果蝇。 3. 发酵温度： 啤酒发酵温度也有助于啤酒中特定的酯香类型。在较高温度下的发酵通常增加成品啤酒中的酯类物质，较低的温度倾向于减少酯类物质的生成。 成品啤酒中得到什么样的酯类，酵母得选择和发酵温度起重要作用。例如，丁酸（类似呕吐，胆汁，低劣的风味）可以通过Brettanomyces酵母转化成丁酸乙酯。所以正确的控制发酵环境有利于获得优良的在啤酒风味。 神奇的酚类物质 接下来要看的是酚类。像酯类一样，它们根据发酵的环境为您的啤酒提供了让人愉悦和难受的风味物质。酚类物质的分类： 经典的 “ Brettanomyces 酵母风格 ” （ 4- 乙基苯酚） 。Brettanomyces酵母可以根据发酵环境贡献不同的风味。 在发酵中创造竞争环境，是在Brett啤酒（Brettanomyces酵母发酵的啤酒）中产生不舒适风味最简的方法。简而言之，发酵期间的竞争压力与产生不舒适风味物质的量成正比。常规酵母也是如此（因为更高的发酵温度会促进酯类和其他风味物质的产生。记住高的发酵温度并不总是一件好事）。 比利时 “ 丁香 ” 和一些小麦啤酒（ 4- 乙烯基愈创木酚 4-vinyl guaiacol ）。 这种丁香味常见于小麦啤酒和比利时风味啤酒。您可以通过45℃（113℉）的糖化保温休止或增加发酵温度来促进这种味道的生成。 “ 香草味 ” （ 4- 羟基 -3- 甲氧基苯甲醛 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde ）。 猜猜这是什么样的。你说香草吧？ 如果酵母被允许分解大麦的细胞壁，那么就可以产生非常少量的酚类物质。然而，在啤酒中提升香草风味的最好的方法是使用橡木。中等烘焙的橡木被认为是最好的。 在合适的啤酒中添加合适的量看起来很舒服。那么坏的方面呢？氯的存在（）会使你的成品啤酒产生涩味，类似于漱口水的味道。当酿造水中有氯的存在时，或者发酵温度过高时会产生 氯酚 。氯酚在口腔顶部会增添一种挥之不去的止咳糖浆的味道。对我来说，这是最易发现的风味之一，也许你已经体验过一或两次。 其他发酵风味 你还可以在发酵过程中发现其他的风味，不是酚类也不是酯类。下面的例子是其他的风味物质，通常是由于发酵管理不好或者操作失误造成的。 双乙酰： 这为啤酒提供了一种黄油爆米花的味道（轻则玉米味，重则馊饭味）。它实际上是酵母在发酵旺盛阶段产生的。在发酵过程中会同时被酵母还原。然而，如果由于发酵温度太低或酵母接种量不足时，产生的双乙酰多与能被还原的双乙酰，从而导致成品啤酒中的不舒适香味。 乙醛： 这是在发酵过程中产生的，其生成数量随菌株种类不同而不同，它是不希望得到的产物，装瓶之前更长的成熟期有利于降低这类物质的含量。 杂醇： 杂醇是具有两个以上碳分子的醇（乙醇为2）。当发酵温度较高或酵母营养不良时，这种情况更为常见。 就味道而言，在两个星期内，啤酒可能会发生很多事情。幸运的是，大多数在我们的控制之下，有时我们在自酿啤酒时，甚至可以使它成为我们的优势。 感谢DAVID "MARSHMALLOWBLUE" DOUCETTE供稿 咕噜精酿翻译团队

随着经济的发展，人们生活水平的不断提高，啤酒作为一种时尚消费品，已经成为人们生活中不可或缺的商品，其市场需求日益渐增。然而，在啤酒行业发展的同时，也存在着品种庞杂缺乏个性、创新乏力盲目跟风、倚重工艺忽视原料、企业规模偏小、渠道单一、赢利力低等问题。因此，如何在我国啤酒生产工业的基础上,提高啤酒的生产工艺技术，提高生产过程的自动化水平，提高产品的技术含量，积极参与国际市场竞争，是一个刻不容缓的问题。可观的是我国啤酒的质量近年来有了大幅度的提高,特别是在啤酒的外观、色泽、泡沫等指标上,均在世界浅色啤酒中名列前茅。其次,我国的啤酒在风味上也有了长足的进步。生产的啤酒符合国际标准的已超过 95%。

一般的啤酒发酵流程是，麦芽粉碎----糖化糊化------液化----------过滤-----发酵-----------再过滤------包装

1．传统啤酒发酵工艺（1）主发酵又称前发酵，是发酵的主要阶段，也是酵母活性期，麦汁中的可发酵性糖绝大部分在此期间发酵，酵母的一些主要代谢产物也是在此期内产生的。发酵方法分两类，即上面发酵法和下面发酵法。我国主要采用后种方法。下面重点介绍下面啤酒发酵法。加酒花后的澄清汁冷却至～℃，接种酵母，主发酵正式开始。酵母对以麦芽糖为主的麦汁进行发酵，产生乙醇和CO2，这是发酵的主要生化反应。主要步骤如下：①用直接添加法添加酵母在密闭酵母添加器内将回收的酵母按需要量与麦汁混匀（约1:1），用压缩空气或泵送入添加槽内，适当通风数分钟。②酵母添加量添加量常按泥状酵母对麦汁体积百分率计算，一般为％～％，通常接种后细胞浓度为800万～1200万个/ml。接种量应根据酵母新鲜度，稀稠度，酵母使用代数、发酵温度、麦汁浓度以及添加方法等适当调节。若麦汁浓度高，酵母使用代数多，接种温度及酵母浓度低，则接种量应稍大，反之则少。③发酵第一阶段又称低泡期。接种后15～20小时，池的四周出现白沫，并向中间扩展，直至全液面，这是发酵的开始。而后泡沫逐渐培厚，此阶段维持～3天，每天温度上升～1℃，糖度平均每24小时降1°Bx。④发酵第二阶段又称高泡期。为发酵的最旺盛期，泡沫特别丰厚，可高达25～30cm。由于麦汁中酒花树脂等被氧化，泡沫逐渐变为棕黄色。此阶段2～3天，每天降糖1～％。⑤发酵第三阶段又称落泡期。高泡期过后，酵母增殖停止、温度开始下降，降糖速度变慢，泡沫颜色加深并逐步形成由泡沫、蛋白质及多酚类氧化物等物质组成的泡盖，厚度2～5cm。此阶段2天，每天降糖％～％。当12度酒糖度降至～4°Bx时，即可下酒进入后发酵。（2）后发酵后发酵又称贮酒，其目的是完成残糖的最后发酵，增加啤酒的稳定性，饱充CO2，充分沉淀蛋白质，澄清酒液；清除双乙酰、醛类及H2S等嫩酒味，促进成熟；尽可能使酒液处于还原状态，降低氧含量。下面介绍下面啤酒发酵法的后发酵。①下酒将主酵嫩酒送至后酵罐称为下酒。下酒时，应避免吸氧过多，为此先将贮酒罐充满无菌水，在用CO2将无菌水顶出，当CO2充满时再由贮酒桶底部进酒液。此外，要求尽量一次满罐，留空隙10～15cm，以防止空气进入酒液。如果酒液被CO2饱和，由于有CO2溢出，氧则难溶于酒液中。否则啤酒中存在过多的溶解氧易引起氧化混浊，并产生氧化味。②管理下酒后，先开口发酵，以防CO2过多，酒沫涌出，2～3天后封罐。下酒初期室温～℃，若是外销酒，一个月后逐渐降至0～1℃。温度前高后低目的在于先使残糖发酵，随后澄清。注意不能将不同酒龄的酒液共存一室，否则温度要求互相矛盾，无法控制室温。一般老工艺12°Bx外销酒贮酒时间为60～90天，内销酒为35～40天。贮酒期间，用烧杯取样观察，通常7～14天罐内酵母下沉。若长期酒液不清，应镜检。若是酵母悬浮，则是酵母凝聚性差；若是细菌混浊，则属细菌污染，通常无法挽救，只能排放；若是胶体混浊，原因是麦芽溶解度差，糖化蛋白分解不良，煮沸强度不够，冷凝固物分离不良等因素造成。这个网站上有一些详细的介绍你可以参考一下:

Beer . of Guizhou Maotai Group, Zunyi, Guizhou 563003, China英文摘要： Beer foam is an important index for beer quality. It has the properties of foamability, stability and cup-hanging. It is produced by multiple foamy substances and carbon dioxide gas in beer. The foamy substances cover foam protein, polypeptide, isohumulone, melanoid, metal ions, amylase, alcohol and barm etc. The substances influencing beer foam cover fatty acid, higher ethanols and alkali ?琢-amino acid. Beer foam could be improved through proper control on raw materials selection, saccharifying techniques, fermenting techniques, beer filtration measures, the transportation of wort and beer, and sanitary conditions etc. (Tran. by YUE Yang) 英文关键词： beer; beer foam; influencing factors; production control 啤酒泡沫是啤酒质量的一项重要指标，有人称泡沫是啤酒之花，也有人将洁白细腻的啤酒泡沫誉为啤酒的“皇冠”，它是优质啤酒的重要外观标志之一。 1 啤酒泡沫的性能 按照欧洲啤酒酿造协会的规定，泡沫可分为起泡性、稳定性、泡沫质量3个方面，而在我国通常还增加一项挂杯性。 起泡性 是指啤酒按照一定的方法、标准倒入杯中时形成泡沫的高度（多少）。 泡沫稳定性（又叫泡持性） 即泡沫形成后消失的时间。按照GB4927-2001的规定，优质浅色啤酒的泡持性应在200 s以上。 泡沫质量 指泡沫的色泽和细腻程度。啤酒泡沫越细腻，啤酒口感越好，即醇厚性越强。 挂杯性 指泡沫附着于酒杯壁上的能力。 以上4项指标是相互联系的，只有起泡性和泡沫质量好的啤酒，其泡持性和挂杯性才可能好。泡沫质量差的啤酒其泡持性和挂杯性不可能好。 世界上绝大多数国家和地区（包括中国）的啤酒消费者都喜欢丰富的、稳定的、奶油状的泡沫，只有少数地方的消费者认为泡沫对啤酒而言无关紧要，甚至有消费者喜欢没有泡沫的啤酒。 2 啤酒泡沫的成因 啤酒起泡成分物质 由于啤酒是一种含有高、中分子蛋白质分解产物、?茁-葡聚糖、酒花树脂、类黑素、糖蛋白、戊聚糖、低分子多酚、重金属离子等的胶体溶液，使其具有比水小的表面张力，从而具备了起泡条件。 二氧化碳气体 啤酒中含有一定量的处于过饱和状的CO2气体，使其具备了起泡能量。当装啤酒的容器开启后，处于过饱和状的CO2在压力差的作用下，形成均匀的气泡晶核，从酒体中释放出来，微小的CO2气泡逐渐膨胀增大而上浮，最终形成泡盖。 3 啤酒中形成泡沫的物质 泡沫蛋白和多肽 目前，国际上啤酒界对泡沫蛋白和多肽的认识仍处于混沌状态，观点不一而足，甚至有一些完全相反的学术观点。但就生产控制而言，如下几点是形成的基本共识。 啤酒中的蛋白质 这些蛋白质业界称为泡沫蛋白或起泡蛋白，其造就了优质的泡沫稳定性，这些决定泡沫稳定性的蛋白质或多肽的基本特性具有较好的疏水性。疏水性越大，生成的泡沫越稳定。 多肽的疏水性 多肽的疏水性和其分子量大小没有直接关系。就泡沫稳定性而言，疏水性较其分子量更重要。 蛋白成分比例 按照隆丁区分法，A区分和B区分蛋白质高能增加泡沫蛋白的比例，可作为生产控制指标。 异葎草酮 实验证明，?琢-酸、异?琢-酸和希鲁酮都能提高啤酒泡沫的生成能力。无酒花啤酒的起泡性很差。 类黑素 类黑素使泡沫稳定是通过类黑素上的负电荷和肽类物质的正电荷发生离子反应完成的。但麦汁煮沸时间越长，由类黑素产生泡沫稳定性的有效性越低。 金属离子 在加酒花啤酒中，泡沫稳定性和黏附性受到金属离子的刺激后而增强。实验表明，啤酒中的镍、钴、铁等离子可增强啤酒表面黏度，从而提高泡持值。与多肽一样，金属离子可能与高浓度的异?琢-酸结合生成不容性物质，使得泡沫挂于杯壁上。但金属离子添加过量容易导致啤酒胶体和风味稳定性变差，甚至有毒负作用。 多糖（如?茁-葡聚糖、戊聚糖） 多糖是高黏度性物质，易使啤酒形成较大的极限薄膜，使气泡不易消失，从而提高泡沫稳定性。 酒精 没有酒精的啤酒泡沫极不稳定，如无醇啤酒的泡沫和泡持性都较差，而加入乙醇后起泡性和泡沫稳定性都可以提高。但啤酒中乙醇含量过高或过低又对泡沫有害。一般认为1 %vol～3 %vol的乙醇对挂杯有利。 加酒花的麦汁泡沫并不挂杯，但加入乙醇后就能做到这点，这说明乙醇增加了泡沫的黏度。酒精能降低啤酒中CO2的溶解度，这可能是由于降低了啤酒的表面张力或乙醇和多肽之间发生了某种作用而引起的。 二氧化碳 CO2促使啤酒形成细微的气泡，使泡沫呈奶油状。应该说CO2是啤酒产生泡沫的载体。啤酒中CO2含量越丰富，啤酒的起泡性就越好。 酵母物质 酵母细胞壁的外层物质有着很强的泡沫稳定性，并因菌种及其生长不同而异。细胞壁的主要成分是多糖，并含有极少量的蛋白质。 4 啤酒中影响啤酒泡沫的物质 脂肪酸 啤酒中含有多种饱和与不饱和脂肪酸，这些脂肪酸对啤酒泡沫影响很大，特别是不饱和脂肪酸的影响更大。实验还证明，脂肪酸对泡沫挂杯性的影响比对泡沫持久性的影响更大。 高级醇 高级醇是啤酒发酵的代谢产物，也是一种消泡剂。如果含量过高，会影响啤酒泡沫。但只要工艺合理，啤酒中的高级醇含量一般不会影响到啤酒的泡沫。 碱性?琢-氨基酸 某些碱性的?琢-氨基酸，如精氨酸、赖氨酸、组氨酸等对啤酒泡沫有负面影响，尤以精氨酸为最。这些氨基酸对异?琢-酸和蛋白质之间形成的离子键有抑制作用，从而对泡沫产生影响。 5 改善啤酒泡沫的生产控制 原料的选择与控制 大麦蛋白质含量 由于我国大多数啤酒企业从成本的角度考虑，现在的辅料比都较大，因此应选用蛋白质含量适当高一些且皮薄的大麦。建议蛋白质含量在 %～ %较好。 工艺控制措施 为了降低制麦过程中蛋白质，特别是泡沫活性多肽的过多消耗，同时适当生成有利泡沫的类黑素，可在制麦过程中采取如下工艺措施。 浸麦、降温、发芽 采用长断水浸麦工艺和降温发芽工艺，提高大麦发芽水分。采用15 ℃→13 ℃的低温、降温发芽工艺，发芽3 d后提高回风使用量，用较高的CO2含量抑制根芽和叶芽的生长。 干燥、凋萎 干燥、凋萎阶段采用低温、大风量工艺，以使麦芽快速脱水，避免麦芽蛋白质过度分解。干燥温度控制在80～83 ℃，时间2～3 h，既能形成适量类黑素，同时又防止高分子氮过多凝固，泡沫蛋白过多消耗。 麦芽除根 麦芽除根要干净。因为麦芽的根芽含有脂肪酸和能导致啤酒混浊的高分子可溶性氮。 辅料选择 选择适当、适量的辅料。如用大米作辅料，建议比例不超过42 %，如果用量超过45 %，应适当加一点小麦或小麦芽、焦香麦芽（类黑素含量高），以改善啤酒泡沫性能。因为小麦或小麦芽含糖蛋白比较高，对改善啤酒泡沫的性能效果比较显著。 糖化工艺控制 投料温度、醪液pH值 较高的投料温度（50～55 ℃）和较低的醪液pH值（～）有利于内肽酶的作用，可产生较多的高、中分子蛋白分解产物，使啤酒的起泡性和泡持性提高。 高温、短时糖化法 如果麦芽质量较好，采用高短（高温、短时间）糖化法，如60 ℃投料，68～73 ℃休止30～40 min，越过蛋白质休止阶段，可增加麦汁中高、中分子蛋白以及糖蛋白的含量，也能获得较好的泡沫性能。 洗糟水pH值 洗糟水pH值控制在～，防止多酚、色素物质过多的溶出。洗糟水温不高于78 ℃，洗糟不要过度（残糖控制在 %～ %），麦汁要清亮，防止过多脂肪酸进入麦汁而影响啤酒泡持性。 ?茁-葡聚糖酶的使用 ?茁-葡聚糖酶不可随便添加，应根据麦芽的脆度、黏度和粗细粉差作小试验而定，因为?茁-葡聚糖酶加量过高，会导致麦汁黏度过低，而使啤酒的起泡性和泡持性变差。 底部进醪和密闭糖化 底部进醪和密闭糖化可避免醪液氧化，能使麦汁中保留更多的酚类物质，有利于泡持性。 煮沸时间 控制好满锅浓度，严格控制煮沸时间。长时间煮沸会使麦汁中起泡蛋白过度凝聚析出，对泡沫不利。 酒花 严格控制酒花加量、质量和品种。酒花加量过大对泡沫不利；越新鲜、?茁-酸含量越高的酒花对泡沫越有利。 冷、热凝固物含量 定性麦汁中，热凝固物应＜25 mg/L，冷凝固物控制在50～100 mg/L。若冷、热凝固物含量过高，它们所含的脂肪、脂肪酸有损啤酒泡沫性能。 发酵工艺及生产控制 通风充氧量 冷麦汁通风充氧时会产生泡沫，导致异?琢-酸及起泡蛋白的含量下降，因此通风要适量。 酵母菌种 应选择分泌二糖酶和酵母蛋白酶A少的酵母菌种。 酵母使用 高浓发酵的酵母应在高浓和低浓麦汁中交替使用，这对恢复酵母的生理调节能力有好处。同时，尽早回收酵母，尽可能低温贮存酵母，尽可能在短时间内使用酵母，能提高酵母活力，对啤酒泡沫有利。 低温接种、低温主酵 采用低温接种（6～7 ℃），低温主酵（9～10 ℃），高温还原双乙酰（12～13 ℃）的发酵工艺，可减少各种醇、醛、酸、酯、酮的产生，降低对泡沫的损害。 降温 均匀、缓慢的降温，低温、稳压下充足的贮藏时间，让CO2 充分饱和，可提高啤酒起泡性和泡沫稳定性。若CO2含量不足，将直接影响啤酒的起泡性和泡持性。 啤酒过滤控制措施 啤酒过滤时，添加泡沫稳定剂（如蛋白水解物）或四氢异构酒花浸膏，都能改善啤酒泡沫性能。添加蛋白吸附剂要谨慎、适量，以防泡沫蛋白析出过多，影响啤酒泡沫。 麦汁、啤酒转移输送要求 在从糖化到啤酒灌装的各个生产环节，要保证麦汁、发酵液以及啤酒的输送稳定，压力波动小，尽量减少泡沫的形成，以减少起泡物质的损失。因为啤酒中的起泡物质具有不可逆性，在各个生产环节起泡越多，啤酒中的起泡物质损失就越大。 清洁卫生要求 生产过程中必须杜绝各种油脂类物质进入半成品、成品中；清洗发酵罐、清酒罐、管道、酒机和灌装容器时要用清水或无菌水冲洗彻底，避免清洗剂残留。因为脂类物质和一些清洗剂都具有消泡性，影响啤酒的泡持性。 事实上，啤酒泡沫是一个很复杂的问题，目前仍是全球酿酒师和科研人员的一个重要攻关课题。本文只是介绍了一些到目前为止经生产实践证实了的改善啤酒泡沫的工艺和生产控制措施，而我们对啤酒泡沫内在特性的认识，尤其是对泡沫活性多肽的分布和作用机理的认识还十分有限，甚至还存在不少分歧，这些都有待广大酿酒和科研工作者继续进行深入的研究。 参考文献： [1] （德）Ludwig Narziss 著，孙明波译.啤酒厂麦芽汁制备工艺技术[M].北京：中国轻工业出版社，1991. [2] 慕尼黑理工大学Weihenstephan学院 Werner Back 教授，啤酒泡沫稳定性以及存在的问题. [3] 雒亚静.啤酒泡沫的影响因素及控制措施[J].啤酒科技，2005，（1）：38-39.