啤酒发酵的一些基本知识

原料： 大麦 啤酒花 啤酒酿造用水

大麦是酿造啤酒的主要原料，大麦适于酿酒的主要原因为：

1 大麦便于发芽，可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

酿造啤酒最好的原料是二棱大麦

啤酒酿造对大麦的质量要求

1感观

有光泽，淡黄；皮薄；籽粒饱满；大小均匀；发芽力（3d）≥85%；发芽率≥96%

2物理检验

（1）千粒重

（2）麦粒均匀度

（3）胚乳性质

3化学检验

（1）水分：≤13%

（2）蛋白质: 9%~12%

（3）浸出物：72~80%

4酿造大麦的质量标准

符合GB

啤酒花

主要成分：苦味物质：α—酸β —酸 芳香物质：酒花精油

添加啤酒花的主要目的和作用

◆ 赋予啤酒香味和爽口的苦味

◆ 增进啤酒泡沫的持久性和稳定性

◆ 在麦汁煮沸时促进蛋白质的凝固，有利于澄清

麦芽制备

⏹ 麦芽制备把原料大麦制成麦芽，称为制麦。发芽后制得的新鲜麦芽叫绿麦芽，经干

燥和焙焦后的麦芽称为干麦芽。

⏹ 麦芽制造的主要目的是：使大麦生成各种酶，并使大麦胚乳中的成分在酶的作用下，

达到适度的溶解；去掉绿麦芽的生腥味，产生啤酒特有的色、香和风味成分。

大麦预处理

大麦的后熟与贮藏

新收获的大麦有休眠期，发芽率低，只有经过一段时间的后熟期才能达到应有的

发芽力，一般后熟期需要6～8w。

贮藏期间，大麦水分应控制在12.5％以下，温度在15℃以下。贮藏大麦还应按

时通风，防止虫、鼠及霉变的危害，严格防潮，按时倒仓、翻堆

粗选和精选

粗选的目的是除去各种杂质和铁屑。大麦粗选使用去杂、集尘、脱芒、除铁等机械。精选的

目的是除掉与麦粒腹径大小相同的杂质，包括荞麦、野豌豆、草籽和半粒麦等。

大麦精选可使用精选机(又称杂谷分离机)。

分级

⏹ 大麦的分级是把粗、精选后的大麦，按颗粒大小分级。目的是得到颗粒整齐的大麦，

为发芽整齐、粉碎后获得粗细均匀的麦芽粉以及提高麦芽的浸出率创造条件。

⏹ 大麦分级常使用分级筛

浸麦

浸麦目的

提高大麦的含水量，达到发芽的水分要求。麦粒含水25％～35％时就可萌发。对酿

造用麦芽，还要求胚乳充分溶解，所以含水必须保持43％～48％。

通过洗涤，除去麦粒表面的灰尘、杂质和微生物。

在浸麦水中适当添加一些化学药剂，可以加速麦皮中有害物质（如酚类等）的浸出。

浸麦与通风 大麦浸渍后，呼吸强度激增，需消耗大量的氧，而水中溶解氧远不能满足正常

呼吸的需要。因此，在整个浸麦过程中，必须经常通入空气，以维持大麦正常

的生理需要

◆ 浸麦用水及添加剂 浸麦水必须符合饮用水标准。为了有效地浸出麦皮中的有害成

分，缩短发芽周期，达到清洗和卫生的要求，常在浸麦用水中添加一些化学药

剂，如石灰乳、Na2C03、NaOH、KOH、过氧化氢、甲醛、赤霉素等。

影响大麦吸水速度的因素

(1)温度 浸麦水温越高，大麦吸水速度越快，达到相同的吸水量所需要的时间就越短，但

麦粒吸水不均匀，易染菌和发生霉烂。水温过低，浸麦时间延长。浸麦用水温

度一般在10～20℃之间，最好在13～18℃。

(2)麦粒大小 麦粒大小不一，吸水速度也不一样。为了保证发芽整齐，麦粒整齐程度很重

要。

(3)麦粒性质 粉质粒大麦比玻璃质粒大麦吸水快；含氮量低、皮薄的大麦吸水快。

(4)通风 通风供氧可增强麦粒的呼吸和代谢作用，从而加快吸水速度，促进麦粒提前萌发。

浸麦方法及控制

◆ 间歇浸麦法

◆ 喷雾浸麦法

发芽

大麦发芽的目的

使麦粒生成大量的各种酶类，并使麦粒中一部分非活化酶得到活化增长。随着酶系统的形成，胚乳中的淀粉、蛋白质、半纤维素等高分子物质得逐步分解，可溶性的低分子糖类和含氮物质不断增加，整个胚乳结构由坚韧变为疏松，这种现象被称为麦芽溶解。

◆ 发芽方法主要有地板式发芽和通风式发芽两种。

发芽工艺技术条件

◆ 发芽水分 大麦经过浸渍以后水质量分数约在43％～48％，制造深色麦芽宜提高至

45％～48％，而制造浅色麦芽一般控制在43％～46％。在发芽过程中，由于呼吸产生热量以及麦粒中水分蒸发等原因，发芽室必须保持一定的相对湿度。通风式发芽法，室内的空气相对湿度一般要求在95％以上。

◆ 发芽温度 发芽温度一般分为低温（12—16℃，浅色麦芽）、高温（18—22 ℃，深

色麦芽 ）、低高温结合等几种情况。

◆ 麦层中氧气与二氧化碳 发芽初期麦粒呼吸旺盛，品温上升，二氧化碳浓度增大，

这时需通入大量新鲜空气，提供氧气，以利于麦芽生长和酶的形成。特别要防止因麦粒内分子间呼吸造成麦粒内容物的损失，或产生毒性物质使麦粒窒息。

◆ 发芽时间 发芽时间是由多种条件决定的。

◆ 光线 发芽过程中必须避免光线直射，以防止叶绿素的形成。

绿麦芽干燥、除根

绿麦芽干燥的目的

①除去绿麦芽多余的水分，防止腐败变质，便于贮藏；

②终止绿麦芽的生长和酶的分解作用；

③除去绿麦芽的生腥味，使麦芽产生特有的色、香、味；

④便于干燥后除去麦根。麦根有不良苦味，如带入啤酒，将破坏啤酒风味。

设备

干燥箱和除根机

麦芽汁制备工艺

麦汁制备是将固态麦芽、非发芽谷物、酒花用水调制加工成澄清透明的麦芽汁的过程 工艺过程

原料粉碎 醪的糊化糖化 糖化醪过滤 麦汁添加酒花煮沸 麦汁澄清 麦汁冷却

原料、辅料的粉碎

粉碎的目的 原料、辅料粉碎后，增加了比表面积，糖化时可溶性物质容易浸出，有利于酶的作用。

✓ 干法粉碎：传统的粉碎方法，要求麦芽水分在6％～8％

✓ 湿法粉碎：先将麦芽用50℃水浸泡15～20min，使麦芽含水质量分数达25％～30％

之后，再用湿式粉碎机粉碎，并立即加入30～40℃水调浆，泵入糖化锅。

麦芽醪的糖化

糖化：是指利用麦芽本身所含有的各种水解酶(或外加酶制剂)，在适宜的条件（温度、pH值、时间等）下，将麦芽和辅助原料中的不溶性高分子物质(淀粉、蛋白质、半纤维素等)分解成可溶性的低分子物质(如糖类、糊精、氨基酸、肽类等)的过程。

麦汁：由糖化制得的溶液。

浸出物：麦汁中溶解于水的干物质。

无水浸出率：麦芽汁中的浸出物含量与原料中所有干物质的质量比。

糖化的目的 将原料和辅助原料中的可溶性物质萃取出来，并且创造有利于各种酶作用的条件，使高分子的不溶性物质在酶的作用下尽可能多地分解为低分子的可溶性物质，制成符合生产要求的麦汁。

糖化时主要物质的变化

淀粉的分解 淀粉的分解分为三个彼此连续进行的过程，即糊化、液化和糖化。 蛋白质的水解 糖化时，蛋白质的水解主要是指麦芽中蛋白质的水解。蛋白质水

解很重要，其分解产物影响着啤酒的泡沫、风味和非生物稳定性等。糖化时蛋白质的水解也称蛋白质休止。

β-葡聚糖的分解

酸的形成 使醪液的pH值下降。

多酚类物质的变化

糖化工艺技术条件 糖化温度 糖化时温度的变化通常是由低温逐步升至高温，以防止麦芽中各种酶因高温而被破坏

糖化温度的阶段控制

糖化阶段：此阶段温度通常控制在62～70℃之间。糊精化阶段：此阶段温度为75～78℃

糖化工艺技术条件

① 糖化时间

② pH 值

③ 糖化用水 淡色啤酒的料液比为1：4～5（即100kg原料的用水升数，下同），浓色

啤酒的料液比为1：3～4，黑啤酒的料液比为l：2～3。

④ 洗糟用水 洗糟用水温度为75～80℃，残糖质量分数控制在1.0％～1.5％。酿造高

档啤酒，应适当提高残糖质量分数在1.5％以上，以保证啤酒的高质量。混合麦汁浓度，应低于最终麦汁质量分数1.5％～2.5％。

麦芽醪的过滤 糖化结束，必须在最短的时间内把麦汁和麦糟分离，分离过程称为麦芽醪的过滤。

麦汁过滤最常用的是过滤槽法。

麦汁煮沸

麦芽汁煮沸的目的和作用

① 蒸发多余水分，使麦汁浓缩到定型浓度。

② 破坏全部酶的活性，稳定麦汁组分；消灭麦汁中存在的各种微生物，保证最终产品的质量。

③ 浸出酒花中的有效成分，赋予麦汁独特的苦味和香味，提高麦汁的生物和非生物稳定性。

酒花添加

添加的目的

① 赋予啤酒特有的香味 这种香味来自酒花油蒸发后的存留成分。

② 赋予啤酒爽快的苦味 这种苦味主要来自异α-酸和β-酸氧化后的产物等。

③ 增加啤酒的防腐能力 酒花中的α-酸、异α-酸和β-酸都具有一定的防腐作用。

④ 提高啤酒的非生物稳定性 酒花的单宁、花色苷等多酚物质能与麦汁中蛋白质形成复合物而沉淀出来，有利于提高啤酒的非生物稳定性。

添加的原则一般为：

①香型、苦型酒花并用时，先加苦型酒花、后加香型酒花；

②使用同类酒花时，先加陈酒花、后加新酒花；

③分几次添加酒花时，先少后多。

麦汁冷却

冷却的目的与要求

麦汁煮沸定型后，必须立即冷却处理，其目的是：

① 降低麦汁温度，使之达到适合酵母发酵的温度；

② 使麦汁吸收一定量的氧气，以利于酵母的生长增殖；

③ 析出和分离麦芽汁中的冷、热凝固物，改善发酵条件和提高啤酒质量。

冷却的作用

形成热凝固物

热凝固物主要成分为：蛋白质、酒花树脂、灰分、多酚及其他有机物。大量的热凝固物如带入发酵麦汁中，会影响酵母的正常发酵以及色泽、口味和稳定性等。 析出冷凝固物

冷凝固物又称冷混浊物或细凝固物，是指麦汁在60℃以下冷却时凝聚析出的混浊物质，25～35℃时析出最多。麦汁中冷凝固物的组成(以干物质计)为：多肽45％～65％、多酚30％～45％、多糖2％～4％、灰分1％～3％。

麦汁的充氧

麦汁中适度的溶解氧有利于酵母的生长和繁殖。

主发酵

一般工艺过程

麦汁冷却至接种温度（6℃左右），流入增殖槽，将所需的酵母量（为麦汁量的0．5％左右）加入，混合均匀。通入无菌空气，使溶解氧含量在8mg/L左右。

● 酵母经繁殖20h左右，待麦汁表面形成一层泡沫时，将增殖槽中的麦汁泵入发酵槽内，进行厌氧发酵。

●发酵2～3d左右，温度升至发酵的最高温度，进行冷却，先维持最高温度2～3d。以后控制发酵温度逐步回落，主酵结束时，发酵液温度控制在4.0～4.5℃。

● 主发酵最后一天急剧冷却，使大部分酵母沉降槽底，然后将发酵液送至贮酒罐进行后发酵。

主发酵过程的现象和要求

①酵母繁殖期 麦芽汁添加酵母8～16h以后，液面上出现二氧化碳小气泡，逐渐形成白色、乳脂状的泡沫，酵母繁殖20 h以后立即进入主发酵池，与增殖槽底部沉淀的杂质分离。

②起泡期 入主发酵池4～5h后，在麦汁表面逐渐出现更多的泡沫，由四周渐渐向中间扩散，泡沫洁白细腻，厚而紧密，如花菜状，发酵液中有二氧化碳小气泡上涌，并将一些析出物带至液面。此时发酵液温度每天上升0.5～0.8℃，每天降糖0.3～0.5ºP，维持时间1～2d，不需人工降温。

③高泡期 发酵后2～3d，泡沫增高，形成隆起，高达25～30cm，并因发酵液内酒花树脂和蛋白质-单宁复合物开始析出而逐渐变为棕黄色，此时为发酵旺盛期，需要人工降温，但是不能太剧烈，以免酵母过早沉淀，影响发酵。高泡期一般维持2～3d每天降糖1.5ºP左右。

④落泡期 发酵5d以后，发酵力逐渐减弱，二氧化碳气泡减少，泡沫回缩，酒内析出物增加，泡沫变为棕褐色。此时应控制液温每天下降0.5℃左右，每天降糖0.5～0.8ºP，落泡期维持2d左右。

⑤泡盖形成期 发酵7～8d后，泡沫回缩，形成泡盖，应即时撇去泡盖，以防沉入发酵液内。此时应大幅度降温，使酵母沉淀。此阶段可发酵性糖已大部分分解，每天降糖0.2～0.4ºP。

后发酵

主发酵结束后的发酵液称嫩啤酒。

●后发酵的目的：

残糖继续发酵；

促进啤酒风味成熟；

增加CO2的溶解量；

促进啤酒的澄清