本科高校實訓室啤酒生產釀造的實驗綜述報告

陶興魁 陳軍 張興桃 王海潮

【摘 要】本實驗在我校啤酒生產實訓室進行，以麥芽為原料，添加酒花、酵母、水、氯化鈣等輔料，通過麥芽粉碎、麥汁制備、糖化、發酵過程闡述了啤酒釀造實訓課程的實驗目的、實驗原理、實驗步驟以及實驗注意事項。對啤酒釀造重要生產環節的注意事項進行了簡單闡述，以期為本科高校實訓室啤酒生產釀造工藝提供一定的理論依據。

【關鍵詞】啤酒釀造;工藝過程;實驗綜述

中圖分類號： TS262.5 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）07-0115-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.07.048

【Abstract】This experiment was carried out in the beer production training room of our university.Hops，yeast，water， calcium chloride and other auxiliary materials were added to malt as raw material. Through the malt crushing，wort preparation，saccharification and fermentation process，the experimental purpose，experimental principle，experimental steps and matters needing attention of the practical training course of beer brewing were described.This paper briefly expounds the matters needing attention in the important production process of beer brewing，so as to provide some theoretical basis for the beer production and brewing process in the practical training room of universities.

【Key words】Beer brewing;Technical process;Experiment summary

1 實驗意義

本實驗項目是對高校微生物發酵和釀造課程的延伸和補充。以麥芽、啤酒花、酵母以及相關輔料為實驗材料，主要內容包括麥汁的制作、糖化、發酵以及相關的檢測，形成一個系統性的綜合實驗。利用微生物發酵的原理，結合專業性，同時做到實用性和趣味性，在講授課本知識的同時進一步提高到更高層次，鍛煉學生的動手能力、創新能力、科研能力，讓學生得到綜合提升發展，是本綜合實驗設計的意義。

2 實驗目的

2.1 了解小型啤酒生產設備，掌握實訓室釀造啤酒的步驟和原理。

2.2 掌握啤酒發酵過程及相關技術，熟悉麥汁制造全過程及其控制。

2.3 結合書本理論知識，掌握實際操作技巧提高動手能力、創新能力、科研能力。

2.4 培養學生科研興趣，為學生獨立完成科研任務提供鍛煉機會。

3 實驗原理

大麥生產成麥芽，麥芽中的淀粉等高分子物質經過各種酶的作用，降解為可發酵性糖同時釋放出溶解于水的浸出物。麥芽汁中含有一定量的高分子多肽和水溶性蛋白質，經過高溫煮沸麥芽汁使其糖化，經過激烈的加熱，導致分子間的強烈碰撞，讓這些多肽和水溶性蛋白質沉淀下來。加入酒花，增加苦味，加入酵母，經過一系列的代謝化學反應代謝，產生含有酒精、酸、CO2等物質的不同風味飲品。

4 實驗操作

4.1 實驗材料與用品

材料與試劑：大麥、酵母、啤酒花、氯化鈣、乳酸。

設備與器材：小型啤酒生產線、糖化鍋、糊化鍋、煮沸鍋、過濾槽、懸沉槽、硅藻土過濾機、冷卻器、裝酒罐等。

4.2 麥芽制造

原料：大麥。制作過程分為：浸麥、催芽、干燥（含有一定量的水分）。

4.2.1 浸麥

大麥發芽需要一定的水分，把大麥浸漬在水中的過程稱為浸麥，選擇水質時注意不要用硬度太大的水，水的硬度大會抑制大麥的發芽。同時浸漬的作用還可以去除浮麥、雜質等物質。

4.2.2 發芽

大麥浸水后在合適的環境下生成麥芽的過程稱為發芽，釀造啤酒需用新鮮優質的麥芽，浸漬大麥需在合適的環境下才能生成，發芽的過程可以激發大麥中原有酶的活性、生成新的酶及化學物質的變化等。

4.2.3 干燥

大麥吸收水分發芽后形成的麥芽稱為綠麥芽，綠麥芽含水量比較大，不能儲存，也不能進行生產處理。必須對其進行烘干，水分降到一定比例以下，方可儲存、加工、生產。麥芽干燥后應將根芽除掉，可以去除芽青味，使產生的麥芽具有特別的色香味。

4.3 啤酒釀造步驟

4.3.1 麥芽粉碎

麥芽粉碎方法按照粉碎物含水量分為三種，分別為干法粉碎、增濕粉碎、濕法粉碎，傳統的粉碎方法是干法粉碎。通過粉碎增大了麥芽的比表面積，糖化時增大與水和酶的接觸面積，加快糖化反應速度，使代謝物分解充分。

4.3.2 糊化

糊化鍋中加水，升溫到45℃時加入粉碎好的麥芽，加溫至70℃，在此溫度下保持20min，使α-淀粉酶充分發揮作用，然后溫度達到100℃使淀粉充分糊化，提高浸出率，為了保證熱量供應，保持沸騰溫度下40min。

4.3.3 糖化

糖化是麥芽內含物在適宜的溫度及相應的酶的作用下分解并溶于水的過程。麥芽原料和輔料與水混合后稱為醪液，經過糖化反應的醪液稱為“糖化醪”，“浸出物”指糖化過程中產生的各種糖化物質。

糖化過程中各種酶的作用。羧肽酶、α淀粉酶、β淀粉酶分別在不同的溫度下對糖化物產生作用。在糖化鍋中加入原料，溫度加熱至50℃時，羧肽酶發揮作用，形成低分子物質;65℃時加入糊化鍋醪液，保持30min，讓β淀粉酶充分降解麥芽淀粉;然后溫度升高到72℃，讓α淀粉酶進一步充分分解淀粉，保持40min后溫度升至78℃。

4.3.4 過濾麥汁

糖化結束要盡快把醪液和固體殘渣分離，必須進行過濾獲得清亮的麥汁。麥汁過濾分兩步，首先是分離糖化醪中的麥汁，稱為“第一麥汁”或“頭號麥汁”，然后是將殘留在麥糟中的麥汁用開水洗出，稱為“第二麥汁”或“洗糟麥汁”。然后將全部麥汁，旋轉打入糖化鍋里。

4.3.5 麥汁煮沸

在糖化鍋里加熱煮沸醪液（沸點105℃），蒸發掉多余的水分，適當控制麥汁濃度在0.12-0.13之間，高溫能使蛋白質變性，同時還能使酶失去活性，終止化學反應。酒花要分三次加入，使酒花成分充分浸出，同時加入氯化鈣、乳酸等調節物質。

4.3.6 麥汁冷卻及凝固物分離

煮沸過程凝固的蛋白質在旋沉槽中沉淀除去。麥汁需緩慢的經過冷凝器降溫后進去發酵罐，同時加入酵母，用氧氣管補充無菌氧氣，提供給酵母繁殖利用。蛋白質變性形成的凝固物根據溫度不同，分為熱凝固物和冷凝固物，冷卻的過程可以把凝固物與麥汁分離開來。

4.3.7 啤酒發酵

啤酒的發酵主要分主發酵和后發酵連個階段。主發酵又包括三個時期：起泡期、高泡期和落泡期。主發酵對啤酒的釀造至關重要，要控制好發酵的溫度、麥汁的濃度以及發酵的時間。低溫發酵，過程時間長，泡沫產生量豐富，口味較好，發酵過程中的副產物較少;高溫發酵，速度快，副產物較多，口感差。麥汁濃度受到發酵溫度和時間的影響。發酵時間主要受到發酵溫度的影響，溫度低，發酵時間長，反之溫度高發酵時間短。

4.3.8 啤酒過濾

釀造的啤酒是許多種物質的混合物，需要進行過濾，啤酒的過濾是物理分離過程，通過過濾介質，啤酒發酵液中的雜質和懸浮粒子以及酵母等被分離出去，使啤酒清澈透明，光澤度好。

5 物料的選擇和注意事項

5.1 啤酒釀造用水的選擇

啤酒釀造的水源應優先考慮采用地下水，水的硬度要求使用8°d以下的軟水，水的PH值一般以6.8-7.2中性為好，水中的含鹽度要適中，含鹽度過高，釀造的啤酒口味發澀。

5.2 麥芽的選擇

麥芽分為大麥芽、小麥芽、黑麥和燕麥芽等。啤酒釀造事宜用大麥芽，因為大麥芽較其他幾種麥芽發芽快，生產期也比其他快。釀造啤酒必須要經過發芽過程使淀粉轉變為可用于釀造的水溶性糖類。

5.3 酒花的選擇

啤酒的口感很大程度受酒花的影響。酒花要采用新鮮、無氧化、無雜味的顆粒狀的酒花為宜。α-酸含量越高越好，要有明確標注產地、年份及α-酸含量的酒花。酒花一旦開啟，應盡快用完，避免與氧氣接觸，開啟后不能超過25天。

5.4 酵母的選擇

酵母是一種真核微生物。酵母在啤酒釀造過程中至關重要。酵母把麥芽中的可溶性糖分發酵成含有特殊風味的含有酒精、二氧化碳和其他微量發酵產物啤酒飲品。酵母分為上面酵母和下面酵母。上面酵母在發酵終了時大量酵母細胞懸浮在液面，發酵時間為5～7天，發酵最適溫度為20～25℃，發酵效率較高。下面酵母發酵最終凝集在底部，形狀為橢圓形，發酵時間較上面酵母稍長，為8～14天，發酵最適溫度為6～10℃，發酵度低。

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