现代啤酒发酵技术
来源:温州市龙泰轻工机械有限公司2024/3/8 7:16:268
1.一罐法
室外大型发酵罐生产啤酒是啤酒工业发展的趋势,我国于1978年开始采用这一新
技术。室外大型发酵罐为锥底圆柱形,简称锥形罐,大罐具有CIP清洗系统,保证了生
产中的卫生安全;罐体还具有自身冷却装置,易控制发酵温度;罐底为锥形,回收酵母
和清洗便利。生产工艺按设备分类可分一罐发酵法、两罐发酵法;按温度分类,可分为
低温发酵和高温发酵。
整个发酵过程包括主酵、后酵及贮酒后熟在一个锥形罐中进行,即称为“一罐
法”。企业因为季节或产品质量的因素,在一罐的基础上又采用了两种工艺———低温发
酵和高温发酵。
(1)低温发酵工艺
麦汁经过处理后冷却至接种温度5℃ 耀8℃,除去冷凝固物后,充无菌空气使溶
解氧达到7mg/L耀12mg/L,接种酵母(接种量0.5% 耀1.0% )后泵入发酵罐进行发
酵。锥形管容积较大,可分批打入麦汁,但必须在24小时内满罐。发酵开始后保持
接种温度3天,然后自然升温至9℃ 耀10℃,并保持此温度进行主发酵。当发酵液外
观发酵度达到55%时,使罐压升至0.08MPa耀0.1MPa,自然升温至12℃,以加速双乙
酰的还原,减少醇和酯类等的生成。当双乙酰的含量降低到0.1mg/L以下时,酒
液冷却降温,降至5℃左右保持24小时,然后减压回收酵母。后降温至0℃左右,贮
酒7耀14天。
(2)高温发酵工艺
处理后的热麦汁冷至9℃ 耀11℃,除去冷凝固物并充无菌空气后,接种酵母菌液,
繁殖36h后升温至12℃发酵2天,外观浓度降至6°P时,使罐压升至0.081MPa耀
0.1MPa,并逐步自然升温至14℃ 耀16℃,继续发酵并还原双乙酰,当双乙酰含量可降
至0.1mg/L以下时,即可缓慢降温至0℃,进行后熟及饱和CO2,时间为4耀5天。高
温一罐发酵工艺的总时间为12耀15天。
锥形罐一罐发酵法具有操作简单、酵母回收方便、酒花用量少,且产出的啤酒泡沫
好等优点,而且一罐法生产啤酒可以省去两罐法的倒罐操作,减少了接触空气的机会,
清洗消耗少,酒损低。缺点是由于酒液对流较强,许多本应分离的杂质不能排出而溶于
酒中。所以,一罐法酿制的啤酒口味较两罐法的粗糙,酒花苦味稍显生硬,后苦味也更
明显。
2.两罐法
主发酵和后发酵分别在主酵罐和后贮罐中进行,具体生产操作如下:
(1)发酵设备清洗与灭菌
① 发酵罐使用前,先用清水冲洗30分钟,以排除的水无残渣、清澈为准。
② 用温度为80℃ 耀85℃、浓度为4%的氢氧化钠溶液进行CIP循环30分钟。
③ 用清水冲洗发酵罐20分钟。
④ 用浓度为20mg/KgClO2溶液或浓度为2% 的甲醛水溶液进行 CIP循环30耀40
分钟。
⑤ 用无菌水冲洗发酵罐20耀30分钟(用双氧水溶液灭菌此步操作可以省略)。
⑥ 麦芽汁入罐前,由发酵罐锥底泵入80℃ 耀95℃的热水至排气管排出水,浸泡
30耀40分钟后排掉,并降温8℃ 耀9℃,备用。
⑦ 发酵罐使用完毕后,再用清水冲洗30分钟,以排除的水无残渣、清澈为准。
(2)啤酒发酵
① 在麦汁冷却之前用90℃以上的热水对发酵罐和管路进行灭菌。
② 麦汁冷却期间,打开发酵罐排气阀门。
③ 冷麦芽汁进罐时按要求及时添加菌种,所需的酵母量为麦汁量的0.5% (体积
分数)左右,混合均匀。然后通入无菌空气,使溶解氧含量在8mg/L左右。麦芽汁进
罐完毕后60分钟取样测定酵母数和糖度,满罐酵母数为(1.2耀1.8)×107个/ml。满
罐1天后,每天测量一次酵母数,并且每天上、下午各测1次糖度,当糖度降至3.8耀
4.2Bx°时,封罐缓慢升压并保持罐压0.12MPa左右停止测量糖度。
④ 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。
⑤ 发酵前期,温度不超过接种温度(8℃),发酵2耀3天左右,温度升至发酵的
高温度10℃ 耀14℃,进行冷却,先维持高温度2耀3天。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℃ 耀4.5℃。
⑥ 主发酵后一天急剧冷却,使大部分酵母沉降槽底,然后将发酵液送至储酒罐
进行后发酵。
⑦ 将嫩啤酒输送到储酒罐的操作称下酒。储酒罐可一次装满,也可分2、3次装
满。如是分装,应在1耀3天内装满。入罐后,液面上应留出10耀15cm空距,有利于排
除液面上的空气,尽量减少与氧的接触。麦芽汁满罐1天后每隔24小时排冷凝固物1
次,共排3次。
⑧ 密封升压:下酒满桶后,敞口发酵2耀3天,以排除啤酒中的生青味物质。然后
封罐,罐内CO2气压逐步上升,压力达到50耀80kPa时保压,让酒中的CO2逐步饱和。
⑨ 发酵10d后开始测定双乙酰含量,当双乙酰含量达到0.05耀0.1mg/L时,逐步
降温至5℃ 耀6℃保持24耀48小时,减压回收酵母。后再降温至0℃ 耀 -1℃(啤酒的
冰点是0.05℃),低温保存7耀14天。
⑩ 酸度测定:满罐1小时后测定1次,温度升至发酵高温度时测定1次,温度
降至0℃时再测1次。
两罐法工艺的总周期约为23。天左右。其优点是后发酵罐内酵母数已不多,经后贮后,酵母沉淀较*,酒液较澄清,过滤性能良好;缺点是倒罐时易摄入氧气导致啤酒氧化影响啤酒质量。
(3)酵母回收
① 回收酵母泥作种酵母的条件
a.镜检:细胞大小正常,无异常细胞,液泡和颗粒物正常。
b.肝糖染色:酵母泥用0.1%EDTA-Na稀释后,再用2%刘哥氏dian液染色5耀6分钟,镜检视野有红棕色肝糖细胞颗粒,若为黄色则无肝糖颗粒。要求有肝糖细胞应大于70% 耀75%。
c.死亡率测定:适当稀释酵母泥,用0.1%美蓝染色3分钟,若被染色上深蓝色则为死细胞或衰老细胞。美蓝染色率<5% 为健壮酵母,<10% 尚可使用,>15% 则不能继续使用。
d.杂菌检查:用0.1%EDTA-Na适当稀释酵母泥,使每一个显微镜(中倍)镜检视野中酵母细胞数位50个左右,检查20个视野共有100个左右酵母,细胞周围含杆菌≤1个。
e.无异常酸味和酵母自溶臭味,凝聚性正常(过强过弱均为变异)。
② 操作要求
a.回收前的准备:把酵母暂存罐用80℃热水*刷洗干净,然后降温至7℃ 耀8℃,并备有一定量的无菌空气,以防止酵母突然减压细胞壁破裂。
b.回收方法:回收的酵母应尽量取中间较白的部分,回收完毕后缓慢降温到4℃左右,以备下次使用。
c.回收保存:在酵母暂存罐保存的时间不得超过36小时。
d.酵母回收的时间:封罐4耀5天后大部分酵母已沉降到锥底,此时回收的酵母泥质量较好。若双乙酰还原结束后再回收酵母,则酵母死亡率较高,影响下次发酵质量。
(四)啤酒发酵新技术
1.高浓度麦汁发酵
20世纪70年代,美国、加拿大等国啤酒厂推出“高浓度酿造后稀释”工艺,采用高浓度麦汁糖化和发酵,啤酒成熟后,在过滤以前用饱和CO2的无菌水稀释成传统的成
品啤酒。该方法原麦汁浓度在15°P以上,稀释方法有两种,分别是前稀释与后稀释。
前稀释是指主发酵时高浓度,后发酵时浓度要稀释,该方法对稀释水脱氧要求不高;后
稀释是指啤酒发酵贮酒结束后,成熟啤酒在后处理或过滤前稀释。
2.连续发酵
连续发酵在20世纪五六十年代的一些国家应用于啤酒生产,主要有多罐式连续发
酵和塔式连续发酵两种。由于连续发酵存在易染菌、双乙酰含量高、酵母易老化等缺
点,连续发酵逐渐停止使用。
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