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現(xiàn)代啤酒發(fā)酵技術

來源:溫州市龍?zhí)┹p工機械有限公司   2023年09月12日 10:09   416
1.一罐法


室外大型發(fā)酵罐生產(chǎn)啤酒是啤酒工業(yè)發(fā)展的趨勢,我國于1978年開始采用這一新
技術。室外大型發(fā)酵罐為錐底圓柱形,簡稱錐形罐,大罐具有CIP清洗系統(tǒng),保證了生
產(chǎn)中的衛(wèi)生安全;罐體還具有自身冷卻裝置,易控制發(fā)酵溫度;罐底為錐形,回收酵母
和清洗便利。生產(chǎn)工藝按設備分類可分一罐發(fā)酵法、兩罐發(fā)酵法;按溫度分類,可分為
低溫發(fā)酵和高溫發(fā)酵。

整個發(fā)酵過程包括主酵、后酵及貯酒后熟在一個錐形罐中進行,即稱為“一罐
法”。企業(yè)因為季節(jié)或產(chǎn)品質(zhì)量的因素,在一罐的基礎上又采用了兩種工藝———低溫發(fā)
酵和高溫發(fā)酵。

(1)低溫發(fā)酵工藝
麥汁經(jīng)過處理后冷卻至接種溫度5℃ 耀8℃,除去冷凝固物后,充無菌空氣使溶
解氧達到7mg/L耀12mg/L,接種酵母(接種量0.5% 耀1.0% )后泵入發(fā)酵罐進行發(fā)
酵。錐形管容積較大,可分批打入麥汁,但必須在24小時內(nèi)滿罐。發(fā)酵開始后保持
接種溫度3天,然后自然升溫至9℃ 耀10℃,并保持此溫度進行主發(fā)酵。當發(fā)酵液外
觀發(fā)酵度達到55%時,使罐壓升至0.08MPa耀0.1MPa,自然升溫至12℃,以加速雙乙
酰的還原,減少醇和酯類等的生成。當雙乙酰的含量降低到0.1mg/L以下時,酒
液冷卻降溫,降至5℃左右保持24小時,然后減壓回收酵母。后降溫至0℃左右,貯
酒7耀14天。

(2)高溫發(fā)酵工藝

處理后的熱麥汁冷至9℃ 耀11℃,除去冷凝固物并充無菌空氣后,接種酵母菌液,
繁殖36h后升溫至12℃發(fā)酵2天,外觀濃度降至6°P時,使罐壓升至0.081MPa耀
0.1MPa,并逐步自然升溫至14℃ 耀16℃,繼續(xù)發(fā)酵并還原雙乙酰,當雙乙酰含量可降
至0.1mg/L以下時,即可緩慢降溫至0℃,進行后熟及飽和CO2,時間為4耀5天。高
溫一罐發(fā)酵工藝的總時間為12耀15天。

錐形罐一罐發(fā)酵法具有操作簡單、酵母回收方便、酒花用量少,且產(chǎn)出的啤酒泡沫
好等優(yōu)點,而且一罐法生產(chǎn)啤酒可以省去兩罐法的倒罐操作,減少了接觸空氣的機會,
清洗消耗少,酒損低。缺點是由于酒液對流較強,許多本應分離的雜質(zhì)不能排出而溶于
酒中。所以,一罐法釀制的啤酒口味較兩罐法的粗糙,酒花苦味稍顯生硬,后苦味也更
明顯。

2.兩罐法

主發(fā)酵和后發(fā)酵分別在主酵罐和后貯罐中進行,具體生產(chǎn)操作如下:
(1)發(fā)酵設備清洗與滅菌
① 發(fā)酵罐使用前,先用清水沖洗30分鐘,以排除的水無殘渣、清澈為準。
② 用溫度為80℃ 耀85℃、濃度為4%的氫氧化鈉溶液進行CIP循環(huán)30分鐘。
③ 用清水沖洗發(fā)酵罐20分鐘。
④ 用濃度為20mg/KgClO2溶液或濃度為2% 的甲醛水溶液進行 CIP循環(huán)30耀40
分鐘。
⑤ 用無菌水沖洗發(fā)酵罐20耀30分鐘(用雙氧水溶液滅菌此步操作可以省略)。
⑥ 麥芽汁入罐前,由發(fā)酵罐錐底泵入80℃ 耀95℃的熱水至排氣管排出水,浸泡
30耀40分鐘后排掉,并降溫8℃ 耀9℃,備用。
⑦ 發(fā)酵罐使用完畢后,再用清水沖洗30分鐘,以排除的水無殘渣、清澈為準。
(2)啤酒發(fā)酵
① 在麥汁冷卻之前用90℃以上的熱水對發(fā)酵罐和管路進行滅菌。
② 麥汁冷卻期間,打開發(fā)酵罐排氣閥門。

③ 冷麥芽汁進罐時按要求及時添加菌種,所需的酵母量為麥汁量的0.5% (體積
分數(shù))左右,混合均勻。然后通入無菌空氣,使溶解氧含量在8mg/L左右。麥芽汁進
罐完畢后60分鐘取樣測定酵母數(shù)和糖度,滿罐酵母數(shù)為(1.2耀1.8)×107個/ml。滿
罐1天后,每天測量一次酵母數(shù),并且每天上、下午各測1次糖度,當糖度降至3.8耀
4.2Bx°時,封罐緩慢升壓并保持罐壓0.12MPa左右停止測量糖度。
④ 酵母經(jīng)繁殖20h左右,待麥汁表面形成一層泡沫時,將增殖槽中的麥汁泵入發(fā)
酵槽內(nèi),進行厭氧發(fā)酵。
⑤ 發(fā)酵前期,溫度不超過接種溫度(8℃),發(fā)酵2耀3天左右,溫度升至發(fā)酵的
高溫度10℃ 耀14℃,進行冷卻,先維持高溫度2耀3天。以后控制發(fā)酵溫度逐步回
落,主酵結(jié)束時,發(fā)酵液溫度控制在4.0℃ 耀4.5℃。
⑥ 主發(fā)酵后一天急劇冷卻,使大部分酵母沉降槽底,然后將發(fā)酵液送至儲酒罐
進行后發(fā)酵。

⑦ 將嫩啤酒輸送到儲酒罐的操作稱下酒。儲酒罐可一次裝滿,也可分2、3次裝
滿。如是分裝,應在1耀3天內(nèi)裝滿。入罐后,液面上應留出10耀15cm空距,有利于排
除液面上的空氣,盡量減少與氧的接觸。麥芽汁滿罐1天后每隔24小時排冷凝固物1
次,共排3次。
⑧ 密封升壓:下酒滿桶后,敞口發(fā)酵2耀3天,以排除啤酒中的生青味物質(zhì)。然后
封罐,罐內(nèi)CO2氣壓逐步上升,壓力達到50耀80kPa時保壓,讓酒中的CO2逐步飽和。
⑨ 發(fā)酵10d后開始測定雙乙酰含量,當雙乙酰含量達到0.05耀0.1mg/L時,逐步
降溫至5℃ 耀6℃保持24耀48小時,減壓回收酵母。后再降溫至0℃ 耀 -1℃(啤酒的
冰點是0.05℃),低溫保存7耀14天。
⑩ 酸度測定:滿罐1小時后測定1次,溫度升至發(fā)酵高溫度時測定1次,溫度
降至0℃時再測1次。

兩罐法工藝的總周期約為23。天左右。其優(yōu)點是后發(fā)酵罐內(nèi)酵母數(shù)已不多,經(jīng)后貯后,酵母沉淀較*,酒液較澄清,過濾性能良好;缺點是倒罐時易攝入氧氣導致啤酒氧化影響啤酒質(zhì)量。

(3)酵母回收

① 回收酵母泥作種酵母的條件

a.鏡檢:細胞大小正常,無異常細胞,液泡和顆粒物正常。

b.肝糖染色:酵母泥用0.1%EDTA-Na稀釋后,再用2%劉哥氏dian液染色5耀6分鐘,鏡檢視野有紅棕色肝糖細胞顆粒,若為黃色則無肝糖顆粒。要求有肝糖細胞應大于70% 耀75%。

c.死亡率測定:適當稀釋酵母泥,用0.1%美藍染色3分鐘,若被染色上深藍色則為死細胞或衰老細胞。美藍染色率<5% 為健壯酵母,<10% 尚可使用,>15% 則不能繼續(xù)使用。

d.雜菌檢查:用0.1%EDTA-Na適當稀釋酵母泥,使每一個顯微鏡(中倍)鏡檢視野中酵母細胞數(shù)位50個左右,檢查20個視野共有100個左右酵母,細胞周圍含桿菌≤1個。

e.無異常酸味和酵母自溶臭味,凝聚性正常(過強過弱均為變異)。

② 操作要求

a.回收前的準備:把酵母暫存罐用80℃熱水*刷洗干凈,然后降溫至7℃ 耀8℃,并備有一定量的無菌空氣,以防止酵母突然減壓細胞壁破裂。

b.回收方法:回收的酵母應盡量取中間較白的部分,回收完畢后緩慢降溫到4℃左右,以備下次使用。

c.回收保存:在酵母暫存罐保存的時間不得超過36小時。

d.酵母回收的時間:封罐4耀5天后大部分酵母已沉降到錐底,此時回收的酵母泥質(zhì)量較好。若雙乙酰還原結(jié)束后再回收酵母,則酵母死亡率較高,影響下次發(fā)酵質(zhì)量。

(四)啤酒發(fā)酵新技術
1.高濃度麥汁發(fā)酵
20世紀70年代,美國、加拿大等國啤酒廠推出“高濃度釀造后稀釋”工藝,采用高濃度麥汁糖化和發(fā)酵,啤酒成熟后,在過濾以前用飽和CO2的無菌水稀釋成傳統(tǒng)的成
品啤酒。該方法原麥汁濃度在15°P以上,稀釋方法有兩種,分別是前稀釋與后稀釋。
前稀釋是指主發(fā)酵時高濃度,后發(fā)酵時濃度要稀釋,該方法對稀釋水脫氧要求不高;后
稀釋是指啤酒發(fā)酵貯酒結(jié)束后,成熟啤酒在后處理或過濾前稀釋。
2.連續(xù)發(fā)酵
連續(xù)發(fā)酵在20世紀五六十年代的一些國家應用于啤酒生產(chǎn),主要有多罐式連續(xù)發(fā)
酵和塔式連續(xù)發(fā)酵兩種。由于連續(xù)發(fā)酵存在易染菌、雙乙酰含量高、酵母易老化等缺
點,連續(xù)發(fā)酵逐漸停止使用。
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