本科高校实训室啤酒生产酿造的实验综述报告

陶兴魁 陈军 张兴桃 王海潮

【摘 要】本实验在我校啤酒生产实训室进行，以麦芽为原料，添加酒花、酵母、水、氯化钙等辅料，通过麦芽粉碎、麦汁制备、糖化、发酵过程阐述了啤酒酿造实训课程的实验目的、实验原理、实验步骤以及实验注意事项。对啤酒酿造重要生产环节的注意事项进行了简单阐述，以期为本科高校实训室啤酒生产酿造工艺提供一定的理论依据。

【关键词】啤酒酿造;工艺过程;实验综述

中图分类号： TS262.5 文献标识码： A文章编号： 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 實验意义

本实验项目是对高校微生物发酵和酿造课程的延伸和补充。以麦芽、啤酒花、酵母以及相关辅料为实验材料，主要内容包括麦汁的制作、糖化、发酵以及相关的检测，形成一个系统性的综合实验。利用微生物发酵的原理，结合专业性，同时做到实用性和趣味性，在讲授课本知识的同时进一步提高到更高层次，锻炼学生的动手能力、创新能力、科研能力，让学生得到综合提升发展，是本综合实验设计的意义。

2 实验目的

2.1 了解小型啤酒生产设备，掌握实训室酿造啤酒的步骤和原理。

2.2 掌握啤酒发酵过程及相关技术，熟悉麦汁制造全过程及其控制。

2.3 结合书本理论知识，掌握实际操作技巧提高动手能力、创新能力、科研能力。

2.4 培养学生科研兴趣，为学生独立完成科研任务提供锻炼机会。

3 实验原理

大麦生产成麦芽，麦芽中的淀粉等高分子物质经过各种酶的作用，降解为可发酵性糖同时释放出溶解于水的浸出物。麦芽汁中含有一定量的高分子多肽和水溶性蛋白质，经过高温煮沸麦芽汁使其糖化，经过激烈的加热，导致分子间的强烈碰撞，让这些多肽和水溶性蛋白质沉淀下来。加入酒花，增加苦味，加入酵母，经过一系列的代谢化学反应代谢，产生含有酒精、酸、CO2等物质的不同风味饮品。

4 实验操作

4.1 实验材料与用品

材料与试剂：大麦、酵母、啤酒花、氯化钙、乳酸。

设备与器材：小型啤酒生产线、糖化锅、糊化锅、煮沸锅、过滤槽、悬沉槽、硅藻土过滤机、冷却器、装酒罐等。

4.2 麦芽制造

原料：大麦。制作过程分为：浸麦、催芽、干燥（含有一定量的水分）。

4.2.1 浸麦

大麦发芽需要一定的水分，把大麦浸渍在水中的过程称为浸麦，选择水质时注意不要用硬度太大的水，水的硬度大会抑制大麦的发芽。同时浸渍的作用还可以去除浮麦、杂质等物质。

4.2.2 发芽

大麦浸水后在合适的环境下生成麦芽的过程称为发芽，酿造啤酒需用新鲜优质的麦芽，浸渍大麦需在合适的环境下才能生成，发芽的过程可以激发大麦中原有酶的活性、生成新的酶及化学物质的变化等。

4.2.3 干燥

大麦吸收水分发芽后形成的麦芽称为绿麦芽，绿麦芽含水量比较大，不能储存，也不能进行生产处理。必须对其进行烘干，水分降到一定比例以下，方可储存、加工、生产。麦芽干燥后应将根芽除掉，可以去除芽青味，使产生的麦芽具有特别的色香味。

4.3 啤酒酿造步骤

4.3.1 麦芽粉碎

麦芽粉碎方法按照粉碎物含水量分为三种，分别为干法粉碎、增湿粉碎、湿法粉碎，传统的粉碎方法是干法粉碎。通过粉碎增大了麦芽的比表面积，糖化时增大与水和酶的接触面积，加快糖化反应速度，使代谢物分解充分。

4.3.2 糊化

糊化锅中加水，升温到45℃时加入粉碎好的麦芽，加温至70℃，在此温度下保持20min，使α-淀粉酶充分发挥作用，然后温度达到100℃使淀粉充分糊化，提高浸出率，为了保证热量供应，保持沸腾温度下40min。

4.3.3 糖化

糖化是麦芽内含物在适宜的温度及相应的酶的作用下分解并溶于水的过程。麦芽原料和辅料与水混合后称为醪液，经过糖化反应的醪液称为“糖化醪”，“浸出物”指糖化过程中产生的各种糖化物质。

糖化过程中各种酶的作用。羧肽酶、α淀粉酶、β淀粉酶分别在不同的温度下对糖化物产生作用。在糖化锅中加入原料，温度加热至50℃时，羧肽酶发挥作用，形成低分子物质;65℃时加入糊化锅醪液，保持30min，让β淀粉酶充分降解麦芽淀粉;然后温度升高到72℃，让α淀粉酶进一步充分分解淀粉，保持40min后温度升至78℃。

4.3.4 过滤麦汁

糖化结束要尽快把醪液和固体残渣分离，必须进行过滤获得清亮的麦汁。麦汁过滤分两步，首先是分离糖化醪中的麦汁，称为“第一麦汁”或“头号麦汁”，然后是将残留在麦糟中的麦汁用开水洗出，称为“第二麦汁”或“洗糟麦汁”。然后将全部麦汁，旋转打入糖化锅里。

4.3.5 麦汁煮沸

在糖化锅里加热煮沸醪液（沸点105℃），蒸发掉多余的水分，适当控制麦汁浓度在0.12-0.13之间，高温能使蛋白质变性，同时还能使酶失去活性，终止化学反应。酒花要分三次加入，使酒花成分充分浸出，同时加入氯化钙、乳酸等调节物质。

4.3.6 麦汁冷却及凝固物分离

煮沸过程凝固的蛋白质在旋沉槽中沉淀除去。麦汁需缓慢的经过冷凝器降温后进去发酵罐，同时加入酵母，用氧气管补充无菌氧气，提供给酵母繁殖利用。蛋白质变性形成的凝固物根据温度不同，分为热凝固物和冷凝固物，冷却的过程可以把凝固物与麦汁分离开来。

4.3.7 啤酒发酵

啤酒的发酵主要分主发酵和后发酵连个阶段。主发酵又包括三个时期：起泡期、高泡期和落泡期。主发酵对啤酒的酿造至关重要，要控制好发酵的温度、麦汁的浓度以及发酵的时间。低温发酵，过程时间长，泡沫产生量丰富，口味较好，发酵过程中的副产物较少;高温发酵，速度快，副产物较多，口感差。麦汁浓度受到发酵温度和时间的影响。发酵时间主要受到发酵温度的影响，温度低，发酵时间长，反之温度高发酵时间短。

4.3.8 啤酒过滤

酿造的啤酒是许多种物质的混合物，需要进行过滤，啤酒的过滤是物理分离过程，通过过滤介质，啤酒发酵液中的杂质和悬浮粒子以及酵母等被分离出去，使啤酒清澈透明，光泽度好。

5 物料的选择和注意事项

5.1 啤酒酿造用水的选择

啤酒酿造的水源应优先考虑采用地下水，水的硬度要求使用8°d以下的软水，水的PH值一般以6.8-7.2中性为好，水中的含盐度要适中，含盐度过高，酿造的啤酒口味发涩。

5.2 麦芽的选择

麦芽分为大麦芽、小麦芽、黑麦和燕麦芽等。啤酒酿造事宜用大麦芽，因为大麦芽较其他几种麦芽发芽快，生产期也比其他快。酿造啤酒必须要经过发芽过程使淀粉转变为可用于酿造的水溶性糖类。

5.3 酒花的选择

啤酒的口感很大程度受酒花的影响。酒花要采用新鲜、无氧化、无杂味的颗粒状的酒花为宜。α-酸含量越高越好，要有明确标注产地、年份及α-酸含量的酒花。酒花一旦开启，应尽快用完，避免与氧气接触，开启后不能超过25天。

5.4 酵母的选择

酵母是一种真核微生物。酵母在啤酒酿造过程中至关重要。酵母把麦芽中的可溶性糖分发酵成含有特殊风味的含有酒精、二氧化碳和其他微量发酵产物啤酒饮品。酵母分为上面酵母和下面酵母。上面酵母在发酵终了时大量酵母细胞悬浮在液面，发酵时间为5～7天，发酵最适温度为20～25℃，发酵效率较高。下面酵母发酵最终凝集在底部，形状为椭圆形，发酵时间较上面酵母稍长，为8～14天，发酵最适温度为6～10℃，发酵度低。

【参考文献】

[1]隋岩.浅谈啤酒酿造工艺中原料的选择及注意问题[J].生物技术世界，2012，10（09）：21.

[2]常洪娟，王佐民，赵云财，梁慧.啤酒酿造用玉米颗粒浸出物的测定[J].酿酒，2017，44（04）：124-125.

[3]胡海明.16度高浓啤酒酿造技术的研究与应用[J].酿酒，2013，40（03）：98-101.

[4]宋福军.漫谈我国小型啤酒酿造设备现况[J].啤酒科技，2008（10）：10-11.

[5]房慧婧，王玉海，涂京霞，李惠萍.微型啤酒酿造对现代啤酒工业酿造的启迪[J].中外酒业·啤酒科技，2017（03）：35-37.

[6]王超，金德强，翟乃明，董小雷.响應面法优化帝国世涛啤酒酿造工艺的研究[J].中国酿造，2018（03）：120-124.