宝鸡啤酒股份有限公司是由宝鸡啤酒厂作为主发起人,联合香港新长安发展有限公司,陕西省国际信托投资股份有限公司,南方证券有限公司等十家单位共同发起设立的股份制企业.公司成立于1997年9月,注册资本8000万元人民币,经营范围:啤酒,饮料的制造,批发,零售,出口,有自营进出口权.公司年啤酒生产能力35万吨,是西北地区最大的啤酒生产企业,银行资信aaa级企业,陕西省质量效益型先进企业,陕西省政府重点扶持的50户优势企业和国家重点支持的啤酒工业十强之一.
1啤酒概述
1.1啤酒的由来
啤酒,是人们喜爱的饮料,粤语将其读作"卑酒",这是百分之百的译音.因我国无此酒,便突出它们的主要原料是"麦",称之为"麦酒"(当年的驻外使节,游历官员所说的"麦酒"均指此物),上海方言中,它的读音是"皮(啤)酒."无论是"啤","卑","皮"都是beer的音译,其实beer也不是英语,乃是德语bier的转化.虽然德国的慕尼黑有"啤酒"之乡的美称,然而啤酒也并不起源于德国,古埃及和巴比伦的居民早在几千年前便已开始用大麦酿酒,后来经由希腊人和罗马人传入欧洲,大概在公元纪元前不久,在今天属于法国的地方,出现了一种"塞尔瓦兹酒",它是用大麦,燕麦或稞麦酿造而成,酒精
的度数比现代啤酒高得多,但它是可以稽考的今天啤酒的远祖.无论啤酒起源于哪里,它已成为我们今天生活中不可缺少的饮料.
a,啤酒是一种低酒精度的饮料,每100g啤酒中仅含酒精3-5g,一般不超过8g;
b,含有一定量的二氧化碳,可以形成洁白细腻的泡沫;
c,有特殊的啤酒花清香和适口的苦味;
d,有较高的营养价值,即有较高的发热量和含有丰富的营养成分.
啤酒与其他发酵酒的主要不同点:
a,使用的原料不同,啤酒以大麦芽和啤酒花为主要原料;
b,使用的酿造方式和酵母菌种不同.啤酒有特殊的或专用的酿造方法,发酵用的酵母菌适经纯粹分离和专门培养的啤酒酵母菌种;
c,啤酒的生产周期不固定,可根据品种,工艺和设备条件而变化,短的仅14天,长的可达40天以上.
1.3啤酒的种类
a,不同原麦汁浓度的啤酒:8-18°p
b,不同色泽的啤酒:浅色啤酒,深色啤酒,黑啤酒等
c,不同工艺条件的啤酒:如冰啤酒,干啤酒,纯生啤酒等
冰啤酒:特点是啤酒虚经过一个冰晶化处理的工艺过程,强化冷凝物的去除和降低参与浸出物;
干啤酒:特点是发酵度高,一般实际发酵度达72%以上;
纯生啤酒:摒弃了传统的热
杀菌工艺,通过无菌膜过滤技术滤除酵母和杀菌,最后经无菌灌装而成,由于酒液及包装设备均在无菌状态受控下,纯生啤酒中各种营养成分未被破坏,其风味稳定性更好,比熟啤酒的口味更鲜,更纯,更营养. 1.4啤酒生产原料啤酒的原料为大麦,酒花,酿造用水,以及各种辅料等.
1.4.1大麦
根据麦粒的物理排列状况,大麦被分类为六楞或二楞.另一种分类方法是根据覆盖麦粒上的须或芒来确定.适合啤酒酿造用的大麦为二棱或六棱大麦.二棱大麦的浸出率高,溶解度较好;六棱大麦的农用单位较高,酶活力强,但浸出率较低,麦芽溶解度不太稳定.
大麦的化学组成:
(1)淀粉
(2)纤维素,半纤维素和麦胶物质
构成大麦胚乳细胞壁的主要物质是纤维素,半纤维素和麦胶物质,在大麦发芽过程中合成的纤维素酶,半纤维素酶,β-葡萄糖酶及其它酶类将细胞壁破解后,其它水解酶类方能进入细胞分解淀粉等大分子物质.
纤维素,半纤维素和麦胶物质约占大麦质量的10-11%,它们的化学成份相似.麦胶物质是多糖混合物,能溶于热水,在40-80℃范围内,温度越高,溶解度越大,半纤维素不溶于热水,而溶于稀碱溶液,谷皮中的半纤维素主要含有戊聚糖和少量β-葡聚糖及糖醛,胚乳中的半纤维素主要含β-葡聚糖及少量戊聚糖.纤维素是以β-1.4键结合的葡萄
糖大分子,它在大麦中含量不大,但因其与淀粉大分子以交织状存在而固定淀粉分子的作用却很大.麦胶物质包括β-葡聚糖,戊聚糖及微量的半乳糖,甘露糖和糖醛酸,在麦胶物质中以日-葡聚糖的性状对啤酒酿造最为重要.它是由大约70%的β-1.4键和30%的β-1.3键结合的大分子多糖.大麦发芽过程中,不溶性的β-葡聚糖开始分解,变成可溶性物质,其水溶液粘度很高,溶解良好的麦芽中,此种物质大部分已被分解,溶解不良的麦芽,该物质分解不完全,会造成麦汁甚至成品啤酒过滤的困难,影响麦汁得率和啤酒质量.β-葡聚糖也是啤酒非生物混浊的成分之一,它是啤酒工艺中公认的有害成份,是否适量的β-葡聚糖对啤酒泡沫和口味的丰满感有益,目前尚无统一认识.(3)蛋白质
大麦中蛋白质含量高低及其类型直接影响制麦和酿造工艺及啤酒质量.
按其在不同溶剂中的溶解度和沉淀性,大麦中的蛋白质可分为以下四组:
a:清蛋白,溶于水和中性盐溶液及酸碱溶液中,从52℃开始,清蛋白从溶液中凝固析出,随着温度的升高,凝固速度加快.
b:球蛋白,不溶于纯水,溶于稀酸和稀碱,有空气存在时,球蛋白是造成啤酒混浊的原因之一.
c:醇溶蛋白,不溶于水,是构成麦糟蛋白的主要成分.
d:谷蛋白:不溶于水,溶于稀碱,是构成麦糟蛋白的主要成分
(4)多酚类物质
大麦中含有许多简单酚类和多酚类物质,约占其干重的0.1-0.3%,这些多酚类物质对啤酒质量和口味的影响目前没有形成统一认识.
(5)其它
除上述四项主要含量物质外,大麦中尚含有一些如无机盐,核酸等其它微量物质.
(6)大麦内源酶
现已发现大麦中的酶达数百种,发芽的大麦中所含的酶量和种类大大增加.其中,水解酶的形成是大麦转变成麦芽的关键所在,对啤酒酿造工艺有重要作用的几种酶大致是:
1)α-淀粉酶
大麦中原来不含或很少含有α-淀粉酶,发芽后,在糊粉层内形成大量的此种酶,在水溶液中α-淀粉酶能使淀粉分子迅速液化,产生较小分子的糊精.
2)β-淀粉酶未发芽的大麦中本身就含有相当数量的β-淀粉酶,它作用于淀粉分子的非还原性末端依次分解淀粉为麦芽糖分子单位,但作用速度慢,只有与α-淀粉酶协同作用,才能达到快速糖化的目的.
3)其它淀粉水解酶类
如:支链淀粉酶,这些酶类与α-淀粉酶,β-淀粉酶协同作用,使麦汁中的淀粉得以糖化.
4)蛋白分解酶
这是分解蛋白质肽键等一类酶的总称,它们将复杂的蛋白质大分子分解为寡肽,二肽和氨基酸.
5)半纤维素酶类
半纤维素是乳胚细胞壁的主要成分,细胞壁在制麦过程中的分解是大麦胚乳分解的主要内容.所以,半纤维素酶在工艺上的重要性虽然不如淀粉酶和蛋白酶,但它是麦芽溶解的先躯,也是在目前的工艺条件和大量使用淀粉酶的情况下提高麦汁得率的有效点.
半纤维素酶类中包括很多酶种,主要有内一木聚糖酶,外一木聚糖酶,木二糖酶,阿拉伯糖苷酶,纤维二糖酶,甘露聚糖酶等.
啤酒起源于公元前3—5千年,9世纪开始添加酒花为香料,15世纪后才确定为啤酒的通用香料.酒花是属于荨麻或大麻系的植物.国内称蛇麻花,是一种多年生蔓性草本植物.酒花能赋予啤酒柔和的微苦味,能加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝,能提高啤酒泡沫起泡性和泡持性,也能增加麦汁和啤酒的生物稳定性.酿造上用的均为雌花.
酒花的化学组成中对啤酒酿造有特殊意义的三大成分为,酒花精油,苦味物质和多酚.
(1)苦味物质:是提供啤酒愉快苦味的物质,在酒花中主要指α—酸,β—酸及其一系列氧化,聚合产物,过去把它们统称为"软树脂"
(2)酒花精油:是酒花腺体另一重要成分,经蒸馏后成黄绿色油状物,是啤酒重要的香气来源,特别是它容易挥发,是啤酒开瓶闻香的主要成分.
(3)多酚物质:约占酒花总量的4—8%.它们在啤酒酿造中的作用为⑴在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物,⑵在麦汁冷却时形成冷凝固物,⑶在后酵和贮酒直至灌瓶以后,缓慢和蛋白质结合,形
成气雾浊及永久浑浊物,⑷在麦汁和啤酒中形成色泽物质和涩味.(4)酒花的一般化学成分:包括有水分,总树脂,挥发油,多酚物质,糖类,果胶,氨基酸等.
酒花球果的压榨品存在运输,贮藏和使用的不方便,在麦汁煮沸时酒花树脂的利用率低,在麦汁冷却和发酵,贮酒中还将进一步损失,因此,酒花粉,酒花颗粒,各种酒花浸膏等酒花制品越来越受到酿造师的欢迎.宝鸡啤酒厂使用的是颗粒状的酒花.
1.4.3辅助原料
在啤酒麦汁中制造的原料中,为了降低啤酒生产成本,调整麦汁组分,提高啤酒某些特性除了主要原料大麦麦芽以外,还各种辅助原料.
大米:原则上凡大米不论品种均可用于酿造,但从啤酒风味而言,米的食感越好,酿造的啤酒风味也越好
玉米:是世界栽培最广的品种,也是酿造啤酒的主要品种
小麦:我国是世界小麦主要生产国.小麦发芽后制成的小麦芽也是酿造啤酒的主要原料.
淀粉:由于淀粉工业的发展,用淀粉作啤酒辅料是有前途的
蔗糖和淀粉糖浆:在麦汁制造中,用糖补充浸出物,可直接加入麦汁煮沸锅中,工艺简单,使用方便
1.4.4酿造用水啤酒主要生产用水包括加工水及洗涤,冷却水两大部分.加工用水中投料水,洗槽水,啤酒稀释用水直接参与啤酒酿造,是啤酒的重要原料之一,在习惯上称酿造水.洗酵母水,啤酒过滤水等也或多或少的进入啤酒.
啤酒酿造水的性质,主要取决于水中溶解盐类的种类和含量,水的生物学纯净度及气味,它们将对啤酒酿造全过程产生很大的影响.
无论哪一种水源,得到的是含有各种杂质的天然水.我国工业界目前主要采用地表水及地下水为生产水源.
水中无机离子对啤酒酿造的影响:
1)水中碳酸盐和重碳酸盐的降酸作用
2)水中钙,镁离子的增酸作用
3)na+,k+的影响:啤酒中的钾,钠主要来自于原料,其次才是酿造水
4)fe2+,mn2+的影响:主要来自于含铁土壤和岩石的溶解,也可能来自于输水系统
5)pb2+,sn2+,cr6+,zn2+等的影响:重金属离子是酵母的毒物,会使酶失活,并使啤酒浑浊
6)nh4+的影响:水中nh4+>0.5mg/l,认为是污染水
7)so42-的影响:过多会引起啤酒的干苦和不愉快味道,使啤酒的挥发性硫化物的含量增加
8)cl-的影响:对啤酒的澄清和胶体稳定性有重要作用,能赋予啤酒丰满的酒体,爽口,柔和的风味
9)no2-no3-的影响:no2-是公认的强烈致癌物质,也是酵母的强烈毒素,会改变酵母的遗传和发酵性状,甚至抑制发酵
10)f-的影响:含量太高会引起牙色斑病和不愉快的气味
12)余氯的影响:是强烈氧化剂,会破坏酶的活性,抑制酵母,并和麦芽中酚类结合,形成强烈的氯酚臭.啤酒酿造水中应绝对避免有余氯的存在.
2啤酒生产工艺过程
酒生产过程主要分为:制麦,糖化,发酵,罐装四个部分.啤酒生产工艺图示:
麦芽
大米糖化配料大米粉碎糊化
麦芽粉碎糖化过滤煮沸
菌种培菌扩培冷却旋流沉淀
酵母发酵过滤清酒
2.1麦芽制备大麦为啤酒酿造提供必需的淀粉,这些淀粉在啤酒厂的糖化车间被转变成可发酵性浸出物.种植适合酿造啤酒的大麦品种非常重要,因为这些大麦制成的麦芽,浸出物含量很高.麦芽由大麦制成,制麦芽的目的是在大麦颗粒中形成酶并使大麦颗粒中的某些物质发生转化.因此大麦需要发芽并只能发芽一段时间.有大麦制成的麦芽,其外表几乎和大麦一样.麦芽的制造包括如下几个步骤:清选分级,浸麦,发芽,干燥,除根等过程.
2.1.1清选分级
进厂大麦包含了各种各样的杂质,如未脱麦的麦穗,枯草,石子,尘土等,所以在进行麦芽制备之前,必须通过各种途径将这些杂质除去.如尘土会造成严重的污染和微生物感染;沙石,铁屑,麻袋片,木屑会引起机械故障,磨
损机器.谷芒,杂草,破伤粒等会产生霉变,有害于制麦工艺,直接影响麦芽质量和啤酒风味;草子和杂谷物亦将影响麦芽质量.要清除上述多变的杂质,必须设有庞大的筛选机械和专用厂房,并尽量做到防尘,减少噪音.清选的第一道工序的粗选,精选是第二道工序.粗选主要是除去一些大杂和小杂.用的设备为大麦粗选机,将原大麦从一楼利用真空抽送至四楼的一个大仓,利用管道运至三楼的大麦初选机.用多层孔径不一样的筛板对原料进行筛选.此处,较大的麦穗,麦杆,枯草等最先从上部除去;小的颗粒漏下至另一个较小孔径的筛板上;较轻的麦皮,麦糠飘起从上部除去;石子,尘土从下面漏出,从而将麦粒选出来.初选的大麦再下滑到二楼的精选仓进行精选.
浸麦是为了使大麦吸收充足的水分,达到发芽的要求,麦粒含水分25%-35%,即可达到均匀的发芽效果.但对酿造用麦芽,要求胚乳充分溶解,含水必须达到43%-48%.在水浸的同时,还可充分洗涤除菌.另外,适当添加化学药物,如石灰乳,na2co3,naoh,koh,甲醛等化学药品,可加速酚类,谷皮酸等有害物质的浸出.浸麦用的设备为浸麦槽.麦二的圆形锥底浸麦槽及其通风喷淋设施配套使用,带有搅拌器,麦子从上面的喷嘴用高压气喷出,从顶部洒下水对大麦进行漂洗,底部的进水阀(
设在三楼)将水压进浸麦槽进行浸麦,氧气等从下面进入,通过对大麦的水浸,露麦与通风等工艺操作,使大麦在足够的水分,良好的温度与空气条件下开始萌发,全过程2-3天.浸好后从下面的放料阀放出通过管道进入发芽箱.不同等级的大麦分开进行浸麦.精选过的大麦从一楼的暂存仓利用压缩空气抽到五楼的一个大仓,从此大仓下滑到四楼的浸麦槽.一次浸麦可在50吨左右.
不同的大麦浸麦时间不同,进口大麦一般是30小时左右,国产大麦一般是40-42小时,先进行漂洗再吸水,达到一定的水份要求后即可发芽.
2.1.3发芽
浸渍后的大麦达到适当的浸麦度,工艺上进入发芽阶段,实际上从生理现象来说,发芽过程是从浸麦开始的.此阶段各种水解酶量达到高峰,淀粉,蛋白质,半纤维素等达到适当的分解.发芽过程必须准确控制水分和温度,适当通风供氧.
大麦发芽时间为4-6天,宝啤使用的是进口澳麦,发芽一般只需4天.在适度的通风,温度,湿度条件下,麦芽适度生长,蛋白质和淀粉适度溶解.
大麦发芽过程中物质的变化:
物理及表观变化:浸麦后麦粒吸水膨胀,体积约增加1/4,胚乳溶解各部分是不对称的,主要是由于酶的形成系从糊粉层逐渐向外扩展.
糖类的变化:最主要的变化是淀粉的相对分子质量有所下降,经过制麦过程可溶性糖大部分有积累,这是由于淀粉,半纤维素,及其他多糖被酶水解的综合结果.
蛋白质的变化:蛋白质分解是制麦过程的重要内容,部分蛋白质分解为肽和氨基酸,分解产物分泌至胚
,用于合成新的根芽和叶茎,因此,蛋白质有分解也有合成.半纤维素和麦胶物质的变化:实质是细胞壁的分解.
胚乳的溶解:麦芽的溶解是从胚乳附近开始的,沿上皮层逐渐向麦粒尖端发展,靠基部一端比麦粒尖端溶解较早,较完全,酶活性相对较高.
酸度的变化:发芽过程中酸度的变化主要表现在酸度提高,虽然酸度明显增长,但麦汁溶液的ph值变化不大,这主要是由于磷酸盐的缓冲作用.
其他变化:无机盐类稍有下降;多酚物质实质上没有增减等.
2.1.4干燥
发芽完毕的绿麦芽不能贮藏也不能糖化,必须经过干燥终止酶作用,除去生青味,产生特定的麦芽色香味,最后除根入仓存放数周,方能进入糖化.发芽达到标准后应立即进行烘干.烘干的温度是从50℃起,升温到85℃后保温3小时.独立的烘干过程一般是在干燥炉中进行.干燥后麦芽水分由42%左右将到4-5%.
干燥过程物质的变化:水分下降:前期排潮主要排除游离水分,速度较快,当水分降至10%以下,必须注意,排潮阶段不能升温过急,否则易产生玻璃质粒.
酶的变化:酶对温度的抵抗力,与麦芽含水量直接相关,故干燥前期必须用低温,尽快排潮,后期逐渐升温.
糖类的变化:干燥前期,各种淀粉水解酶继续催化淀粉水解,糊精和低分子糖有所增加.
蛋白质的变化:干燥初期蛋白质继续分解.
类黑素的形成:是还原糖与氨基酸或简单含氮物在较高温下互相作用形成的氨基糖,是麦芽的重要风味物质,对麦芽的色香味起决定作用.
二甲基硫的形成:二甲基硫是70年代以来引起重视的啤酒风味物质,它是影响啤酒风味的不良成分,在发芽时产生.
n—亚硝化二甲胺的形成:n—亚硝化二甲胺是公认的致癌物质,在麦芽制备过程有微量形成,因为它很稳定,以至残留于啤酒中.
浸出物的变化:麦芽经过干燥,浸出物稍有损失,干燥温度越高,浸出物越低.
2.1.5除根大麦根味苦,吸湿度高,而且会加深啤酒的色度,必须除去.出箱的干麦芽经冷却3～4h变得很干,很脆,易于脱落,就立即除根.麦芽除根机的筛筒转速20r/min,内装打板转子以同一方向转动,打板有一定斜度s-s以推进物料.麦芽除根机打板转子搅动麦粒,使麦粒与麦粒摩擦,麦粒和筛筒撞击摩擦,使干,脆的麦根脱落,穿过筛筒落于螺旋槽内排出.麦芽出口处吸风除去轻杂质,并使其冷却至室温,最好20℃左右.
麦根呈淡褐色,松软,约占精选大麦重量的3.7%左右,麦根中碎麦粒和整粒麦芽含量不得超过0.5%.
除根机结构如下图所示:
除根后的大麦需在大力仓中贮存40-60天,大力仓的温度应控制在13-17℃,并保持一定的湿度.大麦里的酶是以酶原的形式存在,贮存是为了使酶钝化,并失去活性,抑制麦粒的生长过程,并使大麦里的大分子物质适度降解约30%-40%.
2.1.6麦芽质量评定
感官特征:优质浅色麦芽具淡黄色而具有光泽感,劣质麦芽外观发暗,有霉味及酸味.
物理检验:检验胚乳状况,玻璃质粒越少越好;叶芽长度越均匀越好.
化学检验:
水分:我国浅色麦芽出炉水分小于5%
无水浸出物:因品质而异,一般为72~80%
糖化时间:代表麦芽水解酶活力的强弱
麦汁滤速和透明度:溶解良好的麦芽其协定法麦汁速度快,麦汁清
色度:正常浅色麦芽色度为2.5~4.5ebc单位
细胞溶解度:目前国际上较通用的方法是测定麦芽粗细粉浸出物差值.
蛋白溶解度:库尔巴哈提出的测定协定法麦汁的可溶性氮和总氮之百分比可以表示出蛋白质溶解度.
α—淀粉酶和糖化力:采用美国asbc方法测定
2.2麦芽汁的制备
麦汁制备过程包括原料粉碎,糖化,糊化,醪液过滤,麦汁煮沸,麦汁后处理等几个过程.
2.2.1麦芽及辅料的粉碎
麦芽粉碎是一个机械破碎过程.在这一过程中,必须保护麦皮,因为麦皮将作为过滤槽中的过滤介质.糖化是要尽可能是酶与
