典型發(fā)酵類型與發(fā)酵工藝

典型發(fā)酵類型與發(fā)酵工藝第一頁，共三十一頁，2022年，8月28日典型厭氧液體深層發(fā)酵一.啤酒發(fā)酵生產(chǎn)工藝

二.葡萄酒發(fā)酵生產(chǎn)工藝

第二頁，共三十一頁，2022年，8月28日一.啤酒發(fā)酵生產(chǎn)工藝·發(fā)展概況——啤酒屬于外來酒種，其英文名稱“beer”，我國譯作“啤酒”?！?8世紀(jì)下葉至19世紀(jì)中葉，啤酒工業(yè)從手工業(yè)生產(chǎn)跨入大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)，為現(xiàn)代啤酒釀造業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。——啤酒是當(dāng)今世界產(chǎn)量最高、發(fā)展速度最快的飲料酒?！壳?，世界啤酒工業(yè)發(fā)展的顯著特點(diǎn)是：生產(chǎn)規(guī)模大型化、釀造工藝快速化、生產(chǎn)管理自動(dòng)化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)規(guī)范化和科學(xué)研究專業(yè)化。——當(dāng)今世界啤酒生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：以優(yōu)質(zhì)原材輔料保證產(chǎn)品質(zhì)量，用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)生產(chǎn)傳統(tǒng)產(chǎn)品?！覈【乒I(yè)自改革開放之后發(fā)展迅猛。2002年，啤酒年產(chǎn)量達(dá)到2386.86萬噸，超過美國而成為世界啤酒第一生產(chǎn)大國。目前仍以平均年增長率5%的速度增長。

第三頁，共三十一頁，2022年，8月28日·營養(yǎng)價(jià)值與保健功能

1972年在墨西哥召開的第九屆“國際營養(yǎng)食品會(huì)議”上，啤酒被正式選定為營養(yǎng)食品，成為廣大消費(fèi)者普遍喜愛的大眾型飲料。其營養(yǎng)價(jià)值和保健功能表現(xiàn)為：——豐富的氨基酸、維生素和礦物質(zhì)：含有17種氨基酸（包括人體8種必需氨基酸）、11種維生素和豐富的礦質(zhì)元素?！瑹崃扛撸?L12度啤酒，相當(dāng)于5～6個(gè)雞蛋、0.75L牛奶、250g面包、500g土豆、650g奶油。因此，啤酒素有“液體面包”之美譽(yù)。

——極易被人體吸收：啤酒中的營養(yǎng)物質(zhì)大都是酵母菌經(jīng)過發(fā)酵后形成的小分子物質(zhì)，并以可溶狀態(tài)存在，人體吸收率90%以上。第四頁，共三十一頁，2022年，8月28日——啤酒中含有少量的酒精，飲后可促進(jìn)人體血液循環(huán)?！【浦械目辔段镔|(zhì)和CO2可刺激人體胃液分泌，促進(jìn)消化吸收。——酒液中的可溶性磷酸鹽可維持人體鹽類平衡和滲透壓?！苹ㄖ械目辔段镔|(zhì)具有利尿、健胃、殺菌作用；也可輔助治療胃病、高血壓、心臟病、結(jié)核、慢性腎炎等疾病。第五頁，共三十一頁，2022年，8月28日·啤酒釀造的基本工藝原理啤酒釀造是以大麥、水為主要原料，以大米或者其他未發(fā)芽的谷物、酒花為輔助原料；大麥經(jīng)過發(fā)芽產(chǎn)生多種水解酶類制成麥芽；麥芽和未發(fā)芽的谷物原料再經(jīng)過糖化，借助麥芽本身多種水解酶類將淀粉和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)分解為可溶性糖類、糊精以及氨基酸、肽、胨等低分子物質(zhì)制成麥芽汁；麥芽汁通過酵母菌的發(fā)酵作用生成酒精和二氧化碳以及多種營養(yǎng)和風(fēng)味物質(zhì)；最后經(jīng)過過濾、包裝、殺菌的等工藝制成二氧化碳含量豐富、酒精含量?jī)H為3～6%、富含多種營養(yǎng)成分、酒花芬芳、苦味爽口的飲料酒即成品啤酒。第六頁，共三十一頁，2022年，8月28日·類型——按酵母品種分類

上面發(fā)酵啤酒：利用浸出糖化法制備麥芽汁，接種上面發(fā)酵酵母釀制而成。其特點(diǎn)是：發(fā)酵溫度高，發(fā)酵度高，發(fā)酵周期短，成數(shù)快。其主要代表有：英國的愛爾（Ale）淡色啤酒和濃色啤酒；司陶特（Stout）黑啤酒，波特（Porter）黑啤酒。近年來，由于消費(fèi)習(xí)慣的改變，此類啤酒逐漸減少。

下面發(fā)酵啤酒：利用煮出糖化法制備麥芽汁，接種下面發(fā)酵酵母釀制而成。其特點(diǎn)是：發(fā)酵溫度低，發(fā)酵度低，發(fā)酵周期長，成數(shù)慢。其代表是：捷克的比爾森（Pilsener）啤酒。目前世界各國大多生產(chǎn)此類啤酒，稱為比爾森型啤酒，占世界啤酒總量的99%左右。第七頁，共三十一頁，2022年，8月28日——按顏色分類

淡色啤酒：由淡色麥芽制備的麥芽汁釀制而成。要求有濃郁的酒花香氣。

濃色啤酒和黑啤酒：由濃色麥芽和焦香麥芽制備的麥芽汁釀制而成。要求有明顯的麥芽香氣?！礉舛确诸悾旱蜐舛绕【疲涸溨瓭舛仍?.5～9.0Bé的啤酒.

中濃度啤酒：原麥汁濃度在10～12Bé的啤酒。高濃度啤酒：原麥汁濃度在13～22Bé的啤酒。第八頁，共三十一頁，2022年，8月28日——按生產(chǎn)方式分類

鮮啤酒：又稱生啤酒，系指啤酒包裝后不經(jīng)過巴氏殺菌的啤酒。其特點(diǎn)是：口感新鮮，但保藏期短（20℃以下7d左右）。

熟啤酒：又稱貯藏啤酒，系指啤酒包裝后經(jīng)過巴氏殺菌的啤酒。其特點(diǎn)是：不如鮮啤酒新鮮，但保藏期長（20℃以下2～4個(gè)月）。

醇鮮啤酒：又稱扎啤，系指啤酒包裝前經(jīng)過膜過濾除菌，而包裝后又不經(jīng)過巴氏殺菌的啤酒。其特點(diǎn)是：既保持了啤酒固有的新鮮風(fēng)味，又可貯藏一定時(shí)間.第九頁，共三十一頁，2022年，8月28日——按消費(fèi)對(duì)象分類：

兒童啤酒：又稱營養(yǎng)啤酒或小啤酒，其特點(diǎn)是：原麥汁濃度低（2.5～5.0Bé

），酒精含量少（0.5～

1.8%），營養(yǎng)豐富。

婦女啤酒：又稱甜啤酒，系指添加蔗糖或甜味劑的啤酒。其特點(diǎn)是：發(fā)酵度低，酒精含量少，口味濃甜，苦味很輕。

低醇啤酒：適合汽車司機(jī)飲用，原麥汁濃度為10Bé

左右，酒精含量1.5～2.0。如果酒精含量低于1%，則稱無醇啤酒。

低糖啤酒：適合糖尿病人飲用，原麥汁濃度為8～10Bé

，含糖量極低。如果含糖量低于1%，則稱干啤酒。特點(diǎn)是：發(fā)酵度高，產(chǎn)熱量低。第十頁，共三十一頁，2022年，8月28日——按生產(chǎn)原料分類：

全麥芽啤酒：系指不添加任何淀粉質(zhì)或糖質(zhì)輔料，而全部采用麥芽原料釀制的啤酒。其特點(diǎn)是：口感醇厚，但色澤略深。

小麥啤酒：系指采用小麥為原料釀制的啤酒，其特點(diǎn)是：色澤淺，泡沫豐富，口味純正，穩(wěn)定性強(qiáng)。

白啤酒：系指以大麥和小麥為原料制備麥芽汁，經(jīng)酵母菌和乳酸菌共同發(fā)酵而成。德國柏林的白啤酒、比利時(shí)的藍(lán)比克白啤酒。其特點(diǎn)是：酒體混濁，CO2

豐富，酒精含量低，口感有酸味。

第十一頁，共三十一頁，2022年，8月28日（一）啤酒厭氧液體深層釀造的一般工藝流程

1.麥芽制造

大麥→預(yù)處理（清選[粗選、精選]、分級(jí)）→浸漬→發(fā)芽→干燥→除麥根→成品麥芽貯藏

2.麥汁制造

麥芽及輔料粉碎→麥芽糖化及輔料糊化→麥汁過濾與洗糟→麥汁煮沸與酒花添加→麥汁沉淀與熱凝固物分離→麥汁冷卻與冷凝固物分離

3.酵母擴(kuò)培

試管液體菌種的培養(yǎng)→500～1000mL三角瓶液體菌種→10～20L卡氏罐液體菌種→150～250L種子罐液體菌種→2t擴(kuò)大種子罐液體菌種→15t酵母繁殖槽液體菌種

4.啤酒發(fā)酵繁殖槽液體菌種入發(fā)酵池（傳統(tǒng)工藝）或者冷卻麥汁和繁殖槽液體菌種入錐形發(fā)酵罐（現(xiàn)代一罐法工藝）→前發(fā)酵→后發(fā)酵

5.啤酒后處理

后發(fā)酵成熟啤酒的過濾→包裝→殺菌→貼標(biāo)→裝箱→入庫第十二頁，共三十一頁，2022年，8月28日（二）啤酒厭氧液體深層釀造的技術(shù)控制

1.麥芽制造·大麥在人工控制的條件下，經(jīng)過清選、浸漬、發(fā)芽、干燥、除根等工藝制成麥芽的過程稱為麥芽制造，簡(jiǎn)稱制麥。其中，浸漬、發(fā)芽、干燥是制麥的三大主要工序?！ぐl(fā)芽后的新鮮麥芽稱為綠麥芽，綠麥芽干燥后稱為干麥芽?！ぶ汽湹哪康摹篼溄?jīng)過發(fā)芽使其固有的酶活化并產(chǎn)生各種水解酶，為糖化麥芽汁的制造提供分解淀粉、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)所需要的酶類?！篼溄?jīng)過發(fā)芽使胚乳物質(zhì)適當(dāng)溶解（分解），為糖化麥芽汁的制造提供有效浸出物。——通過干燥除去綠麥芽中多余的水分和生青味，產(chǎn)生干麥芽特有的色、香、味，從而賦予啤酒特有的風(fēng)味。

第十三頁，共三十一頁，2022年，8月28日

2.麥汁制造（略）

3.酵母擴(kuò)培（略）第十四頁，共三十一頁，2022年，8月28日

4.啤酒發(fā)酵·啤酒發(fā)酵根據(jù)啤酒酵母的特性不同可分為上面發(fā)酵和下面發(fā)酵，二者的發(fā)酵工藝、發(fā)酵設(shè)備、啤酒風(fēng)味等均不相同?！旅姘l(fā)酵的工藝過程分為主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段，生產(chǎn)時(shí)間比較長。而上面發(fā)酵的工藝過程大都只有主發(fā)酵，不采用后發(fā)酵，生產(chǎn)時(shí)間相對(duì)較短?！壳?，世界各國的啤酒生產(chǎn)廠家絕大多數(shù)均采用下面發(fā)酵工藝。·對(duì)于下面發(fā)酵的淡色啤酒工藝而言，又分為：傳統(tǒng)前發(fā)酵和后發(fā)酵工藝、現(xiàn)代一罐法發(fā)酵工藝?！獋鹘y(tǒng)前發(fā)酵和后發(fā)酵：前發(fā)酵在開放式前發(fā)酵池（槽）中進(jìn)行；后發(fā)酵在臥式后發(fā)酵罐中進(jìn)行?！F(xiàn)代一罐法發(fā)酵：在大型露天圓柱椎底形密閉發(fā)酵罐中進(jìn)行前后酵一罐法發(fā)酵。第十五頁，共三十一頁，2022年，8月28日

（1）前發(fā)酵和后發(fā)酵技術(shù)控制①前發(fā)酵（主發(fā)酵）·定義：前發(fā)酵又稱主發(fā)酵，是啤酒發(fā)酵的主要階段，系指冷卻麥汁經(jīng)酵母菌在酵母繁殖槽增殖后，入主發(fā)酵池，此時(shí)麥汁中的溶解氧已基本被酵母菌所消耗，開始進(jìn)行厭氧發(fā)酵，在此過程中，麥汁中大部分可發(fā)酵性糖類進(jìn)行發(fā)酵生成乙醇和二氧化碳，一些主要代謝產(chǎn)物也在此間合成，這種厭氧發(fā)酵成為主發(fā)酵或前發(fā)酵。第十六頁，共三十一頁，2022年，8月28日

②

后發(fā)酵·目的和作用——主發(fā)酵后的嫩啤酒中尚殘留以麥芽糖、麥芽三糖為主的部分糖類，這些糖類在后發(fā)酵期繼續(xù)緩慢發(fā)酵，促使CO2的充分溶解和飽和?！煤蟀l(fā)酵產(chǎn)生的CO2排出酒液中揮發(fā)性的生青物質(zhì)，如乙醛、硫化氫、雙乙酰等，促進(jìn)啤酒的成熟?！煤蟀l(fā)酵酵母細(xì)胞內(nèi)酶的作用充分還原雙乙酰，加速啤酒的成熟。——充分沉降有蛋白質(zhì)和多酚物質(zhì)聚合物形成的冷凝固物及懸浮物（死酵母及酒花樹脂等），促使啤酒的澄清，提高啤酒的非生物穩(wěn)定性。第十七頁，共三十一頁，2022年，8月28日

5.啤酒的過濾、包裝與殺菌（1）啤酒的過濾

·目的和要求經(jīng)后發(fā)酵貯藏后的啤酒中，酵母菌和部分冷凝固物沉于罐底，而其中極輕微的雜質(zhì)粒子仍懸浮于酒液中，因此必須通過過濾即讓啤酒通過分離介質(zhì)，把啤酒液的固體物質(zhì)經(jīng)介質(zhì)分離出去，達(dá)到使啤酒澄清透明、富有光澤的程度，同時(shí)改善啤酒的生物穩(wěn)定性和非生物穩(wěn)定性?！み^濾方式：濾棉過濾硅藻土過濾紙板過濾微孔薄膜過濾。第十八頁，共三十一頁，2022年，8月28日（2）啤酒的包裝·重要性包裝是啤酒生產(chǎn)的最后一大工序，它對(duì)保證成品酒的質(zhì)量和外觀十分重要?！?duì)包裝材料的技術(shù)控制——我國啤酒包裝容量為640mL與350mL兩種規(guī)格，其尺寸及主要技術(shù)指標(biāo)須符合要求，特別是耐內(nèi)壓力不低于1.76MPa。——瓶色分為綠色和棕色兩類，以棕色瓶為好。

第十九頁，共三十一頁，2022年，8月28日（3）啤酒的殺菌·殺菌的目的：保證啤酒的生物穩(wěn)定性，有利于貯藏?！⒕螅涸谧畹偷臍⒕鷾囟群妥疃痰臍⒕鷷r(shí)間內(nèi)，殺死酒液內(nèi)可能存在的有害為微生物?！ぐ退沟聹缇鷨挝唬≒u）：由熱力引起的滅菌效應(yīng)可用巴斯德滅菌單位（Pu）表示，在60℃1min引起的啤酒滅菌效應(yīng)稱為一個(gè)巴斯德滅菌單位，即1個(gè)Pu值，生產(chǎn)中的啤酒滅菌一般控制在15～30Pu值。·瓶裝啤酒的殺菌設(shè)備：隧道式噴淋殺菌機(jī)?！⒕^程：包括預(yù)熱、殺菌和冷卻3個(gè)步驟?！こＲ娖垦b啤酒殺菌技術(shù)控制：預(yù)熱（35℃5min→50℃7.5min）→殺菌（65℃27.5min）→冷卻（50℃7.5min→35℃7.5min→18℃5min）。第二十頁，共三十一頁，2022年，8月28日典型耐氧液體深層發(fā)酵

——發(fā)酵乳及其飲料的生產(chǎn)工藝·發(fā)酵乳制品：系指良好的原料乳經(jīng)一定處理后，通過乳酸菌的發(fā)酵作用制成具有特殊風(fēng)味、較高營養(yǎng)價(jià)值和一定保健功能的乳制品?！ぐl(fā)酵乳制品的種類——發(fā)酵乳飲料（酸牛乳和酸豆乳及其飲料、乳酒）——干酪——酸制奶油·本節(jié)主要以酸牛乳為例介紹耐氧液體深層發(fā)酵生產(chǎn)工藝。第二十一頁，共三十一頁，2022年，8月28日·酸牛乳的發(fā)展概況——20世紀(jì)初，俄國諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者梅契尼柯夫提出“酸牛乳長壽說”?！粋€(gè)世紀(jì)以來，酸牛乳及其飲料促進(jìn)人體健康的機(jī)制逐漸被人們所揭示，酸牛乳及其飲料產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展。——特別是近年來，隨著人民生活水平的提高和健康意識(shí)的增強(qiáng)，我國的酸牛乳及其飲料產(chǎn)量以每年25%的速度遞增?！に崤Ｈ榈亩x：系指新鮮牛乳經(jīng)一定處理后，通過乳酸菌發(fā)酵后制成的發(fā)酵乳飲料。·酸牛乳的類型：根據(jù)生產(chǎn)方式可分為凝固型、攪拌型、飲料型三種。第二十二頁，共三十一頁，2022年，8月28日一.凝固型酸奶的發(fā)酵生產(chǎn)工藝（一）凝固型酸奶發(fā)酵生產(chǎn)的基本工藝原理以新鮮牛乳為主要原料，經(jīng)過凈化、標(biāo)準(zhǔn)化、均質(zhì)、殺菌、冷卻、接種生產(chǎn)發(fā)酵劑、分裝后，通過乳酸菌的發(fā)酵作用，使乳糖分解為乳酸，導(dǎo)致乳的pH值下降，酪蛋白凝固，同時(shí)產(chǎn)生醇、醛、酮等風(fēng)味物質(zhì)，再經(jīng)冷藏和后熟制成乳凝狀的酸牛乳。（二）凝固型酸奶發(fā)酵生產(chǎn)的工藝流程原料鮮乳→凈化→標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)制→均質(zhì)→殺菌→冷卻→接種生產(chǎn)發(fā)酵劑→分裝→發(fā)酵→冷卻→冷藏后熟→成品（注：在上述工藝流程中，“乳酸菌液體菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)即生產(chǎn)發(fā)酵劑的制備工藝”已在“第四章-第二節(jié)-九-（三）-1”中介紹）第二十三頁，共三十一頁，2022年，8月28日（三）凝固型酸奶發(fā)酵生產(chǎn)的技術(shù)控制·原料鮮乳的選擇——必須選擇合格的鮮牛乳，不能選用初乳、未乳、乳房炎乳、病牛乳、酒精陽性乳和高酸度乳。——乳中不得含有抗生素。乳中也不能添加非食品級(jí)添加劑。·凈化：利用離心機(jī)除去牛乳中的白細(xì)胞及其異物。·標(biāo)準(zhǔn)化調(diào)制——目的：為了增加非脂乳固體含量（不得低于12%），改善風(fēng)味，提高粘度，有利于酸牛乳凝固性和硬度?！夹g(shù)控制：一般在凈化后的鮮乳中添加脫脂乳粉0.25～0.5%，蔗糖4～8%。第二十四頁，共三十一頁，2022年，8月28日·均質(zhì)——目的：原料乳經(jīng)過均質(zhì)后，可使酸牛乳質(zhì)地細(xì)膩，凝固均勻，防止乳脂肪上浮?！に嚄l件：采用均質(zhì)機(jī)在60℃8～10Mpa條件下進(jìn)行均勻。·殺菌——目的：原料乳加熱處理可殺死乳中微生物，特別是致病菌，還有鈍化酶、調(diào)節(jié)粘度的作用?！に嚄l件：可采用90～95℃5～10min或135℃2～3S進(jìn)行殺菌?！だ鋮s：殺菌后立即冷卻至40～45℃。第二十五頁，共三十一頁，2022年，8月28日·接種生產(chǎn)發(fā)酵劑——工藝條件：向40～45℃殺菌冷卻后的原料乳中接入生產(chǎn)發(fā)酵劑。兩菌混和培養(yǎng)的發(fā)酵劑接種2～3%，兩菌單獨(dú)培養(yǎng)的發(fā)酵劑各接種1～1.5%?！夹g(shù)調(diào)控：一般接種量大，有利于保加利亞乳桿菌生長；接種量小，則有利于嗜熱鏈球菌生長?！し盅b：接種后立即分裝，分裝后迅速封蓋發(fā)酵。第二十六頁，共三十一頁，2022年，8月28日·發(fā)酵——設(shè)施設(shè)備：在帶有床架的發(fā)酵室中進(jìn)行?！に嚄l件：發(fā)酵溫度控制在42℃，3～5h后，pH降至4.2～4.5，乳酸含量達(dá)0.85～0.95%，酸度為65～75°T，酸牛乳凝固狀態(tài)良好，即為發(fā)酵終點(diǎn)?！夹g(shù)調(diào)控一般發(fā)酵前期，嗜熱鏈球菌生長旺盛，代謝產(chǎn)生L-型乳酸；發(fā)酵后期，保加利亞乳桿菌旺盛生長，代謝產(chǎn)生D-型乳酸。溫度控制偏低，有利于嗜熱鏈球菌生長，發(fā)酵時(shí)間延長；溫度控制偏高，有利于保加利亞乳桿菌生長，發(fā)酵時(shí)間縮短。

第二十七頁，共三十一頁，2022年，8月28日·冷卻——目的：抑制乳酸菌生長，防止產(chǎn)酸過度?！夹g(shù)控制：當(dāng)酸牛乳冷卻至10℃左右即可轉(zhuǎn)入冷庫進(jìn)行低溫后熟?！さ蜏睾笫臁康模旱蜏睾笫旌笫爝^程中，形成香味物質(zhì)和光滑細(xì)膩的質(zhì)地，防止