啤酒釀造用水的原則與生物酸化技術(shù)

第一單元糖化工段

第一部分啤酒釀造原輔料

第三節(jié)釀造用水質(zhì)量指標(biāo)要求江南大學(xué)生物工程學(xué)院孫軍勇TEL：EMAIL：青島啤酒股份有限公司技能培訓(xùn)啤酒釀造用水的原則離子對(duì)啤酒釀造過程和啤酒產(chǎn)品質(zhì)量的影響生物酸化技術(shù)123本節(jié)的主要內(nèi)容啤酒釀造用水原則釀造用水在啤酒產(chǎn)品中所占的比例按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算可以達(dá)到90%左右或以上，改變水的組成就有可能引起啤酒口味的變化；所以，控制均勻的水質(zhì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的均一程度具有重要的意義，對(duì)不符合釀造用水要求的水一定要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，合理的水處理?yīng)該是按啤酒工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要逆行“調(diào)制水質(zhì)”和“均衡水質(zhì)”的過程，也包括為不同品種需要進(jìn)行的試驗(yàn)水質(zhì)的改良過程。因此，要進(jìn)行水處理控制水質(zhì)時(shí)，應(yīng)注意以下三個(gè)重要的原則：(1)必須按照不同工藝生產(chǎn)過程對(duì)離子的需要程度，提供合適的總離子數(shù)量和控制離子比例的平衡；(2)必須按照生產(chǎn)不同啤酒類型的需要，提供相應(yīng)的滿足風(fēng)味需要的水質(zhì)類型。(3)必須始終按照各種需要保持這種水質(zhì)的相對(duì)穩(wěn)定，也就是保持水質(zhì)的均一程度。鈣離子（Ca2+）是釀造用水最基本、最重要的離子。具有保護(hù)酶、調(diào)節(jié)PH、促進(jìn)蛋白凝聚和酵母的沉降，在發(fā)酵過程形成草酸鈣結(jié)晶去除草酸和獲得較厚實(shí)的啤酒口味等許多方面對(duì)釀造有利的作用。大約有超過1/2以上的鈣離子(原料帶人的和在糖化過程添加的部分)會(huì)在糖化、糊化過程和煮沸過程中損失掉;由于這個(gè)損失，有可能造成釀造過程后期的鈣離子不足而導(dǎo)致一系列影響。所以，應(yīng)該在麥汁煮沸過程中考慮合理的補(bǔ)充，可以按照離子平衡要求使用硫酸鈣或者氯化鈣。鈣離子在釀造過程中需求的參考標(biāo)準(zhǔn)是：糖化與糊化過程應(yīng)達(dá)到60~80mg/L，有利于保護(hù)酶和提高浸出率，適量凝固蛋白質(zhì)；麥汁煮沸過程達(dá)到80~100mg/L，可以幫助控制麥汁的pH，有利于蛋白質(zhì)的凝聚，可以促進(jìn)酵母的凝聚沉降，可以結(jié)合去除發(fā)酵過程中的草酸，在啤酒中應(yīng)保持在30~60mg/L。有利于啤酒口味的醇厚。2）鎂離子（Mg2+）釀造過程對(duì)鎂離子的需求量只有鈣離子的1/2左右，鎂離子大部分來(lái)自于原料。麥芽含有足夠數(shù)量的鎂離子，除非使用高輔料比例生產(chǎn)麥汁或存在鎂離子數(shù)量不足的情況才考慮適當(dāng)補(bǔ)充鎂離子。鎂離子調(diào)節(jié)麥汁pH的作用不如鈣離子，但鎂離子對(duì)酵母承受外界壓力的影響和對(duì)酵母的輔酶具有重要的作用。因此，對(duì)酵母來(lái)說(shuō)，鎂比鈣更重要一些。但過多的鎂離子形成的硫酸鹽、鹽酸鹽具有不良的苦澀味，氧化鎂會(huì)使酒花形成的異構(gòu)化產(chǎn)物苦味度提高；所以，鎂離子的數(shù)量需要控制，通常要求鎂離子含量不超過30mg/L。（6）鋅離子（Zn2+）對(duì)酵母的活性和胞內(nèi)酶體系的激活很重要，特別是對(duì)將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醛繼而生成乙醇的輔酶的影響。添加量控制在0.2~0.4mg/L。國(guó)內(nèi)啤酒離子分析結(jié)果（mg/L）編號(hào)CaNaMgKFeMnZnClPO43-S040.109234023423632723250.040.09011540017033527703200.030.0609431817944028663310.020.0909837818553625773340.030.080.0410841718862612653200.040.070.031043978374330723250.030.13012643016284224743350.030.0909541216693927872990.020.1082401251105433833220.040.12096392271113612622980.030.07077376158123311672970.010.09070392160133686331300.070803801411437206229400.040863891451536297030800.06090377195國(guó)內(nèi)啤酒離子的數(shù)理統(tǒng)計(jì)結(jié)果CaNaMgKFeMnZnClPO43-SO42-平均值37.823.971.2317.30.0240.0840.004794.2386.6179.2最小值26862.0029400.0407031883最大值544187.003390.040.130.04126430271國(guó)外啤酒離子分析結(jié)果（mg/L）國(guó)外啤酒離子分析結(jié)果（mg/L）ZnPMnFeMgCaNaK10.013213.500.0580.07966.8186.7131.68555.120.117117.640.1170.15662.6642.2920.97283.730.166224.640.1130.24096.6745.8682.06476.440.133108.940.0370.29948.0771.4513.18365.150.040171.670.0640.11655.4642.2310.43277.460.049123.990.0330.16544.8947.7338.25425.370.081126.420.0730.08160.1835.8619.45315.780.102176.630.0470.12170.0493.3027.42367.190.120183.330.0390.11454.1038.9126.36251.0100.975239.520.1170.24563.1149.3431.93340.8110.234114.050.0560.17744.1142.2336.68275.7120.062108.610.0310.15743.1071.708.36336.3130.021201.560.0950.20490.1140.5370.29360.8140.055297.270.1280.37871.1354.9766.41333.1150.012116.860.0770.11049.9829.0722.53200.2160.022222.900.0630.12958.2730.5146.28255.2170.018167.050.1050.08377.7742.5924.14357.2180.023199.740.0600.06083.29107.8922.85389.2190.008228.450.1630.20083.4129.03103.03457.6200.041379.360.2480.20294.3860.0397.72475.3210.020210.810.1140.08694.0275.7615.39491.4220.001251.430.1360.05793.2295.7022.05495.7230.063263.970.1051.06586.7333.5649.83432.9240.030242.430.1520.21389.1937.9348.19304.9250.061276.660.1980.09790.3576.7688.36355.4260.009282.620.1740.162109.7390.3812.41494.3270.064279.290.1590.258109.6752.6232.68445.2280.006232.680.1990.916105.8174.2051.96421.3290.281216.900.1000.33174.4919.8558.71442.8300.022278.150.1750.09693.7386.7821.89517.6310.017381.030.1540.140266.5975.8524.73832.9320.013268.310.3040.432265.4846.2322.21648.4國(guó)外啤酒金屬離子的數(shù)理統(tǒng)計(jì)結(jié)果

ZnPMnFeMgCaNaK平均值0.09215.820.1150.22487.3957.1239.01405.66最小值0.001108.610.0310.05743.1019.858.36200.20最大值0.975381.030.3041.065266.59107.89103.03832.90國(guó)內(nèi)外啤酒中的鈣離子含量頻率分布圖的比較國(guó)內(nèi)外啤酒中的鈉離子含量頻率分布圖的比較國(guó)內(nèi)外啤酒中的鎂離子含量頻率分布圖的比較國(guó)內(nèi)外啤酒中的鉀離子含量頻率分布圖的比較國(guó)內(nèi)外啤酒中的鐵離子含量頻率分布圖的比較國(guó)內(nèi)外啤酒中的錳離子含量頻率分布圖的比較國(guó)內(nèi)外啤酒中的鋅離子含量頻率分布圖的比較國(guó)內(nèi)啤酒中的氯離子含量頻率分布圖國(guó)內(nèi)外啤酒中的磷酸根離子含量頻率分布圖國(guó)內(nèi)啤酒中的硫酸根離子含量頻率分布圖生物酸化欲技術(shù)醪液和麥緞汁生物酸椅化為何在響啤酒廠興稻起？醪液和澤麥汁PH值下降會(huì)啞給現(xiàn)代糖外化工藝帶動(dòng)來(lái)哪些優(yōu)竄點(diǎn)？生物酸微化及由魔此出現(xiàn)吳的低PH值會(huì)改善例成品啤酒暫口味及感縱官嗎？麥汁酸辱化還會(huì)訪有哪些穴優(yōu)缺點(diǎn)摘？生物乳酸谷酸化對(duì)于飾生產(chǎn)一種乳特種啤酒警絕對(duì)必要由嗎？以上是采些用生物酸脾化先進(jìn)發(fā)柄酵工藝時(shí)辨應(yīng)特別考艇慮的原則慣問題。生物酸化刻的起源生物酸化管技術(shù)是指以械乳酸發(fā)村酵法的劑方式添脈加足夠滅的生物拋酸以達(dá)夏到糖化麥過程pH的最佳買值，滿趣足啤酒優(yōu)釀造的玻需要，擦而無(wú)須晨再添加寶額外酸。190剛6年，德國(guó)賊人Ott蒜oF溝ran筐cke生產(chǎn)啤酒1909年，提寫出生物紅酸化的壓實(shí)驗(yàn)方技案1911年10月的VLB會(huì)議，Wil秤hel江mW衛(wèi)ind鍛ish教授做了只關(guān)于“利羅用德氏乳持桿菌人工島酸化麥芽額漿”的報(bào)區(qū)告196績(jī)1年Ric麥har羊dv椅ait胡l在釀造世乖界上發(fā)表桑了一篇關(guān)移于生物酸蜘化研究的亞文章。他傷使用酸化跨容器中制昨備的酸化逮麥汁對(duì)醪拖液和麥汁泡進(jìn)行酸化鈔。生物酸化考在德國(guó)193修2年便已橋獲得稅闖務(wù)部門錄許可。他認(rèn)為乳喪酸菌的培吐養(yǎng)應(yīng)在47℃的無(wú)酒爆花麥汁劉中進(jìn)行憶，實(shí)際論的理想饒溫度比立這略低終些，人曾們選擇愈較高培區(qū)養(yǎng)溫度斃是為阻粘止其它旋微生物賽。分為醪汽液酸化河和麥汁潮酸化兩睡部分降低糖化能醪pH值的方喊法①添加無(wú)掩機(jī)酸或有州機(jī)酸；②添加酸嚷麥芽；酸好麥芽的添誤加量為原資料的3～5%，最大培可達(dá)10%；③添加刪生物酸沒化麥汁恩。乳酸濃度蓄測(cè)量方法取25ml乳酸菌液桂添加溴百仍里酚藍(lán)指吵示劑用NaO折H滴定至PH值為7，根據(jù)消參耗的氫氧款化鈉的體抗積來(lái)確定速生物酸化霧乳酸麥汁板的乳酸濃滿度。生物酸娛化的優(yōu)沉點(diǎn)生物酸尾化比化粱學(xué)酸化久所能達(dá)軍到的提艘高酶活傳作用更佳有效，構(gòu)特別是汪在降低-葡聚糖含像量，提高去糖化醪過到濾性能方令面。從生物順?biāo)峄臐?rùn)實(shí)驗(yàn)和陸應(yīng)用上顏來(lái)看，糠其優(yōu)點(diǎn)細(xì)是明顯則的。生物酸化廣技術(shù)可以淺增強(qiáng)原料忌中各種酶油的活性，文使所有的去分解過程駱進(jìn)行的更漿快更徹底傾，減少雜伙菌污染的迎可能性，堵從而提高腹啤酒的生槽物穩(wěn)定性略和原料的姓利用率，淚改善麥汁卡的組成成緣瑞分和麥汁刮與啤酒的語(yǔ)過濾性能冶，提高產(chǎn)蜘品的最終言發(fā)酵度。麥芽醪pH值的降狂低，減殿少了金牽屬螯合喂鍵的連厘結(jié)，增攤強(qiáng)了酵片母對(duì)鋅旦的吸收莫，從而遭抑制了命副產(chǎn)物炮的生成散。而麥汁pH值的降低象，不僅有優(yōu)利于活性棚單寧等物植質(zhì)的浸出只，在煮沸伴時(shí)有利于塌大分子蛋蓋白質(zhì)的凝摔聚沉淀，閘而且更加囑接近啤酒嘩混濁物的額主要成分-球蛋白浪的等電夾點(diǎn)，從云而使得愛啤酒具灰有較好上的蛋白境質(zhì)組成咱，因此測(cè)，發(fā)酵父液中，炭蛋白質(zhì)露、多酚顏組成的磚冷凝固已物對(duì)酵小母的影榜響較少俱，酵母堅(jiān)的降糖傍速度加提快，縮農(nóng)短了啤銜酒的生面產(chǎn)周期封，有效豆地提高汁設(shè)備的像利用率尚。生物酸然化麥汁約相對(duì)于尺化學(xué)酸而化麥汁環(huán)含有更吸多的還棵原物質(zhì)朋，可以令防止多演酚氧化底，從而廁賦予啤吊酒更加悅良好的恢色澤。此外，乳仿酸菌能分昨泌一些抗深菌物質(zhì)，喊可抑制多蠟種啤酒污黎染菌的生缺長(zhǎng)和繁殖匙?？偟膩?lái)娃說(shuō)，生物竟酸化技術(shù)筋不單單起質(zhì)到了降酸描作用，而屑且能增加概糖化過程既中起主要猾作用的酶接（蛋白酶謎、淀粉酶癥、葡聚糖專酶），提弟供天然抗稈菌物質(zhì)。生物酸提化的缺林點(diǎn)需要增競(jìng)加乳酸嗽菌培養(yǎng)閥設(shè)備的錫投資增加了染殃菌的危險(xiǎn)對(duì)生物酸執(zhí)化乳酸菌蒸的要求乳酸菌洲為革蘭平氏陽(yáng)性敲菌，過梯氧化氫痛酶試驗(yàn)窯呈陰性變，微需唇氧氣，幫不產(chǎn)生迷孢子，且不運(yùn)動(dòng)宮，在顯卻微鏡的煙暗視場(chǎng)聯(lián)中能夠誰(shuí)強(qiáng)烈折席光。在跳所有的頭乳酸菌天中，包碑括許多局種乳酸句菌菌種斧，在這往些菌種勁中，針恐對(duì)麥汁糧、發(fā)酵娛液與啤駕酒而言乓，很多恨乳酸菌落菌種是旬有害的(如L.l樸indn丙er、L.尊bre漫vis、L.修cas循ei等)，但也有習(xí)些乳酸菌邪是無(wú)害的(如L.a痕mylo栗voru嗽s與L.a并mylo騙lyti青cus等)．正是婦有了這龜些無(wú)害勿的乳酸腦菌菌種鉗，使得綁生物酸舅化技術(shù)近能在實(shí)鴉際生產(chǎn)梢中得以省應(yīng)用。被選用榆的用于靠麥汁酸恭化技術(shù)剖的乳酸仿菌菌種傾要滿足蹲以下各孩項(xiàng)工藝園與質(zhì)量謊方面的睛要求：能夠很依好地適親應(yīng)未加吳酒花的茫麥汁的塔生長(zhǎng)環(huán)料境，生凝長(zhǎng)速度圍快，盡閃量高產(chǎn)L-乳酸。書乳酸的絞構(gòu)型分佛為3種：D-型、L-型、DL-型。人體議只能吸收員其中的L-型部分噸，過多宏的食用D-型或DL-型乳酸廚可導(dǎo)致作人體代師謝功能暴的紊亂掩，而目柔前作為芬食品添花加劑的碰乳酸絕斗大多數(shù)駁是DL-型。產(chǎn)酸屯量大，最熔終酸含量柔應(yīng)能達(dá)到1.0％～1.5％，利今于有效瘡地添加希與調(diào)整銀，而且趨能夠很渡好地防臺(tái)止與抑慘制其它蛇雜菌的香生長(zhǎng)。能夠適晌應(yīng)較高錯(cuò)溫度的真生長(zhǎng)環(huán)虜境，利蛛于乳酸目菌更旺狠盛地生幕長(zhǎng)繁殖禽，從而貍達(dá)到產(chǎn)矛酸快、牧多產(chǎn)酸勢(shì)的生產(chǎn)喬工藝目糟的。乳散酸菌較孤適合生裝長(zhǎng)繁殖堂的溫度牢范圍一棉般在45℃～52℃，最適生察長(zhǎng)繁殖溫垮度為47℃～49℃，低于30℃時(shí)乳酸塌菌的生謝長(zhǎng)與繁默殖會(huì)受境到較大狼抑制。不生成雙葬乙酰、胺件類物質(zhì)與仔其它影響設(shè)啤酒風(fēng)味閱與口味的蓬不利成份齡。菌體本身僅最好含有茄可分解淀證粉、蛋白策質(zhì)、β-葡聚糖等貝的酶系，桿能夠最大踏限度地利怖用麥汁中挪可利用的成一切物質(zhì)能，以達(dá)到盲生產(chǎn)目的取。菌株應(yīng)們易于分愚離、純構(gòu)化和培疫養(yǎng)。對(duì)工藝蔑流程的垂要求用于麥樣汁生物吃酸化的涉設(shè)備比燥較簡(jiǎn)單鍋，一般刊由繁殖薪罐與混臟合添加尺罐兩大彩部分組份成，繁腿殖罐最掛好安裝成于單獨(dú)紫的房間蘭內(nèi)隔離利，以防好感染生球產(chǎn)過程乒。因乳酸菌趙在生長(zhǎng)、筑繁殖中有遼一定的溫癢度要求，弟所以這些納繁殖罐與種混合添加毛罐還要配浸有加熱裝億置、溫度廳控制裝置呼和保溫層于。各容器鋸應(yīng)具有鑄液位顯烘示裝置猾，以便侵于準(zhǔn)確碼添加新竟鮮麥汁荒與酸化學(xué)處理后宜麥汁的儉準(zhǔn)確應(yīng)連用。此外，生嫁長(zhǎng)罐的個(gè)歸數(shù)應(yīng)與糖舌化生產(chǎn)中騙日糖化鍋詠次相適應(yīng)好，可以多塘設(shè)置幾個(gè)涌生長(zhǎng)罐．天也可以采感用容積大恐一些的生臣長(zhǎng)罐，但賊這時(shí)需要拋一個(gè)能容緣瑞納相適應(yīng)丟于日糖化朱生產(chǎn)批次亭的乳酸麥東汁暫存罐登，以便于賊糖化生產(chǎn)竹的及時(shí)取炎用。此暫存罐史也應(yīng)具有劑加熱裝置合，可以將糞罐中暫存棄的酸化麥救汁加熱煮譜沸，終止痕其酸化過身程，便于縮慧乳酸添加符量的準(zhǔn)確扭計(jì)算。生物酸詳化生產(chǎn)服工藝的止要求：培養(yǎng)過程旺中應(yīng)在二諸氧化碳的架環(huán)境下進(jìn)旋行，因?yàn)槠廴樗峋蛇m合在厭姻氧環(huán)境中小生長(zhǎng)繁殖厚，同時(shí)由嘩于二氧化姥碳的存在終，還可以愛抑制乳酸急麥汁中最沃主要的雜散菌——假絲酵蒜母的生剪長(zhǎng)與繁辟殖。如立果二氧秀化碳?xì)庾u(yù)體能夠符以一定趁的壓力時(shí)從容器堆的底部跑進(jìn)入，朽它還可蘇以起到復(fù)代替機(jī)私械攪拌骨的作用構(gòu)與效果絕，從而職