啤酒酿酒师培训资料(原料酒花、水).ppt

啤酒酿酒师职业资格培训教材,二级酿酒师,原料篇,第3节酒花及其制品生产工艺，质量控制点第4节酿造水处理,3、酒花及其制品生产工艺，质量控制点添加酒花的传统方式是使用整酒花，但这种方法不太经济，酒花有效成分的利用率仅为30%左右。为了提高酒花利用率、方便运输和贮存，人们研制出了许多洒花制品。1908年英国首次使用酒花浸膏生产啤酒；1925年，德国人库尔巴哈（Kolbach）报道了酒花浸膏专利。酒花制品的优点：因为体积小，贮存、运输方便，费用大为降低；酒花苦味质收得率高。采用酒花制品，糖化时，在回旋深沉槽中即可分离，简化了糖化工艺；酒花制品可以准确地控制苦味质含量，因而添加要实现自动计算。1）普通压缩酒花生产传统的酒花生产工艺包括酒花采摘、干燥、人工回潮、压制和打包几个工序。新采收的酒花朵含水分75%-80%，在特制的干燥炉篦子上用热空气干燥至水分为6%-8%，使花梗脱落，再经人工回潮至水分10%左右，再经压制、打包，包装密度在350-500kg/m3。我国一般有50、100kg/包两种包装。压榨酒花就在低温、隔绝空气、避光及有防潮措施的条件下贮藏，长期保藏应在干燥条件下，温度低于-4。周转保藏（不超过一个月）也应在0以下。,贮藏酒花温度高会引起酒花油的挥发、氧化，使酒花香气变差，软树脂逐步氧人化聚合成无酿造价值的硬树脂，多酚氧化聚合，使黄绿色的酒花变成红褐色，这种酒花一般就已经丧失酿造价值。2）颗粒酒花颗粒酒花已成为世界上使用最为广泛的酒花制品，其产量已占全部酒花产量的50%以上。颗粒酒花就是把整酒花粉碎，经过磁性分离，筛分出金属、石块等杂物，然后进入压粒机（同时可充入CO2或液氮）压制成直径2-8mm，长约15mm的短棒状颗粒，经过冷却筛选（筛选出的细粉可以进入压粒机重新利用）后，再抽真空或者充入氮气、二氧化碳等惰性气体包装而成。根据加工方法不同，颗粒酒花可以分为90型颗粒酒花、45型号颗粒酒花以及预异构化颗粒酒花。（1）90型颗粒酒花（普通颗粒酒花）：90型颗粒酒花因减少了部分水分及梗叶等杂物，只为酒花原重的90%。一般用铝箔包装，每袋10kg或20kg。此种颗粒酒花所含的-酸量，由所采用的酒花品种所决定。加工过程中，-酸损失较小。,（2）45型颗粒酒花（浓缩颗粒酒花）：45型颗粒酒花质量只为酒花原重的45%，-酸和酒花油含量比90型颗粒酒花高，-酸可高达20%。加工过程中-酸损失大，因而成本高，价格贵，而且需要比较复杂的设备。（3）预异构化颗粒酒花：这种颗粒酒花系将-酸预先异构化，再制成颗粒。即将上述添加Mg（OH）2的稳定型颗粒酒花，在不超过80下，绝氧加热，在2h内可较容易地将-酸镁盐转化为异-酸镁盐。其转化率可达90%以上，但对酒花其他成分则影响不大。其生产流程为：整酒花经粉碎筛分去杂质后，添加1%食品级Mg（OH）2，压粒后经绝氧加热冷却包装而成。3）酒花浸膏酒花浸膏是以液态、超临界二氧化碳或以水为介质，以颗粒酒花为原料提炼而成的粘稠膏状液体。常见的酒花浸膏品种有：二氧化碳酒花浸膏、异构化酒花浸膏、还原异构酒花浸膏等。各个品种的酒花浸膏均有如下特点：酒花浸膏是浓缩产品，体积小，包装简单、实用，因而贮存、运输非常方便。,需要注意的是：因为酒花浸膏不含单宁等多酚物质，不宜单独使用，必须与颗粒酒花搭配使用，才能达到理想的蛋白质凝聚和沉淀效果。超临界二氧化碳酒花浸膏是以颗粒酒花为原料，利用超临界二氧化碳在50，30MPa条件下进行萃取，然后在较高的温度下回收浸膏。由于二氧化碳是选择性的溶剂，酒花中的硬树脂、单宁、脂肪等物质不会溶解在浸膏中（表1-1-10）表1-1-10CO2萃取酒花浸膏的组成,4）异构浸膏异构浸膏的特点是它在啤酒中具有良好的溶解度，并只含有-酸的异构物，乳化剂和水，不含有多酚物质和酒花精油，它适宜于添加在过滤啤酒中。理论上它的使用量可以占啤酒花用量的25%，并不改变啤酒的风味。它虽有商品性生产，但使用不多，有时应用于调整啤酒的苦味值。制造方法：酒花球果粉碎萃取调节PH8.5并加入催化剂（钾盐）加热异构化转入水箱中分离溶剂得到纯异-酸，调节PH至弱碱性，加乳化剂和有机起泡剂注于金属罐。5）酒花精油酒花油主要是芳香成分，如果添加异构酒花浸膏，则酒花油成分已被预先除掉了。此外，在煮沸锅加酒花的方法，其酒花油成分不是被挥发，就是被氧化，所以人们制出了许多纯度较高的酒花精油。提取方法有两种：（1）常温酒花油蒸馏液在常压下，利用水蒸气蒸馏法。水蒸气蒸出酒花中的酒花油，制成油水乳浊液。此液碳氢化合物比值大，而且含有一部分在蒸馏过程中形成的含硫化合物，此类物质浓度在1g/L时就会使啤酒产生恶劣的气味。,（2）低温酒花油蒸馏液在真空条件下，20左右手，用水蒸气蒸馏法蒸出酒花中的酒花油，由此蒸出的馏分绝大多数是酒花中原有的成分，未经什么变化，含硫物质也比较少，一些低溶解度的碳氢化合物，被残留在酒花中而未被蒸出，因此，这种蒸馏液的碳氢化合物比值相对较低，它的风味相对较好。低温蒸馏液蒸出后，可直接与水混合，配成10002000mg/L的乳化液，在贮酒时和滤酒时添加，其用量为1/10001/4000，相当于啤酒中含有0.251.0mg/L的酒花油。,4、酿造水处理,啤酒酿造用水，首先应符合生活饮用水标准，其中某些项目还应符合酿造啤酒类型所对应的水质要求。如某些项目达不到上述两项的规定，为了适应工艺需要，保证和提高啤酒质量，应对酿造水作适当的改良和处理。要从全面分析水质状况和酿造啤酒的类型、生产规模等方面综合考虑，选择有效、简单、方便的改良或处理方法。啤酒酿造用水的水质处理方式，包括下面内容：机械过滤：除去水中悬浮杂质，改善水的色度和透明度；软化处理：降低水的硬度；水质改良：改善酿造用水的性质；除盐处理：降低水的硬度和除去水中的有害离子；吸附过滤：改善水的色度，减少有机杂质和微生物；消毒与灭菌：杀死和减少水中微生物及藻类。啤酒酿造用水处理方法的选择，见（表1-1-11）所示。,表1-1-11啤酒酿造水处理方法的选择,1）加石膏改良国内啤酒厂在投料水中普遍采用加石膏改良。加石膏改良的主要原理如下：（1）消除HCO3、CO32的碱度Ca2+2HCO3CO2+CaCO3+H2OCaSO4+Na2CO3CaCO3+Na2SO4（2）消除K2HPO4的碱性4K2HPO4+3CaSO4Ca3（PO4）2+2KH2PO4+3K2SO4（3）缺Ca2+的水中调整Ca2+浓度当酿造水中Ca2+低于30mg/L时，加石膏进行调整。石膏添加方法和用量：按计算量直接投入投料水中即可。为了消除碳酸盐的碱度，可按下式计算：,W=nV3.071.3式中W每100L投料水需石膏的克数（g）n投料水的碳酸盐硬度（度）V投料水量（hL）3.07每克碱度相当的CaO石膏克数CaSO42H2O/CaO172/563.071.3石膏附加系数（考虑到石膏的纯度）加石膏改良酿造水可能出现的副作用及注意点：加石膏后伴随产生磷酸钙沉淀，即损失部分可溶性磷酸盐，此磷酸盐是麦汁缓冲物质和酵母营养成分之一。如果醪液中存在碗酸氢镁时，会产生硫酸镁，给啤酒带来苦涩味。水中存在0.71-1.07mmol/L硫酸钙硬度就可消除0.36mmol/L碳酸盐硬度带来的危害，含硫酸钙硬度高的水（如超过2.85-3.57mmol/L），应少加或不加石膏，否则弊多利少。可用CaCl2代替石膏。,酿造水中含磷酸盐硬度太高时，应首先软化至1.07-1.43mmol/L，再加50-80g石膏/L水，效果较好。对水质特别软的酿造水，或除盐处理较彻底的水，补加石膏能改善糖化和麦汁质量。石膏20时的溶解度为2.05mg/L，在32-41间溶解度最大，应选择溶解性能好，纯度高的石膏。2）加酸改良通过加酸消除酿造水中由碳酸氢盐所形成的碱度。这是一种既简便又行之有效的方法，国内外普遍采用。加酸不能改变水的总硬度，但是可将碳酸盐硬度转变为非碳酸盐硬度，改变两者比值，达到降低水的残余碱度（RA值）和PH值，改善水质的目的。其反应如下：Ca（HCO3）2+2H+CO2+Ca2+2H2O如果水的总硬度和暂时硬度都较高时，应先以其他方法处理水，然后加酸降低RA值。在糖化锅中加酸和在煮沸锅中加酸，对降低PH值的效果不同。在煮沸锅中加酸量只需在糖化锅中加酸量的一半，即可降低相同的PH值。虽然如此，为了适应糖化时酶的作用，仍应将一部分酸加入糖化锅和糊化锅中，以降低醪液PH值，有利于酶的作用。加酸的数量，不是依据水质，而是依据某反应需控制的PH。,加酸的种类，原则上是凡符合食品添加剂使用规定的酸均可以添加，我国食品添加剂卫生标准（GB2760-2007）规定在食品中可使用酸度调节剂为：柠檬酸、乳酸、酒石酸、苹果酸、偏酒石酸、醋酸、磷酸等。最大使用量为“正常生产需要量”。啤酒厂加酸的种类不一，一般以加乳酸者多，也有加盐酸、磷酸、硫酸者。添加各种酸对啤酒风味的影响说法不一，各有偏爱。添加乳酸酒味较醇和，过多则出现苦涩；添加盐酸能使啤酒酒体口味圆润丰满，但Cl离子过高易腐蚀管道设备。添加硫酸要视原水中硫酸根离子含量而定，过高的硫酸根离子会使啤酒口味淡薄、苦涩；添加磷酸一般是为了增加酵母营养，一般麦汁中已有足够的磷酸盐，无须另外补充。3）离子交换法处理水离子交换法在水处理和制造高纯水中应用最广泛，啤酒酿造水的处理中，也常用这种方法。它是利用离子交换剂（如树脂）中带的离子（如H+、Na+、OH、Cl）去交换水质中相同符号的离子：2RSO3H+Ca2+（RSO3）2Ca+2H+RN+OH+ClRNCl+OH水中Ca2+、Cl被离子交换剂上H+、OH交换而除去，离子交换剂被Ca2+、Cl交换饱和后，可用HCl、NaOH再生，反复使用。,近代离子交换剂均是化学合成法制成具有树脂状结构的高分子化合物：如苯乙烯系、丙烯酸系、兼性巨孔型等骨架，均可用R-表示。（2）离子交换剂的种类根据结合可交换基团的特性可分成：磺酸型RSO3H+属强酸型羧酸型RCOOH+属弱酸型季胺型RNH+OH属强碱型叔、仲、伯胺型RNH+OH、R=NH2+OH、R-NH3+OH均属弱碱型离子交换树脂和水中各种离子交能力（选择性）的强弱是由各种离子和树脂亲和力的强弱决定的。（3）各种离子交换树脂的使用性能磺酸型强酸性阳离子交换树脂对水中阳离子的交换顺序为：Fe2+Al3+Ca2+Mg2+K+Na+H+Li+可用来去除水中的Ca2+、Mg2+、Na+，并同时释放出来自HCO3的CO2和来自其它盐类的无机酸，用饱和石灰水中和掉无机酸，形成的非碳酸硬度全部是钙硬，即降低了残余碱度，又消除了Mg2+对口味带来的不良影响。,其使用受非碳酸盐硬度（特别是硝酸盐含量高）的限制，如果非碳酸盐硬度过高，应考虑弱碱型阴离子交换树脂联用。羧酸型弱酸性阳离子交换树脂交换顺序为：H+Fe2+Al3+Ca2+Mg2+K+Na+Li+主要用于去除碳酸盐硬度，对碳酸钙含量较高而镁硬含量较低的水效果最佳。使用该树脂，水的非碳酸盐硬度不改变。只能去除部分Na+，要全部去除Na+，要用强酸型阳离子交换树脂。该树脂使用过程中会产生CO2气体，需要设置CO2脱气塔，并配合机械鼓风排除。季胺型强碱性阴离子交换树脂交换顺序为：SO42-NO3-Cl-OH-F-HCO3-HSiO3-可以和阳离子树脂联用，也可以单独使用，去除硝酸盐。可以用NaCl再生，也可以用酸再生，使用方便，经济实惠。但缺点是所有阳离子被交换下来，形成的非碳酸盐全部是氯化物，对啤酒口味不利，也容易腐蚀设备和管道，只适用于低盐水，处理珀非碳盐硬度不变。叔胺型弱碱性阴离子交换树脂交换顺序为：OH-SO42-NO3-PO4-Cl-HCO3-主要用于非碳酸盐硬度的处理，可以降低或除去某些阴离子含量，也是除去硝酸盐的主要方法。可以用来中和强酸型阳离子树脂处理后水中的无机酸，一般情况下，弱碱一性阴离子交换树脂与强酸型树脂联用，能将水中离子去除的比较干净。啤酒酿造水的处理，由于不需要除去水中的全部离子，除盐要求低，可根据水质选择比较简单的系统，依水质按下述顺序选择：,弱酸弱碱单级复床系统强酸弱碱单级复床系统强酸脱气强碱单级复床系统强酸弱碱脱气强酸强碱混合床系统啤酒酿造水处理的交换树脂再生只能用2%-5%HCl和NaOH。（4）对原水的要求使用离子交换树脂处理的原水必须符合如下条件：原水不含有无机或有机的混浊物，浊度低于10mg/L以下，KMnO4耗氧量2mg/L。不含有藻类、原生动物，细菌总数100个/ml。游离氯0.1mg/L，Fe2+M/N2+1.0mg/L水曙在235。4）离子交换膜电渗析法处理（1）基本原理电渗析水处理是离子交换处理的一种特殊形式，水中无机离子在外加直流电场作用下，向两极迁移时，受到阳、阴离子交换膜对水中离子选择性透过，使水中一部分的离子迁移另一部分水中，使处理水分成三部分：被处理后的低离子水、浓水（高离子含量）和极水。,（2）电渗析法的特点离子交换膜只通过交换机制，协助离子“搬家”（让相同电荷的离子透过膜），它不会像交换树脂那样直接参与离子交换而很快失活，因此，不需要经常再生，酸碱耗量低，除盐率一般可在75%-85%，基本满足啤酒酿造水的要求。因此，我国啤酒厂在上世纪70年代广泛采用这种方法。它的水处理费用较低（每m3水耗电约0.6-1.0kwh），运行周期长（每年再生一次）。如果水质污染严重，悬浮物多，会造成隔板沉结，增加阻力，降低流量；含微生物多会造成膜污染；含铁量高会使膜中毒；水温过高会使隔板老化，膜老化。本法在淡水、浓水、极水三者直接排放下，只能得到45%-55%的淡水，对水资源浪费较大。只有在水资源丰富且价格低廉的情况下，采用本法才比较经济。近代城市大型啤酒厂由于水源紧张，已经较少采用此法来处理酿造水。5）反渗透法处理水（1）基本原理水在外界高压下，使之克服溶液本身渗透压力，而使水分子通过半渗透膜，从而除去水中各种盐类。（2）材料和性能反渗透的关键在于制造高选择性和高流量的半渗透膜，一般采用合成材料制作，如醋酸纤维素及其衍生物（尼龙）、芳香族聚酰胺及其它有机合成材料。国内多采用醋酸纤维素膜（简称CA膜），具有高透水性和较好的脱盐能力（除盐率96%-98%）。此外还有三醋酸纤维素膜