啤酒发酵工艺流程概述.doc

啤酒发酵工艺流程概述 啤酒发酵部分工艺流程图 麦汁经过酵母的生化代谢作用生成乙醇和二氧化碳，这一由麦汁转化为啤酒的过程称之为啤酒发酵。啤酒发酵是一个复杂的生化和物质转化过程，酵母的主要代谢产物是乙醇和二氧化碳，但同时也形成了—系列发酵副产物如醇类、醛类、酸类、酯类、酮类和硫化物等物质。这些发酵产物决定了啤酒的风味、泡沫、色泽和稳定性等各项理化性能，赋予啤酒以典型特色。 啤酒发酵因所用酵母不同，可分上面发酵和下面发酵两种类型。前者采用上面酵母和较高的发酵温度；后者采用下面酵母和较低的发酵温度。这两类啤酒风味不同，特色各异。 下面发酵是全世界普遍采用的啤酒生产方法。我国98%以上的啤酒都是采用下面发酵方法生产的，下面发酵的啤酒品种有比尔森啤酒，出口啤酒，淡色啤酒等，如我国著名的青岛啤酒就是典型的下面发酵啤酒；而小麦啤酒，阿尔特啤酒，科尔施啤酒等则是上面发酵啤酒，在英国，上面发酵仍是啤酒生产的主要方法。近年来，在我国小麦啤酒受到消费者的普遍欢迎和喜爱，小麦啤酒产量呈明显增长趋势，上面发酵技术也受到人们的重视。 根据传统生产方法，啤酒发酵过程分主发酵（又名前发酵）和后发酵两个阶段。酵母繁 殖和大部分可发酵性糖类的代谢以及发酵产物的形成，均在主发酵阶段完成。后发酵是前发酵的延续，必须在密闭的发酵容器中进行，使残糖分解形成的二氧化碳充分溶于啤酒中，并达到饱和；啤酒在低温下陈贮，使啤酒进一步成熟和澄清。 由于科学技术的不断发展，啤酒发酵过程的生化机理已为人们所掌握。为了缩短发酵周期，提高发酵设备利用率，人们在传统发酵技术的基础上，又创造了许多新型发酵方法如高温发酵、搅拌发酵、加压发酵、连续发酵、固定化酵母发酵等，并开发了多种新型发酵容器。采用这些新技术，可以使主发酵和后发酵在同一容器中进行，既保证了啤酒的品质，又简化了管理和操作，为推动我国啤酒工业发展发挥了重要作用。 第一章　发酵中的物质转化 整个发酵过程可大致分为3个阶段：（1）酵母适应阶段；（2）有氧呼吸阶段；（3）无氧发酵阶段。由于发酵过程连续进行，所以应将主酵和后酵中的发酵变化看作一个相互关联的过程。发酵期间通过酵母新陈代谢形成的副产物起着特殊的作用，这些副产物中的某些物质部分又被重新分解。这些副产物的形成和部分分解与酵母的新陈代谢密切相关，因此要引起注意。 第一节 发酵机理 酵母属兼性微生物，在供氧和缺氧的条件下都能生存。酵母接种后，开始在麦汁充氧的条件下，恢复其生理活性。然后以麦汁中的氨基酸为主要氮源和以可发酵性糖为主要碳源，进行有氧呼吸，并从中获取能量而生长繁殖，同时产生一系列代谢副产物（见表1.9）；麦汁中的氧被耗尽后，酵母即在无氧的条件下进行酒精发酵。 酵母生命活动所需要的能量，可通过两方面获得（见图1.1）： （1）在有氧条件下，酵母行EMP—TCA循环（见图1.1），进行有氧呼吸，糖被分解为水和二氧化碳，并释出能量。在呼吸作用下，每氧化1 mol 葡萄糖的燃烧热为2822kJ，大部分能量转移到ATP高能键中，作为酵母繁殖获取能量的来源。 （2）在无氧条件下，酵母行EMP—丙酮酸—酒精途径（EMP途径见图1.2），进行无氧发酵，糖被酵解，产生乙醇和二氧化碳，并释出能量。发酵过程是糖的生物氧化过程，每1mol葡萄糖发酵时释出的能量约209kJ，其中约96kJ的热量转移至ATP高能键中，其余部分则以热能形式而散失。 葡萄糖的酒精发酵过程共经历12步反应，可划分为4个阶段： 第一阶段：葡萄糖磷酸化生成己糖磷酸酯。 葡萄糖经磷酸化，生成活泼的1，6-二磷酸果糖，为分解成两分子丙糖作好准备。这阶段可由3步反应组成，即葡萄糖磷酸化、异构化及磷酸果糖的磷酸化作用。 （1）葡萄糖的磷酸化—6-磷酸葡萄糖的生成：葡萄糖进入酵母细胞后，在己糖激酶的催化下，先经磷酸化作用，由ATP供给磷酸基及能量，生成6-磷酸葡萄糖。反应需Mg2+激活。 （2）6-磷酸葡萄糖与6-磷酸果糖的互变：6-磷酸葡萄糖在磷酸己糖异构酶的催化下，转化为6-磷酸果糖。 （3）6-磷酸果糖生成l，6-二磷酸果糖：6-磷酸果糖在磷酸己糖激酶催化下，由ATP供给磷酸基及能量，进一步磷酸化，生成活泼的l，6-二磷酸果糖。反应需Mg2+激活。 第二阶段：磷酸己糖分裂为两个磷酸丙糖。 （4）1，6-二磷酸果糖分解生成两分子三碳糖：在醛缩酶的催化下，l，6-二磷酸果糖分子在第3与第4碳原子之间断开，分裂成两个磷酸丙糖，即磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛。 （5）磷酸二羟丙酮与3-磷酸甘油