複習資料
啤酒工藝學
(一) 啤酒的概念，酒度的表示方法
啤酒是採用大麥和水為主要原料，加酒花，經酵母發酵釀製成的一種含有co2，起泡的低酒精度的飲料。
酒飲料中酒精的百分含量稱作「酒度」
酒度的三種表示方法：
體積分數（%v/v）：每100ml酒中含有純酒精的毫公升數。白酒、黃酒、葡萄酒均以此法表示。 啤酒10°p含酒精3.9%（v/v）
質量分數（%m/m）
啤酒10°p含酒精3.1%（m/m）
標準酒度(proof spirit)
– 能點燃火藥的最低酒精度為標準酒度100度，100標準酒度相當於體積分數57.07％或質量分數49.44％
– 一般按：體積分數2=標準酒度
(二) 釀造啤酒的主要原料有哪些？用大麥作主料的原因？大麥的主要化學成分有哪些？
啤酒生產中使用輔料的意義，常用的輔料有哪些？酒花的化學成分及各自的功能？啤酒生產用水分為哪幾種？
釀造用水的要求？水的硬度（暫時硬度，永久硬度）
啤酒釀造的主要原料：水、大麥、酒花和酵母
大麥用於釀造啤酒的原因
大麥便於發芽，並產生大量的水解酶類（蛋白酶，澱粉酶）
大麥種植遍及全球
大麥的化學成分適合釀造啤酒（澱粉高，蛋白質低）
大麥是非人類食用主糧
大麥的化學成分
1. 澱粉
2. 半纖維素和麥膠物質
3. 蛋白質
4. 多酚類物質
5. 其他物質
1) 類脂物質
2) 無機鹽
3) 其它：磷酸鹽、維生素、酚類物質等。
啤酒生產中使用輔助原料的意義
降低啤酒生產成本
降低麥汁總氮，提高啤酒穩定性
調整麥汁組分，提高啤酒某些特性
常用的輔料:
大公尺——國內大多數廠家使用
玉公尺——少數廠用
小麥——國外使用
蔗糖、葡萄糖和糖漿等
酒花的化學成分:
一、 苦味物質
1. 酒花中的苦味物質包括α-酸、β-酸及其氧化、聚合產物。
2. 提供啤酒愉快苦味的物質
1) α-酸
是啤酒中苦味的主要成分，具有強烈的苦味和很強的防腐能力，可降低啤酒的表面張力，增加啤酒的泡沫穩定性。含量為5%~11%
2) β-酸
● 也是苦味物質，含量為11%
● 它的苦味沒有α—酸大，防腐力比α -酸低。水中溶解度比α—酸小。它更易氧化形成β—軟樹脂。β軟樹脂能賦於啤酒寶貴的柔和苦味
二、 酒花精油
是酒花腺體另一重要成分，新鮮酒花中僅含0.4％~2.0％的酒花精油，它經蒸餾後成黃綠色油狀物，是啤酒重要的香氣**，特別是它容易揮發，是啤酒開瓶聞香的主要成分 。
精油的主要成分是碳-氫結構化合物和碳—氫—氧原子的醇、酮和酯類，其中碳—氫—氧原子的醇、酮和酯類是啤酒中幽雅香氣的主要成分
三、 多酚物質
酒花多酚含量：4-10%，是乙個混合物，主要包括單寧、非單寧等，是引起啤酒混濁的主要成分。對啤酒釀造有雙重作用
多酚的作用
在麥汁煮沸時和蛋白質形成熱凝固物。
在麥汁冷卻時形成冷凝固物。
在後酵和貯酒直至灌瓶以後，緩慢和蛋白質結合，形成汽霧濁及永久混濁物。
在麥汁和啤酒中形成色澤物質和澀味。
啤酒生產用水
釀造用水的質量要求（重點）
1. 外觀無色透明，無懸浮物及沉澱物。
2. 口味有清爽的味感。無鹹、苦、澀等異味。
3. ph值 6~7為宜。
4. 硬度總硬8以下為宜，暫硬2 ~5為好。
5. 有機物高錳酸鉀消耗量應為0~3mg/l。
6. 總溶解鹽類固形物的含量以150~200mg/l為宜。
7. 鐵鹽以不超過0.3mg/l為佳。鐵鹽的存在會氧化麥汁中的單寧，增加麥汁色度，使啤酒帶有鐵腥味並易發生混濁。
8. 錳鹽 0.1mg/l以下為好。微量錳鹽有利於酵母生長，過量則使啤酒缺乏光澤，口味粗糙。
9. 矽酸鹽以sio3計，應在30mg/l以下。過量則麥汁不清，發酵時形成膠團，影響發酵和啤酒過濾；引起啤酒膠體混濁；使啤酒口味粗糙。
10. 其他金屬離子重金屬離子的含量必須符合飲用水的標準。過量抑制酵母和酶的活性，並使啤酒出現早期混濁，對人體健康也是有害的。
11. 硫酸鈣 1~1.5g/l為宜。
12. 氯及氯化物氯含量不超過0.3mg/l。氯化物最適含量為20~60mg/l。
13. 氮化合物硝酸鹽應在0.2mg/l以下。亞硝酸鹽和氨態氮最好不檢出。
14. 有害微生物 37℃下培養24h，1ml水中細菌總數不得超過100個，不得有大腸桿菌和八聯球菌存在。
水的硬度：是指溶解在水中的鹼金屬鹽的總和，而鈣鹽和鎂鹽是硬度指標的基礎。
德國硬度：每公升水中含有10mg的氧化鈣為1度。
水的硬度有兩種：
暫時硬度：水中ca2+、mg2+以酸式碳酸鹽形式存在的部分，因其遇熱即形成碳、酸鹽沉澱而被除去，稱之為暫時硬度 。（控制暫時硬度，有降酸作用）
永久硬度：以硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物等形式存在的部分，因其性質比較穩定，不能夠通過加熱的方式除去，故稱為永久硬度 。
(三) 大麥發芽的目的是什麼？
制麥芽的目的主要有三個：
1. 使大麥生成各種酶，以供製麥芽汁催化劑之用。
2. 使大麥中的澱粉、蛋白質等在制麥芽過程中達到適度降解。
3. 通過麥芽烤焙除去麥芽中多餘的水分和生腥味，產生幹麥芽特有的色、香、味以便保藏和運輸。
(四) 麥芽粉碎的目的和要求？粉碎的方法有哪些？糖化、糊化、液化、老化的概念，浸出物，麥芽汁，無水浸出率的定義。
糖化過程中兩種澱粉酶的作用及各自最適的溫度和ph值。影響澱粉水解的主要因素？糖化方法有哪些？
各有何特點（煮出糖化法（尤其是三次煮出糖化法）的特點（結合糖化過程中幾個主要控制點）。麥汁煮沸的目的，新增酒花的作用及新增的方法。
麥芽粉碎的目的
使整粒穀物經粉碎後有較大的比表面積，使物料中貯藏物質增加和水、酶的接觸面積，加速酶促反應及物料的溶解
粉碎的要求
總的要求是麥芽的皮殼破而不碎，（便於分離）麥芽的胚乳盡可能的碎（增加與水的接觸面積）。但粗、細粉也應有一定的比例
麥芽的粉碎方法
1. 麥芽的乾法粉碎：近代都採用輥式粉碎機
2. 麥芽回潮粉碎：麥芽在很短時間內，通入蒸氣或熱水，使麥殼增濕，胚乳水分保持不變，這樣使麥殼有一定柔性，在乾法粉碎時容易保持完整，有利於過濾
3. 麥芽濕法粉碎：由於麥芽皮殼充分吸水變軟，粉碎時皮殼不容易磨碎，胚乳帶水碾磨，較均勻，糖化速度快。
4. 連續浸漬濕法粉碎：改進了原來濕法粉碎的兩個缺點
糖化：將麥芽和輔料中高分子貯藏物質及其分解產物，通過麥芽中各種水解酶類作用，以及水和熱力作用，使之分解並溶解於水的過程
糊化：當澱粉顆粒經過加熱，迅速吸水膨脹，從細胞壁中釋放，破壞晶狀結構，並形成凝膠過程。
液化：澱粉在熱水中糊化形成高粘度凝膠，如繼續加熱或受到澱粉酶的水解，使澱粉長鏈斷裂成短鏈狀，粘度迅速降低的過程。
澱粉老化：糊化後的澱粉凝膠或初步液化後的澱粉糊，如降溫至50℃以下，產生凝膠脫水作用，即鏈澱粉分子重新整齊規則排列、重疊，鏈之間形成新的氫鍵結合，結構復趨向緊密
浸出物：溶解於水的各種幹物質
麥芽汁：糖化構成的澄清溶液
無水浸出率：麥芽汁中浸出物含量和原料中乾物質之比。
澱粉酶的作用
α-澱粉酶:最適ph5.8-6.0 ,最適溫度65-70 ℃
能任意水解澱粉分子鏈內的α-1,4苷鍵,不能水解α-1,6鍵,最終產物以糊精為主。
β- 澱粉酶：最適ph5.4-5.
6 ,最適溫度60-65 ℃ 從非還原端的第二個α-1,4苷鍵開始,依次將麥芽糖乙個乙個水解下來，不能作用α-1,6鍵,最終產物以麥芽糖為主。
影響澱粉水解的主要因素
麥芽的質量與粉碎度：溶解好，酶量多，糖化快；溶解好，粉碎度影響小，反之應粉細些
非發芽穀物的新增：新增穀物的種類，支、直鏈澱粉的比例，糊化液化程度等都會產生影響
醪液濃度的影響：稀↑，效果↑，以20-40%為宜。
醪液ph的影響：α-澱粉酶最適ph在5.8-6.0，β- 澱粉酶：最適ph5.0-5.5
糖化溫度的影響:63℃時可得最高可發酵性糖，70℃可有最短糖化時間
糖化方法
1. 煮出糖化法
此法的特點是既有物理作用，又有生化作用。此法是將糖化醪的一部分取出，放到糊化鍋裡，逐步公升溫加熱至沸騰，維持一段時間，然後與其餘未煮沸的醪液混合，最終使醪逐步梯級公升溫至糖化終了。
1) 三次煮出糖化法此法的特點是醪液經過三次煮沸和混合，溫度上公升幅度小，更有利於發揮各種酶的作用及物質的溶解。
2) 二次煮出糖化法此法是將第一次煮沸去掉。
3) 一次煮出糖化法此法是將三次煮出糖化法中的第一次和第三次煮沸去掉。
2. 浸出糖化法
糖化醪液自始至終不經過煮沸，單純依靠酶的作用浸出各種物質。原料只使用麥芽，不用輔料。
糖化過程中幾個主要控制點
1、酸休止
32-37℃ ，ph5.2 -5.4，保持一段時間
主要靠低溫酶系的磷酸酯酶對麥芽中的植酸鈣鎂鹽水解，產生酸性磷酸鹽
溶解不良的麥芽經過酸休止，可以提高內切肽酶的活性
2、蛋白質休止
利用內切肽酶和羧肽酶，把蛋白質分解成多肽和氨基酸
45-50℃羧肽酶作用強一些，50 -55℃內切肽酶作用強
作用時間越長，蛋白質分解越徹底
ph的影響也較大，一般在5.2 -5.3左右
3、糖化休止
最適ph為5.5-5.6，主要是-和-澱粉酶作用
60～65℃ -澱粉酶有利，70～75℃對-澱粉酶有利
較好的方法是兩段式糖化法
——有利於-澱粉酶作用
——內切肽酶可協同作用
——核苷酸酶把核苷酸水解成嘌呤、嘧啶的最高溫度是63℃ ，對酵母的生長、繁殖有利
4、過濾溫度(糖化終了溫度)
使醪中除了 -澱粉酶以外，其它水解酶均失活
糖化過濾溫度在70~80 ℃ ，而<80 ℃的原因在於：
溫度過高，時間縮短，會增加皮殼物質中有色、有害物質的溶解，氧化，麥汁色澤加深
麥汁煮沸的目的
1、蒸發水分、濃縮麥汁
使混合麥汁通過煮沸、蒸發、濃縮到規定的濃度
2、使酶變性鈍化，熱殺菌
防止殘餘的α－澱粉酶繼續作用，穩定麥汁的組成成分
消滅麥汁中存在的各種有害微生物，保證最終產品的質量
3、蛋白質變性和絮凝
使高分子蛋白質變性和凝固析出，提高啤酒的非生物穩定性。
4、酒花有效組分的浸出
軟樹脂、單寧物質、芳香成分等，賦予麥汁獨特的苦味和香味，提高麥汁的生物和非生物穩定性。
5、排除麥汁中特異的異雜臭氣
把具有不良氣味的碳氫化合物，如香葉烯等隨水蒸汽的揮發而逸出，提高麥汁質量。
新增酒花的作用
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