学习情景项目啤酒的生产技术课件.ppt
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1、生化产品生产技术教学课件项目项目1 1 啤酒生产技术啤酒生产技术学习情景2 酒类的生产项目项目2 2 啤酒生产技术啤酒生产技术啤酒的分类啤酒的分类 1. 制备麦芽制备麦芽2. 3.子子情情景景制备啤酒制备啤酒 实验室用的啤酒发酵设备实验室用的啤酒发酵设备 现代化发酵车间一角现代化发酵车间一角 发酵罐的瓦楞型外包装板材发酵罐的瓦楞型外包装板材 某啤酒厂发酵罐区某啤酒厂发酵罐区预备知识预备知识一、啤酒的分类一、啤酒的分类 啤酒指的是以麦芽(包括特种麦芽)为主要原料,以大米或其它谷物为辅助原料,经麦芽汁的制备,加酒花煮沸,并经酵母发酵酿制而成的,含有二氧化碳、起泡的、低酒精度(2.5%-7.5%)的
2、各类鲜熟啤酒。 1.1.定义定义酵母营养转化示意图产物:主要代谢产物其它代谢副产物热能麦汁啤酒酵母酵母营养物质碳水化合物氮类化合物矿物质维生素,微量元素 2.2.种类种类按生产方法和酵母种类分上面发酵啤酒下面发酵啤酒按啤酒的原麦汁浓度分低浓度啤酒:麦汁浓度2.58 P中浓度啤酒:麦汁浓度912 P高浓度啤酒:麦汁浓度1322 P你知道啤酒的度数指什么吗? 鲜啤酒按啤酒是否杀菌分 熟啤酒 纯生啤酒 干啤酒 稀释啤酒 无醇啤酒新啤酒品种分 按啤酒的色泽分 淡色啤酒 浓色啤酒 黑色啤酒二、啤酒生产工艺流程大麦由胚、胚乳和皮层构成大麦由胚、胚乳和皮层构成胚乳是胚的营养仓库,由贮藏淀粉的细胞层和贮藏脂肪
3、的细胞层构成,提供胚发育所需营养。皮层内含有桂酸、单宁苦味物质等,对酿造有害,但皮壳在糖化醪过滤时可作为过滤层而被利用。任务任务1 1 麦芽制备麦芽制备 一一、认识大麦及其他原料认识大麦及其他原料1 1、大麦、大麦 根据大麦在穗轴上的排列方式不同,可将大根据大麦在穗轴上的排列方式不同,可将大麦分为麦分为二棱大麦、四棱大麦和六棱大麦。二棱大麦、四棱大麦和六棱大麦。酿酿造啤酒通常用造啤酒通常用二棱大麦。二棱大麦。大麦的化学成分大麦的化学成分碳水化合物碳水化合物蛋白质蛋白质 主要是淀粉,占大麦干物质的 58-65另外还有纤维素、半纤维素和麦胶物质、糖类等。 占大麦干物质的9-12,其中一部分是酶类。
4、 大麦经过发芽后,酶的种类和活力会有所增加。n清蛋白(麦白蛋白)占蛋白质总量的4%,对啤酒泡持性起重要作用。n球蛋白(麻仁球蛋白)占蛋白质总量的31%,球蛋白是引起啤酒混浊的重要物质。n醇溶蛋白(胶蛋白)占蛋白质总量的36%,是造成混浊的重要成分。n谷蛋白:占蛋白质总量的29%。和醇溶蛋白一样,是构成麦糟蛋白质的主要成分,也是由多种组分构成。 哪些蛋白质能引起啤酒浑浊? -葡聚糖是半纤维素的重要组成部分。胚乳半纤维素主要含-葡聚糖及少量的戊聚糖;谷皮半纤维素主要含戊聚糖及少量的-葡聚糖和糖醛酸。麦胶物质在组成上与胚乳半纤维素无差别,只是分子量比半纤维素低。 半纤维素与麦胶物质 大麦含多酚物质约
5、0.1%-0.3%,主要存在于糊粉层和种皮中。麦汁煮沸时,多酚物质和蛋白质结合,生成不溶性沉淀物,造成啤酒浑浊的主要原因。 酚类物质 原料大麦的质量鉴定原料大麦的质量鉴定 千粒重为34-45g,发芽力90 ,发芽率96。 水分为12-13,淀粉为63-65,蛋白质为9-13。2、啤酒花 啤酒花简称酒花,又称蛇麻花。蛇麻为啤酒花简称酒花,又称蛇麻花。蛇麻为大麻科葎草属多年生蔓性草本植物,系雌雄大麻科葎草属多年生蔓性草本植物,系雌雄异株,用于啤酒酿造者为成熟雌花。异株,用于啤酒酿造者为成熟雌花。 酒花树脂: 10-20 酒 花 油: 0.5-2 多酚物质: 4-8 其 他: 单糖、蛋白质、果胶等。
6、 酒花树脂酒花树脂赋予啤酒特有的苦味和防腐能力;赋予啤酒特有的苦味和防腐能力;酒花油酒花油赋予啤酒香味;赋予啤酒香味;多酚物质多酚物质具有澄清麦汁和赋予啤酒醇厚酒体的作用。具有澄清麦汁和赋予啤酒醇厚酒体的作用。酒花树脂包括酒花树脂包括 - -酸、酸、 - -酸等成分,其中酸等成分,其中 - -酸是啤酒苦味的酸是啤酒苦味的主要来源,也是衡量啤酒花质量优劣的重要指标之一。主要来源,也是衡量啤酒花质量优劣的重要指标之一。保藏:保藏:要求低温贮存。以避免要求低温贮存。以避免 - -酸被氧化。酸被氧化。酒花制品:酒花制品:酒花粉、酒花浸膏、酒花油、颗粒酒花。酒花粉、酒花浸膏、酒花油、颗粒酒花。 3 3、
7、辅料、辅料(1 1)使用辅料的作用)使用辅料的作用 降低啤酒生产成本,降低啤酒生产成本, 有利于提高啤酒的非生物稳定性和降有利于提高啤酒的非生物稳定性和降 低啤酒色度,低啤酒色度, 提高设备利用率,简化生产工序提高设备利用率,简化生产工序 。(2)辅料的种类及使用量大米大米国内大多数厂家使用;国内大多数厂家使用;玉米玉米少数厂用。少数厂用。使用量使用量原料的原料的2020-30-30,有的厂高达有的厂高达4040-50-50。大麦大麦国外使用,使用量不超国外使用,使用量不超过过2020。另外,也可直接添加糖类,如蔗糖、葡萄糖和糖另外,也可直接添加糖类,如蔗糖、葡萄糖和糖浆等,使用量一般为原料的
8、浆等,使用量一般为原料的1010。4 4、水、水 酿造用水酿造用水啤酒生产用水啤酒生产用水普通用水普通用水糖化用水、洗涤麦糟用水糖化用水、洗涤麦糟用水灭菌、冷却、锅炉用水灭菌、冷却、锅炉用水直接影响啤酒质量直接影响啤酒质量要求符合饮用水标准要求符合饮用水标准除符合饮用水标准外,还需满足酿造专业要求除符合饮用水标准外,还需满足酿造专业要求需要进行软化、去离子等处理需要进行软化、去离子等处理 啤酒生产中对酿造用水要求比较严格,除应符合生活饮啤酒生产中对酿造用水要求比较严格,除应符合生活饮用水标准外,还要符合啤酒专业上的一些要求。用水标准外,还要符合啤酒专业上的一些要求。二、制麦二、制麦1、大麦浸渍
9、(1)浸麦的目的 使大麦吸收充足的水分,利于发芽; 洗去大麦表面的尘埃、泥土和微生物。n浸麦水温:8-16为宜,最高不超过20 。n麦粒大小:麦粒小吸水快,麦粒大吸水慢。n含氮量 :蛋白质含量越高吸水越慢,蛋白质含量低吸水快。n麦粒的胚乳状态:麦粒中粉状粒含量高吸水快,玻璃质粒多吸水慢。通风:增加麦粒的呼吸和代谢作用,加快吸水速度,促进萌发 (2)浸麦理论3.3.浸麦方法及操作要点浸麦方法及操作要点 快速法:在发芽箱中连续通入湿空气,氧气供应充分,使浸麦和发芽时间大为缩短。此法适合于箱式发芽。又叫断水浸麦法,即先将大麦上水浸泡又叫断水浸麦法,即先将大麦上水浸泡一段时间,然后把水放掉,进行空气休
10、止,一段时间,然后把水放掉,进行空气休止,并通风排并通风排COCO2 2,一段时间后再放进新鲜水,一段时间后再放进新鲜水浸泡,如此反复,直至达到所要求的浸麦度。浸泡,如此反复,直至达到所要求的浸麦度。常用的有浸常用的有浸2h2h断断6h6h、浸、浸4 4断断4 4、浸、浸4 4断断6 6等。等。整个浸麦时间约整个浸麦时间约40-72h40-72h。浸水断水期间,用水雾对麦粒淋洗。浸水断水期间,用水雾对麦粒淋洗。喷雾浸麦法的特点耗水量较少,供养充足,喷雾浸麦法的特点耗水量较少,供养充足,发芽速度快。浸麦水温一般不超过发芽速度快。浸麦水温一般不超过2020。 间歇浸麦法间歇浸麦法喷雾浸麦法6 图4
11、-2 锥底浸麦槽1.压缩空气进管;2.升溢管;3.多孔环形风管;4.旋转式喷料管;5.溢流口;6.大麦排出口 7.进水口;8.出水口8523714平平 底底 浸浸 麦麦 槽槽4.浸麦度大麦浸渍后所含水分的百分率,一般为43-48。浸麦度的控制 浸麦适中:握在手中发软而且有弹性; 浸麦不足:麦粒发硬、刺手、弹性小、不能弯曲; 浸麦过度:麦粒太软、无弹性。也可以用牙咬观察胚乳有无白心来判断。2 2、发芽、发芽 形成各种酶类,并使原来存在于大麦中的非活化酶得到活化和增长,使麦粒中的高分子物质(淀粉、蛋白质、半纤维素)得到部分溶解,以利于糖化。(1)发芽技术条件发芽温度:浅色麦芽控制在12-16;浓色
12、麦芽控制在18-22。空气相对湿度大于95发芽时间浅色麦芽控制为6d,浓色麦芽为8d。通风:发芽初期应及时通风供氧发芽后期应适当减小通风量,增大麦层空气中二氧化碳含量。(2 2)发芽方法)发芽方法地板式发芽地板式发芽和和通风式发芽通风式发芽 地板式发芽是传统地板式发芽是传统发芽方法,现已逐步发芽方法,现已逐步被通风式发芽所取代。被通风式发芽所取代。目前,使用较普遍的目前,使用较普遍的是萨拉丁(是萨拉丁(SaladinSaladin)发芽箱。发芽箱。 图4-3 萨拉丁发芽箱 1.翻麦机;2.送风机;3.空气冷却器;4.调湿喷嘴5.出料送料机;6.卸料器;7.新空气入口;8.多孔板;9.地板清洗器
13、745239816n大麦经浸渍后送至发芽箱,前期温度控制在14左右,到第4-5d ,温度升至18-20,以后逐渐下降;萨拉丁(萨拉丁(SaladinSaladin)发芽箱的操作要点)发芽箱的操作要点n 最好采用连续通风,若间歇通风,每天早中晚各通风1次,每次15分钟,空气相对湿度保持在95%以上,后期通风的次数和风量应减少。 图4-4 麦堆移动式(Wanderhaufen)发芽体系 1.翻麦机;2.麦层;3.排风筒;4.混合空气风道5.干燥风机;6.单层干燥炉;7.排潮风筒;8.发芽风机;9.发芽空调室54986321冷风7浸渍大麦 淀粉在发芽期间的变化趋势是淀粉链逐渐变短,直链淀粉比例增加,
14、并生成部分低糖和糊精。发芽期间由于呼吸作用,淀粉被消耗一部分一般经过发芽过程,淀粉损失大约在4%-6%。淀粉的变化淀粉的变化(3 3)发芽过程中物质变化)发芽过程中物质变化 胚乳半纤维素的主要成分是-葡聚糖,此物质的水溶液粘度极高。该物质在发芽期间在-葡聚糖酶的作用下进行分解,大约降低70%-90%。有了这样的变化,就可以降低浸出物的粘度,有利于麦芽的溶解和麦汁的过滤。半纤维素的变化半纤维素的变化 大麦中的含氮物质大部分 是高分子蛋白质。在发芽过程中,部分蛋白质受蛋白酶的作用而分解为低分子肽类和氨基酸。这些分解产物被输送到胚部,合成根芽、叶 芽中的蛋白质。这样在发芽过程中,就形成了蛋白质不断被
15、分解与合成的过程。 蛋白质的变化蛋白质的变化 蛋白质分解度的测定 库尔巴哈值(蛋白质溶解度):可溶性氮占麦芽总氮的百分率。 此值一般在35%-45%之间,以38%-42%为最佳。 大麦中含酸极少,酸主要是在发芽过程中生成。发芽过程中,磷酸盐、有机酸,乳酸、乙酸等 ,蛋白质分解生成氨基酸。 酸度的变化酸度的变化 (4)绿麦芽的质量检验 发芽好的麦芽称为绿麦芽,要求新鲜、松软、无霉烂; 溶解良好手指搓捻呈粉状,发芽率在90%以上;叶芽长度为麦粒长度的2/3-3/4。 3、绿麦芽干燥(1)干燥目的停止绿麦芽的生长和酶的分解作用;除去多余的水分,防止麦芽腐败变质,便于贮藏;使麦根干燥,便于脱落除去;除
16、去绿麦芽的生青味,增加麦芽的色、香、味。 (2)干燥工艺绿麦芽干燥过程大体分为凋萎期和焙焦期二个阶段。凋萎期 一般从35-40起温,每小时升温2,最高温度达60-65,所需时间15-24h。此阶段要求风量大,每2-4h翻麦一次。麦芽干燥程度含水量在10%以下。 麦芽凋萎后,每小时继续升温2-2.5 ,最高温度达75-80,约需5h,使麦芽水分降至5%左右,此期间每3-4h翻动一次。进一步提高温度至85,使麦芽含水量降至5%以下。深色麦芽可增高焙焦温度至100-105。 焙焦期 (3 3)干燥设备)干燥设备垂直式干燥塔和水平式干燥炉(单层、两层或三层)垂直式干燥塔和水平式干燥炉(单层、两层或三层
17、) 。 平面式干燥炉:平面式干燥炉:垂直式干燥塔:垂直式干燥塔:主要有加热装置、水平式烘床、通风装置等。主要有加热装置、水平式烘床、通风装置等。热量由燃烧炉供给,热空气向上升逸,穿过热量由燃烧炉供给,热空气向上升逸,穿过绿麦芽层,使绿麦芽脱水干燥。绿麦芽层,使绿麦芽脱水干燥。外形为方型多层建筑,内装有对立式烘床,外形为方型多层建筑,内装有对立式烘床,麦芽在两片烘床的夹缝中,热空气从水平麦芽在两片烘床的夹缝中,热空气从水平方向送入绿麦芽层,烘床间距即为麦芽的方向送入绿麦芽层,烘床间距即为麦芽的厚度,一般为厚度,一般为20cm20cm。(4)干燥过程中的物质变化 酶的变化:随着干燥温度的升高,麦芽
18、中的酶活力下降。 因为酶对干燥温度的抵抗力,不仅取决于温度的高低,还依赖于麦芽中的水分含量。因此,在麦芽水分含量降至10%以下之前,温度不能超过50,否则,酶活力损失过大。残存酶活力(%)淡色麦芽浓色麦芽淀粉酶蛋白酶半纤维素酶60-8080-902030-5030-4020高燥过程残存酶活力淀粉的变化 蛋白质的变化干燥前期,淀粉分解较多,最终产物主要是葡萄糖、转化糖和蔗糖。有害的-葡聚糖在干燥过程中显著下降。干燥前期进一步分解,可溶性氮和甲醛氮显著增加,干燥后期,由于形成类黑精,数量显著下降。总氮量在干燥前后无显著变化,只是组成比例发生变化。类黑精的形成二甲硫(DMS)的形成 类黑精是一类褐色
19、至黑色的胶体物质,具芳香味,有不同程度的着色力,具还原性和酸性。在啤酒中呈胶体,带负电荷,对啤酒的生泡性和泡持性有利。二甲硫过多时,影响啤酒的风味。蛋白质(大麦中) 发芽 含硫氨基酸 二甲硫麦汁煮沸4.4. 麦芽除根麦芽除根操作:操作:干燥的麦芽应用除干燥的麦芽应用除根机除掉麦根。根机除掉麦根。作用作用:除去麦根,麦芽表除去麦根,麦芽表面的水锈或灰尘,同时具面的水锈或灰尘,同时具有一定的磨光作用,保证有一定的磨光作用,保证麦粒外表美观,口味纯正,麦粒外表美观,口味纯正,收得率高。收得率高。 新干燥的麦芽需经储藏一个月以上,才能用于酿造,新干燥的麦芽需经储藏一个月以上,才能用于酿造,因为在贮存过
20、程中,麦芽的淀粉酶和蛋白酶的活力都有所因为在贮存过程中,麦芽的淀粉酶和蛋白酶的活力都有所提高,有利于糖化。提高,有利于糖化。 麦芽贮存麦芽贮存最好使用最好使用密闭式立密闭式立 仓。入仓条件:仓。入仓条件:水分不宜超过水分不宜超过5%5%,温,温度不超过度不超过2525。贮存期间要经常检查温度和湿度,发贮存期间要经常检查温度和湿度,发现问题及时解决。现问题及时解决。5.5.麦芽保存麦芽保存 6、麦芽的质量评定理化指标 感官指标 优质的麦芽应有浓香味,无霉杂味,用牙咬时发脆且松散。蛋白质溶解度:测定糖化麦汁的可溶性氮、凝固氮、甲醛氮以及总氮。若可溶性氮占总氮41%,表示溶解良好;25%-41%为好
21、;25%,溶解不充分。色度:浅色麦芽2.5-4.5EBC单位,深色麦芽为9.5-15.0EBC 任务任务2 2 麦芽汁的制备麦芽汁的制备麦芽汁制备麦芽汁制备原、辅料粉碎原、辅料粉碎糖化糖化麦汁过滤麦汁过滤煮沸和添加酒花煮沸和添加酒花麦汁冷却等麦汁冷却等 一、麦芽及辅料粉碎 1.麦芽粉碎粉碎方法粉碎方法干粉碎干粉碎湿粉碎湿粉碎增湿干碎增湿干碎粉尘较大,表皮易碎粉尘较大,表皮易碎将麦芽浸泡使其水分达将麦芽浸泡使其水分达25%-35%25%-35%后后再粉碎。再粉碎。特点:此法无粉尘危害,利特点:此法无粉尘危害,利于过滤,糖化速度快,但动力消耗大于过滤,糖化速度快,但动力消耗大利用喷雾使麦芽含水量增
22、加利用喷雾使麦芽含水量增加0.7-1.0%0.7-1.0%,麦芽喷雾麦芽喷雾30-40S30-40S。优点:保证表皮完整性,利于过滤;优点:保证表皮完整性,利于过滤;胚乳较干,利于粉碎。胚乳较干,利于粉碎。 麦芽粉碎设备麦芽粉碎设备一般采用辊式粉碎机,有四辊式、五辊式粉碎机。一般采用辊式粉碎机,有四辊式、五辊式粉碎机。四辊式粉碎机四辊式粉碎机五辊粉碎机六辊粉碎机 2.2.辅料粉碎辅料粉碎 锤式粉碎机锤式粉碎机 大米、玉米等辅料粉碎多使用锤式粉碎大米、玉米等辅料粉碎多使用锤式粉碎机,要求有较大的粉碎度,粉碎成细粉状,机,要求有较大的粉碎度,粉碎成细粉状,有利于糊化和糖化。有利于糊化和糖化。二、糖
23、化二、糖化 1.1.糖化工艺技术条件糖化工艺技术条件 糖化:糖化:糖化指麦芽和非发芽谷物原料的不溶性固形物(淀粉、蛋白质、核酸、植酸盐、半纤维素等通过麦芽中各种水解酶类作用,转化为可溶性的、并有一定组成比例的浸出物的全过程。(1 1)料水比)料水比 淡色啤酒为淡色啤酒为1 1:4-54-5;且第一次麦汁浓度控制在;且第一次麦汁浓度控制在14%-16%14%-16%;浓色啤酒为浓色啤酒为1 1:3-43-4;第一次麦汁浓度控制在;第一次麦汁浓度控制在18%-20%18%-20%。(2 2)糖化温度)糖化温度 一般一般分几个阶段进行控制分几个阶段进行控制,每个阶段所起的作用是不同,每个阶段所起的作
24、用是不同的。如下表所示。的。如下表所示。 温度温度 控制阶段控制阶段 作用作用 45-55 45-55浸渍阶段浸渍阶段利于酶的浸出和酸的形成利于酶的浸出和酸的形成并有利于并有利于 - -葡聚糖的分解葡聚糖的分解 40-65 40-65蛋白质分解阶段蛋白质分解阶段温度偏向下限,氨基酸生成量多;温度偏向下限,氨基酸生成量多;温度偏向上限,可溶性氮生成量多。温度偏向上限,可溶性氮生成量多。 62-70 62-70糖化阶段糖化阶段在在62-65 62-65 下,生成的可发酵性糖较多,下,生成的可发酵性糖较多,适于制造高发酵度浅色啤酒;适于制造高发酵度浅色啤酒;在在65-70 65-70 下,适于制造低
25、发酵度深色下,适于制造低发酵度深色啤酒。啤酒。 75-78 75-78糊精化阶段糊精化阶段 - -淀粉酶仍起作用,而其它酶则受到抑淀粉酶仍起作用,而其它酶则受到抑制或失活。制或失活。(3 3)pHpH 比较合理的糖化比较合理的糖化pHpH应为应为5.65.6左右。对残余碱度较高的酿造左右。对残余碱度较高的酿造水应加石膏、加酸等处理;也可添加水应加石膏、加酸等处理;也可添加1%-5%1%-5%的乳酸麦芽。的乳酸麦芽。(4 4)糖化时间)糖化时间 随不同的糖化方法而异。随不同的糖化方法而异。 2. 2.糖化方法糖化方法 三次煮出糖化法是典型煮出法适合于各种质量麦芽,(1 1)煮出糖化法)煮出糖化法
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