啤酒实验一

一、实验目的

麦芽汁制备俗称糖化，所谓糖化是指将麦芽和辅料中高分子贮藏物质(如蛋白质、淀粉、半纤维素等及其分解中间产物)通过麦芽中各种水解酶类(或外加酶制剂)作用降解为低分子物质并溶于水的过程，溶解于水的各种干物质称为浸出物，糖化后未经过滤的料液称为糖化醪，过滤后的清液称为麦芽汁，麦芽汁中的浸出物含量和原料干物质之比(质量分数)称为无水浸出率。

本实验主要目的是掌握糊化、糖化、糖化醪的过滤、麦芽汁加酒花煮沸及麦芽汁澄清等关键环节的操作方法及工艺条件。 二、原辅料与实验仪器 1．原辅料

(1)优级（或一级）大麦芽（或焦香麦芽粉）、大米、酒花(或酒花浸膏、颗粒酒花)。

(2)耐高温α—淀粉酶(使用量为7u／g大米)、中温α—淀粉酶(使用量为4u／g大米)、糖化酶(用量为30u／g大麦、大米)、 (3)乳酸(或磷酸)。 (4)0.025mol／L碘液。 2．实验仪器

啤酒发酵罐、粉碎机、糖度计、台秤、分析天平、电炉、纱布、温度计、玻璃仪器等。 三、实验步骤

原辅料粉碎→原料的糊化和糖化→糖化醪的过滤→混合麦芽汁加酒花煮沸→麦芽汁澄清→麦芽汁冷却→麦芽汁充氧→发酵用冷麦芽汁 四、操作要点

(一)、麦芽粉碎操作过程（以500L糖化能力为例）

1.设备检查：查看粉碎机料斗内有无杂质，磨盘，电线，其他附件是否正常，如无异常准备粉碎。

2.原料检查；麦芽粉碎前，仔细检查麦芽外观质量，有无霉烂现象，不同就种每批量为：大麦啤酒：大麦芽80~100Kg（依麦芽质量定），焦香麦芽1~2Kg；小麦啤酒：大麦芽，小麦芽各４０～５０Ｋg；黑啤酒：大麦芽８０～９０Ｋg，焦香麦芽１０～２０Ｋg，黑麦芽５～８Ｋg

＊特别注意：大麦芽应当即粉即用，不宜长时间保存，更不可过夜。

３.润水：粉碎前，提前５～１０分钟，加适量水湿润大麦芽表面，达到麦芽粉“破而不碎”的要求。

＊特别注意：焦香麦芽，黑麦芽粉碎时，不得润水。

４.粗、细粒比：粉碎过程中，随时取样检查麦芽粉碎情况，根据麦芽粉的粗细，适当调整手轮和进料量，粗细比例为１：２.５

＊特别注意：焦香麦芽，黑麦芽粉碎时，必须粉碎。

５.后处理：粉碎结束后，切断电源，回收内存物料，清理设备上的粉尘及地面卫生。

(二)、麦汁糖化操作规程

１.设备检查：检查煮沸锅，过滤槽（小型设备糖化，煮沸为一体锅）管件，阀门，仪表及水，电，汽供应是否正常，无异常，清洗干净，准备投料。

２.制备投料水：在煮沸锅内加自来水５００kg，开始加热，电加热过程中要开

启旋涡阀和麦汁泵３－５／分钟，以便混合均匀，升温至６８℃，停止加热；打开有关阀门，启动麦汁泵，将投料水自过滤槽低部泵入２９０kg。 3.投料５５℃（蛋白分解）：先启动发、过滤槽搅拌，将大麦芽粉投入过滤槽内，搅拌均匀，停止搅拌，开始计时；小麦啤酒先投入大麦芽，搅拌均匀后，再投入小麦芽，然后搅拌均匀；保持温度５５±１℃，时间７０分钟。

４.杀菌：煮沸锅内继续加水至３００kg，开始加热，升温至８０℃以上，停止加热；将麦汁管路和换热器麦汁出口及糖化管路的杀菌循环口连接，启动麦汁泵，控制泵的流量，防止形成旋涡；循环杀菌２０分钟，杀菌时稍开充氧阀，对充氧管同时杀菌；杀菌结束，关闭阀门。

５.制备兑醪水：煮沸锅内升温至１００℃，停止加热；开启有关阀门，准备兑醪。

６.兑醪６６℃（淀粉糖化）：启动过滤槽搅拌，把醪液搅起，搅拌的同时把１００℃热水从过滤槽底部泵入，兑醪温至６６℃时，停止进水；黑啤酒在温度兑好后，加入焦香麦芽，和黑麦芽粉，继续搅匀（３～５分钟）；６６℃保持８０分钟。

７.清洗煮沸锅：打开排污阀，煮沸锅内残余热水排掉，用清水清洗掉锅内水垢等污物后，关闭所有阀门，等待煮沸（有热水贮罐时，要先按上述“４杀菌”法制备８０℃，并泵入热水罐备用）。

８.静置：糖化结束，启动过滤槽搅拌５～８分钟，待醪液均匀后，静置１０～１５分钟，等待回流过滤。 (三)、麦汁过滤操作规程

１.麦汁回流：注意静止时间，到时要及时回流；开启有关阀门，将麦汁在过滤槽系统内回流５～１０分钟，观察视镜内麦汁清亮后，切换回流阀到过滤阀，将麦汁在过滤槽内回５～１０分钟，观察视镜内麦汁清亮后，切换回流阀到过滤阀，将麦汁泵入煮沸锅。

＊特别注意：采用抽滤法过滤时，要调节变频器，谨慎控制麦汁流量，保持回流的稳定性。

２.测头遍麦汁：过滤２０分钟后，取样原麦汁，测浓度――

Ａ.热麦汁处理：从煮沸锅内取一测量筒麦汁，慢慢放入事先备好的自来水筒内，降温至３０℃（也可以用其他方法冷却，但不能混入冷水），摇匀，放稳； Ｂ.糖度测量：取量程为０～２０ＢＸ的糖度表一只，将有水银包的一端慢慢插入麦汁，接近预计读数值（１２ＢＸ左右）再松手，５分钟后读取麦汁凹液面处糖度表的数值；轻轻取出糖度表，检查表上麦汁温度值，对应查出糖度修正值；糖度计要请那轻拿轻放，用后清水洗净，擦干，妥善保管。 ３.洗槽：原麦汁过滤至将近露出槽面（液面距槽面１０～２０mm）时进行洗槽，依据原麦汁浓度估算洗槽水量（每次约１００Ｌ水），加水洗槽，一般洗糙２～３次。

４.混合浓度：洗槽１～２次，混合麦汁浓度达到９.０～９.５ＢＸ时，停止过滤；排槽，清洗过滤槽。

＊特别注意：麦汁过滤过程中，若麦汁不清或过滤困难，可搅起醪液静止１０分钟，重新打回流，直至麦汁清亮。液位计每使用一次即清洗干净，并排干存水。

(四)、糖化锅内麦汁煮沸操作规程

１.加热：过滤麦汁盖过加热夹套或电热管后，开始加热升温；电加热过程中每

隔１０分钟打开旋涡阀，开启麦汁泵１～２分钟。

２.麦汁煮沸：麦汁煮沸时开始计时，煮沸时间６０分钟，麦汁始终处于沸腾状态；控制沸终麦汁浓度９.５～１０.５ＢＸ，若在规定时间内浓度未达到９.５ＢＸ，可适当延时。

３.添加酒花：麦汁煮沸开锅５分钟和沸终前５分钟，分别添加苦型和香型酒花，加量分别为２００g（０.０４％）和１００g(0.02％).

*特别注意：Ａ.麦汁煮沸过程中必须始终处于沸腾状态，否则将出现啤酒口味不好等问题！Ｂ.煮沸过程中，谨慎控制电，汽源，避免热麦汁溢出，防止烫伤！ Ｃ.酒花称量完后，原包立即密封包装放入冰箱，防止氧化。 (五)、糖化锅内麦汁旋涡沉淀操作规程

开启煮沸锅回旋管路各阀门，将麦汁在煮沸锅内打回旋３～５分钟，静置沉淀３０分钟，然后排掉热固凝物（注意身体离开管口，防止烫伤），进行麦汁冷却。

＊ 注意：煮沸结束后，糖化锅入孔不可随意打开，以防空气中的杂菌落入！！！ (六)、麦汁冷却操作规程

１.检查：换热器管件，阀门，仪表及冰水，自来水，氧气（瓶装纯氧，压力低于１.５Ｍpa停止使用，应换瓶）供应是否正常，如无异常开始冷却。

２.冷却：依次开启自来水，冰水阀和冰水泵，然后再开启麦汁阀，麦汁泵，氧气阀，进行麦汁冷却。控制温度：大麦酒９.０±０.５℃，小麦酒１３.０±０.５℃。干酵母控制冷却温度：大麦酒１１.０±０.５℃，小麦酒１８.０±０.５℃。 ３.排残留洗液：麦汁冷却初期，必须用麦汁将换热器内的残留洗液完全顶出后，方可将麦汁通入发酵罐（接种干酵母时，可以用次水活化酵母）。

４.充氧：麦汁冷却的同时，对麦汁进行不间断充氧，剂量为麦汁量的１～２倍。 ５.回收：麦汁冷却完毕，用氧气把管道中的麦汁顶入发酵罐，关闭发酵罐物料阀。然后，用水冲洗糖化锅，过滤槽及所有管路，换热器１０分钟。 (七)、冰水罐操作规程

１.检查：制冷机按装完毕，试机，正常运转后进行下一步工作。

２.洗罐：打开罐底排污阀，用软管引自来水将罐内壁，蒸发器（紫铜管）清洗干净，排净污水后，关闭排污阀。

３.加冷媒：选择工业酒精或食用酒精（不得含cl-）,用自来水稀释到２５％浓度（依据浓度和冰水罐容积计算酒精量），液位高度为蒸发器最上层铜管。

４.控温：冰水泵控制开关推到“自动”位置，温度设定为－６±０.２℃，启动制冷机控制开关。

五、实验结果

糖化工艺中的麦汁浓度和体积 项目 头道麦汁 煮沸前麦汁 浓度(%) 温度(℃) 体积( ml) 原麦汁 六、思考题 （1）使用中温α—淀粉酶和耐高温α—淀粉酶的糖化工艺有何不同？各有何特点？

（2）请作出本次实验的糖化曲线。

实验一（2） 啤酒的发酵

一、实验目的

啤酒是酒类中酒精含量最低的饮料酒，而且营养丰富。啤酒发酵就是利用啤酒酵母对麦汁中的某些组分进行一系列的生物化学代谢，产生酒精及各种风味物质，形成具有独特风味的酿造酒。掌握酵母活化方法及用活性干酵母发酵生产酒精的操作方法及工艺条件；

本实验的目的是掌握啤酒发酵的工艺及操作方法，学会测成品啤酒中酒精含量、麦汁浓度、双乙酰含量等参数。 二、实验材料及仪器

麦芽汁、酵母、纱布、水浴锅、玻璃器皿、pH计、电炉、酒精计及糖度计等。

三、实验步骤

１.检查：发酵罐管体，阀门，仪表及冰水，氧气供应是否正常，如无异常准备洗涤，进料。 ２.洗涤：（４步法）

（１）水洗：发酵罐进料前，先用自来水间歇冲洗１５分钟（少量多次法－连洗三次，每次１５分钟，罐内残留水排净后再进行下一次，保持出酒阀畅通）。 （２）火碱洗：排净残留水后，用４５－５０℃，浓度为５％的火碱溶液循环清洗２０分钟（碱液浓度降低时要及时补充）没，循环完毕，回收碱液（注意防护－操作时必须带防护器具，严禁肢体直接接触碱液）。ＣＩＰ碱罐添加比例：每１００Ｌ水加纯碱５.２㎏ 溶解后加热升温至４５－５０℃，无加热装置时使用糖化锅热水。

（３）水洗：排净残留碱液后，再用自来水间歇冲洗１５分钟，方法同（１）。 （４）双氧水洗：排净残留水后，再用浓度０.５％的双氧水循环清洗２０分钟，方法同（２），将罐内残留双氧水排放干净，关闭排气阀，进出料阀和出酒阀。

＊特别注意：Ａ.洗涤期间，必须打开出酒阀。 Ｂ.发酵罐洗涤禁止用热水，次氯酸，氯气等含有cl-的消毒剂杀菌。 ３.接种：发酵罐进麦汁前，先添加酵母泥，剂量为麦汁量的１％（干酵母为０.１％）。

＊特别注意：使用干酵母，必须在麦汁冷却前半小时活化完毕，活化器具必须用开水或双氧水严格消毒，确保无菌，并封闭。参看项“（十一）干酵母使用，保存方法”

４.充氧：麦汁冷却过程中，必须从换热器充氧口不间断充氧。罐内压力始终保

持０.０３Ｍpa至封罐。

５.排杂：投料后第二天排冷凝固物——慢开物料阀，杂质排出即可。 ６.测糖：投料后第二天取样测糖（至封罐前，每天必测）

Ａ.发酵液处理：先排出酒管内杂质，取一测量筒发酵液，用两只杯子反复倾倒１００次（杯间距不低于５０cm），到入测量筒，放稳。

Ｂ.测量糖度：取量程为０～１０ＢＸ的糖度表一只，将有水银包的一端慢慢插入麦汁，其他同原麦汁浓度“Ｂ糖度测量”法。 ７.前发酵：

.Ａ.酵母泥：大麦啤酒保持温度９.０±０.２℃，压力０～０.０３Ｍpa至封罐，时间约３～４天，小麦酒保持温度１３.０±０.２℃，压力０～０.０３Ｍpa至封罐，时间约２～３天。 Ｂ.干酵母：大麦酒接种温度１１.０℃～１２.０±０.２℃，发酵温度保持温度１１±０.２℃，压力０.０１～０.０５Ｍpa至封罐，时间约３～４天；小麦酒保持温度１８.０℃±０.２℃，压力０～０.０３Ｍpa至封罐，时间约２～３天。 ＊特别注意：若发酵罐温度，压力出现异常（特别是低于规定值），应及时与公司售后部联系，寻求补救措施！ ８.封罐（还原）：

Ａ.大麦啤酒：糖度降到４.２±０.２ＢＸ时，自然升温至１２℃，并保持，同时封罐，压力升至０.１４Ｍpa，并保持，时间为４天。

Ｂ.小麦啤酒：糖度降到４.２±０.２ＢＸ时，保持１８℃，同时封罐升压至０.１４Ｍpa，并保持，时间为４天。

Ｃ.检双乙酰：封罐３～４天后，取样品尝，若无明显双乙酰味，可降温，若有明显双乙酰味，可推迟１～３天。

＊特别注意：若发酵罐内压力降低，可充二氧化碳至０.１４Ｍpa，充二氧化碳前，可用 ７５％的酒精擦洗，杀菌所用充气头，软管，阀门。 ９.后发酵（贮酒）：还原结束后，应当在２４小时内按规定降温至０℃（表温２℃），并保持，同时保持罐内压力０.１４Ｍpa，时间：大麦啤酒３～５天，小麦啤酒１～３天。 ＊特别注意：降温规定，５℃以前，以０.５～０.７℃／小时的速率降温：５℃以后，以０.１～０.３℃／小时的速率降温至０℃（表温２℃）

１０.酵母处理：啤酒降至２℃时，酵母可回收使用。使用前，将最先排出的约１Ｌ酵母排放地沟，酵母的使用代数不超过６代；贮酒时间超过一周时，每天排放酵母一次，若酵母不使用，啤酒降至２℃时应排掉。 １１.发酵罐的自动控制：

Ａ.温度：按照上述３～９项的工艺要求，和ＸＭＴ，ＡＬ—５０１Ｔ或ＰＬＣ操作规程的要求设定

Ｂ.压力：按照工艺要求，及时将电接点压力表上下限设定到规定值。 四、实验结果

1、前、主发酵不同时间下麦汁的浓度和pH值 时间（h） 0 12 24 36 48 60 72 84 麦汁的浓度 pH值 酒精度

2、后发酵、贮酒不同时间下麦汁的浓度和pH值 时间（h） 麦汁浓度 pH值 双乙酰 0 24 48 72 96 120 发酵结束 3、双乙酰含量；

4、成品啤酒中乙醇含量（体积百分比）。 五、思考题

1、此次啤酒发酵实验的酿造总天数为几天？请分析前发酵、主发酵、后发酵、贮酒四个阶段的条件控制对成品啤酒的影响。

2、对照啤酒的质量标准介绍你的实验结果如何？并对实验结果进行分析。

附录

双乙酰的测定（紫外分光光度法） 1原理

双乙酰作为挥发性组份从啤酒样中蒸发出来，与邻苯二胺反应，生成2，3－二甲喹喔啉，在335nm波长下进行测定。由于其他联二酮类都具有相同的反应特性，再加上蒸馏过程中部分前驱体要转化成联二酮，因此上述测定结果为总联二酮含量(以双乙酰表示)。 2 仪器

a) 带有加热套管的双乙酰蒸馏器 ；

b) 具有锥形瓶(或平底蒸馏烧瓶)的蒸汽发生瓶：2000mL(或3000mL) ；

c) 容量瓶或量筒：25 mL ；

d) 紫外分光光度计：备有10mm石英比色皿或20mm玻璃比色皿。 3 试剂和溶液

a) 4mol/L盐酸溶液：按GB/T 601配制；

b) l0g/L邻苯二胺溶液：称取邻苯二胺0.100g，溶于4mol/L盐酸溶液中，并定容至10mL，摇匀，放于暗处。此溶液须当天配制与使用；若配制出来的溶液呈红色，应重新更换新试剂；

c) 有机硅消泡剂(或甘油聚醚) 。 4 分析步骤

4.1 蒸馏

将双乙酰蒸馏器安装好，加热蒸汽发生瓶，使水至沸。通汽预热后，置25mL容量瓶于冷凝器出口接受馏出液，外加冰浴冷却，加2～4滴消泡剂于100mL量筒中，再注入未经除气的预先冷至5℃左右的酒样100mL，迅速移入已预热的蒸馏器内，并用少量水冲洗带塞漏斗，盖塞。然后用水封口，进行蒸馏，直至馏出液接近25mL(蒸馏需在3～5min内完成)时取下容量瓶，达到室温用水定容，摇匀。

4.2 显色与测量：

分别吸取馏出液10.0mL于两支干燥的比色管中，并于第一支管中加入邻苯二胺溶液0.50mL，第二支管中不加(做空白)，充分摇匀后，同时置于暗处放置20～30min，然后于第一支管中加4mol/L盐酸溶液2mL，于第二支管中加入4mol/L盐酸溶液2.5mL，混匀后，于335nm波长下，用20mm玻璃比色皿，以空白调仪器零点，测定其吸光度。比色测定操作须在20min内完成。 5分析结果的表述

试样中双乙酰含量按式(2)计算： XA3351.2

式中： X —— 试样中双乙酰的含量，mg/L ；

A335 —— 试样在335nm波长下，用20mm比色皿测得的吸光度； 1.2—— 吸光度与双乙酰含量的换算系数。 酒精度的测定 1 原理

利用在20℃时酒精水溶液与同体积纯水质量之比，求得相对密度(以d2020表示)。然后，查表得出试样中酒精含量的百分比，即酒精度，以%(V/V)或％(m/m)表示。

2 分析步骤

啤酒经蒸馏的馏出物，再用比重计测定其密度，求得其酒精含量。 将样品预热或冷却到20℃，用容量瓶准确量取100m]，移入250ml凯氏烧

瓶中，用水洗涤容量瓶三次，用水量约30ml，洗液一并倾入凯氏烧瓶中。然后用一般凯氏定氮蒸馏装置进行蒸馏，将安全球与冷凝管相连接，小心蒸馏，蒸馏速度控制在30—60min之间。收集馏出液于原容量瓶中(容量瓶要浸在冰浴中)。当馏出物的容量达约90m1时，停止蒸馏在20℃时用水稀释至100ml，摇匀。测定室温下的试样酒精度，并查《工业发酵分析》中附表4－2校正20℃试样中的乙醇含量体积百分率，即100m1样品中所含乙醇的毫升数。