過程控制成優質啤酒生產管理重點
優質啤酒的生產是一項系統工程,要求每個環節都按照工藝標準去做。 一、生產原料的控制 1.麥芽 如果生產麥芽焙焦溫度不足,出爐水分高于5%,那么,在麥芽貯存及糖化過程中就會產生過多氧化前驅物質。因此,要采取有效措施將麥芽出爐水分控制在5%, 焙焦溫度在85℃時達3
優質啤酒的生產是一項系統工程,要求每個環節都按照工藝標準去做。
一、生產原料的控制
1.麥芽
如果生產麥芽焙焦溫度不足,出爐水分高于5%,那么,在麥芽貯存及糖化過程中就會產生過多氧化前驅物質。因此,要采取有效措施將麥芽出爐水分控制在<5%, 焙焦溫度在85℃時達3小時以上。
2.大米
大米作為輔料,其脂肪的含量應加以控制。含脂肪過多的大米不易貯存,易氧化生成脂肪酸,應增加大米脂肪與脂肪酸的含量及大米新陳度的檢測。應使用一星期內脫殼的大米,新陳度顯色不合格的大米絕不使用。
3.啤酒花
根據酒花品種、新陳度等改進添加工藝,并嚴格冷藏貯存。使用時要現領現用,酒花在糖化室的貯藏時間最好不超過12小時,否則酒花將自身氧化,造成啤酒苦味不均一,酒體發澀。
盡量將多種原材輔料搭配使用,保證啤酒風味的一致,如法麥、澳麥、加麥、國產麥芽等按一定比例搭配使用,避免由于原料的不穩定而影響啤酒的質量。
二、生產過程控制措施
1.糖化單元控制措施
1.1 糖化生產時,盡量不要打開糖化、糊化鍋等鍋體的入孔,避免麥汁與氧過分接觸。
糖化過程是麥汁吸氧的重要階段,應嚴格控制麥芽粉碎的時間、糖化鍋的密閉,避免麥汁回旋時間過長。盡量做到糖化在相對密閉的環境中進行,減小熱麥汁與氧的接觸機會。
1.2 嚴格控制過濾速度及洗槽質量。過濾要形成好的濾層,保證濾出的麥汁澄清、透明。洗槽要徹底,但不能過度,避免多酚物質的大量溶出。洗槽時一般控制殘糖濃度為1-1.5°P。
1.3 麥汁煮沸要徹底,煮沸強度要大于8%,保證麥汁的可凝固性氮去除干凈。蛋白質凝聚不充分,將影響成品啤酒的保質期,產生蛋白質渾濁。
1.4 嚴格控制麥汁回旋及靜止時間。麥汁煮沸定型后,有大量的熱凝固物析出。然而,仍有一些細小的蛋白質顆粒不易沉降,麥汁回旋給細小顆粒以離心力,縮短了其沉淀時間,麥汁回旋時間一般控制在30-40分鐘之間。這樣既保證了麥汁熱凝固物的去除,又避免了麥汁過分與氧接觸。
1.5 控制好麥汁冷卻,及時排除冷凝固物。
麥汁回旋完畢后,進行急冷卻,麥汁速冷卻后,有大量冷凝固物析出,麥汁冷卻溫度愈低,冷凝固物愈多,一般冷卻時間控制在60分鐘以下。大量的冷凝固物進入發酵罐后要及時排出,否則,將引起啤酒澄清緩慢及過濾困難。
1.6 合理控制麥汁組分。
啤酒風味物質的生成量隨麥汁濃度的升高而升高。麥汁中α-氨基酸的含量對發酵過程形成啤酒風味物質至關重要。一般要求12°P麥汁,α-氨基酸含量控制在140-160mg/L,這樣既對啤酒整體風味有利,又不影響酵母的生長和繁殖。
1.7 麥汁溶解氧含量要穩定。
麥汁中含氧量愈高,酵母增殖愈大,發酵愈旺盛,啤酒風味物質的生成量將愈多;反之,酵母增殖量少,不利于發酵的正常進行。一般麥汁中含氧量控制在6-10mg/L為宜。使用分鍋次滿罐的麥汁,最后一鍋麥汁可以不充氧,防止發酵罐麥汁氧含量過高,酵母增殖量過大,產生較多的影響啤酒風味的物質。如果麥汁補氧量不足(<6ppm),會降低酵母細胞的增殖速率,延長細胞的停滯期,導致細胞過早衰老;過量的補氧(>10ppm),也會導致細胞過度出芽和發酵,產生大量酵母,促使酵母退化和變異,致使代謝不正常。
1.8 麥汁進罐溫度和滿罐時間的控制。
錐形罐刷洗完后,空罐溫度控制應與主發酵溫度保持一致,避免罐溫對酵母起發溫度產生影響。麥汁起始接種溫度應低于主發酵溫度2-3℃,滿罐溫度應低于主酵溫度1℃為宜。麥汁在分鍋次進罐中,讓酒體溫度隨酵母繁殖代謝產生的熱量,使罐溫自然升溫到主酵溫度,所以麥汁的冷卻溫度應遵循先低后高,最后達到滿罐溫度的原則。以10℃主發酵、四鍋次進酒滿罐為例,說明麥汁冷卻溫度為:第一鍋6.5-7.0℃;第二鍋7.0-7.5℃;第三鍋7.5-8.0℃;第四鍋8.0-9.0℃。切忌滿罐溫度不能過高,防止因突然降溫受冷而影響酵母的繁殖,導致發酵遲緩,麥汁滿罐時間不能超過18小時。
2.發酵單元控制措施
2.1 嚴格控制發酵溫度和壓力
一般情況下,0.1Mpa壓力對酵母細胞是無影響的,但對酵母的代謝產物、細胞繁殖和發酵速度影響較大,前酵期為不影響細胞繁殖速度,最好在糖度降到3.5°P時開始升壓,發酵溫度的高低直接影響產生風味物質含量的多少。發酵溫度提高,發酵速度相應加快,風味物質生成量就多。
2.2 嚴格控制后貯時間
后貯時間長,風味物質含量會有小幅度上升。特別是啤酒消費淡季,后酵貯酒時間應嚴格控制,貯酒時間一般為7-14天,否則,將可能引起啤酒中風味物質含量增多。
2.3 做好酵母菌種的管理工作
啤酒酵母的特點決定了啤酒的口味,要提高啤酒的質量,必須保證酵母質量。原菌種要保持性能穩定,不能出現變異、退化等現象,否則,很難保證最終產品的口味均一。
2.3.1 選用優良的酵母菌種
酵母菌種是影響啤酒風味的決定性因素,不同的酵母菌種生成的風味物質的種類和數量有很大差別,在同等發酵條件下,有的酵母菌會產生比其它菌種高數倍的風味物質。酵母接種量的大小對風味物質的生成量也有一定影響,當加大酵母接種量時,酵母的繁殖量將減少,風味物質的生成量也相應減少;當接種量不足時,酵母的繁殖量將增大,產生較多的風味物質。因此,合理選擇酵母菌種是從根本上控制風味物質含量的最有效方法。
2.3.2 酵母的控制要求
回收使用的酵母泥,須色澤潔白、無異味、無酸味,外觀粘稠,酵母細胞形態大小均勻、飽滿、液泡小,細胞壁薄,內容物不明顯,無異形細胞。發酵液的雜菌和有害菌的檢測結果,是評價該罐酵母受污染程度的標志,要本著“無菌使用酵母”的原則,微生物不合格的罐不能作為傳代酵母使用。要堅持“先檢查、后使用”的原則,回收酵母在添加使用前要進行檢測,酵母的死亡率要低于5%,PH值不能高于5。PH值若高,說明酵母有自溶現象,這樣的酵母泥不應再回收使用。酵母回收代數應控制在5代以內,保證酵母的強壯及良好的活性,保持啤酒良好的風味,同時也降低了傳代酵母被雜菌污染的幾率。
實踐證實,當發酵液外觀糖度降至3.5°P時,開始封罐保壓(0.08-0.10mpa)。升壓2-3天后回收酵母是最好的時機,這時的酵母多是活性高、發酵旺盛、強壯。這是因為酵母細胞不經過停滯期,直接進入快速生長期,所以起發快,發酵旺盛,降糖、還原雙乙酰速度快。
發酵過程中,酵母的沉降是有梯度的。下層多為衰老、死亡的細胞,并摻雜有大量冷凝固物等;中層則是在發酵旺盛期繁殖的、最具有活力的、強壯的、發酵力高的酵母;上層是較為輕質的酵母,并混有酒花、樹脂等雜質,質量較中層差。因此,在選用酵母時,應采取“掐頭去尾,取中間”的方法。
滿罐酵母數控制在1.5-2.0×107個/mL之間,酵母的接種量控制在0.8%為好,如果酵母接種量較少(低于1.0×107個/mL),會增加酵母細胞的繁殖時間,延長發酵周期,不利于酵母迅速形成生長優勢,極易造成雜菌污染;相反,如果接種量過高,會使新生的酵母細胞減少,而造成成熟、衰老的多,最終影響酵母的回收質量。
2.3.3 加強微生物控制管理,防止雜菌污染。
啤酒生產的各個環節中,雜菌一旦侵入,將導致酒液混濁、酸敗等現象,而啤酒發酵應在相對“純凈”的環境下進行,任何雜菌的侵入都將影響發酵的正常進行,特別是污染了野生酵母的發酵液,會使啤酒中高級醇的含量明顯上升。因此,應加強對啤酒中有害微生物的檢測。
典型的有害菌有:四聯球菌、醋酸菌、果膠桿菌類、巨球菌類等。醋酸菌給啤酒帶來入口酸味;四聯球菌類給啤酒帶來不愉快的雙乙酰味;果膠桿菌、巨球菌類給啤酒帶來下水道臭味。要嚴格控制生產環節的清洗殺菌,保證按清洗殺菌工藝進行,各微生物控制點檢測合格后再進行生產。要確保嚴格按殺菌工藝執行,為啤酒釀造提供良好的環境。每鍋麥汁都要殺菌,發酵罐清洗殺菌后,要用無菌空氣備壓至0.01-0.02Mpa,使發酵罐保證有一定的正壓力,防止空氣進入而帶入雜菌,進麥汁前,再用配制好的消毒劑殺菌一次。冷麥汁雜菌要求為0個/毫升、厭氧菌0個/100毫升;發酵液雜菌要小于5個/毫升、厭氧菌小于3個/100毫升。
3.過濾單元控制措施
3.1 過濾時,特別是用壓縮空氣備壓時,會增加進入氧的機會,使啤酒氧化,對酒體產生影響。清酒罐要使用純度99.99% 的二氧化碳備壓;用脫氧水引酒實行等壓過濾;應用脫氧水流加硅藻土;清酒管道避免酒液形成端流而使清酒溶解氧含量過高。
3.2 清酒罐、罐裝機要用CO2備壓,避免氧的溶入。發酵結束后的每一個環節,都要嚴格控制酒液與氧接觸,清酒溶解氧控制在0.05PPm以下,罐裝后的清酒溶解氧要控制在0.2PPm以下,瓶頸空氣控制在3mL以下。
3.3 保證CO2或N2等保護性氣體的純度。采用CO2或NCO2備壓,前提條件是CO2或N2的純度達99.99%以上,雜菌數≤1個/10分鐘。
一、生產原料的控制
1.麥芽
如果生產麥芽焙焦溫度不足,出爐水分高于5%,那么,在麥芽貯存及糖化過程中就會產生過多氧化前驅物質。因此,要采取有效措施將麥芽出爐水分控制在<5%, 焙焦溫度在85℃時達3小時以上。
2.大米
大米作為輔料,其脂肪的含量應加以控制。含脂肪過多的大米不易貯存,易氧化生成脂肪酸,應增加大米脂肪與脂肪酸的含量及大米新陳度的檢測。應使用一星期內脫殼的大米,新陳度顯色不合格的大米絕不使用。
3.啤酒花
根據酒花品種、新陳度等改進添加工藝,并嚴格冷藏貯存。使用時要現領現用,酒花在糖化室的貯藏時間最好不超過12小時,否則酒花將自身氧化,造成啤酒苦味不均一,酒體發澀。
盡量將多種原材輔料搭配使用,保證啤酒風味的一致,如法麥、澳麥、加麥、國產麥芽等按一定比例搭配使用,避免由于原料的不穩定而影響啤酒的質量。
二、生產過程控制措施
1.糖化單元控制措施
1.1 糖化生產時,盡量不要打開糖化、糊化鍋等鍋體的入孔,避免麥汁與氧過分接觸。
糖化過程是麥汁吸氧的重要階段,應嚴格控制麥芽粉碎的時間、糖化鍋的密閉,避免麥汁回旋時間過長。盡量做到糖化在相對密閉的環境中進行,減小熱麥汁與氧的接觸機會。
1.2 嚴格控制過濾速度及洗槽質量。過濾要形成好的濾層,保證濾出的麥汁澄清、透明。洗槽要徹底,但不能過度,避免多酚物質的大量溶出。洗槽時一般控制殘糖濃度為1-1.5°P。
1.3 麥汁煮沸要徹底,煮沸強度要大于8%,保證麥汁的可凝固性氮去除干凈。蛋白質凝聚不充分,將影響成品啤酒的保質期,產生蛋白質渾濁。
1.4 嚴格控制麥汁回旋及靜止時間。麥汁煮沸定型后,有大量的熱凝固物析出。然而,仍有一些細小的蛋白質顆粒不易沉降,麥汁回旋給細小顆粒以離心力,縮短了其沉淀時間,麥汁回旋時間一般控制在30-40分鐘之間。這樣既保證了麥汁熱凝固物的去除,又避免了麥汁過分與氧接觸。
1.5 控制好麥汁冷卻,及時排除冷凝固物。
麥汁回旋完畢后,進行急冷卻,麥汁速冷卻后,有大量冷凝固物析出,麥汁冷卻溫度愈低,冷凝固物愈多,一般冷卻時間控制在60分鐘以下。大量的冷凝固物進入發酵罐后要及時排出,否則,將引起啤酒澄清緩慢及過濾困難。
1.6 合理控制麥汁組分。
啤酒風味物質的生成量隨麥汁濃度的升高而升高。麥汁中α-氨基酸的含量對發酵過程形成啤酒風味物質至關重要。一般要求12°P麥汁,α-氨基酸含量控制在140-160mg/L,這樣既對啤酒整體風味有利,又不影響酵母的生長和繁殖。
1.7 麥汁溶解氧含量要穩定。
麥汁中含氧量愈高,酵母增殖愈大,發酵愈旺盛,啤酒風味物質的生成量將愈多;反之,酵母增殖量少,不利于發酵的正常進行。一般麥汁中含氧量控制在6-10mg/L為宜。使用分鍋次滿罐的麥汁,最后一鍋麥汁可以不充氧,防止發酵罐麥汁氧含量過高,酵母增殖量過大,產生較多的影響啤酒風味的物質。如果麥汁補氧量不足(<6ppm),會降低酵母細胞的增殖速率,延長細胞的停滯期,導致細胞過早衰老;過量的補氧(>10ppm),也會導致細胞過度出芽和發酵,產生大量酵母,促使酵母退化和變異,致使代謝不正常。
1.8 麥汁進罐溫度和滿罐時間的控制。
錐形罐刷洗完后,空罐溫度控制應與主發酵溫度保持一致,避免罐溫對酵母起發溫度產生影響。麥汁起始接種溫度應低于主發酵溫度2-3℃,滿罐溫度應低于主酵溫度1℃為宜。麥汁在分鍋次進罐中,讓酒體溫度隨酵母繁殖代謝產生的熱量,使罐溫自然升溫到主酵溫度,所以麥汁的冷卻溫度應遵循先低后高,最后達到滿罐溫度的原則。以10℃主發酵、四鍋次進酒滿罐為例,說明麥汁冷卻溫度為:第一鍋6.5-7.0℃;第二鍋7.0-7.5℃;第三鍋7.5-8.0℃;第四鍋8.0-9.0℃。切忌滿罐溫度不能過高,防止因突然降溫受冷而影響酵母的繁殖,導致發酵遲緩,麥汁滿罐時間不能超過18小時。
2.發酵單元控制措施
2.1 嚴格控制發酵溫度和壓力
一般情況下,0.1Mpa壓力對酵母細胞是無影響的,但對酵母的代謝產物、細胞繁殖和發酵速度影響較大,前酵期為不影響細胞繁殖速度,最好在糖度降到3.5°P時開始升壓,發酵溫度的高低直接影響產生風味物質含量的多少。發酵溫度提高,發酵速度相應加快,風味物質生成量就多。
2.2 嚴格控制后貯時間
后貯時間長,風味物質含量會有小幅度上升。特別是啤酒消費淡季,后酵貯酒時間應嚴格控制,貯酒時間一般為7-14天,否則,將可能引起啤酒中風味物質含量增多。
2.3 做好酵母菌種的管理工作
啤酒酵母的特點決定了啤酒的口味,要提高啤酒的質量,必須保證酵母質量。原菌種要保持性能穩定,不能出現變異、退化等現象,否則,很難保證最終產品的口味均一。
2.3.1 選用優良的酵母菌種
酵母菌種是影響啤酒風味的決定性因素,不同的酵母菌種生成的風味物質的種類和數量有很大差別,在同等發酵條件下,有的酵母菌會產生比其它菌種高數倍的風味物質。酵母接種量的大小對風味物質的生成量也有一定影響,當加大酵母接種量時,酵母的繁殖量將減少,風味物質的生成量也相應減少;當接種量不足時,酵母的繁殖量將增大,產生較多的風味物質。因此,合理選擇酵母菌種是從根本上控制風味物質含量的最有效方法。
2.3.2 酵母的控制要求
回收使用的酵母泥,須色澤潔白、無異味、無酸味,外觀粘稠,酵母細胞形態大小均勻、飽滿、液泡小,細胞壁薄,內容物不明顯,無異形細胞。發酵液的雜菌和有害菌的檢測結果,是評價該罐酵母受污染程度的標志,要本著“無菌使用酵母”的原則,微生物不合格的罐不能作為傳代酵母使用。要堅持“先檢查、后使用”的原則,回收酵母在添加使用前要進行檢測,酵母的死亡率要低于5%,PH值不能高于5。PH值若高,說明酵母有自溶現象,這樣的酵母泥不應再回收使用。酵母回收代數應控制在5代以內,保證酵母的強壯及良好的活性,保持啤酒良好的風味,同時也降低了傳代酵母被雜菌污染的幾率。
實踐證實,當發酵液外觀糖度降至3.5°P時,開始封罐保壓(0.08-0.10mpa)。升壓2-3天后回收酵母是最好的時機,這時的酵母多是活性高、發酵旺盛、強壯。這是因為酵母細胞不經過停滯期,直接進入快速生長期,所以起發快,發酵旺盛,降糖、還原雙乙酰速度快。
發酵過程中,酵母的沉降是有梯度的。下層多為衰老、死亡的細胞,并摻雜有大量冷凝固物等;中層則是在發酵旺盛期繁殖的、最具有活力的、強壯的、發酵力高的酵母;上層是較為輕質的酵母,并混有酒花、樹脂等雜質,質量較中層差。因此,在選用酵母時,應采取“掐頭去尾,取中間”的方法。
滿罐酵母數控制在1.5-2.0×107個/mL之間,酵母的接種量控制在0.8%為好,如果酵母接種量較少(低于1.0×107個/mL),會增加酵母細胞的繁殖時間,延長發酵周期,不利于酵母迅速形成生長優勢,極易造成雜菌污染;相反,如果接種量過高,會使新生的酵母細胞減少,而造成成熟、衰老的多,最終影響酵母的回收質量。
2.3.3 加強微生物控制管理,防止雜菌污染。
啤酒生產的各個環節中,雜菌一旦侵入,將導致酒液混濁、酸敗等現象,而啤酒發酵應在相對“純凈”的環境下進行,任何雜菌的侵入都將影響發酵的正常進行,特別是污染了野生酵母的發酵液,會使啤酒中高級醇的含量明顯上升。因此,應加強對啤酒中有害微生物的檢測。
典型的有害菌有:四聯球菌、醋酸菌、果膠桿菌類、巨球菌類等。醋酸菌給啤酒帶來入口酸味;四聯球菌類給啤酒帶來不愉快的雙乙酰味;果膠桿菌、巨球菌類給啤酒帶來下水道臭味。要嚴格控制生產環節的清洗殺菌,保證按清洗殺菌工藝進行,各微生物控制點檢測合格后再進行生產。要確保嚴格按殺菌工藝執行,為啤酒釀造提供良好的環境。每鍋麥汁都要殺菌,發酵罐清洗殺菌后,要用無菌空氣備壓至0.01-0.02Mpa,使發酵罐保證有一定的正壓力,防止空氣進入而帶入雜菌,進麥汁前,再用配制好的消毒劑殺菌一次。冷麥汁雜菌要求為0個/毫升、厭氧菌0個/100毫升;發酵液雜菌要小于5個/毫升、厭氧菌小于3個/100毫升。
3.過濾單元控制措施
3.1 過濾時,特別是用壓縮空氣備壓時,會增加進入氧的機會,使啤酒氧化,對酒體產生影響。清酒罐要使用純度99.99% 的二氧化碳備壓;用脫氧水引酒實行等壓過濾;應用脫氧水流加硅藻土;清酒管道避免酒液形成端流而使清酒溶解氧含量過高。
3.2 清酒罐、罐裝機要用CO2備壓,避免氧的溶入。發酵結束后的每一個環節,都要嚴格控制酒液與氧接觸,清酒溶解氧控制在0.05PPm以下,罐裝后的清酒溶解氧要控制在0.2PPm以下,瓶頸空氣控制在3mL以下。
3.3 保證CO2或N2等保護性氣體的純度。采用CO2或NCO2備壓,前提條件是CO2或N2的純度達99.99%以上,雜菌數≤1個/10分鐘。
