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精酿啤酒设备之发酵过程
2020-11-13 08:50:17 admin 148

精酿啤酒设备的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和发酵副产物:  -乙醇和二氧化碳,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。

一、发酵的类型

啤酒发酵因所用酵母不同,可分为上面发酵和下面发酵两种类型。

  • 上面发酵型啤酒采用上面酵母和较高的发酵温度16~22℃;

  • 下面发酵型啤酒采用下面酵母和较低的发酵温度7~12℃。

二、发酵过程:

1、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。

2、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。

3、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。

三、葡萄糖发酵生成乙醇

1、由葡萄糖发酵生成乙醇的总反应式为:

C6H12O6 + 2ADP  + 2H3PO4→2CH3CH2OH  +  2CO2  +  2ATP  +  113kJ

2、葡萄糖酒精发酵的生化机制是酒精制造和酒类酿造最基础的理论。

3、对啤酒酿造来说,除发酵代谢产物酒精和CO2是组成啤酒的最主要成分外,代谢过程中的EMP途径还是许多代谢产物生成的基础,因而熟知这个过程对研究其他啤酒风味成分也十分重要。

精酿啤酒发酵设备

四、糖类的代谢

1、麦汁营养丰富,为酵母细胞提供了良好的生存环境。酵母在麦汁中吸收营养物质,排泄代谢产物。糖类物质约占麦汁浸出物的90%,其中葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、麦芽三糖和棉子糖称为可发酵性糖,是啤酒酵母的主要碳素营养物质,也是发酵中可利用的物质。

2、麦汁中的DP9-DP12糊精、麦芽四糖、麦芽五糖至麦芽九糖等均为不可发酵性糖,又称非糖。在实际生产中糖与非糖的比例一般控制为7:3较合适。

3、生产淡色啤酒,可发酵性糖含量略高,发酵度高,口味清爽;

4、生产浓色啤酒,其非糖比例略高一些,以增加它的醇厚感。


五、影响糖的转化速度的因素

1. 麦汁特性:发酵速度首先取决于麦汁中冷凝固物和热凝固物的分离程度、麦汁通氧量以及麦汁的组成。

2. 发酵温度:酒精发酵速度随温度上升明显加快,而低温下发酵速度会减慢。

3. 酵母浓度:酵母细胞和麦汁之间的接触面积对于物质转化非常重要。接触面积随酵母细胞浓度的增加而扩大。酵母量用细胞数个/ ml表示。酵母细胞数在生长最旺盛阶段可达3~4×107个/ ml,在某些工艺过程中甚至高达108个/ml。

4. 机械作用:机械运动如循环、搅拌等,可加强酵母细胞和麦汁的接触,使发酵剧烈进行。

5. 酵母菌种:发酵速度也是每个酵母菌种的遗传特性,不同酵母菌种的发酵速度也不相同。

6. 压力:在发酵过程中,压力不断上升,这会使发酵、酵母增殖和发酵副产物的形成逐渐停止。原因是溶解在啤酒中的CO2量及压力在不断增加。

六、氮类物质的代谢

1、生长旺盛的酵母需要吸收氮元素,在发酵起始阶段,酵母直接吸收氨基酸;在发酵阶段主要是氨基酸通过转化而产生新物质,用于合成细胞的蛋白质和其他的含氮化合物。

2、麦汁中含有氨基酸、肽类、蛋白质、嘌呤、嘧啶以及其他多种含氮物质。这些含氮物质很重要,可供酵母繁殖同化之用,并且对啤酒的理化性能和风味特点起主导作用。

七、发酵副产物可分为以下两类

1、生青味物质(双乙酰、醛、硫化物):这些物质赋予啤酒不纯正、不成熟、不协调的口味和气味。浓度高时对啤酒质量具有不利影响。

它们可在主酵和后酵进程中通过生化途径从啤酒中分离去,这也是啤酒后酵的目的。

2、芳香物质(高级醇、酯):这些物质主要决定啤酒的香味。在一定浓度范围内,它们的存在是优质啤酒的前提条件。

与生青味物质相反,芳香物质不能通过工艺技术途径从啤酒中去除。