啤酒生产技术—啤酒发酵

麦汁经啤酒酵母发酵后，便酿制成啤酒。啤酒生产中主要利用纯培养的啤酒酵母。

§5-1 啤酒酵母

一、啤酒酵母的类型和种类

根据啤酒酵母的发酵类型和凝聚性的不同，可分为上面酵母与下面酵母，凝聚性酵母与粉状酵母。上面酵母与下面酵母主要区别见表5-1，凝聚性酵母与粉状酵母的区别见表5-2。

区别内容 表5-1 上面酵母与下面酵母的区别 上面酵母 下面酵母 细胞形态 多呈圆形，多数细胞集结在一起 多呈卵圆形，细胞较分散 发酵时生理现象 发酵终了，大量细胞悬浮在液面 发酵终了，大部分酵母凝集而沉淀器底 发酵温度 15～25℃ 5～12℃ 对棉子糖发酵 能将棉子糖分解蜜二糖和果糖，只能全部发酵棉子糖 能发酵1/3果糖部分 对蜜二糖发酵 缺乏蜜二糖酶，不能发酵蜜二糖 含有蜜二糖酶，能发酵蜜二糖 37℃培养 能生长 不能生长 利用酒精生长 能 不能 表5-2 凝聚性酵母与粉状酵母的区别 区别内容 凝集酵母 粉状酵母 发酵时情况 酵母易于凝集沉淀(下面酵母)或凝集不易凝集 后浮于液面(上面酵母) 发酵终了 很快凝集，沉淀密致，或于液面形成长时间地悬浮在发酵液中， 密 很难沉淀 发酵液澄清情况 致的厚层 不易 发酵度 较快 较高 较低 下面酵母发酵法虽出现较晚，但较上面酵母更盛行。世界上多数国家采用下面酵母发酵啤酒，我国也是全部采用下面酵母发酵啤酒。

图5-1 上面酵母与下面酵母

图5-2 酵母细胞

纯培养的啤酒酵母菌株很多，现列几种传统使用的下面酵母，供参考，见表5-3。

酵母品种 弗罗倍尔酵母(S.frohberg) 萨士酵母(S.saaz) 表5-3 传统下面酵母的几种主要菌株 性 状 发酵度高，沉淀慢而不凝集 发酵度低，凝集性强，沉淀快 卡尔斯倍酵母 有两种类型：卡尔斯倍1号，细胞椭圆形，发酵度高，沉淀慢；(S.carlsbergensis) 卡尔斯倍2号，细胞圆形，发酵度低，沉淀快 U酵母(Rasse U I.F.G.)， 由柏林发酵学院分离出来，细胞卵形，大小不整齐，发酵度很高，又名多特蒙德酵母 为德国多特蒙德啤酒厂的典型酵母，国内许多厂采用此种酵母，其发酵力和凝集性都很好 E酵母(Rasse E I.F.G.) 由柏林发酵学院分离出来的，细胞圆形，较大，发酵度高，沉淀较慢，不易澄清，往往与其他酵母合用，或用于后发酵，以获得高发酵度 776号酵母(Rasse776I.F.G.) 荷兰酵母 (Rasse547I.F.G.) 由柏林发酵学院分离出来的，细胞椭圆形，互相胶着，比U酵母略大。发酵力强，适用于添加非发芽谷类原料的啤酒，国内许多大厂使用的酵母与此相似 由荷兰阿姆斯特丹啤酒厂分离出来的，形态同U酵母，大小较整齐，发酵力中等，为欧洲一般啤酒厂所采用 1103号酵母 (Rasse1103I.F.G.)

由柏林发酵学院分离出来的，细胞卵形，较大，凝集性好，澄清快，香味好，适宜低浓度麦汁的浓色啤酒发酵 二、啤酒酵母的主要特性要求

啤酒工厂使用的啤酒酵母是由野生酵母经有系统的长期驯养，经反复使用和考验，具有正常生理状态和特性，适合啤酒生产要求的培养酵母。对啤酒酵母的基本要求是：发酵力高，凝聚力强、沉降缓慢而彻底，繁殖能力适当，生理性能稳定，酿制出的啤酒风味好。啤酒酵母的主要特性要求如下：

1.细胞和菌落形态 不同菌株的啤酒酵母有着不同的形态。优良健壮的啤酒酵母细胞，具有均匀的形状和大小，平滑而薄的细胞膜，细胞质透明均一。

啤酒酵母在麦芽汁固体培养基上菌落呈乳白色至微黄褐色，表面光滑但无光泽，边缘整齐或呈波状。

2.主要的生理特性要求

(1)凝聚性不同，酵母的沉降速度不同，发酵度也有差异。啤酒生产一般选择凝聚性比较强的酵母。

(2)发酵度反应酵母对麦芽汁中各种糖的利用情况，正常的啤酒酵母能发酵葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖和麦芽三糖等。一般啤酒酵母的真正发酵度应为50％～68％左右。

(3)酵母死灭温度是指一定时间内使酵母死灭的最低温度，可作为鉴别菌株的内容之一。一般啤酒酵母的死灭温度在52～53℃，若死灭温度增高，则说明酵母变异或污染野生酵母。

（4）一般啤酒酵母生产菌种都不能产生孢子或产孢能力极弱，而某些野生酵母能很好产孢。根据此特性，可判别啤酒酵母是否混入野生酵母。

野生酵母是指不为生产所能控制利用的、与培养酵母形态不一样的酵母。这些酵母妨碍啤酒正常发酵，对啤酒生产有很大危害。啤酒酵母与野生酵母的主要区别见表5-4。

三、啤酒酵母扩大培养

啤酒酵母纯正与否，对啤酒发酵和啤酒质量有很大影响。生产中使用的酵母来自保存的纯种酵母，在适当的条件下，经扩大培养，达到一定数量和质量后，供生产现场使用。每个啤酒厂都应保存适合本厂使用的纯种酵母，以保证生产的稳定性和产品的风格质量。

啤酒酵母扩大培养是指从斜面种子到生产所用的种子的培养过程，这一过程又分为实验室扩大培养阶段和生产现场扩大培养阶段。

1.实验室扩大培养阶段

（1）斜面试管 一般为工厂自己保藏的纯粹原菌或由科研机构和菌种保藏单位提供。 （2）富氏瓶（或试管）培养 富氏瓶或试管装入10mL优级麦汁，灭菌、冷却备用。接入纯种酵母在25～27℃保温箱中培养2～3天，每天定时摇动。平行培养2～4瓶，供扩大

时选择。

（3）巴氏瓶培养 取500～1000mL的巴氏瓶（也可用大三角瓶或平底烧瓶），加入250～500mL优级麦汁，加热煮沸30min，冷却备用。在无菌室中将富氏瓶中的酵母液接入，在20℃保温箱中培养2～3天。

（4）卡氏罐培养 卡氏罐容量一般为10～20L，放入约半量的优级麦汁，加热灭菌30min后，在麦汁中加入1L无菌水，补充水分的蒸发，冷却备用。再在卡氏罐中接入1～2个巴氏瓶的酵母液，摇动均匀后，置于15～20℃下保温3～5天，即可进行扩大培养，或可供1000L麦汁发酵用。

（5）实验室扩大培养的技术要求主要有：①应按无菌操作的要求对培养用具和培养基进行灭菌；②每次扩大稀释的倍数约为10～20倍；③每次移植接种后，要镜检酵母细胞的发育情况；④随着每阶段的扩大培养，培养温度要逐步降低，以使酵母逐步适应低温发酵；⑤每个扩大培养阶段，均应做平行培养：试管4～5个，巴氏瓶2～3个，卡氏罐2个，然后选优进行扩大培养。

区别内容 细胞形态 抗热性能 孢子形成 表5-4 啤酒酵母与野生酵母的主要区别 培养酵母 圆形或卵圆形 野生酵母 有圆形、椭圆形、柠檬形等多种形态 较易形成。有的野生酵母不形成孢子， 但可从细胞形态区别 在水中53℃，10min死亡 能耐比培养酵母较高的温度 较难形成 糖类发酵 对葡萄糖、半乳糖、麦芽 绝大多数野生酵母不能全部糖、果糖等均能发酵，能全发酵左述的糖类 部或部分发酵棉子糖 非酵母属的野生酵母可耐此酮 非酵母属的野生酵母可以生长 酵母属的野生酵母可以生长

对选1.含放线菌酮放线菌酮含量达O.2mg/kg择性(Actidione)的培养即不能生长 培养基 不能生长 基的2.以赖氨酸为唯一碳 生长源的培养基 结晶紫含量达20mg/kg不情况 3.含结晶紫(Crystal 能生长 violet)的培养基 免疫荧光试验

2.生产现场扩大培养阶段

可以区别 卡氏罐培养结束后，酵母进入现场扩大培养。啤酒厂一般都用汉生罐、酵母罐等设备来进行生产现场扩大培养。

（1）麦汁杀菌 取麦汁200～300L加入杀菌罐，通入蒸汽，在0.08～0.10MPa汽压下

保温灭菌60min，然后在夹套和蛇管中通入冰水冷却，并以无菌压缩空气保压。待麦汁冷却至10～12℃时，先从麦汁杀菌罐出口排出部分沉淀物，再用无菌压缩空气将麦汁压入汉生罐内。

（2）汉生罐空罐灭菌 在麦汁杀菌的同时，用高压蒸汽对汉生罐进行空罐灭菌1h，再通无菌压缩空气保压，并在夹套内通冷却水冷却备用。

（3）汉生罐初期培养 将卡氏罐内酵母培养液以无菌压缩空气压入汉生罐，通无菌空气5～10min。然后加入杀菌冷却后的麦汁，再通无菌空气10min，保持品温10～13℃，室温维持13℃。培养36～48h左右，在此期间，每隔数小时通风10min。

（4）汉生罐旺盛期培养 当汉生罐培养液进入旺盛期时，一边搅拌，一边将85％左右的酵母培养液移植到已灭菌的一级酵母扩大培养罐，最后逐级扩大到一定数量，供现场发酵使用。

（5）汉生罐留种再扩培 在汉生罐留下的约15％左右的酵母培养液中，加入灭菌冷却后的麦汁，待起发后，准备下次扩大培养用。保存种酵母的室温一般控制在2～3℃，罐内保持正压（0.02～0.03MPa），以防空气进入污染。

在下次再扩培时，汉生罐的留种酵母最好按上述培养过程先培养一次后再移植，使酵母恢复活性。

汉生罐保存的种酵母，应每月换一次麦汁，并检查酵母是否正常，是否有污染、变异等不正常现象。正常情况下此种酵母可连续使用半年左右。

（6）生产现场扩大培养的注意点：①每一步扩大后的残留液都应进行有无污染、变异的检查；②每扩大一次，温度都应有所降低，但降温幅度不宜太大；③每次扩大培养的倍数约为5～10倍。

3.啤酒酵母的质量检验

（1）形态检验 液态培养中的优良健壮的酵母细胞应具有均匀的形状和大小，平滑而薄的细胞壁，细胞质透明均一；年幼少壮的细胞内部充满细胞质；老熟的细胞出现液泡，内贮细胞液，呈灰色，折光性强；衰老细胞中液泡多，内容物多颗粒，折光性较强。

生产上使用的酵母一般死亡率应在3％以下，新培养的酵母死亡率应在1％以下。镜检中，不应有杂菌污染。

（2）发酵度检验 酵母的发酵度可用下式计算：

w - w1

wr(%) =----------- ×100

w

式中：w—发酵前麦汁浓度（％）；

w1—发酵后，排除酒精后的发酵液浓度（％）； wr—真正发酵度（％）。

w – w2

wa(%) = ----------- ×100

w

式中：w—发酵前麦汁浓度（％）；

w2—发酵后，不排除酒精后的发酵液浓度（也称外观浓度）（％）；

wa—外观发酵度（％）。

在正常情况下，外观发酵度一般为75％～87％，真正发酵度为60％～70％，外观发酵度一般比真正发酵度约高20％，可按下式粗略换算：wr=wa×0.819。淡色啤酒发酵度的区分可按表5-5来划分。

另外还有凝聚性、发酵速度、死灭温度、出芽率、耐酒精度、产酸、产酯等生理特性检验。

表5-5 淡色啤酒高、中、低发酵度区分 啤酒酵母类别 淡 色 啤 酒 外观发酵度/％ 低发酵度酵母 中发酵度酵母 高发酵度酵母 68～74 75～82 82以上 真正发酵度/％ 55～59 60～66 66以上 四、啤酒活性干酵母的应用方法（以湖北安琪酵母股份有限公司生产的“安琪”牌啤酒活性干酵母为例）

1.低温发酵 发酵起始温度为9℃或更低（7～8℃），主发酵最高温度控制在11～12℃。啤酒活性干酵母必须活化1.5～2h，用量为0.5‰。

复水活化材料要求：容器必须洁净、可密封；活化用水必须是无菌的凉开水；麦汁必须经煮沸后取用。

复水活化步骤：制备4～6ºBx麦汁：取煮沸后的10～12ºBx的麦汁，加等量的凉开水，迅速冷却至30～32℃，加入可密封的洁净容器中；然后取所需用量的啤酒活性干酵母加入到4～6ºBx麦汁中，麦汁用量为啤酒活性干酵母用量的5～10倍。复水活化过程中，每隔10min摇动2min，活化1.5～2h。该工艺发酵4～5天可开始保压，此时糖度在4.5ºBx左右。

2.中温发酵 发酵起始温度为11℃，主发酵最高温度为13～14℃。啤酒活性干酵母用量为0.4‰，复水活化方法同上述低温发酵。发酵48～72h可开始保压，糖度在4.5ºBx左右。其他控制条件根据工艺要求而定。

3.高温发酵 发酵起始温度为17℃，主发酵最高温度控制在为19～20℃。在此温度下，啤酒活性干酵母可不活化直接入罐，用量为0.3‰。发酵36～48h可开始保压，糖度在4.5ºBx左右。

§5-2 啤酒发酵过程的主要物质变化

冷却的麦汁添加酵母后，便开始发酵。啤酒酵母在发酵过程中利用麦汁中的可发酵成分，形成生长代谢所需的能量、合成菌体及产生一定的代谢产物(乙醇、CO2和其他一系列的代谢产物)。

一、糖的变化

冷麦芽汁接种酵母后，酵母在有氧条件下，同化麦芽汁中的可发酵性糖获得能量，进行生长繁殖，菌体数量增加。在氧逐渐消耗后，便进入无氧发酵阶段，酵母细胞把可发酵性糖转化为乙醇和CO2等。发酵过程中麦汁浸出物浓度的下降称为降糖。酵母在发酵时先利用葡萄糖、果糖，再利用蔗糖、麦芽糖，最后利用麦芽三糖等难发酵性糖。

在啤酒发酵过程中，可发酵糖约有96%发酵为乙醇和CO2，是代谢的主产物；2.0％～2.5%转化为其他发酵副产物；1.5％～2.0%作为碳骨架合成新酵母细胞。发酵副产物主要有：甘油、高级醇、羰基化合物、有机酸、酯类、硫化合物等。

二、含氮物质的变化

啤酒发酵中，酵母对麦汁中的蛋白质分解作用很弱，但对麦汁中的氨基酸、氨态氮、氨、短肽、嘌呤、嘧啶等可同化氮存在着复杂的同化作用。发酵初期，酵母吸收麦芽汁中可同化氮（氨基酸、二肽、三肽等）用于合成酵母细胞物质进行繁殖；发酵后期，酵母细胞特别是衰老的酵母细胞又向发酵液分泌多余的氨基酸。另外，由于pH值和温度的降低，引起一些凝固性蛋白质和多酚物质复合而产生的沉淀；酵母细胞表面也吸附少量的蛋白质颗粒，这些都是麦汁中含氮量下降的原因。

在正常的发酵过程中，麦汁中含氮物约下降1/3，主要是约50%的氨基酸和低分子肽为酵母所同化。酵母分泌出的含氮物的量较少，约为酵母同化氮的1/3。

啤酒中残存含氮物质对啤酒的风味有重要影响。含氮物质高（>450 mg/L）的啤酒显得浓醇，含氮量为300～400 mg/L的啤酒显得爽口，含氮物质量<300 mg/L的啤酒则显得寡淡。

三、其他发酵产物

1.高级醇类 高级醇（俗称杂醇油）是啤酒发酵代谢产物的主要成分，对啤酒风味有重大影响，超过一定含量时有明显的杂醇味。对于一般的啤酒，多量的高级醇是不受欢迎的。啤酒中的绝大多数高级醇是在主发酵期间酵母繁殖过程中形成的。

2.酯类 啤酒中的酯含量很少，但对啤酒风味影响很大，啤酒含有适量的酯，香味丰满协调，但酯含量过高，会使啤酒有不愉快的香味或异香味。酯类大都在主发酵期间形成。

3.连二酮 连二酮是双乙酰和2，3-戊二酮的总称，其中对啤酒风味起主要作用的是双乙酰。双乙酰被认为是衡量啤酒成熟与否的决定性的指标，双乙酰的味阈值为0．1～0.15 mg/L，在啤酒中超过阈值会出现馊饭味。淡爽型成熟啤酒，双乙酰含量以控制在0.1mg/L以下为宜；高档成熟啤酒最好控制在0.05mg/L以下。

4.硫化物 挥发性硫化物对啤酒风味有重大影响，这些成分主要有硫化氢、二甲基硫、甲基和乙基硫醇、二氧化硫等。其中硫化氢、二甲基硫对啤酒风味的影响最大。啤酒中的挥发性硫化氢大都是在发酵过程中形成的。啤酒中的硫化氢应控制在0～10μg/L的范围内；啤酒中二甲基硫浓度超过100μg/L时，啤酒就会出现硫磺臭味。

5.乙醛 乙醛是啤酒发酵过程中产生的主要醛类，乙醛是酵母代谢的中间产物。当啤酒中乙醛浓度在10mg/L以上时，则有不成熟的口感、腐败性气味；当乙醛浓度超过25mg/L，则有强烈的刺激性辛辣感。成熟啤酒的乙醛正常含量一般＜10mg/L。

四、苦味物质

发酵过程中，麦汁中近1/3的苦味物质损失掉。主要原因是由酵母细胞的吸附、发酵时间增长等原因造成的。

五、pH值的变化

麦汁发酵后，pH值降低很快。下面发酵啤酒，发酵终了时，pH值一般为4.2～4.4。pH值下降主要是由于有机酸的形成，同时也由于磷酸盐缓冲溶液的减少。

§5-3 传统啤酒发酵

传统的下面发酵，分主发酵和后发酵两个阶段。主发酵一般在密闭或敞口的主发酵池（槽）中进行，后发酵在密闭的卧式发酵罐内进行。

传统下面发酵的工艺特点是：主发酵温度比较低，发酵进程缓慢，发酵代谢副产物较少；主发酵结束时，大部分酵母沉降在发酵容器底部；后发酵和贮酒期较长，酒液澄清良好，二氧化碳饱和稳定，酒的泡沫细微，风味柔和，保存期较长。

一、主发酵

主发酵又称前酵。现以敞口12％麦汁发酵为例说明。 1.一般工艺过程

（1）麦汁冷却至接种温度（6℃左右），流入增殖槽，将所需的酵母量（为麦汁量的0．5％（体积分数）左右）加入，混合均匀。通入无菌空气，使溶解氧含量在8mg/L左右。

（2）酵母经繁殖20h左右，待麦汁表面形成一层泡沫时，将增殖槽中的麦汁泵入发酵槽内，进行厌氧发酵。

（3）发酵2～3天左右，温度升至发酵的最高温度，进行冷却，先维持最高温度2～3天。以后控制发酵温度逐步回落，主酵结束时，发酵液温度控制在4.0～4.5℃。

（4）主发酵最后一天急剧冷却，使大部分酵母沉降槽底，然后将发酵液送至贮酒罐进行后发酵。

2.主发酵过程的现象和要求 主发酵阶段酵母代谢旺盛，大量可发酵性物质被快速转换，代谢产物主要也在此阶段形成。主发酵阶段一般分为酵母繁殖期、起泡期、高泡期、落泡期和泡盖形成期。

①酵母繁殖期：麦芽汁添加酵母8～16h以后，液面上出现二氧化碳小气泡，逐渐形成

白色、乳脂状的泡沫，酵母繁殖20 h以后立即进入主发酵池，与增殖槽底部沉淀的杂质分离。

②起泡期：入主发酵池4～5h后，在麦汁表面逐渐出现更多的泡沫，由四周渐渐向中间扩散，泡沫洁白细腻，厚而紧密，如花菜状，发酵液中有二氧化碳小气泡上涌，并将一些析出物带至液面。此时发酵液温度每天上升0.5～0.8℃，每天降糖0.3～0.5ºP，维持时间1～2天，不需人工降温。

③高泡期：发酵后2～3天，泡沫增高，形成隆起，高达25～30cm，并因发酵液内酒花树脂和蛋白质-单宁复合物开始析出而逐渐变为棕黄色，此时为发酵旺盛期，需要人工降温，但是不能太剧烈，以免酵母过早沉淀，影响发酵。高泡期一般维持2～3天每天降糖1.5ºP左右。

④落泡期：发酵5天以后，发酵力逐渐减弱，二氧化碳气泡减少，泡沫回缩，酒内析出物增加，泡沫变为棕褐色。此时应控制液温每天下降0.5℃左右，每天降糖0.5～0.8ºP，落泡期维持2天左右。

⑤泡盖形成期：发酵7～8天后，泡沫回缩，形成泡盖，应即时撇去泡盖，以防沉入发酵液内。此时应大幅度降温，使酵母沉淀。此阶段可发酵性糖已大部分分解，每天降糖0.2～0.4ºP。

3.主发酵技术条件 主发酵技术条件见表5-6。 二、后发酵

主发酵结束后的发酵液称嫩啤酒，要转入密封的后发酵罐(也称贮酒罐)，进行后发酵。后发酵的目的是：残糖继续发酵、促进啤酒风味成熟、增加CO2的溶解量、促进啤酒的澄清。

后发酵的工艺要求和操作有：

1.下酒 将嫩啤酒输送到贮酒罐的操作称下酒。下酒方法多用下面下酒法，即发酵液由已灭菌的贮酒罐下部出口处送入。贮酒罐可一次装满，也可分2、3次装满。如是分装，应在1～3天内装满。入罐后，液面上应留出10～15cm空距，有利于排除液面上的空气，尽量减少与氧的接触。如果嫩啤酒含糖过低，不足以进行后发酵，可添加发酵度为20％的起泡酒，促进发酵。

2.密封升压 下酒满桶后，正常情况下敞口发酵2～3天，以排除啤酒中的生青味物质。以后封罐，罐内二氧化碳气压逐步上升，压力达到50～80kPa时保压，让酒中的二氧化碳逐步饱和。

3.温度控制 后发酵多控制先高后低的贮酒温度。前期控制3～5℃，而后逐步降温至-1～1℃，降温速度视啤酒的不同类型而定。有些新工艺，前期温度控制范围很大（3～13℃），以保持一定的高温尽快还原双乙酰，促进啤酒成熟。

4.后发酵时间 淡色啤酒一般贮酒时间较长，浓色啤酒贮酒时间较短；原麦汁浓度高的

啤酒较浓度低的啤酒贮酒期长；低温贮酒较高温贮酒的贮酒时间长。国内传统啤酒生产的酒龄参见表5-7。

表5-6 主发酵技术条件 项 目 技 术 条 件 例 一 例二 发酵室温/℃ 5～6 冷麦汁pH值 5.2～5.6 冷麦汁溶解氧含量/（mg/L） 8左右 接种温度/℃ 5～7 酵母添加量/％ 0.4～0.6泥状酵母 0.8～1.0 7酵母浓度/（细胞数/mL） （1.0～1.5）×10 酵母使用代数 不超过7代 酵母增殖时间/h 20左右 7发酵过程中酵母最高浓度/（细胞数/mL） （5～7）×10 主发酵最高温度/℃ 7.5～9.0 9～10 冷却水温/℃ 0.5～1.5 降糖量/（ºP/d）：起泡期 0.3～0.5 高泡期 1.5左右 落泡期 0.5～0.8 泡盖形成期 O.2～0.4 发酵终了温度/℃ 4～5 主发酵时间/d 8～10 6～8 下酒时外观发酵度与最终发酵度之差/％ 3～5（添加高泡酒） 约10（不加高泡酒） 5下酒酵母浓度/（细胞数/mL） （5～10）×10（添加发酵度 20％～25％的高泡酒10％左 右） 6主发酵终了时的pH值 （10～15）×10（不加高泡酒） 发酵室、酵母室空气 4.2～4.4 嫩啤酒生物稳定性(25℃保温无杂菌生无菌过滤 长)/d 3～5 注：例二的特点是适当增加酵母量，提高发酵温度，缩短发酵时间。 表5-7 国内传统啤酒生产酒龄 啤酒种类 原麦汁浓度/º 酒 龄/d 啤酒种类 原麦汁浓度/º 酒 龄/d P P 鲜啤酒 10～12 30～40 黑鲜啤酒 13～15 40～50 熟啤酒 11～14 50～75 黑啤酒 13～18 75～90 出口啤酒 12～14 75～90 出口黑啤酒 16～18 75～100 5.加入添加剂 为了改善啤酒的泡沫、风味和非生物稳定性，可在食品卫生标准允许的范围内，加入适量的添加剂。这些添加剂多在贮酒、滤酒过程中或清酒罐内添加。常用的添加剂见表5-8。

名 称 表5-8 后酵中常用的添加剂 作 用 用 量 鱼 胶 澄清剂 O.2～O.3L鱼胶澄清剂/100L啤酒 鹿角菜（carragheen） 澄清剂 3.6g/100L啤酒 海藻酸钠 泡沫稳定剂 40～80mg/L啤酒 硅 胶 非生物稳定剂（蛋白质吸附O.1％ 聚乙烯聚吡咯烷酮 剂） 10～25g/100L啤酒 蛋白酶制剂（木瓜酶等） 非生物稳定剂（多酚吸附剂） 根据酶活力使用 抗坏血酸（维生素C） 非生物稳定剂（蛋白质分解1～3g/100L啤酒 剂） 风味稳定剂（抗氧化剂）

§5-4、啤酒大型发酵罐发酵

采用大容量发酵罐生产啤酒是啤酒工业的发展趋势。现将圆柱锥底发酵罐的生产技术简介如下。

一、圆柱锥底发酵罐

圆柱锥底发酵罐是大型啤酒发酵罐的一种，我国自20世纪70年代中期，开始采用。目前国内新建啤酒厂几乎全部采用圆柱锥底罐的发酵方法。

1.圆柱锥底发酵罐的特点

(1)底部为锥形，便于生产过程中随时排放沉集于罐底的酵母。

(2)罐身设有冷却装置，便于发酵温度的控制。罐体外设有保温装置，可将罐体置于室外，减少建筑投资，节省占地面积。

(3)采用密闭发酵，便于C02洗涤和C02回收；既可做发酵罐，也可做贮酒罐。 (4)罐内发酵液由于液体高度而产生C02梯度，并通过冷却方位的控制，可使发酵液进行自然对流，罐体越高对流越强。有利于酵母发酵能力的提高和发酵周期的缩短。

(5)发酵罐可采用仪表或微机控制，操作、管理方便。可采用CIP自动清洗系统，清洗方便。

(6)设备容量大，国内采用的罐容一般为100～600m。 圆柱锥底发酵罐的示意图见图5-4。 2.圆柱锥底发酵罐一罐法发酵工艺

一罐法发酵是指主、后发酵和贮酒成熟全部生产过程在一个罐内完成。现介绍一些典型情况。

（1）酵母添加 锥形罐容量较大，麦汁一般需分几次陆续追加满罐。满罐时间一般为12～24h，最好在20h以内。酵母的添加可采用在前一半批次的麦汁中添加酵母，以后批次的麦汁中不再加酵母的方法，也有一次性添加酵母的。酵母接种量要比传统发酵法大些，接

3

种温度一般控制在满罐时较拟定的主发酵温度低2～3℃。添加到发酵罐的酵母应很快与麦汁混合均匀，一般采用边加麦汁边加酵母的方法。

（2）通风供氧 冷麦汁溶解氧的控制可根据酵母添加量和酵母繁殖情况而定，一般要求混合冷麦汁溶解氧不低于8mg/L即可。

（3）主发酵温度 各厂采用的主发酵温度是不一样的。多数厂采用低温（6～7℃）接种，前低温（9～10℃）后升温（12～13℃）的发酵工艺，主要是为了既不形成过多的代谢产物，又有利于加速双乙酰的还原。为了加速发酵，缩短酒龄，国际上有提高发酵温度的倾向。

图5-4 圆柱锥底发酵罐示意图

（4）双乙酰还原 双乙酰还原是啤酒成熟和缩短酒龄的关键。酵母在接近完成主酵时（外观发酵度达60％～65％），其代谢过程已接近尾声，此时提高发酵温度一段时间，不会影响啤酒正常风味物质的含量，而有利于双乙酰的还原。双乙酰还原温度的确定各厂控制不一，一般控制在10～14℃左右，使连二酮浓度降至0.08mg/L以下时，即开始降温。

（5）冷却降温 当双乙酰还原到要求指标时，酒液开始冷却降温。降至5～6℃时，保持24～48h，减压回收酵母。最后再降温至0～-1℃，贮酒7～14天。

回收的酵母如可作为下一次发酵用的种子，则需进行处理。回收酵母吸附了较多的苦味物质、单宁、色素等，回收后应通入无菌空气，以排除酵母泥中的CO2，再以无菌水洗涤数次。回收酵母在低温无菌水中，只能保存2～3天。也可在2～4℃下低温缓慢发酵，以保存酵母。

（6）罐压控制 发酵开始，采用无压发酵；二氧化碳回收时，采用微压（0.01～0.02 MPa）；至发酵后期，外观发酵度达70％以上时，封罐，逐渐升压至0.07～0.08 MPa，减少由于升温所造成的代谢副产物过多的现象，有利于双乙酰的还原，并使二氧化碳逐渐饱和酒

内。图5-5为一例一罐法发酵工艺曲线。

图5-5 一罐法发酵工艺曲线

§5-5 其它发酵方法

一、连续发酵

连续发酵与分批发酵相比，具有发酵效率高、操作方便、生产周期短、啤酒损失少、设备利用率高、酵母繁殖量少等优点。

啤酒连续发酵的形式有：多罐式连续发酵、塔式连续发酵和固定化酵母连续发酵等。 （1）多罐式连续发酵 多罐式连续发酵系统可分为四罐系统和三罐系统。其操作是将三个或四个发酵罐串联起来，麦汁和酵母首先进入第一发酵罐均匀混合，进行酵母繁殖。然后第一罐的麦汁缓慢流入第二（第三）发酵罐进行主发酵，主发酵结束后进入最后一个锥底发酵罐分离酵母，目前这种连续发酵方式已很少采用。

(2)塔式连续发酵 塔式发酵罐为一垂直的管柱体。无菌麦汁由泵分批经塔底送入塔内，稍加通风，麦汁在塔内一边上升，一边发酵，直到放满发酵塔为止。发酵中，温度由塔身冷却系统控制。塔底形成沉积的酵母层，发酵液在达到要求的酵母浓度梯度后，用泵继续泵入无菌麦汁，调节麦汁流量，使麦汁上升达塔顶时，恰好达到所要求的发酵度。

塔式连续发酵要求采用高凝聚型酵母，以便保持较高的酵母浓度，在塔底部分形成一个浓集的塞柱。生产中要经常在塔底通入CO2，以使酵母层(塞柱部分)保持多孔流动性。

(3)固定化酵母连续发酵 固定化酵母连续发酵就是将酵母细胞固定在载体上，放入生化反应器进行连续发酵，其原理与塔式连续发酵相似。固定化酵母连续发酵时具有酵母浓度高、活性强、酵母可长时间连续使用、设备利用率高、发酵条件（温度、pH、发酵时间、发酵终点）易于控制、发酵速度快等优点。

酵母固定化的方法有吸附法、包埋法等。吸附法就是利用菌种和载体之间的静电引力使

菌体吸附在载体的表面，常用载体有玻璃、陶瓷等；包埋法就是将酵母细胞均匀地分散于载体中，常用载体有琼脂、海藻酸盐、丙烯酰胺等，使用效果较好的是海藻酸钙凝胶。

实际应用中常采用二柱法(一个柱进行主发酵、一个柱进行双乙酰还原)。 二、高浓稀释酿造法

高浓稀释酿造法是目前国际上广泛采用的啤酒生产技术，方法一般有三种：麦汁稀释(高浓度糖化、麦汁稀释后再进行发酵)、前稀释(高浓度糖化、主发酵，后发酵时进行稀释)、后稀释(在啤酒主发酵、贮酒结束后再进行稀释)。稀释越向后，经济效益越高，但对稀释用水的要求更高。该法的最大优点是在不增加设备的基础上大幅度提高产量，提高设备利用率，并且可以降低生产成本，提高啤酒的风味和非生物稳定性。不足之处是糖化的原料利用率低、酒花利用率低。

啤酒高浓度稀释，除了需要制取高浓度的麦汁和控制好高浓度发酵外，还需要制备符合要求的稀释水和精确的混合加水比。高浓度啤酒稀释水处理系统是高浓度啤酒稀释中不可缺少的关键设备，其中最关键的是稀释水的脱氧问题。要求稀释水中含氧量应小于0.3mg/L。水脱氧的方法有：热法真空脱氧、C02置换法、冷却真空脱氧等。