冷卻后的麥汁添加酵母以后，便是發(fā)酵的開始，整個發(fā)酵過程可以分為：酵母恢復階段，有氧呼吸階段，無氧呼吸階段。酵母接種后，開始在麥汁充氧的條件下，恢復其生理活性，以麥汁中的氨基酸為主要的氮源，可發(fā)酵糖為主要的碳源，進行呼吸作用，并從中獲取能量而發(fā)生繁殖，同時產(chǎn)生一系列的代謝副產(chǎn)物，此后便在無氧的條件下進行酒精發(fā)酵。 酵母恢復階段： 酵母細胞膜的主要組成物質(zhì)是甾醇，當酵母在上一`輪繁殖完畢后，甾醇含量降的很低，因此當酵母再次接種的時候，首先要合成甾醇，產(chǎn)生新的細胞膜，恢復滲透性和進行繁殖甾醇的生物合成主要在不飽和脂肪酸和氧的參與下進行，合成代謝的主要能量來源由暫儲藏細胞內(nèi)的肝糖和海藻糖提供。在次階段，酵母細胞基本不繁殖，所謂的酵母停滯期。一旦細胞膜形成，恢復滲透性，營養(yǎng)物質(zhì)進入，酵母立即吸收糖類提供的能量，肝糖再行積累，供下一次接種使用。 有氧呼吸階段： 此階段主要是指酵母細胞以可發(fā)酵糖為主要能量來源，在氧的作用下進行繁殖。 無氧呼吸階段： 在此發(fā)酵過程中，絕大部分可發(fā)酵糖被分解成乙醇和二氧化碳。這些糖類被酵母吸收，進行酵解的順序是葡萄糖，果糖，蔗糖，麥芽糖，麥芽三糖。 下面發(fā)酵： 主發(fā)酵： 發(fā)酵階段 外觀狀態(tài)和要求 1.酵母繁殖期 麥汁添加酵母8-16個小時以后，液面上出現(xiàn)二氧化碳小氣泡，逐漸形成白色的，乳脂狀的泡沫，酵母繁殖20小時以后立即進入主發(fā)酵槽。 2.起泡期 還槽4-5小時后，在麥汁表面逐漸出現(xiàn)更多的泡沫，由四周漸漸向中間，潔白細膩，厚而緊密，如花菜狀，有二氧化碳小氣泡上涌，并且?guī)С鲆恍┪龀鑫铩?3.高泡期 發(fā)酵后2-3天，泡沫增高，形成隆起，并因酒內(nèi)酒花樹脂和蛋白質(zhì)-單寧復合物開始析出而逐漸變?yōu)樽攸S色，此時為發(fā)酵旺盛期，需要人工降溫，但是不能太劇烈，以免酵母過早沉淀，影響發(fā)酵作用。 4.落泡期 發(fā)酵5天以后，發(fā)酵力逐漸減弱，二氧化碳氣泡減少，泡沫回縮，酒內(nèi)析出物增加，泡沫變?yōu)樽睾稚?5.泡蓋形成期 發(fā)酵7-8天后，泡沫回縮，形成泡蓋，撇去所析出的多酚復合物，酒花樹脂，酵母細胞和其他雜質(zhì)，此時應大幅度降溫，使酵母沉淀。 后發(fā)酵以及儲藏：麥汁經(jīng)主發(fā)酵后的發(fā)酵液叫嫩啤酒，此時酒的二氧化碳含量不足，雙乙酰，乙醛，硫化氫等揮發(fā)性物質(zhì)沒有減低到合理的程度，酒液的口敢不成熟，不適合飲用。大量的懸浮酵母和凝結(jié)析出的物質(zhì)尚未沉淀下來，酒液不夠澄清，一般還要幾個星期的后發(fā)酵和貯酒期，啤酒的成熟和澄清均在后發(fā)酵和貯酒期。 上面發(fā)酵 上面發(fā)酵的主要方法：傳統(tǒng)的撇去法，落下法，巴頓聯(lián)合法，約克夏法。 上面發(fā)酵采用上面發(fā)酵酵母，在15-20攝氏度下進行發(fā)酵，細胞形成量較多，酵母回收比較復雜，代數(shù)遠遠超過下面發(fā)酵酵母，長久沒有衰退現(xiàn)象。 上面發(fā)酵的啤酒成熟快，設備周轉(zhuǎn)快，啤酒有獨特的風味，但保質(zhì)期短。一般不采用后發(fā)酵期，而是加膠處理，澄清一階段后，采用人工充二氧化碳，使達到飽和。 上面發(fā)酵和下面發(fā)酵的技術參數(shù)比較： 上面主發(fā)酵技術要求 下面發(fā)酵技術要求 接種溫度： 14-16 5-7 酵母添加量： 0.15-0.30% 0.4-0.6% 酵母增殖時間： 8-16小時 20小時左右 主發(fā)酵最高溫度： 18-20 7.5-9 主發(fā)酵時間： 4-6天 7-8天
生產(chǎn)工藝流程： 充氧冷麥汁→發(fā)酵→前發(fā)酵→主發(fā)酵→后發(fā)酵→貯酒→鮮啤酒 ↑ 菌種 錐形罐發(fā)酵工藝 （1）錐形罐發(fā)酵的組合形式 錐形罐發(fā)酵生產(chǎn)工藝組合形式有以下幾種： ①發(fā)酵－貯酒式 此種方式，兩個罐要求不一樣，耐壓也不同，對于現(xiàn)代釀造來說，此方式意義不大。 ②發(fā)酵－后處理式 即一個罐進行發(fā)酵，另一個罐為后熟處理。對發(fā)酵罐而言，將可發(fā)酵性成分一次完成，基本不保留可發(fā)酵性成分，發(fā)酵產(chǎn)生的CO2全部回收并貯存?zhèn)溆茫缓筠D(zhuǎn)入后處理罐進行后熟處理。其過程為將發(fā)酵結(jié)束的發(fā)酵液經(jīng)離心分離，去除酵母和冷凝固物，再經(jīng)薄板換熱器冷卻到貯酒溫度，進行1～2天的低溫貯存后開始過濾。 ③發(fā)酵-后調(diào)整式 即前一個發(fā)酵罐類似一罐法進行發(fā)酵、貯酒，完成可發(fā)酵性成分的發(fā)酵，回收CO2、回收酵母，進行CO2洗滌，經(jīng)適當?shù)牡蜏刭A存后，在后調(diào)整罐內(nèi)對色澤、穩(wěn)定性、CO2含量等指標進行調(diào)整，再經(jīng)適當穩(wěn)定后即可開始過濾操作。 （2）發(fā)酵主要工藝參數(shù)的確定 ①發(fā)酵周期 由產(chǎn)品類型、質(zhì)量要求、酵母性能、接種量、發(fā)酵溫度、季節(jié)等確定，一般12～24天。通常，夏季普通啤酒發(fā)酵周期較短，優(yōu)質(zhì)啤酒發(fā)酵周期較長，淡季發(fā)酵周期適當延長。 ②酵母接種量 一般根據(jù)酵母性能、代數(shù)、衰老情況、產(chǎn)品類型等決定。接種量大小由添加酵母后的酵母數(shù)確定。發(fā)酵開始時：10～20×10個/ml；發(fā)酵旺盛時：6～7×10個/ml；排酵母后：6～8×10個/ml；0℃左右貯酒時：1.5～3.5×10個/ml。 ③發(fā)酵最高溫度和雙乙酰還原溫度 啤酒旺盛發(fā)酵時的溫度稱為發(fā)酵最高溫度，一般啤酒發(fā)酵可分為三種類型：低溫發(fā)酵、中溫發(fā)酵和高溫發(fā)酵。低溫發(fā)酵：旺盛發(fā)酵溫度8℃左右；中溫發(fā)酵：旺盛發(fā)酵溫度10～12℃；高溫發(fā)酵：旺盛發(fā)酵溫度15～18℃。國內(nèi)一般發(fā)酵溫度為：9～12℃。雙乙酰還原溫度是指旺盛發(fā)酵結(jié)束后啤酒后熟階段（主要是消除雙乙酰）時的溫度，一般雙乙酰還原溫度等于或高于發(fā)酵溫度，這樣既能保證啤酒質(zhì)量又利于縮短發(fā)酵周期。發(fā)酵溫度提高，發(fā)酵周期縮短，但代謝副產(chǎn)物量增加將影響啤酒風味且容易染菌；雙乙酰還原溫度增加，啤酒后熟時間縮短，但容易染菌又不利于酵母沉淀和啤酒澄清。溫度低，發(fā)酵周期延長。 ④罐壓 根據(jù)產(chǎn)品類型、麥汁濃度、發(fā)酵溫度和酵母菌種等的不同確定。一般發(fā)酵時最高罐壓控制在0.07～0.08MPa。一般最高罐壓為發(fā)酵最高溫度值除以100（單位MPa）。采用帶壓發(fā)酵，可以抑制酵母的增殖，減少由于升溫所造成的代謝副產(chǎn)物過多的現(xiàn)象，防止產(chǎn)生過量的高級醇、酯類，同時有利于雙乙酰的還原，并可以保證酒中二氧化碳的含量。啤酒中CO2含量和罐壓、溫度的關系為： CO2（%，m/m）=0.298+0.04p－0.008t 其中 p --罐壓（壓力表讀數(shù)）（MPa） t --啤酒品溫（℃） ⑤滿罐時間 從第一批麥汁進罐到最后一批麥汁進罐所需時間稱為滿罐時間。滿罐時間長，酵母增殖量大，產(chǎn)生代謝副產(chǎn)物α-乙酰乳酸多，雙乙酰峰值高，一般在12～24h，最好在20h以內(nèi)。 ⑥發(fā)酵度 可分為低發(fā)酵度、中發(fā)酵度、高發(fā)酵度和超高發(fā)酵度。對于淡色啤酒發(fā)酵度的劃分為：低發(fā)酵度啤酒，其真正發(fā)酵度48%～56%；中發(fā)酵度啤酒，其真正發(fā)酵度59%～63%；高發(fā)酵度啤酒，其真正發(fā)酵度65%以上，超高發(fā)酵度啤酒（干啤酒）其真正發(fā)酵度在75%以上。目前國內(nèi)比較流行發(fā)酵度較高的淡爽性啤酒。 錐形發(fā)酵罐工藝要求 ①應有效的控制原料質(zhì)量和糖化效果，每批次麥汁組成應均勻，如果各批麥汁組成相差太大，將會影響到酵母的繁殖與發(fā)酵。如10oP麥汁成分要求為：濃度%（m/m）10±0.2，色度（EBC單位）5.0～8.0，pH5.4±0.2，α-氨基氮（mg/L）140～180。 ②大罐的容量應與每次糖化的冷麥汁量以及每天的糖化次數(shù)相適應，要求在16h內(nèi)裝滿一罐，最多不能超過24h，進罐冷麥汁對熱凝固物要盡量去除，如能盡量分離冷凝固物則更好。 ③冷麥汁的溫度控制要考慮每次麥汁進罐的時間間隔和滿罐的次數(shù)，如果間隔時間長次數(shù)多，可以考慮逐批提高麥汁的溫度，也可以考慮前一、二批不加酵母，之后的幾批將全量酵母按一定比例加入，添加比例由小到大，但應注意避免麥汁染菌。也有采用前幾批麥汁添加酵母，最后一批麥汁不加酵母的辦法。 ④冷麥汁溶解氧的控制可以根據(jù)酵母添加量和酵母繁殖情況而定，一般要求每批冷麥汁應按要求充氧，混合冷麥汁溶解氧不低于8mg/L。 ⑤控制發(fā)酵溫度應保持相對穩(wěn)定，避免忽高忽低。溫度控制以采用自動控制為好。 ⑥應盡量進行CO2回收，以便于進行CO2洗滌、補充酒中CO2和以CO2背壓等。 ⑦發(fā)酵罐最好采用不銹鋼材料制作，以便于清洗和殺菌，當使用碳鋼制作發(fā)酵罐時，應保持涂料層的均勻與牢固，不能出現(xiàn)表面凹凸不平的現(xiàn)象，使用過程中涂料不能脫落。發(fā)酵罐要裝有高壓噴洗裝置，噴洗壓力應控制在0.39～0.49MPa或更高。
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