冷卻后的麥汁添加酵母以后，便是發(fā)酵的開始，整個(gè)發(fā)酵過程可以分為：酵母恢復(fù)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(fù)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(jìn)行呼吸作用，并從中獲取能量而發(fā)生繁殖，同時(shí)產(chǎn)生一系列的代謝副產(chǎn)物，此后便在無氧的條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵。 酵母恢復(fù)階段： 酵母細(xì)胞膜的主要組成物質(zhì)是甾醇，當(dāng)酵母在上一`輪繁殖完畢后，甾醇含量降的很低，因此當(dāng)酵母再次接種的時(shí)候，首先要合成甾醇，產(chǎn)生新的細(xì)胞膜，恢復(fù)滲透性和進(jìn)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(jìn)行，合成代謝的主要能量來源由暫儲(chǔ)藏細(xì)胞內(nèi)的肝糖和海藻糖提供。在次階段，酵母細(xì)胞基本不繁殖，所謂的酵母停滯期。一旦細(xì)胞膜形成，恢復(fù)滲透性，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)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(xì)胞以可發(fā)酵糖為主要能量來源，在氧的作用下進(jìn)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(jìn)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(gè)小時(shí)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(shí)以后立即進(jìn)入主發(fā)酵槽。 2.起泡期 還槽4-5小時(shí)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(xì)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(fù)合物開始析出而逐漸變?yōu)樽攸S色，此時(shí)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?xì)馀轀p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(fù)合物，酒花樹脂，酵母細(xì)胞和其他雜質(zhì)，此時(shí)應(yīng)大幅度降溫，使酵母沉淀。 后發(fā)酵以及儲(chǔ)藏：麥汁經(jīng)主發(fā)酵后的發(fā)酵液叫嫩啤酒，此時(shí)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(gè)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(jìn)行發(fā)酵，細(xì)胞形成量較多，酵母回收比較復(fù)雜，代數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過下面發(fā)酵酵母，長(zhǎng)久沒有衰退現(xiàn)象。 上面發(fā)酵的啤酒成熟快，設(shè)備周轉(zhuǎn)快，啤酒有獨(dú)特的風(fēng)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(dá)到飽和。 上面發(fā)酵和下面發(fā)酵的技術(shù)參數(shù)比較： 上面主發(fā)酵技術(shù)要求 下面發(fā)酵技術(shù)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(shí)間： 8-16小時(shí) 20小時(shí)左右 主發(fā)酵最高溫度： 18-20 7.5-9 主發(fā)酵時(shí)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(gè)罐要求不一樣，耐壓也不同，對(duì)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(gè)罐進(jìn)行發(fā)酵，另一個(gè)罐為后熟處理。對(duì)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(jìn)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(jìn)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(gè)發(fā)酵罐類似一罐法進(jìn)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(jìn)行CO2洗滌，經(jīng)適當(dāng)?shù)牡蜏刭A存后，在后調(diào)整罐內(nèi)對(duì)色澤、穩(wěn)定性、CO2含量等指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，再經(jīng)適當(dāng)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(zhǎng)，淡季發(fā)酵周期適當(dāng)延長(zhǎng)。 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(shí)：10～20×10個(gè)/ml；發(fā)酵旺盛時(shí)：6～7×10個(gè)/ml；排酵母后：6～8×10個(gè)/ml；0℃左右貯酒時(shí)：1.5～3.5×10個(gè)/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(shí)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(guó)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(shí)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(fēng)味且容易染菌；雙乙酰還原溫度增加，啤酒后熟時(shí)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(zhǎng)。 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(shí)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(jí)醇、酯類，同時(shí)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(guān)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(shí)間 從第一批麥汁進(jìn)罐到最后一批麥汁進(jìn)罐所需時(shí)間稱為滿罐時(shí)間。滿罐時(shí)間長(zhǎng)，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(duì)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(guó)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(yīng)有效的控制原料質(zhì)量和糖化效果，每批次麥汁組成應(yīng)均勻，如果各批麥汁組成相差太大，將會(huì)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(yīng)與每次糖化的冷麥汁量以及每天的糖化次數(shù)相適應(yīng)，要求在16h內(nèi)裝滿一罐，最多不能超過24h，進(jìn)罐冷麥汁對(duì)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(jìn)罐的時(shí)間間隔和滿罐的次數(shù)，如果間隔時(shí)間長(zhǎng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)保持相對(duì)穩(wěn)定，避免忽高忽低。溫度控制以采用自動(dòng)控制為好。 ⑥應(yīng)盡量進(jìn)行CO2回收，以便于進(jìn)行CO2洗滌、補(bǔ)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(dāng)使用碳鋼制作發(fā)酵罐時(shí)，應(yīng)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(yīng)控制在0.39～0.49MPa或更高。
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