毕业实习 啤酒酿造实验

啤酒是以大麦芽、酒花、水为主要原料，经酵母发酵作用酿造而成的包含二氧化碳的低酒精度酒。啤酒具有独特的苦味和香味，营养成分丰富，含有各种人体所需的氨基酸及多种维生素、泛酸以及矿物质等。

啤酒有多种分类方法，以发酵方式可分为上面发酵啤酒和下面发酵啤酒；以色泽可分为淡色啤酒、浓色啤酒、以及黑啤酒；以灭菌方式可分为鲜啤酒、生啤酒以及熟啤酒。 人类使用谷物制造酒类饮料已有8000多年的历史，中国啤酒业的发展是由19世纪末传入中国。

一 、啤酒酿造原料

啤酒的原料为大麦、酿造用水、酒花、酵母以及辅料（玉米、大米、大麦、小麦等）。 1．大麦：大麦是一种坚硬的谷物，成熟比其他谷物快得多，正因为用大麦制成麦芽比小麦、黑麦、燕麦快，所以才被选作酿造的主要原料。没有壳的小麦很难发出麦芽，而且也很不适合酿酒之用。大麦的主要化学成分是淀粉、蛋白质、纤维素、半纤维素和脂肪等。啤酒酿造工艺中使用大麦芽作为制麦芽汁的原料是因为，大麦在发芽过程中产生的各种水解酶对糖化过程中淀粉的转化能起到很好的作用，通过大麦的发芽，激活的这些酶同时在发芽过程中也能使淀粉及蛋白质，发生轻度的水解（麦芽的溶解），使出糖效果更好。

2．啤酒花：啤酒花作为工业的原料开始使用于德国。中国人工栽培酒花的历史始于东北，目前在、甘肃、内蒙、黑龙江、辽宁等地都建立了较大的酒花原料基地。使用的主要目的是：①利用其苦味香味，赋予啤酒香味和爽口的苦味；②提高啤酒泡沫的持久性；③使蛋白质沉淀澄清麦汁；④提高啤酒的防腐能力。

3．酵母是真菌类的一种微生物。在啤酒酿造过程中，酵母是魔术师，它把麦芽和大米中的糖分发酵成啤酒，产生酒精、二氧化碳和其他微量发酵产物。这些微量但种类繁多的发酵产物与其它那些直接来自于麦芽、酒花的风味物质一起，组成了成品啤酒诱人而独特的感官特征。有两种主要的啤酒酵母菌：\"顶酵母\"（saccharomyces cerevisiae也称上面酵母或啤酒酵母）和\"底酵母\"（saccharomyces carlsbergensis也称下面酵母或卡尔酵母）。上面啤酒酵母和下面啤酒酵母，两者在细胞形态、发酵能力、凝聚性以及啤酒发酵温度等方面有明显的差异。用于生产上的啤酒酵母种类繁多，造成啤酒风味各异。

用显微镜看时，顶酵母呈现的卵形稍比底酵母明显。\"顶酵母\"名称的得来是由于发酵过程中，酵母上升至啤酒表面并能够在顶部撇取；\"底酵母\"则一直存在于啤酒内，在发酵结束后并最终沉淀在发酵桶底部。

4．辅料：在酿造啤酒中为了降低生产成本，提高出酒率，改善啤酒风味和色泽，增强啤酒的保存性，在糖化操作时，常用大米、大麦、玉米和蔗糖等其中的一种来代替部分麦芽。在我国一般习惯都使用大米，而欧美国家普遍使用玉米。

二、试验设备

本实验采用的是山东中德CGs-0.2，生产能力为200L的啤酒试验设备，本装置的流程示意图见图8-1。

该设备按功能可分为以下几个部分：

1．粉碎设备；

2．糖化设备（糖化锅、糊化锅）；

3．发酵设备（发酵罐、接种器）

4．CIP系统（洗涤/杀菌罐、移动泵）

5．制冷设备（冷凝器、蒸发器、换热器、冰水罐）

6．控制设备

按外观可分为： 1．罐体部分

2．管路阀门及泵

3．移动部分（洗车、接种器等） 4．控制部分

图8-1 啤酒酿造工艺流程图

三、啤酒发酵机理

1．发酵主产物——乙醇的合成途径

麦芽汁中可发酵性糖主要是麦芽糖，还有少量的葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽三糖等。单糖可以直接被酵母吸收，转化为乙醇，寡糖则需要分解为单糖后才能被发酵。由麦芽糖生物合成乙醇的生物途径，总反应如式（8-1）：

12C12H22O12(麦芽糖)212H2OC6H12O6(葡萄糖)2ADP2Pi2C2H5OH （8-1）

2CO2ATP226.09KJ式中：ADP——二磷酸腺苷；Pi——磷酸根；ATP——三磷酸腺苷。

从理论上讲，每100g葡萄糖发酵后可以生成51.14g乙醇和48.86 g CO2。实际上，只有96％的糖发酵为乙醇和CO2，2.5%用于生成其他代谢副产物，剩余的1.5%用于菌体的合成。

发酵过程是糖的分解代谢过程，是放能反应。每1mol葡萄糖发酵后释放的总能量为226.09 mol，其中61 mol以ATP形式贮存下来，其余的以热的形式释放出来，因此发酵过程中必须及时冷却，避免发酵温度过高。

葡萄糖的乙醇发酵过程共有12步生物化学反应，具体分为4个阶段：

（1）葡萄糖磷酸化生成己糖磷酸酯（3步反应）； （2）磷酸己糖为2个磷酸丙酮（2步反应）； （3）3-磷酸甘油醛生成丙酮酸（5步反应）； （4）丙酮酸生成乙醇。 2．啤酒发酵副产物的形成

在发酵过程中还有副产物的形成，如：连二酮类，高级醇，有机酸，醛类等。这些副产品对于啤酒的成熟和产品的口味有很大的影响，如双乙酰具有馊饭味，是造成啤酒不成熟的主要原因；高级醇含量高，饮用后容易出现“上头”，啤酒口味也变差。

（1）双乙酰的形成

双乙酰是由丙酮酸在生物合成缬氨酸时的中间代谢产物α-乙酰乳酸转化得到的，是啤酒发酵的必然产物。其合成机理为：丙酮酸与TPP（焦磷酸硫胺素，为辅羧酶，能催化氧化脱羧反应）结合，使丙酮酸转化为活性丙酮酸；脱羧后变成活性乙醛，再与丙酮酸缩合成α-乙酰乳酸。α-乙酰乳酸经过酵母体外非酶氧化生成双乙酰。

（2）高级醇的形成

高级醇主要由氨基酸氧化脱氨形成，其代谢过程包括： ①氨基酸被转化为α-酮酸； ②酮酸脱羧成醛； ③醛还原为醇。

四、原料处理及工艺流程

1．制麦芽

刚收获的大麦经过储存、精选、浸麦、发芽、焙燥、去根六道工序之后制成大麦芽供给后续工序使用。大麦必须通过发麦芽过程将内含难溶性淀粉转变为用于酿造工序的可溶性糖类。大麦的主要化学成分是淀粉，其次是蛋白质、纤维素、半纤维素和脂肪等。麦芽制造的过程见图8-2。

大麦 → 精选→浸麦→ 发芽→ 干燥→ 干燥麦芽→ 除根 → 贮藏

图8-2 麦芽制备流程图

2．粉碎

粉碎前对大麦芽进行增湿，要求粉碎的麦芽谷皮破而不碎，粗粉与细粉的比例为1：2.5以上。如果谷皮粉碎过细，不仅会造成麦芽汁过滤困难，而且谷皮中的单宁、色素等不良成分的溶出量也会增加。粉碎的操作在粉碎机中进行。

3．糖化

糖化就是利用麦芽所含的各种水解酶，在适宜的条件下，将麦芽中不溶性高分子物质（淀粉，蛋白质，半纤维素及其中间分解产物），逐步分解成低分子可溶性物质的过程。另外，用于添加的辅料中的淀粉也是在麦芽糖化阶段被最后水解成葡萄糖的。即用于酿制啤酒的麦芽汁，其含有的葡萄糖、氨基酸等营养成分，主要是通过麦芽糖化获得的。整个过程主要包括：淀粉分解，蛋白质分解，β－葡聚糖分解，酸的形成和多酚物质的变化。

糖化的方法采用煮出糖化法。糖化的操作在糖化锅中进行，具体操作：

（1）在糖化锅中按与麦芽1:2的比例加入水，升温至37℃。

（2）开启糖化锅搅拌，把粉碎好的麦芽加入糖化锅中，静置20分钟。

（3）开启搅拌，同时升温至45℃，升温速度控制在1.5℃/min。此时进行有机磷酸盐的分解，β－葡聚糖的分解，蛋白质的分解等过程。静置40分钟。

（4）开启搅拌，同时升温至65℃，升温速度控制在1.5℃/min。静置70分钟。这个温度区间有利于含氮物质的形成以及β－淀粉酶的作用，大量麦芽糖形成。

（5）开启搅拌，同时升温至78℃，升温速度控制在1.5℃/min。此时糖化工序基本结束了。

4．过滤

啤酒过滤澄清的原理主要是通过过滤介质的阻挡作用（或截留作用）、深度效应（介质

空隙网罗作用）和静电吸附作用等使啤酒中存在的微生物、冷凝固物等大颗粒固形物被分离出来，而使啤酒澄清透亮。常用的过滤介质有：硅藻土、滤纸板、微孔薄膜和陶瓷芯等。

（1）阻挡作用：啤酒中比过滤介质空隙大的颗粒，不能通过空隙而被截留下来。对于硬性颗粒将附着在过滤介质表面形成粗滤层，而软性颗粒会黏附在过滤空隙中甚至使空隙堵塞，降低过滤效能，增大过滤压差。

（2）深度效应：过滤介质中长且曲折的微孔通过对悬浮颗粒产生一种阻挡作用，对于比过滤介质空隙小的微粒，由于微孔结构的作用而被截留。

（3）静电吸附作用：有些比过滤介质空隙小的颗粒以及具有较高表面活性的高分子物质，如蛋白质、酒花树脂、色素等，因为自身所带电荷与过滤介质不同，则会通过静电吸附作用而截留其中。

将糖化醪采用过滤槽法用于发酵的麦芽汁与其它杂质分离。过滤在过滤槽中进行。具体操作：把糖化好的麦芽汁用泵打入过滤槽中，静置20分钟后，用回流过滤的方法，过滤麦汁。过滤20分钟后，取样测原麦汁浓度。原麦汁过滤至将近露出糟面时进行洗糟，依据原麦汁浓度估算洗糟水量，用糖化锅内的80℃热水洗糟，洗糟三次。

5．煮沸

经过滤得到的原麦芽汁须经煮沸，并在煮沸过程中添加酒花，其目的是：

（1）将原麦芽汁蒸发、浓缩，使达到所要求的浓度。

（2）通过加热，使麦芽蛋白质在微酸性条件和酒花存在下成片析出，其成分主要是蛋白质、多酚物质的复合物、被复合物吸附的酒花树脂和铁、铜等金属离子。这种片状的复合物沉淀，一部分在60℃以上析出，另一部分在麦芽汁冷却过程中析出。

（3）使酒花的成分溶出。

（4）破坏α－淀粉酶及其他酶的活性。

（5）杀灭麦芽汁中的乳酸菌等杂菌，以免发酵时产生酸败现象。 （6）蒸发去除如酒花油、香叶烯等挥发性的异味物质。

（7）在麦芽焙焦和麦芽汁煮沸时形成的糖蛋白聚合物，是构成啤酒泡沫的主要成分之一。

（8）麦芽汁在加热煮沸过程中生成类黑精等还原性物质，它们能增强啤酒的香气、泡沫持久性及胶体稳定性。原麦芽汁的煮沸在煮沸锅中进行。

具体操作：用泵将过滤好的麦芽汁打入煮沸锅，调节升温速度，麦芽汁沸腾时开始计时，煮沸时间90分钟，煮沸10分钟、30分钟和沸终前10分钟，分别添加苦型、苦型和香型酒花，加入量分别为0.01%、0.03%和0.02%。控制沸终麦汁浓度。

6．麦芽汁热凝固物的去除

在麦芽汁用于发酵之前，先要去除热凝固物和冷凝固物。现在都使用回旋沉淀槽除热凝固物。用麦芽汁泵将使用酒花的麦芽汁煮沸，以较高的线速度沿回旋沉淀槽的槽壁切线方向泵入槽内，使形成一个快速旋转的旋涡，任何颗粒物质都会快速沉积于槽底，使固液分离，得到清麦芽汁。被除去的固形物，主要是变性凝固的蛋白质、多酚与蛋白质的不溶性复合物、酒花树脂、无机盐和其他有机物。麦芽汁进口管的位置设在距槽底1/3处。槽内收集到的清麦芽汁，其积聚高度允许为槽身圆柱体直径的0.8～1倍。在离槽底2/3处、1/3处和底部各有1个放料，送麦芽汁去冷却时，应自上而下从各放料口排放麦芽汁。

7．麦芽汁冷却

麦芽汁冷却的目的主要是使麦芽汁达到主发酵最适宜的温度，同时，使大量的冷凝固物析出。麦芽汁冷却，使用薄板冷却器。冷却结束后，可用无菌压缩空气将薄板冷却器中的麦芽汁顶出。整个冷却操作，要防止外界杂酒污染。

8．麦芽汁冷凝固物的去除

冷凝固物又称细凝固物，其成分与热凝固物相似，但是以β－球蛋白及其分解产物多酚物质等的复合物为主，这种热溶性的复合物，在低温下则会逐步析出、沉淀，温度越低，其析出量越大。冷凝固物的去除，采用自然沉降法。从添加酵母开始，经发酵直至贮酒结束，分段依靠冷凝固物的自然析出和沉淀，而将冷凝固物除去。

麦芽汁通氧：在啤酒的发酵过程中，前期是有氧呼吸，主要是酵母细胞的增殖，后期则是厌氧发酵，酵母细胞利用麦芽汁中的营养成分生成酒精、杂醇油和有机酸等。在6℃以下，对12°P冷麦芽汁通入无菌空气使之饱和溶解。在通常情况下，溶解氧达到8mg/L就可满足酵母增殖需要。溶解氧不足，会阻滞酵母的增殖，导致发酵缓慢，发酵不完全；溶解氧量太高，发酵过于旺盛，会消耗大量的还原性物质。冷麦芽汁中溶解氧的量与以下因素有关：

（1）温度低的比温度高的吸氧多。

（2）暴露于空气的表面积越大，吸氧越多。 （3）麦芽汁浓度低的比麦芽汁浓度高的吸氧多。

（4）充气时注入压力高，麦芽汁吸氧就多。用于充氧的空气必须经过无菌处理。 通氧操作也带来不良的后果：啤酒花树脂、啤酒油以及单宁等多酚物质被氧化，使啤酒苦味变得粗糙并产生后苦，同时麦芽汁色度也变深。 五、发酵过程

发酵过程是将过滤好的麦芽汁通过接种接入酵母，它把麦芽和大米中水解的糖分发酵成啤酒，产生酒精、二氧化碳和其他微量发酵产物的过程。总体包括两个过程：

1．主发酵阶段 主发酵又称前发酵，是啤酒整个发酵过程的前阶段。主发酵过程中物质的代谢主要包括了以下几类：（1）糖的代谢；（2）氨基酸的代谢与高级醇的生成；（3）二氧化碳和乙醇的生成；（4）酯的生成；（5）有机酸的生成及代谢；（6）硫化物的生成及代谢；（7）双乙酰的生成及消失；（8）醛的生成。主发酵过程中的管理主要为温度控制和外观发酵度的测定。在正常情况下，主发酵结束后，发酵液的发酵度应在50%～60%之间，过高或过低均对啤酒的质量不利。

根据发酵液表面现象的不同，可以将整个主发酵过程分为5个阶段：

（1） 酵母繁殖期：麦芽汁添加酵母8～16小时后，液面出现CO2气泡，逐渐形成白色、乳脂状泡沫。酵母在繁殖20小时后，即可进入主发酵阶段。此时，麦芽汁中的溶解氧已经基本被酵母消耗完 ，开始厌氧发酵。

（2） 起泡期：在进入主发酵4～5小时后，在麦芽汁表面逐渐出现更多的泡沫，由四周渐渐涌向中间，外观洁白细腻。此时，发酵温度每天上升0.5～0.8℃，耗糖0.3～0.5°P，维持1～2天。

（3） 高泡期：发酵3天之后，泡沫增高，形成卷曲状隆起，麦芽汁颜色转为黄棕色，此时为发酵旺盛期，热量大量释放，需要及时降温，不能超过发酵的最高温度9℃。但要注意，降温需要缓慢进行，否则会引起酵母的早期沉淀，影响正常发酵。此阶段，每天降糖1.5°P，维持时间一般为2～3天。

（4） 落泡期：发酵5天后，发酵力逐渐减弱，CO2气泡减少，泡沫回缩，析出物增多，泡沫由黄棕色变为棕褐色。发酵液每天温度下降0.5℃，耗糖0.5～0.8°P，一般维持时间2天左右。

（5） 泡盖形成期：发酵7～8天后，酵母大部分沉淀，泡沫回缩，形成一层褐色苦味的泡盖，集中在液面。每日耗糖0.2～0.5°P，控制降温0.5℃/d左右，下酒品温应在4.0～5.5℃。

（6）技术要求

① 主发酵温度：啤酒发酵是采用变温发酵，发酵温度是指主发酵阶段的最高温度。下

面啤酒发酵温度为7～15℃。采用低温发酵工艺的主发酵起始温度为5～7℃，一般为6.5～7℃，发酵最高温度因菌种不同和麦芽汁成分的不同而不同，一般在8～10℃。

② 糖度：每批麦芽汁都要取样测定最终发酵度和最终糖度。发酵期间要取第三天的发酵液（高泡酒），放在避光处，室温下发酵三天，每天摇动一次，三天后测其糖度。主发酵结束时应剩余可发酵糖1.5%，以供酵母在后发酵时使用。对于12°P啤酒，发酵最终糖度应为2.4°P，因此下酒糖度则为2.4% + 1.5% = 3.9%，下酒外观发酵度为：（12－3.9）／12×100% = 67.5%。

③ 发酵时间：发酵时间的长短，发酵温度的高低，与麦芽汁成分、酵母发酵力和还原双乙酰能力有关。在酵母菌种、麦芽汁成分和一定的发酵度要求下，发酵时间主要取决于发酵温度。发酵温度低，则发酵时间长、反之，则时间短。低温长时间的主发酵可使发酵液均衡发酵，pH值下降缓慢，酒花树脂与蛋白微量析出而使啤酒醇和，香味好，泡沫细腻持久。10～12°P啤酒一般主发酵时间为6～8天。

④ pH值：酵母发酵的最适pH值为5～6，过高或过低都会影响啤酒发酵速度和代谢产物的种类、数量，从而影响啤酒的发酵和产品质量。

⑤ 罐压：在一定的罐压下，酵母增殖量较少，代谢副产物形成量少。压力一般在0.08～0.2MP。

2．后发酵阶段

后发酵也称为啤酒的后熟或贮藏阶段。后发酵过程中继续进行了糖的代谢，双乙酰的还原等物质变化。在这一阶段，要对发酵罐进行封罐和降温的操作。

六、啤酒的过滤与包装

采用硅藻土过滤法。将硅藻土和啤酒的混合液用泵送入滤板，在滤板表面形成厚度为1~3.5mm的涂层，这第1次层为粗粒硅藻土，接着在啤酒中加入粗粒各半的硅藻土，在用泵送入滤板，使形成涂层。每次硅藻土的用量为400～500g/m²。涂层形成后，在送入硅藻土含量为0.8~3g/L的啤酒与硅藻土混合液，起初流出的酒液不清，应返回重滤，待滤液澄清后方能将滤液送入清酒罐。

过滤期间的压差为每1h上升20~40kPa，待压力达到300～400 kPa时，即停止过滤。先用水将硅藻土中的啤酒洗涤出来，然后打开过滤机将硅藻土冲掉，再重新安装备用。

七、啤酒的质量指标 1．啤酒的主要成分

啤酒的主要成分是水和酒精，除此之外，还有400多种不同的物质。啤酒的主要化学组成如下：

（1）酒精

各种啤酒的酒精含量不都相同，主要由原麦汁浓度和啤酒发酵度决定，一般为2.9%～4.1%（体积分数）。

（2）二氧化碳

啤酒中的二氧化碳含量，取决于贮酒压力。一般啤酒的二氧化碳含量为3.5～6.5g/L。 （3）糖类

麦芽汁经发酵后，只有微量的糖残留在啤酒中。啤酒的含糖量用葡萄糖表示，一般为0.9%～3%，而在麦芽汁制备过程中使用酶制剂的啤酒，其糖含量在0.4%~0.9%。啤酒中除葡萄糖外，还含有低聚糖和微量其他可发酵性糖。

（4）含氮物质

麦芽汁中的含氮物质，经发酵，一部分低分子含氮物被酵母同化，一部分高分子蛋白质则随温度和pH值的下降而析出。啤酒中残留的含氮化合物为300～900mg/L。

（5）非挥发性成分

啤酒中的非挥发性成分主要有甘油（1.5～3.5g/L）、脂类（0.5 mg/L）、高级脂肪酸（0.5 mg/L）、多酚（80～160 mg/L）和酒花树脂（30～40 mg/L）。

（6）挥发性成分

啤酒中的挥发性成分有高级醇（100～200 mg/L），酯类（2.5～40 mg/L），酸类（1.5 mg/L左右），醛类（48 mg/L左右），酮类（3 mg/L左右），双乙酰（0.1~2 mg/L）和硫化物（15~150 g/L）。

（7）维生素

主要含B族维生素，如生物素、泛酸、维生素B12、烟酸、吡多醇、维生素B2、维生素B1和叶酸等。

2．啤酒的质量指标

（1）啤酒应清亮透明，没有明显的悬浮物和沉淀物。当注入洁净的玻璃杯中时，应有泡沫升起，泡沫洁白，较持久。有酒花香气，口味纯正，无异香异味。

（2）理化指标

酒精含量≥3.5%，原麦芽汁浓度为12%±0.2%，真正发酵度≥6%，色度（EBC单位）为5.0～12，pH为4.1～4.6，总酸≤2.7mL，二氧化碳≥0.35%，双乙酰≤0.2 mg/L，苦味质为15~40BU。

（3）保存期 12°P瓶装鲜啤酒的保存期在7d以上，熟啤酒在60d以上。 （4）卫生指标

① 理化指标：二氧化硫残留量以游离二氧化硫计，必须低于0.05g/Kg。黄曲霉素B1

必须低于5µg/Kg。 ② 细菌指标：熟啤酒中细菌总数必须少于50个/mL，其中大肠菌数规定100mL熟啤酒中不得超过3个，而鲜啤酒中不得多于50个。

八、啤酒的稳定性 1．啤酒的生物稳定性 啤酒由于pH值在3.8～4.5有较强的酸性，一般不耐酸的微生物不能生长，又因为啤酒的二氧化碳浓度高，创造了厌氧环境，好氧微生物难以生存，再加上啤酒中酒花的成分具有抑菌作用，所以经过巴氏消毒灭菌法灭过菌的熟啤酒，微生物不会在成品啤酒中增殖引起生物浑浊。

2．啤酒的非生物稳定性 成品啤酒是澄清透明的胶体溶液，含有蛋白质、多肽、糊精、β－葡聚糖、多酚、酒花树脂。在光线、氧气等作用下，这些大分子物质会发生化合、聚合，引起啤酒浑浊甚至析出沉淀，这种因非生物因素发生啤酒质量变坏的现象，称为非生物稳定性破坏或称为非生物浑浊。

（1）蛋白质引起的混浊：① 热凝固混浊；② 冷雾浊；③ 氧化混浊；④ 铁蛋白混浊。 （2）蛋白混浊的防止：啤酒中存在相对分子质量几千至数万的各种含氮物，它们赋予啤酒口味醇厚性、柔和性、亲润性以及啤酒泡沫持久性和泡沫挂杯性。但是由于贮存期间各种因素的影响，蛋白质会聚合析出，使啤酒质量变坏。防止蛋白混浊的方法，主要是减少啤酒中大相对分子质量含氮物的数量，去除形成沉淀的基础物质。

九、啤酒质量的品评

参见国家啤酒质量标准GB4928-91啤酒试验方法。 1．外观

啤酒的外观包括色泽、透明度和泡沫。 （1）色泽、透明度

啤酒是一种近胶体溶液，刚过滤出的啤酒由于固体颗粒微小，肉眼看不到，包装贮存一定时间后由于温度、氧化、啤酒成分等的影响，啤酒中的蛋白质、多酚物质等经氧化聚合作用逐步转变成肉眼可见的悬浮物或沉淀物，而使啤酒出现混浊、失光、沉淀等现象。啤酒的透明度一般用浊度仪测定，要求小于2.0EBC。

（2）泡沫 当啤酒倒入杯中时，泡沫应高而持久、洁白、细腻、挂杯，泡沫持久应达4分钟以上。良好的泡沫性能必须表现在泡沫持久性长，泡沫体积大，附着力（挂杯性能）强，细腻洁白。

2．香气

当啤酒倒入杯中时，嗅之有明显酒花香气，没有生酒花味和老化气味及其它异香。优良的啤酒应该口味纯正、柔和，并具有特有的耐人寻味的芳香，使人饮后有清爽舒适的感觉。

3．口味

口味应纯正、爽口、醇厚等。

啤酒的基本特性包括色、香、味、二氧化碳气的刺激、泡沫等。啤酒中要求口味纯正爽口，酒体协调柔和。发酵度高的啤酒口味淡爽，发酵度低的啤酒口味醇厚。要求各种呈味物质含量不能太高、比例应适当。啤酒的苦味应具有苦味消失快、无后苦味的特性。

实验58-1 啤酒质量指标——还原糖的测定

一、原理

本法是利用含有自由醛基的还原糖，在碱性溶液中，能将二价铜还原成氧化亚铜的性质进行测定。

二、仪器

下端弯曲与管身成直角的滴定管。 三、试剂

1．0.1mol/L 硫代硫酸钠标准溶液 配制：将26g硫代硫酸钠及0.2g无水碳酸钠溶于1000mL水中。缓和煮沸10min，冷却。将溶液保存于棕色具塞瓶中，放置一周后过滤备用。

标定： 称取于120℃烘至恒重的重铬酸钾0.2g，称准至0.0002g，置于500mL具塞锥形瓶中，溶于25mL煮沸并冷却的水中，加2g碘化钾及20mL 2mol/L的硫酸。待碘化钾溶解后，于暗处放置10min，加250mL水，用 0.1mol/L硫代硫酸钠溶液滴定，近终点时加3mL 0.5g/L淀粉指示剂，继续滴定至溶液由蓝色转变成亮蓝绿色。同时作空白试验校正结果。硫代硫酸钠标准溶液摩尔浓度c按式（8-2）计算：

cG1000M(V1V2) （8-2）

式中：G—— 重铬酸钾的准确质量，单位为克（g）；

V1——硫代硫酸钠溶液体积的数值，单位为毫升（mL）；

V2——空白试验硫代硫酸钠溶液体积的数值，单位为毫升（mL）；

M——重铬酸钾摩尔质量的数值，单位为克每摩尔(g/mol) [M（K2Cr2O7）=49.031]。

612．2mol/L的硫酸溶液

边搅拌边将56mL的浓硫酸小心地加入到约350mL蒸馏水中，并定容至500mL。 3．5g/L淀粉溶液

1.25g可溶性淀粉，加少量水调成糊状，在不断搅拌下注入200mL沸水中，微沸2min，冷却，加水稀释成250mL。

4．30%醋酸溶液

取29.8mL无水乙酸，用水定容至100mL。 5．斐林溶液

（1）配制

A. 硫酸铜溶液：将34.639g硫酸铜溶于水中，稀释至500.0mL。

B. 碱性酒石酸盐溶液：将173g酒石酸钾钠、50g氢氧化钠溶于水中，稀释至500.0mL。 （2）标定

取10.00mL斐林溶液A液，加4mL 30%醋酸溶液和3g碘化钾，加25mL煮沸后冷却的水，使碘化钾溶解，以0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定溶液呈微黄色，加硫氰酸铵2g， 5g/L淀粉溶液3mL，搅拌后，继续滴定至蓝色消失。斐林溶液的校正系数f计算如式（8-3）： f0.017480.006355V （8-3）

式中： V——0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液的用量，单位为毫升（mL）； 0.006355—— 每毫升0.1mol/L硫代硫酸钠溶液相当的铜的克数；

0.01748—— 每毫升斐林溶液的A液中含有的铜的克数。 6．10g/L次甲基蓝指示液

1g次甲基蓝溶于100mL水中。

四、实验步骤及方法 1．取糖化试验的麦芽汁，稀释至20倍或更合适的倍数，使其滴定量在15～50mL之间。 2．预备实验：取斐林溶液A、B各5.0mL，置于锥形瓶中，加10mL水稀释，加热使其于5min内沸腾，在沸腾状态下用滴定管滴入稀释麦芽汁至蓝色即将消失时，加1～2滴次甲基蓝指示液，继续滴定至蓝色消失，记录所用稀释麦芽汁的数量。

3．正式测定：在200mL锥形瓶中加入斐林溶液A、B各5.0mL，再加少于预备实验所用1mL的麦芽汁，加热至沸后，加1～2滴次甲基蓝指示液，用稀释麦芽汁滴至终点，记录用去稀释麦芽汁的总量。

五、实验数据处理

根据稀释麦芽汁在正式测定中的用量，查GB4928-91附表得相应麦芽糖量，再用式（8-4）或（8-5）计算总还原糖：

总还原糖(麦芽糖,g/mL麦汁)fn查表得100mL麦芽汁中麦芽糖毫克数1000n （8-4）

或

总还原糖(麦芽糖,g/100g浸出物)f查表得100mL麦芽汁中麦芽糖毫克数1000GD （8-5）

式中：f——斐林溶液系数；

n—— 稀释倍数；

G—— 麦芽汁中浸出物含量（%）；

D——麦芽汁20℃比重。

注意事项：

（1） 本测定的操作条件必须严格控制，加热时间、滴定速度每次测定都必须一致，由沸腾至滴定完毕必须在3min内结束，否则应重做。

（2） 用硫代硫酸钠标准溶液标定斐林溶液，标准溶液的浓度应正好0.1000mol/L，否则计算时应把用量换算成相当于0.1000mol/L的用量。

实验58-2 啤酒质量指标——α-氨基氮的测定（茚三酮法）

一、实验试剂

1．显色剂

100g磷酸氢二钠（Na2HPO4·12H2O）、60g磷酸二氢钾（KH2PO4）、5.00g水合茚三酮、3.00g果糖，用水溶解后稀释至1L（此溶液在低温下用棕色瓶可保存2周，pH应为6.6～6.8。操作时可以按比例配成100mL）。

2．稀释溶液：2g碘酸钾溶于600mL水中，再加入96%乙醇400mL。

3．标准溶液：将107.2mg甘氨酸溶于100mL水中，0℃贮藏，用时按要求稀释。该溶液含有200mgα-氨基氮/L。

二、实验步骤及方法

1．取糖化的麦芽汁1.00mL（或者是其他的合适量，使稀释后的浓度为1～3mgα-氨基氮/L），放入100mL的容量瓶中，稀释到刻度，摇匀。

2．标准甘氨酸溶液稀释液：取1.00mL标准溶液，在100mL的容量瓶中稀释到刻度。 3．取麦芽汁稀释溶液、水、标准的甘氨酸溶液（三种）稀释液各2.00mL，放入比色管中（水用于空白对照），各比色管中分别加入1.00mL的显色剂，摇匀，在沸水中加热16min（此时应该准备20℃的水浴）。

4．20℃水浴中冷却20min。

5．加入5.00mL的碘酸钾稀释溶液，摇匀，在30min内于570nm处测定吸光度值。 三、实验数据处理

由式（8-6）可得到游离的α-氨基氮含量：

游离的氨基氮(毫克/升麦芽汁)2100样品溶液吸光度值标准溶液平均吸光度 （8-6）

实验58-3 啤酒质量指标——双乙酰（紫外分光光度法）

一、原理

双乙酰作为挥发性组份从啤酒样中蒸发出来，与邻苯二胺反应，生成2，3－二甲喹喔啉，在335nm波长下进行测定。由于其他联二酮类都具有相同的反应特性，再加上蒸馏过程中部分前驱体要转化成联二酮，因此上述测定结果为总联二酮含量（以双乙酰表示）。

二、仪器

1．带有加热套管的双乙酰蒸馏器 ；

2．具有锥形瓶（或平底蒸馏烧瓶）的蒸汽发生瓶：2000mL（或3000mL）； 3．容量瓶：25 mL ；

4．紫外分光光度计：备有10mm石英比色皿或20mm玻璃比色皿。 三、试剂和溶液

1．4mol/L盐酸溶液：按GB/T 601配制。

2．l0g/L邻苯二胺溶液：称取邻苯二胺0.100g，溶于4mol/L盐酸溶液中，并定容至10mL，摇匀，放于暗处。此溶液须当天配制与使用；若配制出来的溶液呈红色，应重新更换新试剂。

3．有机硅消泡剂（或甘油聚醚）。

四、实验步骤及方法

1．蒸馏

将双乙酰蒸馏器安装好，加热蒸汽发生瓶，使水至沸。通汽预热后，置25mL容量瓶于冷凝器出口接受馏出液，外加冰浴冷却，加2～4滴消泡剂于100mL量筒中，再注入未经除气的预先冷至5℃左右的酒样100mL，迅速移入已预热的蒸馏器内，并用少量水冲洗带塞漏斗，盖塞。然后用水封口，进行蒸馏，直至馏出液接近25mL（蒸馏需在3～5min内完成）时取下容量瓶，达到室温用水定容，摇匀。

2．显色与测量：

分别吸取馏出液10.0mL于两支干燥的比色管中，并于第一支管中加入邻苯二胺溶液0.50mL，第二支管中不加（做空白），充分摇匀后，同时置于暗处放置20～30min，然后于第一支管中加4mol/L盐酸溶液2mL，于第二支管中加入4mol/L盐酸溶液2.5mL，混匀后，于335nm波长下，用20mm玻璃比色皿，以空白对仪器调零，测定其吸光度。比色测定操作须在20min内完成。

五、实验数据处理

试样中双乙酰含量按式（8-7）计算：

XA3351.2 （8-7） 式中：X —— 试样中双乙酰的含量，mg/L ；

A335 —— 试样在335nm波长下，用20mm比色皿测得的吸光度； 1.2—— 吸光度与双乙酰含量的换算系数。

实验58-4 啤酒质量指标——总酸（电位滴定法）

一、原理

酸碱中和原理。用氢氧化钠标准溶液直接滴定啤酒试样中的总酸，以pH = 8.2为电位滴定的指示终点，根据消耗氢氧化钠标准溶液的体积计算出啤酒试样中总酸的含量。 二、仪器

自动电位滴定仪：精度±0.02pH，附电磁搅拌器 ； 恒温水浴：精度±0.5℃，带振荡装置。 三、试剂和溶液

1．0.1mol/L氢氧化钠溶液：按GB/T 601 配制与标定。 2．标准缓冲溶液：现用现配。

四、实验步骤及方法

1．试样的处理：取试样约60mL于100mL烧杯中，置于（40±0.5）℃振荡水浴中恒温30min，取出，冷却至室温。

2．测定：

（1）按使用说明书安装与调试仪器。

（2）用标准缓冲溶液校正自动电位滴定仪。用水清洗电极，并用滤纸吸干附着电极的液珠。

（3）吸取处理好的试样50.0mL于烧杯中，放入校正好的电极，开启电磁搅拌器，用氢氧化钠标准溶液滴定，开始每次约加1.0mL直至pH = 7.6，然后每次滴加0.10mL直至pH = 8.2为其终点，记录消耗的氢氧化钠标准溶液体积。

五、实验数据处理

试样的总酸按式（8-8）计算：

X2cV （8-8） 式中：X —— 试样的总酸，即100mL试样消耗氢氧化钠标准溶液[c(NaOH)=0.1mo1/L] 毫升数，mL/100mL；

c —— 氢氧化钠标准溶液的浓度，mo1／L； V —— 消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL；

2 —— 换算成100mL试样的系数。 所得结果应表示至一位小数。

六、允许差

同一试样两次测定值之差，不得超过平均值的4％。

实验58-5 啤酒质量指标——酒精度

一、原理

利用在20℃时酒精水溶液与同体积纯水质量之比，求得相对密度（以d20表示）。然后，20查表得出试样中酒精含量的百分比，即酒精度，以%（V/V）或％（m/m）表示。 二、仪器

1．全玻璃蒸馏器：500mL；

2．恒温水浴：精度±0.1℃； 3．容量瓶：100mL ；

4．移液管：100 mL ；

5．分析天平：感量0.1mg ； 6．天平：感量0.1g ；

7．附温度计密度瓶：25mL或50mL； 8．数字密度计和注射器。 三、实验步骤及方法

1．容量法 （1）蒸馏

用100mL容量瓶准确量取试样100mL，置于蒸馏瓶中，用50mL水分三次冲洗容量瓶，洗液并入蒸馏瓶中，加玻璃珠数粒，装上蛇型冷凝管，用原100mL容量瓶接收馏出液（外加冰浴），缓缓加热蒸馏（冷凝管出口水温不得超过20℃），收集约96mL馏出液（蒸馏应在30～60min内完成），取下容量瓶，调节液温至20℃，补加水定容，混匀，备用。

① 测量A

将密度瓶洗净、干燥、称量，反复操作，直至恒重。

将煮沸冷却至15℃的水注满恒重的密度瓶，插上带温度计的瓶塞（瓶中应无气泡），立即浸于（20±0.1）℃的恒温水浴中，待内容物温度达20℃，并保持5min不变后取出。用滤纸吸去溢出支管的水，立即盖好小帽，擦干后，称量。 ② 测量B

将水倒去，用馏出液反复冲洗密度瓶三次，然后装满，按①同样操作。 试样馏出液（20℃）的相对密度按式（8-9）计算： d2020m2mm1m （8-9）

式中：d20 —— 试样馏出液（20℃）的相对密度（比重）； 20 m2 —— 密度瓶和馏出液的质量，g ；

m —— 密度瓶的质量，g ；

m1 —— 密度瓶和水的质量，g 。

20根据相对密度d20查GB4928-91啤酒试验方法的附录A，得到馏出液的酒精度[%(V/V)

或g/100mL]，即为啤酒试样的酒精度[%(V/V) 或g/100mL]，所得结果应表示至两位小数。 2．重量法

（1）蒸馏

称取制备好的试样100g，精确至0.1g，全部移入500mL已知质量的蒸馏瓶中，加水50mL和数粒玻璃珠，装上蛇型冷凝器（或冷却部分的长度不短于400mm的直型冷凝器），开启冷却水，用已知质量的100mL容量瓶接收馏出液（外加冰浴），缓缓加热蒸馏（冷凝管出口水温不得超过20℃），收集约96mL馏出液（蒸馏应在30～60min内完成），取下容量瓶，调液温至20℃，然后补加水，使馏出液质量为100.0g（此时总质量为100.0g十容量瓶质量），混匀（注意保存蒸馏后的残液，供做真正浓度用）。

（2）测量A和测量B

（3）计算试样馏出液（20℃）相对密度。根据相对密度d20查附录A，得到馏出液的酒精度[%(m/m)]，即为啤酒试样的酒精度[%(m/m)]。所得结果保留两位小数。

四、允许差

同一试样两次测定值之差不得超过平均值的1％。

20实验58-6 啤酒质量指标——原麦汁浓度（蒸馏—密度法）

一、原理

以蒸馏——密度法测出啤酒试样中的真正浓度和酒精度，按经验公式计算出啤酒试样的原麦汁浓度；或用仪器法直接自动测定、计算、打印出样品的真正浓度及原麦汁浓度。

二、仪器

同实验56-5。

三、实验步骤及方法

1．真正浓度的测定。

（1）试样的制备：将重量法（在已知重量的蒸馏烧瓶中）蒸馏除去酒精后的残液，冷却至20℃，准确补加水使残液至100.0g，混匀。

或用已知质量的蒸发皿称取试样100.0g，精确至0.1g，于沸水浴上蒸发，直至原体积的1/3，取下冷却，加水恢复至原质量，混匀。

（2）试样的测定：用密度瓶或密度计测定出残液的相对密度。查GB4928-91啤酒试验方法中的附录B中的表B1，求得100g啤酒试样中浸出物的克数（g/100g），即为啤酒的真正浓度，以plato度(°P) 或 %(m/m)表示。

（3）酒精度同实验56-5 。

四、实验数据处理

根据测得的酒精度和真正浓度，按式（8-10）计算原麦汁浓度：

X(A2.0665E）100100A1.0665 （8-10）

式中：X —— 原麦汁浓度，°P [％(m/m)]；

A —— 酒精度，％(m/m)； E —— 真正浓度，°P [％(m/m)] 。

或查附录B中的表B2，原麦汁浓度按式（8-11）计算：

X2AEb （8-11） 式中：X —— 原麦汁浓度，°P [％(m/m)]； A —— 酒精度，％(m/m)；

E —— 真正浓度，°P [％(m/m)]； b —— 校正系数。

所得结果表示至一位小数。

实验58-7 啤酒质量指标——真正发酵度（实际发酵度）

啤酒的真正发酵度（RDF）按式（8-12）或（8-13）计算：

RDF1002.0665A2.0665AER （8-12）

式中：RDF —— 啤酒的真正发酵度，% ；

A —— 啤酒的酒精度，%（m/m）；

ER —— 啤酒的真正浓度，°P [ %(m/m)] 。

RDF100(YZ)YZ10.0051611 （8-13）

式中：RDF —— 啤酒的真正发酵度，% ；

Y —— 啤酒的原麦汁浓度，°P [ %(m/m)] ；

Z —— 啤酒的真正浓度，°P [ %(m/m)] ； 0.005161——换算系数。

实验58-8 协定法糖化和外加酶糖化法

一、实验目的

1．了解协定糖化法的实验方法；

2．研究糖化工艺条件对麦汁组分的影响； 3．了解-氨基氮的测定方法及其对麦汁的影响； 4．高辅料比时外加酶糖化法的研究。 二、实验步骤及方法

1．协定麦汁的制备步骤

（1）取50g麦芽，在EBC标准磨上粉碎。

（2）将已经粉碎好的麦芽粉放入已称重的糖化杯中，加200mL 46℃的水，于不断搅拌下在46℃水浴中保温30分钟。

（3）使醪液以每分钟升温1℃的速度，加热水浴，升温至70℃。此时杯内加入100ml 70℃水，保持恒温。

（4）5分钟后，用玻璃棒取麦芽汁1滴，置于白滴板上，再加碘液1滴 ，混合，观察碘液颜色。直至碘液呈纯黄色，不变色，糖化结束。

（5）在10~15分钟内急速冷却到室温。

（6）冲洗搅拌器，擦干糖化杯外壁，加水使其内容物准确称量为450g。 （7）用玻璃棒搅动糖化杯，并用漏斗进行过滤。

（8）收集约100 mL滤液后，将滤液返回重滤。过30分钟，用玻棒稍稍搅动麦糟层，收集整个滤液于一干烧杯中。

2．外加酶糖化法

根据麦芽的指标，酿造40%辅料比的麦汁，要求麦汁的-氨基氮符合要求。 三、实验室提供条件

大米、二级麦芽，高温淀粉酶，啤酒酿造复合酶，细菌中性蛋白酶。

参考文献

1 GB4928-91. 啤酒试验方法[S]

2 候景玲. 食品分析[M]. 北京：化学工业出版社，2004