CN111996086A - 一种双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法，通过不同的啤酒酵母菌种产生不同的风味物质，配合双发酵菌种的协同作用，发酵后生产出具有白啤酒典型风格特征的德式口味白啤酒。本发明生产出的白啤酒品质一流，酯香效果更加突出，随着个性化、小众化需求的不断扩大，双菌种+两罐法+白啤酒必将成为小众市场新的亮点和“啤粉”追逐的热点。
Description
技术领域
本发明涉及啤酒酿造领域，尤其涉及一种双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法。
背景技术
白啤酒是以小麦和(或)小麦芽、大麦芽、水为主要原料，加啤酒花(包括酒花制品)，经上面啤酒发酵的淡色浑浊啤酒。白啤酒小麦芽和(或)小麦占原料量不少于40％，除具有丁香、酯香等风味特征外，4-乙烯基愈创木酚(简称4-VG)≥1.0mg/L，其他要求应符合相应类型啤酒的规定。一般啤酒发酵属于纯种发酵，即生产一种啤酒只能使用一种酵母菌种，不同的酵母菌种产生不同的风味物质，2支不同种类的菌种混合发酵业界闻所未闻，在国内啤酒行业属首创。
选取的2支啤酒酵母菌种要能够协同作用，难点在于不能一支菌种发酵产生的风味物质和香气掩盖另一支酵母菌种产生风味物质，双菌种在发酵温度、细胞形态、酿造风味、发酵力、实际发酵度等方面有很大不同。
为解决上述问题，本申请中提出一种双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法，通过不同的啤酒酵母菌种产生不同的风味物质，配合双发酵菌种的协同作用，发酵后生产出具有白啤酒典型风格特征的德式口味白啤酒。本发明生产出的白啤酒品质一流，酯香效果更加突出，随着个性化、小众化需求的不断扩大，双菌种+两罐法+白啤酒必将成为小众市场新的亮点和“啤粉”追逐的热点。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法，步骤如下：
S1、采用水处理系统处理酿造水；水处理系统由多介质过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、二级反渗透和精密过滤器组成的；生产时需要根据当地水质状况，选择合适水处理方法。酿造用水在啤酒中所占的比例按质量分数计算可以达到90％左右，改变水的组成酒可能引起啤酒口味的变化，所以控制均匀的水质对啤酒产品质量具有重要意义。对不符合酿造用水要求的水一定要进行适当处理，合理的水处理应该是按啤酒生产的世纪需要进行“调制水质”和“均衡水质”的过程，必须按照生产不同啤酒类型需要，提供相应满足风格需要的水质类型；
S2、选择生产原料；其中大麦芽需要颗粒饱满、煮沸色度低、α-氨基氮高、理化指标合格；小麦芽需要淀粉含量高、蛋白质含量低、低库值(35-38％)、白皮质软；生产原料为澳麦生产的新蕾大麦芽和国产永顺泰小麦芽；
S3、取原料粉碎处理，配制麦汁；麦汁中大麦芽为50％，小麦芽为50％；
S4、麦汁过滤；首先进行第一麦汁过滤，接着在麦糟似露或刚刚有一点露出时,立即开始洗糟；
S5、向煮沸锅中添加食用石膏2kg和氯化钙2kg，采用低压动态煮沸麦汁；目的为蒸发掉多余的水分和不良挥发性成分，给麦汁定型；添加酒花，赋予啤酒酒花香；对麦汁进行杀菌；除去热凝固物，延长啤酒保质期；提取酒花中的风味物质，赋予啤酒独特的香味和愉快的苦味；
S6、添加酒花：添加酒花的作用为赋予啤酒爽口的苦味和愉快的香味；增加啤酒的泡持性；增强啤酒的抗菌能力；促进蛋白质凝固析出，有利于啤酒的非生物稳定性；选用酒花为哈拉道苦花和卡斯卡特香花；酒花分3次添加，第一次添加哈拉道苦花10kg，初沸5min；提高酒花α-酸异构化充分利用，第二次添加卡斯卡特香花5kg，煮沸55min；第三次在麦汁进旋流槽前添加卡斯卡特香花7kg；第二次和第三次是要充分利用酒花的香气，将精油的挥发降到最低；
S7、糖化工艺：粉碎下料1/2时，依次添加食用乳酸3500ml、食用石膏4kg和食用氯化钙4kg，下料完成后，分44℃、30min，55℃、30min，65℃、60min，72℃、10min四段处理麦汁，待碘反应完全后升温至78℃，并最后转移至过滤槽中；
S8、麦汁旋流、冷却：麦汁在旋流沉淀槽旋流静置30min，冷却速率1KL/min，麦汁充氧量10-12ppm，冷却温度为第一锅麦汁18℃，第二锅麦汁19℃；
S9、双菌种筛选：采用CO2减量法测定菌种发酵力和发酵速度，选择出合适的菌种；记录每天发酵液的重量，由此来计算发酵速度；项判定酵母菌种的发酵力，验证双菌种的协同作用；选定OG1菌种和OG2菌种；白啤酒的酯香成分主要是4-乙烯基愈创木酚(4-VG),4-VG由阿魏酸(FA)脱羧产生，测定发酵液中4-乙烯基愈创木酚的含量确定菌种的产酯香能力的优劣。OG1菌种发酵性能突出，发酵降糖快、双乙酰还原能力强，OG2菌种产酯能力强，酯香浓郁。通过多次试验验证OG1与OG2可以协同作用，最终选定OG1和OG2作为双菌种发酵的菌种。酯香的主要呈味物质为4-乙烯基愈创木酚(4-VG)，它是发酵过程由阿魏酸(FA)脱羧产生：
S10、对OG1菌种和OG2菌种分别扩大培养；扩培工艺均为试管斜面保存，2支试管养，200ml三角瓶培养，2L三角培养，20L卡氏罐培养，500L种子罐培养和50HL扩培罐培养，最后得到OG1菌种扩培液和OG2菌种菌种扩培液；扩培过程中，一套酵母扩培系统不能满足连续生产扩培需求，必须同时使用两套扩培系统，使用双菌种发酵工艺需再增加一套酵母扩培设备，并且各自配套独立的CIP清洗系统；对原有扩培系统进行技术改造，使其具备扩培双菌种的技术条件；
S11、发酵工艺：待第一锅麦汁冷却至18℃，第二锅麦汁冷却至19℃，在20℃条件下，将5m3OG1菌种扩培液用无菌空气压入120m3发酵罐，倒入第一锅冷却麦汁，接着20-24小时后压入5m3OG2菌种扩培液，并倒入第二锅麦汁；满罐后自然升温至22℃发酵，降糖至4°P-5°P时封罐发酵，采用双乙酰还原，压力控制为0.10-0.12Mpa；封罐第3天，检测双乙酰，双乙酰含量≤0.08mg/L时，以0.2℃/h速率降温，降至6℃保温3天；通过倒罐的方法去除酵母，并准备另一发酵罐清洗备用；将6℃条件下保温3天的发酵液导入备用的发酵罐，继续以0.1℃/h速率降温至-1-0℃，储酒；在-1℃-0℃储酒＞14天，根据发酵液清凉度决定是否离心处理。
优选的，水处理系统的水处理能力为40T/H，原水电导率≤700um/cm，净水出口电导率≤10um/cm，脱盐率≥98％。
优选的，由于小麦芽或小麦占原料量比例40％以上，且没有皮壳包裹，粉碎太细容易造成过滤篦子堵塞，因此对原料粉碎后増湿处理或直接粉碎含水的原料；调式粉碎机辊距为0.35mm-0.40mm，浸麦水温60℃，浸麦水量50HL，湿粉水温40℃，湿粉水量280HL，冲洗水量20HL，下料糖化醪温度为44℃，总水量350HL。
优选的，当残糖洗至2.0-2.5°P时，应停止过滤，以防不良物质溶解到麦汁中。
优选的，洗糟水PH≤5.8，总过滤时间≤200min，头号麦汁浓度13.0-13.5°P，残糖2.0°P-2.5°P；洗糟分2次洗糟，总洗糟水量210HL，洗糟水量分配为1:2，混合糖10.5°P，满锅混合麦汁量490HL。
优选的，麦汁煮沸时，预煮沸8min，动态煮沸42min，最后再常压煮沸10min；总煮沸时间60min，煮沸强度＞5％，沸终定型麦汁浓度11.0°P-11.2°P，沸终麦汁量450HL；其中动态煮沸包括6个动态循环过程，压力0.05-0.15Mpa，升压4min，卸压3min。
优选的，成品酒苦味值设定15Bu；其中哈拉道苦花α-酸含量为6.3％，卡斯卡特香花α-酸含量为5.9％；酒花添加量为30mg/L-40mg/L(α-酸)。
优选的，麦汁充氧要求10-12ppm；扩培罐放罐时酵母细胞数为6.0x107万个/ml；满罐酵母细胞数为2.5x107万个/ml，满罐12小时酵母细胞数为4.5x107万个/ml。
优选的，倒罐时全程隔氧操作，CO2背压为0.02-0.03Mpa,灌结束发酵罐压力0.10-0.12Mpa。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：本发明采用双菌种协同作用，生产出的白啤酒品质一流，酯香效果更加突出，随着个性化、小众化需求的不断扩大，双菌种+两罐法+白啤酒必将成为小众市场新的亮点和“啤粉”追逐的热点。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明提出的一种双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法，步骤如下：
S1、采用水处理系统处理酿造水；水处理系统由多介质过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、二级反渗透和精密过滤器组成的；生产时需要根据当地水质状况，选择合适水处理方法。酿造用水在啤酒中所占的比例按质量分数计算可以达到90％左右，改变水的组成酒可能引起啤酒口味的变化，所以控制均匀的水质对啤酒产品质量具有重要意义。对不符合酿造用水要求的水一定要进行适当处理，合理的水处理应该是按啤酒生产的世纪需要进行“调制水质”和“均衡水质”的过程，必须按照生产不同啤酒类型需要，提供相应满足风格需要的水质类型；2019年10月23日菏泽市食品药品检验检测研究院酿造水检测报告见表1；
表1
S2、选择生产原料；其中大麦芽需要颗粒饱满、煮沸色度低、α-氨基氮高、理化指标合格；小麦芽需要淀粉含量高、蛋白质含量低、低库值(35-38％)、白皮质软；生产原料为澳麦生产的新蕾大麦芽和国产永顺泰小麦芽；
S3、取原料粉碎处理，配制麦汁；麦汁中大麦芽为50％，小麦芽为50％；
S4、麦汁过滤；首先进行第一麦汁过滤，接着在麦糟似露或刚刚有一点露出时,立即开始洗糟；
S5、向煮沸锅中添加食用石膏2kg和氯化钙2kg，采用低压动态煮沸麦汁；目的为蒸发掉多余的水分和不良挥发性成分，给麦汁定型；添加酒花，赋予啤酒酒花香；对麦汁进行杀菌；除去热凝固物，延长啤酒保质期；提取酒花中的风味物质，赋予啤酒独特的香味和愉快的苦味；
S6、添加酒花：添加酒花的作用为赋予啤酒爽口的苦味和愉快的香味；增加啤酒的泡持性；增强啤酒的抗菌能力；促进蛋白质凝固析出，有利于啤酒的非生物稳定性；选用酒花为哈拉道苦花和卡斯卡特香花；酒花分3次添加，第一次添加哈拉道苦花10kg，初沸5min；提高酒花α-酸异构化充分利用，第二次添加卡斯卡特香花5kg，煮沸55min；第三次在麦汁进旋流槽前添加卡斯卡特香花7kg；第二次和第三次是要充分利用酒花的香气，将精油的挥发降到最低；
S7、糖化工艺：粉碎下料1/2时，依次添加食用乳酸3500ml、食用石膏4kg和食用氯化钙4kg，下料完成后，分44℃、30min，55℃、30min，65℃、60min，72℃、10min四段处理麦汁，待碘反应完全后升温至78℃，并最后转移至过滤槽中；
S8、麦汁旋流、冷却：麦汁在旋流沉淀槽旋流静置30min，冷却速率1KL/min，麦汁充氧量10-12ppm，冷却温度为第一锅麦汁18℃，第二锅麦汁19℃；
S9、双菌种筛选：采用CO2减量法测定菌种发酵力和发酵速度，选择出合适的菌种；记录每天发酵液的重量，由此来计算发酵速度；项判定酵母菌种的发酵力，验证双菌种的协同作用；选定OG1菌种和OG2菌种；白啤酒的酯香成分主要是4-乙烯基愈创木酚(4-VG),4-VG由阿魏酸(FA)脱羧产生，测定发酵液中4-乙烯基愈创木酚的含量确定菌种的产酯香能力的优劣。OG1菌种发酵性能突出，发酵降糖快、双乙酰还原能力强，OG2菌种产酯能力强，酯香浓郁。通过多次试验验证OG1与OG2可以协同作用，最终选定OG1和OG2作为双菌种发酵的菌种。酯香的主要呈味物质为4-乙烯基愈创木酚(4-VG)，它是发酵过程由阿魏酸(FA)脱羧产生：
S10、对OG1菌种和OG2菌种分别扩大培养；扩培工艺均为试管斜面保存，2支试管养，200ml三角瓶培养，2L三角培养，20L卡氏罐培养，500L种子罐培养和50HL扩培罐培养，最后得到OG1菌种扩培液和OG2菌种菌种扩培液；扩培过程中，一套酵母扩培系统不能满足连续生产扩培需求，必须同时使用两套扩培系统，使用双菌种发酵工艺需再增加一套酵母扩培设备，并且各自配套独立的CIP清洗系统；对原有扩培系统进行技术改造，使其具备扩培双菌种的技术条件；
S11、发酵工艺：待第一锅麦汁冷却至18℃，第二锅麦汁冷却至19℃，在20℃条件下，将5m3OG1菌种扩培液用无菌空气压入120m3发酵罐，倒入第一锅冷却麦汁，接着20-24小时后压入5m3OG2菌种扩培液，并倒入第二锅麦汁；满罐后自然升温至22℃发酵，降糖至4°P-5°P时封罐发酵，采用双乙酰还原，压力控制为0.10-0.12Mpa；封罐第3天，检测双乙酰，双乙酰含量≤0.08mg/L时，以0.2℃/h速率降温，降至6℃保温3天；通过倒罐的方法去除酵母，并准备另一发酵罐清洗备用；将6℃条件下保温3天的发酵液导入备用的发酵罐，继续以0.1℃/h速率降温至-1-0℃，储酒；在-1℃-0℃储酒＞14天，根据发酵液清凉度决定是否离心处理。
在一个可选的实施例中，水处理系统的水处理能力为40T/H，原水电导率≤700um/cm，净水出口电导率≤10um/cm，脱盐率≥98％。
在一个可选的实施例中，由于小麦芽或小麦占原料量比例40％以上，且没有皮壳包裹，粉碎太细容易造成过滤篦子堵塞，因此对原料粉碎后増湿处理或直接粉碎含水的原料；调式粉碎机辊距为0.35mm-0.40mm，浸麦水温60℃，浸麦水量50HL，湿粉水温40℃，湿粉水量280HL，冲洗水量20HL，下料糖化醪温度为44℃，总水量350HL。
在一个可选的实施例中，当残糖洗至2.0-2.5°P时，应停止过滤，以防不良物质溶解到麦汁中。
在一个可选的实施例中，洗糟水PH≤5.8，总过滤时间≤200min，头号麦汁浓度13.0-13.5°P，残糖2.0°P-2.5°P；洗糟分2次洗糟，总洗糟水量210HL，洗糟水量分配为1:2，混合糖10.5°P，满锅混合麦汁量490HL。
在一个可选的实施例中，麦汁煮沸时，预煮沸8min，动态煮沸42min，最后再常压煮沸10min；总煮沸时间60min，煮沸强度＞5％，沸终定型麦汁浓度11.0°P-11.2°P，沸终麦汁量450HL；其中动态煮沸包括6个动态循环过程，压力0.05-0.15Mpa，升压4min，卸压3min。
在一个可选的实施例中，成品酒苦味值设定15Bu；其中哈拉道苦花α-酸含量为6.3％，卡斯卡特香花α-酸含量为5.9％；酒花添加量为30mg/L-40mg/L(α-酸)。
在一个可选的实施例中，麦汁充氧要求10-12ppm；扩培罐放罐时酵母细胞数为6.0x107万个/ml；满罐酵母细胞数为2.5x107万个/ml，满罐12小时酵母细胞数为4.5x107万个/ml。
在一个可选的实施例中，倒罐时全程隔氧操作，CO2背压为0.02-0.03Mpa,灌结束发酵罐压力0.10-0.12Mpa。
双菌种两罐法上面发酵白啤的理化和感官指标见表2；
表2
注：表2为2020年7月13日11°P劳特巴赫典藏精酿2L桶理化指标。
由表2中的感官品评，得知本发明中的白啤酒具有德国经典小麦白啤酒特征，泡沫洁白、细腻、持久、挂杯，微白浑浊的外观，清新的丁香花香气，明显的酯香，浅浅的烟熏味，苦感爽口愉快。本发明采用双菌种协同作用，生产出的白啤酒品质一流，酯香效果更加突出，随着个性化、小众化需求的不断扩大，双菌种+两罐法+白啤酒必将成为小众市场新的亮点和“啤粉”追逐的热点。
本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (9)
1.一种双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法，其特征在于，生产步骤如下：
S1、采用水处理系统处理酿造水；水处理系统由多介质过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、二级反渗透和精密过滤器组成的；
S2、选择生产原料：生产原料为澳麦生产的新蕾大麦芽和国产永顺泰小麦芽；
S3、取原料粉碎处理，配制麦汁；麦汁中大麦芽为50％，小麦芽为50％；
S4、麦汁过滤；首先进行第一麦汁过滤，接着在麦糟似露或刚刚有一点露出时,立即开始洗糟；
S5、向煮沸锅中添加食用石膏2kg和氯化钙2kg，采用低压动态煮沸麦汁；
S6、添加酒花：选用酒花为哈拉道苦花和卡斯卡特香花；酒花分3次添加，第一次添加哈拉道苦花10kg，初沸5min；第二次添加卡斯卡特香花5kg，煮沸55min；第三次在麦汁进旋流槽前添加卡斯卡特香花7kg；
S7、糖化工艺：粉碎下料1/2时，依次添加食用乳酸3500ml、食用石膏4kg和食用氯化钙4kg，下料完成后，分44℃、30min，55℃、30min，65℃、60min，72℃、10min四段处理麦汁，待碘反应完全后升温至78℃，并最后转移至过滤槽中；
S8、麦汁旋流、冷却：麦汁在旋流沉淀槽旋流静置30min，冷却速率1KL/min，麦汁充氧量10-12ppm，冷却温度为第一锅麦汁18℃，第二锅麦汁19℃；
S9、双菌种筛选：采用CO2减量法测定菌种发酵力和发酵速度，选择出合适的菌种；记录每天发酵液的重量，由此来计算发酵速度；项判定酵母菌种的发酵力，验证双菌种的协同作用；选定OG1菌种和OG2菌种；
S10、对OG1菌种和OG2菌种分别扩大培养；扩培工艺均为试管斜面保存，2支试管养，200ml三角瓶培养，2L三角培养，20L卡氏罐培养，500L种子罐培养和50HL扩培罐培养，最后得到OG1菌种扩培液和OG2菌种菌种扩培液；扩培过程中，一套酵母扩培系统不能满足连续生产扩培需求，必须同时使用两套扩培系统，使用双菌种发酵工艺需再增加一套酵母扩培设备，并且各自配套独立的CIP清洗系统；对原有扩培系统进行技术改造，使其具备扩培双菌种的技术条件；
S11、发酵工艺：待第一锅麦汁冷却至18℃，第二锅麦汁冷却至19℃，在20℃条件下，将5m3 OG1菌种扩培液用无菌空气压入120m3发酵罐，倒入第一锅冷却麦汁，接着20-24小时后压入5m3 OG2菌种扩培液，并倒入第二锅麦汁；满罐后自然升温至22℃发酵，降糖至4°P-5°P时封罐发酵，采用双乙酰还原，压力控制为0.10-0.12Mpa；封罐第3天，检测双乙酰，双乙酰含量≤0.08mg/L时，以0.2℃/h速率降温，降至6℃保温3天；通过倒罐的方法去除酵母，并准备另一发酵罐清洗备用；将6℃条件下保温3天的发酵液导入备用的发酵罐，继续以0.1℃/h速率降温至-1-0℃，储酒；在-1℃-0℃储酒＞14天，根据发酵液清凉度决定是否离心处理。
2.根据权利要求1所述的双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法，其特征在于，水处理系统的水处理能力为40T/H，原水电导率≤700um/cm，净水出口电导率≤10um/cm，脱盐率≥98％。
3.根据权利要求1所述的双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法，其特征在于，由于小麦芽或小麦占原料量比例40％以上，且没有皮壳包裹，粉碎太细容易造成过滤篦子堵塞，因此对原料粉碎后増湿处理或直接粉碎含水的原料；调式粉碎机辊距为0.35mm-0.40mm，浸麦水温60℃，浸麦水量50HL，湿粉水温40℃，湿粉水量280HL，冲洗水量20HL，下料糖化醪温度为44℃，总水量350HL。
4.据权利要求1所述的双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法，其特征在于，当残糖洗至2.0-2.5°P时，应停止过滤，以防不良物质溶解到麦汁中。
5.据权利要求1所述的双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法，其特征在于，洗糟水PH≤5.8，总过滤时间≤200min，头号麦汁浓度13.0-13.5°P，残糖2.0°P-2.5°P；洗糟分2次洗糟，总洗糟水量210HL，洗糟水量分配为1:2，混合糖10.5°P，满锅混合麦汁量490HL。
6.根据权利要求1所述的双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法，其特征在于，麦汁煮沸时，预煮沸8min，动态煮沸42min，最后再常压煮沸10min；总煮沸时间60min，煮沸强度＞5％，沸终定型麦汁浓度11.0°P-11.2°P，沸终麦汁量450HL；其中动态煮沸包括6个动态循环过程，压力0.05-0.15Mpa，升压4min，卸压3min。
7.根据权利要求1所述的双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法，其特征在于，成品酒苦味值设定15Bu；其中哈拉道苦花α-酸含量为6.3％，卡斯卡特香花α-酸含量为5.9％；酒花添加量为30mg/L-40mg/L(α-酸)。
8.根据权利要求1所述的双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法，其特征在于，麦汁充氧要求10-12ppm；扩培罐放罐时酵母细胞数为6.0x107万个/ml；满罐酵母细胞数为2.5x107万个/ml，满罐12小时酵母细胞数为4.5x107万个/ml。
9.根据权利要求1所述的双菌种两罐法发酵白啤酒的生产方法，其特征在于，倒罐时全程隔氧操作，CO2背压为0.02-0.03Mpa,灌结束发酵罐压力0.10-0.12Mpa。
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