选择合适的啤酒生产原辅料

【教学目标】

知识目标

1.掌握啤酒酿造所需主要原料的基本性质。

2.了解大麦的种类、形态、化学成分和主要特性。

3.掌握啤酒酿造主要原料的作用、贮存条件和处理方法。

4.掌握啤酒酿造对主要原料的质量要求。

5.掌握辅料的种类作用，酒花的功能，化学成分及制品。

6.了解酿造用水对于啤酒酿造的影响。

7.掌握啤酒酿造用水的要求。

技能目标

1.能根据要求选择合适的原料及辅料。

2.能进行大麦等原料的质量判断。

3.能合理的贮藏大麦及酒花。

4.能够按要求对啤酒酿造水进行改良和处理。

一、大麦

大麦是啤酒生产的主要原料，生产中是先将大麦制成麦芽，再用来酿造啤酒。

根据大麦籽粒生长的形态，可分为六棱大麦、四棱大麦和二棱大麦。其中二棱大麦的麦穗上只有两行籽粒，籽粒皮薄、大小均匀、饱满整齐，淀粉含量较高，蛋白质含量适当，是啤酒生产的最好原料。

1.大麦的化学成分

大麦的化学组成随品种以及自然条件等不同在一定范围内波动，主要成分是淀粉，其次是纤维素、蛋白质、脂肪等。大麦中一般含干物质80%～88%，水分12%～20%。

（1）水分 根据收获季节的气候情况，大麦的水分含量波动幅度11%～20%，但进厂大麦的水分不宜太高，水分高于12%的大麦在贮藏中易发霉、腐烂，不仅贮藏损失大，而且会严重影响大麦的发芽力和大麦质量。新收获的大麦含水常高达20%，必须经过暴晒，或人工干燥，使水分降至12%左右，方能进仓贮藏。

（2）淀粉 淀粉是最重要的碳水化合物，大麦淀粉含量占总干物质质量的58%～65%，贮藏在胚乳细胞内。大麦淀粉含量越多，大麦的可浸出物也越多，制备麦汁时收得率也越高。

大麦淀粉颗粒分为大颗粒淀粉（直径20～40μm）和小颗粒淀粉（直径2～10μm）两种。二棱大麦的小颗粒淀粉数量约占全部淀粉颗粒的90%，其质量却只占淀粉的10%左右。小颗粒淀粉的含量与大麦的蛋白质含量成正比。其外部被很密的蛋白质所包围，不易受酶的作用，如果在制麦时分解不完全，糖化时更难以分解。这种未分解的小颗粒淀粉与蛋白质、半纤维素和麦胶物质聚合在一起，使麦汁黏度增大，是造成麦汁过滤困难的一项重要因素。小颗粒淀粉含有较多的支链淀粉，因此产生较多的非发酵性糊精。

大麦淀粉在化学结构上分为直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉占17%～24%，支链淀粉占76%～83%。直链淀粉在β-淀粉酶的作用下，几乎全部转化为麦芽糖。β-淀粉酶作用于支链淀粉时，除生成麦芽糖和葡萄糖外，尚生成大量糊精及异麦芽糖。糊精是淀粉水解不完全的产物，其结构与淀粉相似，只是相对分子质量较小而已。直链淀粉分子结构较松，支链淀粉则较紧，故前者易溶解。

（3）纤维素 纤维素主要存在于大麦的皮壳中，是构成谷皮细胞壁的主要物质，占大麦干重的3.5%～7%。

纤维素与木质素无机盐结合在一起，不溶于水，对酶的作用有相当强的抵抗力，在水中只是吸水膨胀。当大麦发芽时，纤维素不起变化。

（4）半纤维素和麦胶物质 半纤维素是胚乳细胞壁的主要构成物质，也存在于谷皮中。占麦粒质量的10%～11%，不溶于水，但易被热的稀酸和稀碱水解，产生五碳和六碳糖。发芽过程被半纤维素酶（细胞溶解酶）分解，因而增加了麦芽的易碎性，有利于各种水解酶进入细胞内，促进胚乳的溶解。

半纤维素和麦胶物质均由β-葡聚糖和戊聚糖组成，由于β-葡聚糖和戊聚糖是两种不同结构的物质，它们对啤酒生产和质量影响也不相同。谷皮半纤维素主要由戊聚糖和少量β-葡聚糖及糖醛组成；胚乳半纤维素由大量β-葡聚糖（占80%～90%）和少量戊聚糖（占10%～20%）组成；麦胶物质在成分组成上与半纤维素无甚差别，只是相对分子质量较半纤维素低。

由于β-葡聚糖分子组成的不规则，因而直接影响到β-葡聚糖酶对β-葡聚糖的分解作用。作为麦胶物质中的β-葡聚糖相对分子质量较低，而易溶于温水，在麦芽汁中和啤酒生产中会产生很高的黏度。麦胶物质的含量与麦芽质量有密切关系，溶解良好的麦芽，所含β-葡聚糖等半纤维素物质得到很好的溶解；溶解较差的麦芽，β-葡聚糖等半纤维素物质分解不完全，所制出的麦汁黏度很大，过滤困难，甚至导致啤酒的过滤困难，所酿出的酒口感不爽，但对啤酒持泡性有利。

戊聚糖由戊糖、木糖和阿拉伯糖组成，戊聚糖中主要是由1，4-D-木糖残基组成的长链，在制麦和酿造中，只有部分戊聚糖被分解，它对啤酒的生产和质量影响不大。

β-葡聚糖是半纤维素的重要组成部分，原大麦含β-葡聚糖1.5%～2.5%。如果用原大麦作糖化辅料时，大麦中未分解的β-葡聚糖增加了醪液黏度，致使过滤困难。β-葡聚糖现已受到啤酒界的普遍重视。

（5）低糖 大麦中含有2%左右的糖类，其主要是蔗糖，还有少量的棉子糖、葡二果糖、麦芽糖、葡萄糖和果糖。蔗糖、棉子糖和葡二果糖主要存在于胚和糊粉层中，供胚开始萌发的呼吸消耗；葡萄糖和果糖存在于胚乳中；麦芽糖则集中在糊粉层中，那里有大量β-淀粉酶存在。所以，低糖对麦粒的生命活动有很大意义。

（6）蛋白质 大麦中的蛋白质含量及类型直接影响大麦的发芽力、酵母营养、啤酒风味、啤酒的泡持性、非生物稳定性适口性等。因此选择含蛋白质适中的大麦品种对啤酒酿造具有十分重要的意义。

大麦中蛋白质含量一般在8%～14%，个别有达18%的。制造啤酒麦芽的大麦蛋白质含量需适中，一般在9%～12%为好。蛋白质含量太高时有如下缺点：相应淀粉含量会降低，最后影响到原料的收得率，更重要的是会形成玻璃质的硬麦；发芽过于迅速，温度不易控制，制成的麦芽会因溶解不足而使浸出物收得率降低，也会引起啤酒的浑浊；蛋白质含量高易导致啤酒中杂醇油含量高。蛋白质过少，会使制成的麦汁对酵母营养缺乏，引起发酵缓慢，造成啤酒泡持性差，口味淡薄等。在大麦中往往蛋白质含量过高，所以在制造麦芽时通常是寻找低蛋白质含量的大麦品种。近年来，由于辅料比例增加，利用蛋白质质量分数在 11.5%～13.5%的大麦制成高糖化力的麦芽也受到重视。

大麦中的蛋白质按其在不同的溶液中溶解性及其沉淀度区分为四大类。

①清蛋白：清蛋白溶于水和稀中性盐溶液及酸、碱液中。在加热时，从52℃开始，能由溶液中凝固析出；麦汁煮沸中，凝固加快，与单宁结合而沉淀。大麦清蛋白分子量70000左右，占大麦蛋白质总量的3%～4%，包括十六种组分，等电点为pH4.6～5.8左右。

②球蛋白：球蛋白是种子的贮藏蛋白，不溶于纯水，可溶于稀中性盐类的水溶液中。溶解的球蛋白与清蛋白一样，在92℃以上部分凝固，大麦球蛋白由4种组分（α、β、γ、δ）所组成。球蛋白等电点为pH4.9～5.7，球蛋白的含量为大麦蛋白质总量的31%左右。

α-球蛋白和β-球蛋白分布在糊粉层里；γ-球蛋白分布在胚里，当发芽时它会发生最大的变化。β-球蛋白的等电点为pH4.9，在麦汁制备过程中不能完全析出沉淀，发酵过程中酒的pH下降时，它就会析出而引起啤酒混浊。β-球蛋白在发芽时，其裂解程度较小。β-球蛋白在麦汁煮沸时，碎裂至原始大小的1/3左右，同时与麦汁中的单宁，尤其与酒花单宁以2∶1或3∶1的比例相互作用，形成不溶解的纤细聚集物。β-球蛋白含硫量为1.8%～2.0%，并以SH基活化状态存在，具有氧化趋势。在空气氧化的情况下，β-球蛋白的氢硫基氧化成二硫化合物，形成具有—S—S—键的更难溶解的硫化物，啤酒变混浊。因此β-球蛋白是引起啤酒混浊的根源。

③醇溶蛋白：醇溶蛋白主要存在于麦粒糊粉层里，等电点为pH6.5，不溶于纯水及盐溶液，溶于50%～90%的酒精溶液，也溶于酸碱。它含有大量的谷氨酸与脯氨酸，由五种组分（α、β、γ、δ、ε）组成，其中δ和ε组分是造成啤酒冷混浊和氧化混浊的重要成分。醇溶蛋白含量为大麦蛋白质含量的36%，是麦糟蛋白的主要构成部分。

④谷蛋白：谷蛋白不溶于中性溶剂和乙醇，溶于碱性溶液。谷蛋白也是四种组分组成，它和醇溶蛋白是构成麦糟蛋白的主要成分，其含量为大麦蛋白质含量的29%。

（7）多酚物质 大麦中含有多种酚类物质，其含量只有大麦干物质质量的0.1%～0.3%，主要存在于麦皮和糊粉层中。大麦酚类物质含量与大麦品种有关，也受生长条件的影响。一般蛋白质含量越低，多酚含量越高。大麦中酚类物质含量虽少，却对啤酒的色泽、泡沫、风味和非生物稳定性等影响很大。

（8）其他成分 脂肪主要存在于糊粉层，大麦含2%～3%的脂肪。

磷酸盐是酵母发酵过程中不可缺少的物质，对酵母的发酵起着重要作用，正常含量为每100g大麦干物质含260～350mg磷。大麦所含磷酸盐的半数为植酸钙镁，约占大麦干物质的0.9%。有机磷酸盐在发芽过程中水解，形成第一磷酸盐和大量缓冲物质，糖化时进入麦汁中，对麦汁具有缓冲作用，对调节麦汁pH起很大作用。

无机盐对发芽、糖化和发酵有很大影响，大麦中的无机盐含量为其干物质质量的2.5%～3.5%，大部分存在于谷皮、胚和糊粉层中。

维生素集中分布在胚和糊粉层等活性组织中，无机盐对发芽、糖化和发酵有很大影响，常以结合状态存在。

2.酿造用大麦的质量要求

酿造用大麦的质量要求为以下几个方面。

（1）感官特征

①纯度：大麦应很少含有杂谷、草屑、泥沙等夹杂物；应尽可能是属于同一产地、同一品种。因为只有同一产地、同一品种，同年收割的大麦其品质较一致，在制麦时能做到均匀发芽。

②外观和色泽：新鲜、干燥、皮壳薄而有皱纹者，色泽淡黄而有光泽，籽粒饱满，这是成熟大麦的标志；如带青绿色，则是未完全成熟；如暗灰色或微蓝色泽的则是长了霉或受过热的大麦。色泽过浅的大麦，多数是玻璃质粒或熏硫所致，不宜酿造啤酒。

③香和味：具有新鲜的麦秆香味，放在嘴里咬尝时有淀粉味，并略带甜味者为佳。

④皮壳特征：制麦芽用大麦皮壳的粗细度对制麦特别重要。皮薄的大麦有细密的痕纹，适于制麦芽。皮厚的大麦纹道粗糙、不明显、间隔不密；皮厚的大麦浸出率较低，同时还可能存在较多的有害物质（如鞣质和苦味物质）。

⑤麦粒形态：粒型肥短的麦粒一般谷皮含量低，瘦长的麦粒谷皮含量高。粒型肥短的麦粒浸出物高，蛋白质含量低，发芽较快，易溶解。因此，粒型肥短的麦粒较适合制作麦芽。

（2）物理检验

①千粒质量：千粒质量即为1000颗大麦籽粒的质量。千粒质量高，则浸出物高；千粒质量低，则浸出物低。我国二棱大麦的千粒质量在36～48g，四棱、六棱大麦在28～40g。加拿大二棱大麦的千粒质量在40～44g，澳大利亚二棱大麦的千粒质量在40～45g。

②形态大小和均匀度：麦粒的大小一般以腹径表示，大麦的大小和均匀度对大麦的质量有很大影响，并直接影响麦芽的整个制造过程。大麦的大小和均匀度，可用分级筛测量，其筛孔孔距分别为2.8mm、2.5mm、2.2mm。2.5mm以上的麦粒占80%以上者为佳，称优级大麦；占75%以上者，质量次之，称一级大麦；70%以上者，称为二级大麦；2.2mm以下的大麦，蛋白质含量高，浸出物含量低，适于用作饲料。

③胚乳的状态：麦粒的胚乳状态可分为粉质粒、玻璃质粒、半玻璃质粒。

粉质粒麦粒的胚乳状态（断面）呈软质白色；玻璃质粒断面呈透明有光泽；部分透明、部分白色粉质的称半玻璃质粒。玻璃粒又分成暂时和永久两种：暂时玻璃粒，在大麦浸渍24h后缓慢干燥，玻璃粒就消失，变成粉质粒，并不影响大麦品质。永久性玻璃粒在发芽时难于溶解，麦汁滤清困难；糖化时收得率低，而且一般永久性玻璃粒蛋白质含量也高于粉质粒，溶解困难，只能制成一种坚硬的浸出率低麦芽，导致麦汁过滤困难，故不适合制作麦芽。粉状粒应在80%以上的大麦是优良大麦。啤酒酿造要求大麦粉状粒应在80%以上，且越多越好。

④发芽力和发芽率：大麦在发芽时，其中原有的酶才能活化和生成各种酶，才能使大麦中大分子物质适度物质溶解，转变成麦芽。发芽力是大麦最重要的特性之一。

发芽力是大麦在适宜条件下发芽3d后，发芽麦粒占总麦粒的百分数。发芽力表示大麦发芽的均匀性。

发芽率是大麦在适宜条件下发芽5d后，发芽麦粒占总麦粒的百分数。发芽率表示大麦发芽的能力。

啤酒酿造中，要求大麦的发芽力不低于85%，发芽率不低于90%。但对优级大麦而言，发芽力应不低于95%，发芽率不低于97%。两者的差距由大麦的休眠期所决定，当大麦经过休眠期后，二者的数值应非常接近。

（3）化学检验

①水分：一般水分应在12%～13%内。大麦含水分高者易霉烂，过低不利于大麦的生理性能。

②淀粉含量和浸出物含量：淀粉含量应在60%～65%以上，淀粉含量高，则浸出物高，蛋白质含量则越少。大麦的浸出物含量按干物质计，一般为72%～80%。大麦淀粉含量与浸出物含量之间的差额平均为14.5%。因此，从浸出物含量可大致换算出该大麦的淀粉含量。

③蛋白质：大麦中含氮物质以粗蛋白质含量表示，它是大麦成分的主要组成部分。大麦中蛋白质含量一般要求为9%～13%，以10%～12%（以干物质计）为佳。蛋白质含量丰富，会使浸出率下降；在工艺操作上，发芽过于猛烈，难溶解；在酿造中也容易引起浑浊，降低了啤酒的非生物稳定性。

3.大麦的贮存及后熟

新收获的大麦有休眠期，种皮的透水性、透气性较差，并有水敏感性，发芽率低，往往需要经过60～70d的后熟，使种皮的性能受到温度、水分、氧气等外界因素的影响而发生改变，以提高大麦的发芽率。

（1）大麦的贮存条件 在贮存期间，大麦的生命及呼吸作用仍在继续，在大麦贮存过程中，有氧呼吸和无氧呼吸同时存在。当通风状况良好时，以有氧呼吸为主；当长期密闭时，以无氧呼吸为主，此时产生醛类和醇类等对细胞有毒性作用的物质。

大麦的呼吸强度与水分、温度成正比，当大麦水分超过15%，温度超过18℃时，呼吸消耗急剧增加；当大麦水分在12.5%以下，温度低于15℃时，呼吸作用较弱，在此条件下大麦可保存1年。因此要严格控制贮存水分和温度，否则呼吸消耗会急剧上升，也会严重损坏大麦的发芽力，甚至会造成微生物的污染。

除水分和温度外，贮存大麦还应按时通风，在水分较高（14%～15%）的情况下，需设有通风设施，以利于排出大麦因呼吸而产生的二氧化碳、水和热量，并提供O₂，避免大麦粒窒息和因缺氧呼吸而产生醇、醛、酸等抑制大麦发芽的物质，导致大麦的发芽率降低。

新收获的大麦水分高，不适宜贮存，必须经过自然干燥或人工干燥使其水分降至12%以下，方可贮存。

（2）大麦的贮存方法 大麦的贮存方法有袋装、散装和立仓贮存等形式。

散装堆放贮存的特点是：①占地面积大；②损耗大；③不易管理；④适用于小型麦芽厂。

袋装贮存的特点是：①堆放高度以10～12层为宜，堆高不超过3m；②每1m²可存放2000～2400kg大麦；③适用于中小型麦芽厂。

立仓贮存的特点是：①占地面积小；②贮存量大；③机械化程度高，节省劳动力；④不易遭受虫害；⑤倒仓方便；⑥清洗杀菌方便；⑦造价高；⑧贮存技术要求高；⑨适用于大型麦芽厂。

二、辅助材料

在啤酒酿造中，可根据地区的资源和价格，采用富含淀粉的谷类（大麦、大米、玉米等）、糖类或糖浆作为麦芽的辅助原料，在有利于啤酒质量，不影响酿造的前提下，应尽量多采用辅助原料。

采用价廉而富含淀粉质的谷类作为麦芽的辅助原料，以提高麦汁收得率，制取廉价麦汁，降低成本并节约粮食。使用糖类或糖浆为辅助原料，可以节省糖化设备容量，调节麦汁中糖与非糖的比例，以提高啤酒发酵度。使用辅助原料，可以降低麦汁中蛋白质和易氧化的多酚物质的含量，从而降低啤酒色度，改善啤酒风味和啤酒的非生物稳定性。使用部分谷类原料，可以增加啤酒中糖蛋白的含量，从而改进啤酒的泡沫性能。

谷类辅助原料的使用量在10%～50%，常用的比例为20%～30%，糖类辅助原料一般为10%～20%。

我国啤酒酿造一般都使用辅助原料，多数用大米，有的厂用脱胚玉米，其最低量为10%～15%，最高量为40%～50%，多数为30%左右。

辅助原料的种类如下：

（1）大米 大米是最常用的一种麦芽辅助原料，其特点是价格较低廉，而淀粉高于麦芽，多酚物质和蛋白质含量低于麦芽，糖化麦汁收得率提高，成本降低，又可改善啤酒的风味和色泽，啤酒泡沫细腻，酒花香气突出，非生物稳定性比较好，特别适宜制造淡色啤酒。国内啤酒厂辅助原料大米用量自25%～50%不等，一般是25%～35%。但在大米用量过多的情况下，麦汁可溶性氮源和矿物质含量不够，将招致酵母菌繁殖衰退，发酵迟缓，因而必须经常更换强壮酵母。如果采用较高温度进行发酵，就会产生较多发酵副产物，如高级醇、酯类，对啤酒的香味和麦芽香有不好的影响。

米种类很多，有粳米、籼米、糯米等，啤酒工业使用的大米要求比较严格，必须是精碾大米，一般都采用碎米，比较经济。

（2）玉米淀粉 玉米淀粉多采用湿法加工生产，即将原料玉米经净化后，利用亚硫酸浸泡，破坏玉米的组织结构，然后破碎，分离出胚芽、纤维、蛋白质，最后得到成品淀粉。玉米淀粉的糊化温度为62～70℃，现啤酒工厂大多采用玉米淀粉作为啤酒生产的辅助原料，其主要化学成分如表4-1所示。

表4-1 玉米淀粉的化学成分 单位：%

（3）小麦 小麦也可作为制造啤酒的辅助原料，用其酿制的啤酒有以下特点：小麦中蛋白质的含量为11.5%～13.8%，糖蛋白含量高，泡沫好；花色苷含量低，有利于啤酒非生物稳定性，风味也很好；麦汁中含较多的可溶性氮，发酵较快，啤酒的最终pH较低；小麦和大米、玉米不同，富含α-淀粉酶和β-淀粉酶，有利于采用快速糖化法。德国的白啤酒是以小麦芽为原料，比利时的蓝比克啤酒也是以小麦作辅料。一般使用比例为15%～20%。

（4）大麦 国际上采用大麦为辅助原料，一般用量为15%～20%，以此制成的麦汁黏度稍高，但泡沫较好，制成的啤酒非生物稳定性较高。

使用的大麦应气味正常，无霉菌、细菌污染，籽粒饱满。如果糖化时添加淀粉酶、肽酶、β-葡聚糖酶组成的复合酶，可将大麦用量提高到30%～40%。

（5）糖类和糖浆 麦汁中添加糖类，可提高啤酒的发酵度，但含氮物质的浓度稀释，生产出的啤酒具有非常浅的色泽和较高的发酵度，稳定性好，口味较淡爽，符合生产浅色干啤酒的要求。为了保证酵母营养，一般用量为原料的10%～20%。

糖浆生产多采用双酶法工艺，即酶法液化、酶法糖化。淀粉乳在液化酶存在的情况下，经喷射器进行喷射液化，然后进入糖化罐，在酶的作用下水解糖化，达到预期的糖组分要求，后经过滤、脱色、离子交换除去其中的各类杂质，再经蒸发浓缩达到所需的浓度。

三、啤酒花及其制品

在啤酒酿造过程中添加啤酒花（简称酒花）作为香料开始于9世纪，最早使用于德国。酒花现已成为啤酒酿造的重要原料。在啤酒酿造过程中添加酒花能赋予啤酒爽口的苦味及啤酒特有的酒花香气；能促进蛋白质凝固，有利于麦汁的澄清，有利于啤酒的非生物稳定性，也能增强啤酒的泡沫稳定性，并且酒花具有抑菌、防腐作用，可增强麦汁和啤酒的防腐能力。

酒花栽培适宜在近寒带的温带地区，主要产地分布于欧洲北纬40°～60°、北美北纬36°～55°、亚洲东部和北部北纬35°～50°、大洋洲南纬25°～45°地区。世界著名酒花产地德国、捷克、斯洛伐克等均在北纬40°～50°。

我国酒花主要产地有新疆、内蒙古、甘肃等地区。一般地说，酒花适宜在中性土壤、低地下水位、雨水少、长日照的地区栽培，虽然其他地区也能栽培酒花，但因不符合上述条件，产量低，无法获得优质、高产的酒花。

1.酒花的品种

啤酒花作为啤酒工业原料，始于德国。使用的主要目的是利用酒花的苦味、香味、防腐能力和澄清麦芽汁的能力，而起到增加麦芽汁和啤酒的苦味、香味、防腐能力和澄清麦芽汁的作用。啤酒花按其特性可分为以下四类。

（1）优质香型酒花 捷克萨士（Saaz）、德国斯巴顿（Spalter）、德国泰特昂（Tattnang）、英国哥尔丁（Golding）等。此类酒花中主要成分一般为：α-酸3%～5%、α-酸/β-酸为1.1～1.5，酒花精油2%～2.5%。

（2）兼香型酒花 英国威沙格桑（Wye Saxon）、美国哥伦比亚（Colombia）、德国哈拉道尔（Hallertauer）、美国的威拉米特（Willamete）等。此类酒花成分含量一般为：α-酸5%～7%，α-酸/β-酸1.2%～2.3%，酒花精油0.85%～1.6%。

（3）特征不明显的酒花 美国加利纳（Galena）。

（4）苦型酒花 德国的北酿（Northern Brewer）、金酿（Brewers Gold），格林特斯（Cluster）和中国新疆的青岛酒花。优质苦型酒花的α-酸6.5%～10%，α-酸/β-酸为2.2～2.6。

世界生产苦型酒花占50%以上，优质香型占10%，兼香型占15%，特征不明显的酒花占25%，目前主要发展苦型酒花和优香型酒花。

2.酒花主要化学成分及其在酿造中的作用

酒花的化学组成中对啤酒酿造有特殊意义的三大成分为：酒花油，苦味物质和多酚。

（1）酒花油 酒花油主要存在于酒花花粉中，其含量约为0.4%，它赋予啤酒特有的酒花香味。主要成分是萜烯、倍半萜烯、酯、酮、酸及醇等。其中香叶烯（C₁₀H₁₅）与葎草烯（C₁₅H₂₄）等萜烯类碳氢化合物、牧牛儿醇是较为重要的成分。

酒花油呈黄绿色或红棕色液体，具有特异香味，在水中溶解甚微，在麦汁煮沸时极大部分逸出，所剩无几。有些厂家为此在发酵液内另行添加酒花制品，或直接浸泡生酒花，以保存酒花油，但往往带有“生酒花味”。

（2）苦味物质 苦味物质是提供啤酒愉快苦味的物质，在酒花中主要指α-酸、β-酸及其一系列氧化、聚合产物。

①α-苦味酸

α-酸（指α-苦味酸）是啤酒中苦味的主要成分。它既有粗糙强烈的苦味与很高的防腐力，又有降低表面张力的能力，可增加啤酒泡沫稳定性。α-酸为葎草酮及其同族化合物的总称。

α-酸在水中，溶解度很小，但微溶于沸水，能溶解于乙醚、石油醚、乙烷、甲醇等有机溶剂内。α-酸在新鲜酒花中含量为5%～11%。α-酸在热、碱、光能等作用下，变成异α-酸，后者的苦味比α-酸苦味强。在酒花煮沸过程中，α-酸异构率为40%～60%。

异α-酸为黄色油状，味奇苦。用新鲜酒花酿制的啤酒，其苦味85%～95%来自异α-酸。煮沸2h后，α-酸可能转化为无苦味的葎草酸或其他苦味不正常的衍生物，因此煮沸时间不宜过长。

②β-苦味酸

β-苦味酸（即β-酸）及β-软树脂其苦味程度约为α-酸的1 /9，防腐能力约为α-酸的1 /3，但苦味酸细腻爽口，也具有降低表面张力并改善啤酒泡沫稳定性的作用。

（3）多酚物质 酒花含多酚物质2%～5%，是非结晶混合物，其中主要是花色苷、单宁、花青素、翠雀素等物质，他们对啤酒酿造具有双重作用：一方面，在麦汁煮沸以及随后的冷却过程中，都能与蛋白质结合，产生凝固物沉淀，因而有利于啤酒稳定性；另一方面，正是由于多酚与蛋白质结合产生沉淀，所以啤酒中多酚物质的残留是造成啤酒浑浊的主要因素之一。

单宁性质不稳定，易氧化形成红色的单宁色素（酚型结构氧化成醌型显色结构），会给啤酒带来苦涩味与不适之感，并使啤酒颜色加深。另外，多酚物质还可与铁盐结合，形成黑色化合物，使啤酒色泽加深。

麦汁煮沸时添加酒花，酒花内单宁会与麦汁内过量蛋白质结合，使原来凝固困难的蛋白质，得以沉淀析出。酒花加量一定要适量，否则多酚残留会给啤酒造成不良的影响。

多酚物质既具氧化性又具还原性，在有氧情况下能催化脂肪酸和高级醇氧化成醛类，使啤酒老化。同时它的存在也可以使啤酒中的一些物质避免氧化。

酒花的多酚物质与麦芽多酚物质相比，前者比后者活泼，前者因其聚合度高更易与蛋白质结合形成沉淀。所以它可以和凝固困难的蛋白质结合，有利于提高啤酒的非生物稳定性。

3.酒花制品的种类及其使用方法

新鲜酒花干燥后制成的全酒花，具有不易保管、不便运输、有效成分利用率不高等缺陷。而酒花制品则普遍受到欢迎。常用酒花制品有颗粒酒花、酒花浸膏、酒花油等。

（1）颗粒酒花 颗粒酒花是把粉碎后的酒花压制成颗粒，密闭冲惰性气体保藏的酒花制品。具有体积小，不易氧化，运输、使用控制和保管都比较方便的优点。

（2）酒花浸膏 酒花浸膏是利用萃取剂将酒花中α-酸多量萃取出的树脂浸膏，是以α-酸为主体成分的酒花制品。酒花浸膏的主要优点是提高了α-酸的利用率。按萃取剂的不同可分为有机溶剂（乙醚、石油醚、乙醇等）萃取浸膏和CO₂萃取浸膏。

（3）异构化酒花浸膏 酒花先通过异构化再进行CO₂萃取制成异α-酸浸膏。异α-酸浸膏应和颗粒酒花、酒花浸膏等配合使用，可以在发酵后或滤酒前添加，添加量根据产品苦味要求确定。二氧化碳萃取还可以制备多种其他浸膏，如还原异构化浸膏、四氢异构化浸膏等。

（4）β-酸酒花油 在二氧化碳萃取制备α-酸浸膏的废液中，存在大量的β-酸和酒花油。在适当的条件下进行萃取，可获得一种含20%左右的酒花油和70%β-酸及其衍生物、α-酸、多酚物质含量极少的固体树脂浸膏，即β-酸酒花油。β-酸酒花油替代麦汁煮沸中最后一次添加的酒花，可提供新鲜的酒花香气，添加的数量可通过试验确定。

4.酒花的贮藏

新收酒花含水75%～80%，必须经人工干燥至含水6%～8%，使花梗脱落，然后回潮至含水10%左右再包装存放。水分过低，花片易碎。干燥温度宜在50℃以下，以减少α-酸损失。在贮藏过程中，酒花的有效成分易氧化或挥发。

酒花的贮藏要求：①酒花包装应严密，压榨要紧；②低温贮藏，以0～2℃为宜；③室内必须干燥，相对湿度在60%以下；④室内光线要暗，以防酒花脱色；⑤容器中充CO₂、N₂或保持真空；⑥酒花仓库内不得放置其他异味物品，以免串味；⑦贮藏的酒花应保持先进先用，防止因贮存过久而导致酒花质量下降。

四、酿造用水

水是啤酒酿造非常重要的原料，啤酒工厂用水可分为酿造用水、酵母洗涤用水、稀释用水、冷却用水及洗涤用水。啤酒酿造用水主要包括糖化用水和洗糟用水。由于这两部分水直接参与啤酒生产的工艺反应，因此是麦汁和啤酒的组成成分。在麦汁制备和啤酒发酵过程中，许多物理变化、生物化学变化都与水质有直接关系。酿造用水的水质状况对啤酒的酿造过程及啤酒质量有着十分重要的影响。

啤酒生产用水除要符合饮用水标准外，有的生产过程用水还要进行处理。啤酒工厂的水处理主要有三部分：①酿造用水的处理：主要是降低硬度、改良酸度；②酵母洗涤用水的处理：主要是除菌，防止发酵醪液受到杂菌污染；③稀释用水的处理：除了去硬和杀菌外，还要脱氧、充二氧化碳。

酿造用水的要求：酿造用水直接进入啤酒，是啤酒中最重要的成分之一。酿造用水除必须符合饮用水标准外，还要满足啤酒生产的特殊要求。酿造用水应无色透明、无悬浮物、无沉淀物，否则将影响麦芽汁的浊度，啤酒容易发生浑浊或沉淀。将水加热到20～25℃时，用口尝应有清爽的感觉，气味和口味都是中性的，无异味、无异臭，如有咸味、苦味、涩味则不能采用。酿造用水的几项重要指标要求如下所述。

（1）总溶解盐类 总溶解盐应在150～200mg/L，含盐过高会导致酿造的啤酒口味粗糙、苦涩。

水中含铁量应在0.3mg/L以下，若含铁量超过0.5mg/L，麦汁中的单宁与铁反应，使麦汁色泽变黑，并使成品啤酒中带有不愉快的铁腥味，还会影响酵母的生长繁殖和正常发酵。

水中不应有铵盐存在，有铵盐存在说明水不清洁，以不超过0.5mg/L为限。

硝酸盐含量不得超过5mg/L，亚硝酸盐含量不得超过0.05mg/L，过高会影响酵母的生长繁殖和啤酒的口味。

硅酸盐要求在20mg/L以下，若超过50mg/L则麦汁不清，发酵时形成胶团，影响酵母菌发酵和啤酒过滤，还能引起啤酒胶体浑浊，使啤酒口味粗糙。

另外，其他重金属离子微量的铜和锌对啤酒酵母的代谢作用是有益的，微量的锌对降低啤酒中的双乙酰、醛类和挥发性酸类是有利的。但总的来说，重金属离子过量对酵母菌有毒性，抑制酶活力，并易引起啤酒浑浊。

（2）pH pH应在6.8～7.2，偏碱或偏酸都会造成糖化困难，使啤酒口味不佳。

（3）有机物 水中有机物的含量应在3mg/L以下。若超过10mg/L，则说明水已经被严重污染。

（4）总硬度及残余碱度 生产淡色啤酒用水的总硬度应在8°dH以下，若生产浓色啤酒，水的硬度可适当高些。残余碱度RA≤3 °d。

（5）氯化物 水中氯化物的含量以20～60mg/L为宜，少量的氯能增加淀粉酶的活力，促进糖化作用，提高酵母活性，啤酒口味柔和；若含量过高易引起酵母早衰，啤酒有咸味。

（6）细菌总数和大肠杆菌 水中的细菌总数和大肠杆菌数应符合生活饮用水标准。细菌总数＜100个/mL，不得有大肠杆菌和八叠球菌。

【酒文化】

啤酒的起源

啤酒酿造具有悠久的历史，据考古发现，啤酒起源于幼发拉底河与底格里斯河流域的古巴比伦王国（今伊拉克境内），是当时生活在那里的苏美尔人最先把啤酒带给人类的，藏于巴黎卢浮宫博物馆的一块石雕上刻有苏美尔人酿制啤酒的场面，距今已有5000年。专家们推断，啤酒的生产大约有9000年的历史。

公元前3000年前后，随着两河流域和尼罗河流域的贸易往来，位于尼罗河下游的古埃及人也学会了啤酒酿造技术，建于公元前2300年前后的金字塔内墓室石壁上，雕刻着一幅古埃及人酿造啤酒的图画，形象地描绘了啤酒酿造的全过程。

大约公元前48年以后，啤酒酿造技术从埃及传到了欧洲，并得以快速发展。当时的日耳曼人和克尔特人对欧洲啤酒的发展起到了很大的促进作用。经过欧洲人不断地改进和发展，啤酒成为一种清新爽口的饮料，并传播到世界各地。但是，长期以来，由于人们互相保守秘密，啤酒生产发展缓慢，生产原料十分复杂，只到公元8世纪前后，德国人把大麦和啤酒花固定为啤酒酿造原料，啤酒酿造技术才实现了重大突破。随着人类科技的进步，如18世纪初勒沃米发明温度计，1830年发现酶对大麦发芽的作用，1865年法国巴斯德灭菌方法的创立，1866年发电机的问世，1870年冷冻机的应用，1878年丹麦科学家汉森对啤酒酵母的纯粹培养和分类研究，19世纪中叶加热方法和蒸汽机的改进等，使啤酒酿造逐步进入工业化。

我国是世界上用粮食原料酿酒历史最悠久的国家之一。早在5000多年前，当时人们就已经能够酿造“醴酒”了，其所用的原料、发酵的方法、酿造的时间与世界公认的苏尔美人所酿啤酒非常相似，只不过这种“醴酒”糖分较高、酒精含量低、口味太淡、不利贮存、容易变酸变质。由此可见中国也是啤酒的一个重要发源地。

思考题

一、选择题

1.国内最常用的啤酒生产辅助原料是（　）。

A.大麦

B.大米

C.玉米

D.小麦

2.啤酒的苦味和防腐能力主要是由酒花中的（　）提供的。

A.α-酸和β-酸

B.酒花油

C.花色苷和花青素

D.单宁

3.啤酒生产中添加啤酒花的目的不包括（　）。

A.赋予啤酒柔和的微苦味

B.提高发酵度

C.加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝

D.提高啤酒泡沫起泡性和泡持性

4.大麦的好坏直接影响到啤酒的质量，故需要对大麦进行感官检验、物理检验、化学检验等。以下哪一项不是属于物理检验的范畴（　）。

A.千粒重

B.麦粒形态

C.胚乳性质

D.麦粒均匀度

5.酒花应隔绝空气、避光及防潮贮藏，贮藏温度应为（　）℃。

A.10℃以下

B.0～2℃

C.0℃以下

D.20℃以下

二、简答题

1.啤酒酿造对大麦的质量有何要求？

2.简述大麦的化学组成及含量？

3.何谓大麦千粒质量、百升质量、发芽力、发芽率？

4.简述酒花的主要成分及其在啤酒酿造中的作用？

5.简述酒花的质量标准？在啤酒生产中如何选择酒花？

6.啤酒生产中，常用的辅助原料有哪些？使用辅助原料有何意义？应注意哪些问题？