正文 第三節 傳統啤酒發酵技術(3 / 3)

三、後發酵

前發酵結束完成下酒後,由於嫩啤酒中CO2含量低、口味不成熟,含有少量的可發酵性糖,懸浮的酵母數較高,渾濁物多,所以在後發酵罐中會再次出現一個發酵過程,即後發酵,又稱後熟和貯藏。通過後發酵可達到殘糖的繼續、徹底發酵、促使酒液成熟、促使CO2飽和、促使酒液澄清等後酵目的。

1.後發酵間、後發酵設備

(1)後發酵間傳統的後發酵間一般設在前發酵間下麵,應隔熱、防水防潮、防黴變,整個後發酵罐應分置數個後發酵間,以便控製不同貯酒時間和溫度,便於進酒和出酒。後發酵間一般采用吊頂式冷風機冷卻,室溫始終保持在0~2℃。

(2)後發酵設備即後發酵罐,國內一般采用密閉的臥式圓柱形罐,有利於啤酒的澄清。臥式罐采用呂字形或品字形重疊安裝,安裝時向出酒口傾斜1%,便於出酒和清洗。後發酵罐充滿係數為90%,工作壓力一般為0.15~0.2MPa。

(3)人為將後發酵的過程分成三個時期

①開口發酵期:時間一般0.5~2d,溫度較高,殘糖較多,發酵較旺盛,通過酵母的還原作用以及產生的CO2洗滌嫩啤酒,CO2排出,帶走生青味物質,這是後發酵前期。

②封罐發酵期:時間一般7~10d,封罐後,還有少量殘糖繼續發酵,產生CO2溶解並飽和,罐壓上升,發酵液溫度、pH逐漸降低,開始有酵母、冷凝固物沉澱,這是後發酵的中期。

③低溫貯酒期:時間一般7~10d,發酵基本停止,溫度、pH、溶解氧都在最低點,酵母、冷凝固物大量沉澱,酒液澄清。

2.後發酵操作過程與控製

後發酵操作與控製包括:下酒(接酒),封罐;CO2溶解飽和,溫度控製,壓力控製,啤酒成熟,啤酒澄清。

(1)下酒方式、方法下酒方式一般分為上麵下酒法、下麵下酒法、混合下酒法、加高泡酒法。通常較多使用下麵下酒法。

泵送下酒時,為防止泡沫過多,後酵罐需背壓0.03~0.05MPa。下酒完後,後酵罐上部應留一定的空間,酒液距後酵罐頂部7~12cm,這樣開口時可防止發酵產生的泡沫將酒液帶走,造成損失;能形成CO2壓力空間,較好地控製罐壓,又增加CO2飽和。

(2)封罐封罐時間不能太早或太遲,以罐口溢出的泡沫開始回縮的時候,一般開口0.5~2d後封罐。

(3)啤酒的成熟後發酵主要是利用酵母的還原作用,CO2揮發、洗滌排出生青味物質,促進嫩啤酒的口味成熟。長期緩慢的低溫後發酵,通過冷凝固物析出,有利於啤酒口味柔和、協調。

生青味物質來源於主發酵期間的代謝產物,主要有醛類、硫化物、雙乙酰(關鍵)。後發酵降低雙乙酰的方法:下酒時保持一定的酵母數,後發酵前期保持較高的溫度,可利用酵母中的還原酶促進雙乙酰還原;開口發酵一定時間(或CO2洗滌);後發酵期間避免接觸氧(或添加還原劑),以免α-乙酰乳酸氧化、非酶分解,使雙乙酰含量回升;通過酒液澄清,有利於改善啤酒的口味、苦味質量。

(4)溫度控製後發酵液的溫度控製是室溫影響品溫,最好采取“先高後低”的方法。也可恒溫控製(0~2℃或1~3℃)。

先高後低控製方法為:前期5~7℃,維持後發酵,還原雙乙酰,加快啤酒成熟(3~7d);中期2~3℃,發酵逐漸停止,酵母、冷凝固物沉澱(5~7d);後期-1~0℃,促使CO2低溫溶解和冷凝固物析出沉澱,酒液澄清(10~15d)。

(5)CO2溶解飽和及壓力控製

①CO2溶解飽和:充足的CO2對於成品啤酒的口味、殺口力和舒適感具有重要的作用,並有利於防止啤酒氧化,也有利於防止雜菌的汙染,能提高啤酒穩定性。無CO2的啤酒沒有殺口力,CO2含量不足的啤酒會使一些口味缺陷更容易暴露。

但啤酒中CO2含量並不是越高越好,過高的CO2不利於啤酒過濾,灌酒時影響灌酒容量控製,並導致酒損上升,巴氏殺菌時或在運輸、貯存時爆瓶的可能性大。不同類型的啤酒CO2含量要求不同,小麥啤酒的CO2高些。

溶解飽和在啤酒中的CO2,一般認為呈三種狀態:在不同溫度和壓力下溶解於酒內的氣態CO2;被啤酒中的膠體物質所吸附的CO2;與啤酒成分化合的CO2。

後發酵形成CO2含量的多少,很大程度取決於嫩啤酒中可發酵性糖含量的多少。可發酵性糖含量多,後發酵旺盛,形成CO2數量多。影響成品啤酒中CO2含量的主要因素是後發酵液溫度和後發酵罐罐壓。另外,與後發酵罐罐體的高度、發酵時間長短有關。發酵時控製CO2還應考慮過濾、清酒罐和灌裝時CO2的損失。

②罐壓的大小與控製:根據Henry定律,氣體溶解於液體中的數量與溫度、壓力的關係是:在同壓力時與溫度成反比,在同溫度時與壓力成正比。

等壓時,溫度升高1℃,CO2含量下降0.01%;

等溫時,壓力升高0.1MPa,CO2含量增加0.3%~0.4%。

CO2含量與酒溫、罐壓之間的關係式:

CO2(質量分數,%)=0.298+4p-0.008T

式中p——罐壓,MPa

T——酒溫,℃

後發酵罐壓力控製要點如下。

a.根據後發酵時間掌握:封罐3~5d,達到0.04~0.05MPa,封罐7d後,應達到最大壓力0.1~0.15MPa。

b.依據後發酵間室溫控製:室溫高,品溫高,壓力控製高。室溫3~5℃時,罐壓0.12~0.14MPa;室溫1~2℃時,罐壓0.08~0.1MPa;室溫-1~1℃時,罐壓0.07~0.08MPa。

c.根據酒齡掌握:如酒齡短比酒齡長,壓力控製要高0.02~0.03MPa,因為CO2的溶解飽和與酒齡長短有一定的關係,酒齡短,CO2吸附溶解性差(有假性溶解現象),酒液中CO2極易逸出。所以酒齡短時,壓力控製高一點,有利於CO2溶解飽和。

(6)酒液澄清發酵液中的懸浮物質和易凝聚的物質,隨著溫度、pH的變化,經過一定的時間,逐漸沉澱下來,使酒液變清亮,有利於提高啤酒可濾性、啤酒非生物穩定性、口味,並降低過濾成本。主要的懸浮物質有酵母細胞、蛋白質顆粒、多酚物質、酒花樹脂。影響發酵液澄清的因素如下。

①酵母凝聚性的強弱:酵母凝聚性強,澄清快。

②析出物顆粒的數量、大小:析出物顆粒大,沉澱快,澄清快;酒液中渾濁物多,如酵母數多,熱、冷凝固物分離效果差,不利於酒液澄清。

③後發酵溫度:溫度高,冷凝固物析出少,所以澄清快,但啤酒保存期短;溫度低,冷凝固物析出多,澄清慢,難以沉澱,但啤酒有利於啤酒非生物穩定性。

④pH的高低:pH低,澄清快,因為接近蛋白質析出、凝固的等電點,蛋白質析出沉澱。

⑤發酵容器的大小:直徑小(既高度低),澄清快。一般後發酵罐直徑小於2.5m,除澄清快外,還要考慮人工清洗方便。

⑥後發酵強弱:後發酵強,澄清快。因為酵母強壯、活潑,酵母相對流動、碰撞,酵母互相吸附,並吸附一些冷凝固物沉澱。

⑦後發酵時間:低溫貯存時間長,有利於酒液澄清、啤酒非生物穩定性。但是過長的貯酒時間且酒溫高,會導致酵母自溶,酵母分泌物多,啤酒可濾性差,也不利於啤酒非生物穩定性。所以在確定後酵時間時應考慮以下因素;

a.原麥汁濃度:原麥汁濃度高,後發酵時間長。

b.麥芽溶解狀況:麥芽溶解不足,後發酵時間長。

c.糖化工藝:糖化分解不好,後發酵時間長。

d.酒花添加量:酒花添加量多,後發酵時間長。

e.前發酵間發酵度:前發酵間發酵度越低,後發酵時間長。

f.下酒後的酵母數:下酒後的酵母數越多,後發酵時間長。

g.啤酒穩定性的要求:要求啤酒穩定性越好,後發酵時間長。

h.發酵液澄清情況:發酵液澄清慢、差,後發酵時間長。

在德國後發酵時間平均3~6周,我國現在後發酵時間一般在2~3周。

⑧澄清劑的使用

a.物理澄清劑

木片(少用):柞木或橡木,長10~15cm、寬3~5cm,厚2~3cm。

木屑(常用):柞木或橡木屑,大小過20~60目的篩,表麵積比木片大(木片10m2/kg;木屑55m2/kg)。用量為250~300g/m3發酵液。

b.化學澄清劑

膠質澄清劑:魚膠、明膠、矽膠。用量3~4g/hL,作用為吸附蛋白質。用酒石酸溶解,調節pH,加入後酵罐中。注意添加量不能過多,否則,破壞啤酒膠體性質,影響泡沫,口味淡薄。

蛋白酶澄清劑:木瓜、菠蘿蛋白酶,使用量0.1~0.5g/hL;細菌蛋白酶,使用量0.1g/hL;酶清,使用量10mL/m3發酵液,下酒時加入後發酵罐。

其他澄清劑:單寧酸,淡黃色粉末,使用量3~5g/hL,封罐時加入;PVPP(聚乙烯吡咯烷酮,是一種不溶性聚酰胺樹脂),能吸附多酚物質,一般用量10~25g/hL,可吸附花色苷40%。