無醇啤酒是指乙醇含量≤0.5%(體積分數)的啤酒,由於越來越多的人追求健康生活方式、交通法規嚴禁醉酒駕車的緣故,市場上對無醇啤酒的需求呈上升趨勢。常見的除醇或降低啤酒中乙醇的方法為膜分離法、熱處理法、終止發酵法。
1.膜分離法
膜分離法即采用反滲透、滲析法的膜除去乙醇生產無醇啤酒的方式。
反滲透設備流程包括未除醇酒液的清酒罐,高壓泵將啤酒壓力提高至約40MPa,循環泵保證啤酒以分批或連續方式、較高的速度切線進入過濾單元,在限壓閥保證壓力恒定的前提下,水和乙醇克服自然滲透壓穿過滲透膜,其他的大分子如含氮物質、碳水化合物、苦味物質等口味、香味物質,不能滲析則留在啤酒中,濃度呈上升趨勢,特別是β-葡聚糖濃度上升,會影響膜的通透性。所以,濃縮隻能是進行到一定程度並形成乙醇含量為1.5%~1.8%滲析液的過程,由於水和乙醇不斷減少,所以必須定量補充脫氧、脫鹽水,這樣啤酒中的內容物質濃度下降,可繼續進行所謂的二次濃縮過程,啤酒中乙醇含量繼續下降,直至濃縮液中乙醇濃度達到1.5%~1.8%,停止濃縮過程,繼續補充脫氧、脫鹽水,並適當添加CO2,直至達到無醇啤酒的質量要求。另外,高壓會導致溫度上升,必須通過冷卻保證啤酒的溫度在15℃以下。
2.熱處理法
通過加熱可將啤酒中的乙醇分離出來。但蒸發溫度高、加熱時間長,不利於啤酒質量,香味物質損失多,所有的熱處理除去乙醇的方法均在4~20kPa的真空、30~50℃溫度下蒸發乙醇。根據加熱器的類型不同,真空蒸發的次數不同,有多種形式。一般采用三級真空蒸發生產無醇啤酒。
啤酒在薄板換熱器(1)中通過除醇後的啤酒和熱水被加熱到30℃,進入到第一級蒸發器中,通過列管式薄層換熱器繼續小心加熱(2),然後進入到第一級的減壓蒸發罐(3)中蒸發(啤酒中的乙醇含量下降),產生的乙醇蒸氣在噴霧式冷凝器中冷凝後排除。仍含有大量乙醇的啤酒進入第二級蒸發器(5)中通過列管式薄層換熱器,采用新鮮蒸汽加熱到38℃,進入到第二級的減壓蒸發器(3)蒸發(啤酒中的乙醇含量又下降),產生的乙醇蒸氣進入第三級蒸發器中的列管式薄層換器(6),用於加熱啤酒,本身冷凝成為副產物,而加熱後的啤酒繼續進入到第三級的減壓蒸發器蒸發,乙醇含量可下降到0.3%~0.4%,最後回流到薄板換熱器(1),進行降溫。這種設備應用廣泛,生產能力可達到200hL/h。
3.終止發酵法
發酵時產生乙醇少通常有兩種途徑:麥汁提供的可發酵性糖少;其次發酵時終止乙醇的形成。
(1)生產啤酒濃度低,通過選擇72~74℃的糖化休止,添加低聚糖糖漿的方式,使麥汁的最終發酵度低,並保證生產麥汁具有良好的酒花香或麥芽香味。
(2)發酵時采取以下措施減少乙醇的形成
①使用Saccharomyces ludwigii特種酵母,僅能發酵單糖,不能發酵麥芽糖、蔗糖、麥芽三糖,基本能保證乙醇含量在0.5%(體積分數)。
②冷發酵法:麥汁與酵母在0℃混合、接觸,產生的乙醇少,或多或少會形成一些香味物質,減少麥汁的味道。
③當發酵形成乙醇含量0.5%(體積分數)時,或高濃麥汁發酵後稀釋的乙醇含量0.5%(體積分數)時停止發酵,通過離心、過濾分離出酵母。
在采取上述措施後啤酒在低溫下貯存、過濾、充CO2、穩定化處理、殺菌。這種方式生產的無醇啤酒中,或多或少含有可發酵性糖,實際上不利於啤酒的生物穩定性,產生的代謝物質少,不利於啤酒的風味。