摘要:啤酒浊度是啤酒的外观指标,浊度越低透明度越好,在啤酒下线后,其浊度会逐步升高,这是因为啤酒中大分子物质(如蛋白质、多酚等)发生了聚合反应从啤酒中析出,有些啤酒甚至会出现冷混浊现象。因此啤酒的浊度不仅直接影响到啤酒的外观质量,还与啤酒的胶体稳定性密切相关。本文针对啤酒整个生产过程,就影响啤酒浊度的因素进行了分析,并提出相应的控制措施。
关键词:啤酒浊度检测影响因素控制
一、啤酒浊度
浊度是表示液体浑浊程度的单位。国际标准化组织对浊度的定义是:由于不溶性物质的存在而引起液体的透明度降低的一种量度。不溶性物质是指悬浮于液体中的固体颗粒物和胶体颗粒物。国际标准化组织推荐使用的浊度单位为FTU(福尔马肼浊度单位),国内啤酒行业使用欧洲啤酒协会浊度单位为EBC,两者之间关系是1EBC=4FTU。
啤酒浊度是消费者对啤酒的第一感知质量,轻微的失光就会引起消费者的不满,出现混浊时会导致批量退货。GB-对淡色啤酒的浊度要求,在保质期内啤酒浊度优级≤0.9EBC,一级≤1.2EBC,当啤酒浊度>0.6EBC时就会有轻微的失光。啤酒工厂的内控标准通常要求更加严格,出厂浊度≤0.4EBC,保质期内浊度不超过0.6EBC。
二、浊度测量
当一定波长(EBC标准采用nm)的光源透射过待检测液体,由于液体中悬浮颗粒的存在,就会形成散射光,颗粒越多则光的散射就越严重,采用检测与入射光呈90度方向上的散射光强度来检测有多少光被液体中的颗粒物所散射,从而得到检测液体的浊度。
啤酒浊度计一般采用双角度浊度计。根据散射信号接受角度的不同,在与光束成90度和25度的地方,浊度计分别安装了光电探测器记录光强度。小于1微米的颗粒,如蛋白质,可在90度角被检测出,而大于1微米的颗粒,如硅藻土、酵母细胞,可在25度角被检测出。
由于清酒温度低且含有大量的二氧化碳,化验室检测清酒浊度时通常要经过除气处理,可以采用水浴除气(50-55度,25-30分钟)后,再于20度稳定10分钟后检测。如果直接检测误差会很大。有条件的工厂,可以配置在线双角度浊度计,随时掌握过滤清酒的浊度情况。
三、影响啤酒浊度的因素
1、大分子蛋白质
2、DP9麦芽寡糖
3、β-葡聚糖
4、大分子多酚
5、酵母菌
6、硅藻土、硅胶、PVPP
7、酒花树脂
8、发酵污染产生的多糖
9、其他大分子复合物
四、降低啤酒浊度的措施
(一)源头质量控制
麦芽,要求溶解良好。溶解不良的麦芽,制备的麦汁β-葡聚糖含量高、粘度大,大分子物质含量高,麦汁过滤不清亮,定型麦汁澄清度差。麦芽溶解差,可以通过添加酶制剂和调整工艺进行改善,但这不是万能的,要想酿造优质的啤酒,必须做好源头质量管控;麦芽的PYF(酵母超前絮凝)85%,否则会导致酵母过早沉降,发酵不完全,容易造成啤酒过滤困难,啤酒浊度偏高;
使用麦芽糖浆时,要注意糖类组成。通常要求糖浆达到下表标准。发酵度过低会影响最终发酵度,葡萄糖+果糖一般为6-7%,若其含量过高,则会产生“葡萄糖效应”,不利于酵母的正常发酵;DP9就会和碘呈红色反应,若DP过大,就会有糊精残留,引起啤酒糊精混浊;
酒花,要求新鲜。酒花氧化后,一方面其树脂含量较高对发酵液澄清不利,另一方面其单宁物质沉淀蛋白质的能力会下降,不利于降低麦汁大分子蛋白质含量。
(二)糖化过程控制
采用合适的麦芽粉碎度。麦芽粉碎过粗不仅影响收得率,还会使过滤糟层松散,不能有效截留大分子组分;麦芽粉碎过细,会造成麦皮中的物质过多析出,同时糟层过紧导致过滤困难;
加强蛋白质分解,使麦汁总氮水平稳定,高、中、低分子氮组成合理,可凝固氮0.2mg/L;
麦汁具有足够的可发酵性糖含量,糖化结束要进行碘检,保证糖化完全,麦汁碘值0.2;
麦汁β-葡聚糖含量宜控制在80mg/L以下,当麦芽β-葡聚糖含量较高时,可以在糖化过程中添加β-葡聚糖酶来辅助降解;
麦汁过滤浊度宜控制在8EBC以下,通过耕刀高度、耕刀速度、滤速等参数控制,使过滤麦汁清亮;洗糟水温过低或过高均不利于麦汁的浊度,洗糟水温过高还会造成醪液中残留的淀粉物质再次糊化;
采用恰当的煮沸强度,在保证蛋白絮凝效果的前提下,尽可能减少热负荷,防止TBA值过高;
麦汁煮沸PH5.2-5.4,促进蛋白质的凝聚;
可以添加麦汁澄清剂,如卡拉胶、单宁等,来提高麦汁的澄清度;
保证回旋沉淀槽的效果,有效分离麦汁热凝固物。
(三)发酵过程控制
酵母菌种。酵母的性能直接影响最终发酵液的质量,酵母性能不好时,会造成发酵度低、浊度高、残留酵母数高等问题,导致滤酒困难。因此,首先要选择性能稳定的酵母菌株,其次要给酵母创造一个良好的条件,包括麦汁的组分、温度、氧含量、发酵罐压力等,防止在菌种在大生产过程中性能退化、衰老、自溶等问题;
发酵控制。发酵工艺参数控制要合理,以保证发酵完全。从提高啤酒清亮度的角度来看,适当提高发酵度是有利的,可以控制发酵度在68-69%之间。同时,麦汁极限发酵度与啤酒真正发酵度之差ΔRDF越小越好,如果超过4%,就说明发酵不完全;
微生物污染防治。乳酸菌是啤酒工厂污染的主要细菌,它们广泛存在于发酵罐、管道、阀门、啤酒残液中,在缺氧的条件下会导致啤酒酸化、产生双乙酰味,同时会分泌荚膜多糖,使啤酒变得粘稠和混浊。醋酸菌也会造成啤酒发酸和混浊,醋酸菌既有好氧的,也有厌氧的。要酿造高质量的啤酒,无菌化酿造是非常必要的,严格按照CIP的频次、工艺参数要求,做好各环节的清洗和消*灭菌工作,防止微生物污染;
冷贮温度和时间。随着发酵液温度的降低,一些大分子物质从酒液中慢慢析出,与酵母一起沉入罐底,酒液逐步澄清。一定的冷贮温度和冷贮时间对于去除影响发酵液浊度的大分子物质而言是必须的,通常要求在-1.5℃下至少停留3天以上;
酵母和冷凝固物排放。衰老的酵母自溶会引起酒体蛋白质上升,品尝有硫化味,同时发酵液浊度上升,所以要及时排放酵母。在麦汁进罐后及发酵冷贮阶段,冷凝固物也必须及时排放。麦汁满罐后,每隔24小时排放一次冷凝固物和死酵母;前酵罐在酵母回收后,每隔24小时排放一次残余酵母;两罐法在倒酒前排放一次酵母;冷贮阶段每隔24小时排放一次酵母和冷凝固物;滤酒前排放一次。如果酵母和冷凝固物排放不彻底,会造成过滤困难,尤其是大的酵母团块会造成过滤层的堵塞,造成过滤上压差快。过滤前,发酵液酵母数最好控制在50万/ml以下;
硅胶处理。在倒罐、贮酒、过滤期间,添加-ppm的硅胶进行处理,可以选择性吸附大分子蛋白,从而降低发酵液的浊度;
脯氨酸内切酶使用。脯氨酸内切酶能将含有脯氨酸的蛋白多肽水解断裂为水溶性的小分子片断,从而防止蛋白质与多酚聚合产生混浊,提高啤酒的胶体稳定性。一般在冷麦汁添加6-8ppm,能有效防止成品啤酒的浊度上升,但并不能有效降低过滤后清酒的浊度。
(四)过滤过程控制
1、过滤设备配置,将直接影响过滤的效果。
目前,啤酒行业应用最为广泛的过滤设备是硅藻土过滤机,其中烛式硅藻土过滤机已经成为首选。
在过滤机前、后配置缓冲罐,可以减少对过滤机土层的冲击。
为了提高啤酒的保质期,增加PVPP过滤设备,可以有效降低大分子多酚,从而减少啤酒在贮存过程中形成蛋白质-多酚沉淀的可能性。
为了防止硅藻土过滤机和PVPP过滤机出现漏土或PVPP问题,在过滤机后面增加袋式捕集器也逐渐成为过滤设备的标配。
为了提高啤酒的清亮度,增加一道“抛光过滤”,可以有效去除1μ左右的悬浮颗粒,推荐选择精滤设备,第一级采用3μ的精滤滤芯,第二级采用1μ的精滤滤芯。
综上所述,推荐啤酒过滤设备配置如下:
前缓冲罐→烛式过滤→后缓冲罐→5μ捕集过滤→PVPP过滤→5μ捕集过滤→精滤(3μ+1μ)。
如果使用粉未型酵母,发酵液酵母数过多时,还应在硅藻土过滤前配置离心设备。
为了使操作人员能及时了解过滤质量,在线啤酒浊度仪也逐步成为标配。
2、为了使操作人员能及时了解过滤质量,在线啤酒浊度仪也逐步成为标配。根据成熟发酵液的酵母数、浊度、粘度等指标,制定适合不同情况的过滤工艺。硅藻土流加量过低,酵母无法与硅藻土混合形成附加的支撑层,导致压力增长过快;硅藻土流加量过高,导致过滤腔提前充满,总滤酒量下降。浊度高时,可以提高细土的比例;上压差较快时,可以提高补土量;浊度高且上压差较快时,可以提高补土量、增加细土的比例、适当降低滤速;
3、为了提高过滤的平稳性,过滤前应对过滤系统进行排气处理,防止气体对预涂层造成冲击,出现土层不均匀或掉土问题;在过滤过程中,尤其是在收酒头、收酒尾、换罐等操作时,更要保持过滤机压力平稳,防止对滤层形成冲击;
4、清酒溶解氧宜控制在10ppb以下,溶解氧高会加快啤酒的氧化反应,不仅导致啤酒保持期内浊度上升,还会导致啤酒的风味保鲜期缩短。后酵液的溶解氧一般在5ppb以下,造成清酒溶解氧偏高的原因通常有:过滤机排空不彻底、顶水未用脱氧水、备压二氧化碳纯度低、稀释水溶解氧高等;
5、高浓稀释时,稀释水温度、PH、溶解氧、二氧化碳应与酒液接近,稀释水温度较高时,不能使用前稀释工艺,否则会造成温度回升,使已经析出的物质重新溶解于酒液中,影响成品酒的保质期;
6、清酒罐不得充二氧化碳,防止被激起的泡沫回落到酒液里引起浊度升高。
(五)包装过程控制
洗瓶质量。瓶子洗不净,或冲瓶水残留多,会造成啤酒浊度轻微上升;
杀菌PU值。啤酒杀菌的目的杀死啤酒中的微生物,提高啤酒的生物稳定性。过度提高杀菌温度和延长杀菌时间,会使啤酒的热负荷增加,不利于啤酒的质量。PU值应根据清酒微生物状况来设定,对于微生物管理较好的工厂,完全可以将总PU设定在3-5之间;
TPO控制。过高的总氧含量,对啤酒的胶体稳定性和风味稳定性均是不利的,瓶装啤酒总氧宜控制在35ppb以下,由于瓶盖内垫材料为PE材质,PE弹性较差易造成后期吸氧,为了防止啤酒氧含量反弹,一要选择质量优良的瓶盖供应商,二要控制压盖尺寸,防止过松和过紧现象。
(六)贮运过程控制
成品酒的贮存和运输条件,对啤酒浊度的影响也不可忽视,应避免高温、阳光照射、剧烈震动等。
五、小结
影响啤酒浊度的因素非常多,原料、设备、工艺、操作、贮运条件每个环节都可能造成啤酒浊度偏高的问题,甚至可能造成保质期内混浊。当问题出现时,作为技术质量管理人员要系统地进行分析,问题出在什么地方?产生的根源是什么?应急措施是什么?如何解决?对关键点要建立质量标准、工艺标准、操作标准,以防止问题再次发生。