啤酒原料教学内容安排

啤酒原料 / 中德啤酒学院熊志刚 1

啤酒原料教学内容安排

第一章——大麦 Gerste第二章——水 Wasser第三章——酒花 Hopfen第四章——酵母 Hefe第五章——辅料 Rohfrucht

总学时： 84考试： 2次 ( 笔试 )


啤酒原料课程考核办法

一 . 平时成绩 30 分作业 15 分课堂参与和考勤 15 分

二 . 考试 ( 闭卷 ) 70 分期末 40 分期中 30 分


参考文献

Technologie Brauer & Maelzer ， VLB Berlin, Wolfgang Kunze。

Die Hefe in der Brauerei, VLB Berlin ， Gerolf Annemueller/Hans-J.Manger/Peter Lietz。

Ausgewaehlte Kapitel der Brauereitechnologie, Fachverlag Hans Carl,Werner Back.

Praxishandbuch der Brauerei, Fachverlag Hans Carl, Karl-Ullrich Heyse.

中德啤酒学院酿造专业教材—酿造用水，高欣编译。中德啤酒学院酿造专业教材—酒花，徐功瑾编译。中德啤酒学院酿造专业教材—制麦技术，谢恩润编译。啤酒生产技术，科学出版社，逯家福赵金海主编。现代啤酒工艺技术，化学工业出版社，周广田主编。啤酒酿造技术，山东大学出版社，周广田等编。啤酒酵母与工厂卫生，化学工业出版社，周广田主编。啤酒工艺实用技术，轻工出版社，湖北轻工职业技术学院翻译组译。 GB/T 7416-2008 啤酒大麦


推荐的可浏览网站

www.brewworld.com.cn

www.beer365.com

www.beersworld.com

www.globalmalt.com

www.brewer.cn


第一章序世界啤酒产量排名 ( 单位：万千升 )

国家啤酒产量 2000 啤酒产量 2009 啤酒产量 2010

中国 2200 4236,38 4483,04

美国 232, 5 2309,37 2278,38

巴西 826 1070 1140

俄罗斯 549 1085 1029,3

德国 1104,29 980,78 956,83

墨西哥 578,12 823,25 798,89

日本 709,98 598,20 596,30

英国 552,79 451,41 449,97

波兰 240 322 339

西班牙 264 338 333,75


第一章序世界前十强啤酒企业

企业国家啤酒产量 2010( 单位：万千升 )

占世界啤酒产量的份额 (%)

AB InBev/ 百威英博比利时 3587 19,4

SABMiller/ 南非米勒英国 1723 9,3

Heineken/ 海涅根荷兰 1459 7,9

Garlsberg/ 嘉仕伯丹麦 1140 6,2

China Resource Brewery Ltd./ 中国华润

中国 933 5,1

Tsingtao Brewery Group/青岛啤酒集团

中国 640 3,5

Grupo Modelo 墨西哥 519 2,8

Yangjing/ 燕京中国 503 2,7

Molson-Coors 美国 / 加拿大 487 2,6

Kirin/ 麒麟日本 303 1,6


第一章序

啤酒：传统，还是多元化？

未来？


第一章序


第一章大麦——概述

一 . 大麦作为酿造啤酒原料的原因

内容物无毒性。良好的“种植能力” 。世界性的广泛种植。“酶的形成和积累”能力高。比较高的淀粉含量。蛋白质含量比较适中。“天然的过滤介质”。



二 . 大麦和麦芽的区别大麦麦芽

农药残留

可粉碎性 +

可提取性 +

可发酵性

浸出液粘度

浸出液中的蛋白质含量少适中味道生青味香味颜色理想的颜色酶量少，活性丰富，酶活 +



三 . 大麦的使用量

全国 500万吨左右。大麦占啤酒生产成本： 30%至 40%吨大麦价格：约 2000-4000RMB千升啤酒麦芽消耗量： 170-180kg(12%)


项目一一级二级三级资源消耗指标

1. 耗水量（ t/t） ≤ 8 ≤ 12 ≤ 16

2. 标准浓度啤酒耗粮（ kg/t）

≤ 170 ≤ 178 ≤ 185

3. 耗电量（ kWh/t） ≤ 80 ≤ 105 ≤ 120

4. 耗标煤量（ kg/t） ≤ 80 ≤ 110 ≤ 140

5. 综合能耗（ kg/t） ≤ 110 ≤ 140 ≤ 185

啤酒行业清洁生产技术要求



第一章大麦——大麦的种类

一 . 根据酿造价值划分

饲料大麦酿造大麦食用大麦



二 . 根据籽粒生长形态划分

二棱大麦四棱大麦六棱大麦

排列方式、发育程度、结实性



三 . 根据生产季节划分

夏大麦 / 春大麦 3 、 4月播种， 7-8 月份收割，酿造性能良好

冬大麦颗粒不整齐，不饱满，麦皮厚，休眠期长， β-葡聚糖含量高，水敏性高，制麦难度大，产量高。



四 . 根据麦穗形态划分

曲穗大麦：麦穗成熟时下垂，细长。麦粒基座均为斜面形，均为二棱大麦。

直穗大麦：麦穗成熟时直立，麦穗短宽。麦粒基座为凹沟形。有二棱、四棱和六棱大麦。

选择“二棱曲穗夏大麦”为酿造大麦！


第一章大麦——大麦的品种

一 . 大麦主要种植区域：

欧洲大陆——法国、德国和英国

北美——加拿大

澳大利亚

中国三大啤麦产区：西北、江浙和东北


最大的酿造大麦的生产国之一年产量 360万吨，占世界总产量的 19% 第一大麦出口国，最大的麦芽出口国在许多国家和地区建麦芽厂美国、中欧、东欧、俄罗斯、乌克兰以及中国。

法麦情况


加麦情况


澳麦情况


2008 年我国大麦分类分省面积

2007 年秋冬播 2008 收获的冬大麦（万亩） 2008 年春播当年收获的春大麦（万亩）

省、区大麦

总面积啤酒大麦

饲料大麦祼大麦省、区大麦总面积

啤酒大麦

饲料大麦祼大麦

江苏 340 280 60 - 内蒙古 380 370 10 -

云南 273 105 165 3 西藏 310 - - 310

湖北 180 25 150 5 甘肃 255 220 - 35

河南 64 4 60 - 新疆 120 120 - -

四川 50 - 50 - 青海 122 2 - 120

贵州 50 - 50 - 四川 80 - - 80

浙江 27 27 - - 黑龙江 70 70 - -

陕西 18 3 15 - 云南 7 - - 7

西藏 10 - - 10 宁夏 2 2 - -

山东 6 1 5 - 河北 1 1 - -

山西河北 3 - 3 - 合计 1347 785 10 552

赣、桂闽、皖约 40 - 40 - 三大类大麦播种面积均按其品种所占有面积计，如啤酒大麦的 1230 万亩为已审定品种和未审定品系及未认定的引进品种播种面积之和合计 1061 445 598 18

全国大麦总面积： 2408万亩，其中啤酒大麦 1230万亩，饲料大麦 608万亩，祼大麦 570万亩


2008 年国产啤麦市场供应量估计

供应总量可估计为 300 多万吨

（ 1 ）冬春啤酒大麦合计 72 万吨（ 2 ））春啤酒大麦合计 275 万吨

江苏 50 甘肃 90

云南 10 内蒙 90

浙江 3 新疆 45

上海 3 黑龙江 45

鄂、豫、陕 6 宁、青、冀、晋 5



二 . 常见大麦品种：加拿大： Metcalfe(麦特卡夫 ) 、 Harringdon(哈林顿 ) 、 Stein(斯泰因 )

浸出物含量高，蛋白质含量适中，葡聚糖含量较低，制成麦芽溶解度较好，酶活力较高，出现水敏性的情况较少。

澳大利亚： Stiring(斯特林 ) 、 Baudin(宝黛 ) 、 Hamelin(哈默林 ) 、 Gairdner(盖德纳 )

粒大皮薄，蛋白质和葡聚糖含量较低，浸出率较高，发芽率普遍较高，休眠期短。

欧麦： Barke(巴克 ) 、 Scarlett(斯卡莱特 ) 、 Saana(萨纳 ) 、 Optic(欧普特 ) 、 Regina(雷吉纳 )

浸出物高，蛋白质中等，葡聚糖含量低，制成麦芽酶活高，酶耐热性好，粘度低



常见大麦品种：中国：黑引瑞、匈 84、莫特 44、恳麦啤 1 号、矮早 3 号和 7 号 ( 黑龙

江 ) 、甘啤 3 号和 4 号 ( 甘肃，新疆 ) 、红啤 1 号、港啤 1 号、冈 - 2 号、新引 2 号、克拉卡其、哈林顿、曼丽、斯坦因等。

2007年，我国啤酒大麦的种植面积突破 1000万亩，啤酒大麦总产量已达 220 万— 230万吨。

思考：国产大麦与进口大麦的区别？原因？



思考：国产大麦面临的问题

1.产业链信息不对称，基本面不透明；

2.市场价格存在波动性和投机性；

3.二元结构导致的此消彼长；



国产大麦质量控制的瓶颈：

1.进入商业生产的准许门槛太低；

2.小农户生产为主，难以标准化、集约化生产，产前产中产后的质量控制不够；

3.市场发展不完备导致在供销领域难以控制质量；



三 . 优良大麦品种的特点——优良的“可种植性”：

产量高气候适应性强土壤适应性及对营养物质的吸收能力强低肥抗病害能力强生长成熟期短性能稳定性好



三 . 优良大麦品种的特点——优良的“可酿造性”：休眠期短、水敏性低、吸水能力强麦粒大、饱满、整齐均匀麦皮薄、皱纹细腻浸出率高蛋白质含量适中千粒重、百升重高粉状度高很好的酶形成和积累能力制成的麦芽“溶解性”好色泽浅



四 . 一些大麦品种制麦特性举例：品种特性描述

Metcalfe 浸出物高，酶和蛋白质含量中等，葡聚糖含量较低，溶解速度快

Harringdon

浸出物和酶含量中等，葡聚糖含量低，发芽溶解控制好，制麦条件要求不高

Stein 浸出物和酶含量高，蛋白含量中等，吸水速度较慢，溶解程度良好

Stirling 吸水速度快，发芽势高，发芽时间短，蛋白质和葡聚糖含量低，酶含量较高

Gairdner 蛋白质含量偏低，蛋白溶解较缓慢，葡聚糖含量低，酶含量中等，制麦时间短，库值偏低



五 . 大麦品种不同对啤酒酿造的影响举例：

个性特征

麦粒大小

皮壳厚度

麦皮形态

渗透性

制麦特征发芽势

发芽率

水敏性

蛋白质含量

发芽时间

品种

收获年份

种植地

种植条件


耕种合同大麦储藏制麦过程啤酒厂选种繁殖

供应链


第一章大麦——组织结构

一 . 外部结构



二 . 内部结构

麦皮胚胚乳



大麦麦粒有生命的部分 , 位于大麦背部下端，能进行呼吸作用。含有大麦发芽的初始营养及原始胚根，叶芽。是大麦产生生长素—赤霉酸的部位，是发芽时进行 Pr合成的地方。盾状体、上皮层是输送赤霉酸和营养物的桥梁。

胚



胚乳营养仓库——大麦干物质的 80%-85% 淀粉为主的细胞层——淀粉颗粒的细胞壁由半纤维素、麦胶物质和蛋白物构成，淀粉细胞之间是由组织 Pr形成的框架物质。糊粉层——由 Pr和脂肪构成，位于麦皮内缘胚乳外缘，是大麦发芽时产生水解酶的地方，能进行呼吸作用。


厚细胞壁的大麦厚细胞壁的大麦


薄细胞壁的新品种大麦薄细胞壁的新品种大麦



麦皮

功能：保护层，过滤介质组成：占大麦干物质的 7%-13%

谷皮——果皮——种皮纤维素和谷皮半纤维素类脂、硅酸、苦味物质和酚酸 ( 啤酒质量

)要求：薄而细


第一章大麦——化学组成

70- 85

10, 5- 11, 5

2- 4 1, 5- 2 1- 2

0

20

40

60

80

%

按绝干计

大麦的化学组成

总碳水化合物蛋白质矿物质脂肪其它内容物



一 . 碳水化合物淀粉纤维素半纤维素麦胶物质糖



1. 淀粉

a 基本情况 : 是碳水化合物中最重要的一种，在大麦中淀粉以扁豆形、圆形

的大颗粒 20-40um和（ 2-10um）球形小颗粒形式存在。

淀粉颗粒中除含纯淀粉外，还有 Pr，半纤维素，矿物质、多酚等。

纯淀粉的分子式为（ C6H10O5)n，可分为直链淀粉和支链淀粉。



一般占大麦淀粉的 17%-24%；小淀粉颗粒含直链淀粉高达 40%；60-2000个葡萄糖残基；-1,4糖苷键；溶于热水；无分枝；不糊化。

直链淀粉



占麦粒淀粉总量的 76%-83%；在小颗粒淀粉中仅占约 60%；6000-40000个葡萄糖残基； -1,4键， -1,6键；非水溶性；分枝；较高温度下糊化。

支链淀粉



b 要求：淀粉含量高，淀粉可分解性易改善。

c 分解过程 : 膨胀——糊化——液化

d 显色反应：碘检

e 分解产物：



亲水胶体吸水膨胀的现象。原生质、细胞壁和淀粉粒、蛋白质等都呈凝胶状态，其中细胞壁里面还有大大小小的缝隙。水分子 ( 液态的水或气态的水蒸气 ) 会迅速地以扩散或毛细管作用跑到这些凝胶内部。由于这些凝胶是亲水性的，而水分子是极性分子，水分子以氢键与亲水凝胶结合，使后者膨胀。

膨胀：



淀粉粒在 600C 一 800C 下，在水溶液中溶胀、分裂，

形成均匀分散的粘性很大的糊状溶液，称糊化作用，

也就是平时煮饭、蒸馒头的过程。溶胀和水合过程！

糊化淀粉易被酶消化，为人体所吸收。

糊化温度——使淀粉发生糊化的温度凝沉——糊化淀粉溶液快速冷却可成冻状凝胶。

糊化：



分解直链淀粉和支链淀粉，使淀粉糊的粘度迅速下降，即“液化”作用

碘检：淀粉遇碘显蓝色 - 定性或指示淀粉水解反应终点

液化：


Kohlenhydrate in der Bierwürze

31% Dextrine

11% Maltotriose

44% Maltose

3% Saccharose

9% Glucose

2% Fructose

Angärzucker

Nachgärzucker

Hauptgärzucker




2.纤维素

主要存在谷皮中，占大麦干物质的 3,5-7,0%

细胞壁的支撑物由葡萄糖单元相互以 -1,4糖苷键相连的高分子物质不参与新陈代谢，制麦中无变化，过滤介质无味、无嗅，很难反应，不溶于水，酶难以分解



3. 半纤维素 / 麦胶物质

半纤维素

谷皮半纤维素胚乳半纤维素

戊聚糖少量 β-G和糠醛酸 β-G 戊聚糖


β-G和戊聚糖对啤酒酿造过程的影响


粉碎效果

淀粉的可分解性

细胞溶解

啤酒澄清

麦汁过滤

啤酒过滤

非生物稳定性

β-G 和戊聚糖



二 . 蛋白质

1.基本情况 : 含量一般为 8-16% 化学组成 C 、 H 、 O 、 S 、 P 、 N(16%-17%) 基本单元——氨基酸三分之一进入啤酒中影响大麦的“可制麦性”、酵母营养、啤酒泡沫、啤酒口味和啤酒稳定性含量增加量与麦芽浸出率减少量成正比



氨基酸



二 . 蛋白质2.性质 :

溶解情况：胶体，不能真正溶解，丁达尔现象，酸、碱和酶变性凝聚：温度、 pH的变化，机械力，化学反应其它作用：色泽和香味物质的前驱物

粘度泡沫稳定性醇厚性



3.大麦蛋白质的分布

胶质蛋白 :糊粉层中 , 发芽时部分分解 , 进入麦糟储存蛋白 :影响蛋白质含量高低，大部分被分解。组织蛋白 :胚乳细胞细胞壁构成 , 影响胚乳细胞溶解，

部分被酶分解，残余部分进入麦糟。



4.大麦蛋白质的划分 ( 见教材 )

清蛋白球蛋白醇溶谷蛋白麦谷蛋白



5.蛋白质含量的意义 (9-11,5%)

11-11,5%:适合于浅色啤酒 9-11%:适合于生产浅色的皮尔森麦芽和啤酒 <9%:泡沫，醇厚性，酵母营养 >11,5% ：适合于生产深色，突出醇厚性和麦芽香味的啤酒。

必须强化制麦和细胞溶解

思考：哪些因素影响大麦蛋白质含量？


28%

37%

20%

11%

4%

0%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

< 10 10-10.5 10.6-11.0

11.1-11.5

11.6-12.0

12.1-12.5

Eiweissklasse

Verfuegbarkeit von Braugerste nach Qualitaetsklassen am Beispiel des Russichen Marktes fuer die Sorte Scarlett, Ernte 2005


56%

19% 18%

7%

0%

0%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

< 10 10-10.5 10.6-11.0

11.1-11.5

11.6-12.0

12.1-12.5

Eiweissklasse



2% 1%

7%

14%

36%

40%

0%5%

10%15%20%25%30%35%40%

45%

< 10 10-10.5 10.6-11.0

11.1-11.5

11.6-12.0

12.1-12.5

Eiweissklasse


24%24%



6.蛋白质的分析

总氮可溶性氮蛋白质溶解度 ( 库值 ) 蛋白质的隆丁区分可凝固性氮游离氨基氮


7. 蛋白质分解产物的影响

A

B

C


高分子蛋白分解产物

中分子蛋白分解产物

低分子蛋白分解产物


冷浑浊＝高分子蛋白质＋聚多酚＋碳水化合物

＋无机盐＋重金属盐

高温、氧、

振

荡、

光照

永久浑浊

啤酒胶体浑浊

的形成机理



引起啤酒胶体浑浊的主要物质

聚肽： 40-75%

多酚化合物： 20-35%

碳水化合物： 2-15%

其它成份： 1-14%


思考：大麦蛋白质与啤酒酿造的关系？



三 .脂肪

占大麦干物质的 2%-2,5% 。非水溶性，存在于糊粉层和胚中。部分呼吸代谢，大部分进入麦糟，少量进入麦汁。泡沫和口味稳定性 (—)



四 .酚类物质

占大麦干物质的 0,1%-0,3% 。

存在麦皮和糊粉层中 , 皮厚大麦 (-) 。

花色苷。

刺激味和苦味。


溶解度还原能力

沉淀蛋白质

多酚

胶体平衡？色泽、苦味和口味问题？

抗氧化？

多酚物质



第一章大麦——酶

酶

水解酶氧化还原酶转移酶合成酶异构酶



组份主类别酶温度 0C pH 失活温度

0C

产物

淀粉淀粉酶 - 淀粉酶 72-75 5,6-5,8 >80 糊精

- 淀粉酶 60-65 5,4-54,6 >70 麦芽糖

界限糊精酶 55-60 5,1 >65 糊精

麦芽糖酶 35-40 6 >50 2 个 G

蔗糖酶 50 5,5 >68 G,F

蛋白质蛋白酶内肽酶 50-60 5 >70 多肽

氨肽酶 50 5,2 60 氨基酸

羧肽酶 40-45 7,2 >55 氨基酸

二肽酶 40-50 8,2 >50 2 氨基酸

半纤维素细胞溶解酶 -1-4葡聚糖酶 40-45 4,5-4,7-5,0

55 - 葡聚糖

-1-3葡聚糖酶 60 4,5 u.5.5 70 - 葡聚糖

外切 - 葡聚糖酶

40-45 4,5-4,7-5,0

- 葡聚糖



组份主类别酶温度 0C pH 失活温度

0C

产物

戊聚糖木聚糖酶外切木聚糖酶 45 5

内切木聚糖酶 45 5

- 葡聚糖溶胶酶

62 6,6-7,0

阿拉伯糖酶 40-50 4,6-4,7 60

磷酸盐磷酸酯酶磷酸酯酶 50 5 >60 磷酸

脂肪脂肪酶脂肪酶 50 >65

多酚氧化酶多酚氧化酶 65 85

过氧化物酶 45 70-75



淀粉酶 - 淀粉酶 - 淀粉酶-1.4 -1.4

淀粉酶无法分解分枝类型内切酶外切酶

作用方式从里面从外面分解产物糊精麦芽糖特点方便 - 淀粉酶分解提高最终发酵度

在大麦中不存在，发芽时形成存在CO2敏感性很高 , 发芽开始时无 CO2 无最佳温度 72

0C 62

0C

最佳 pH 5,6-5,8 5,4-5,6

失活温度 800C 70

0C

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