Oxidation reaction has great damage to the quality of beer. The exact source of oxygen molecules in the finished products needs to be found before the oxygen content in the finished products can be controlled. Effective measures should be taken to prevent the air from entering the beers.
在啤酒生产过程中,氧自始至终发挥着重大的作用。它对啤酒发酵质量有着积极的一面,但对控制啤酒成品质量,也存在着较大损害的一面。在主发酵开始阶段,麦汁里充足的氧气含量,是啤酒酵母生长繁殖、新陈代谢的重要条件之一,是无可替代的,这是有利的一面。而麦汁主发酵阶段完成后,剩余时间大部分的氧化反应都会对啤酒液的质量形成较大损害。比如氧化反应会使成品失去原有的清爽纯正口味,色度也逐渐发生变化,保质期明显缩短,啤酒的稳定性也会受到不同程度的危害,成品酒整体质量将存在严重下降的趋势。
一、氧对啤酒质量的影响
主发酵阶段开始前,麦汁前一阶段冷却时的人工充氧使发酵液中含有大量的氧成分。压入发酵罐后,添加适量(1%V/V)的啤酒酵母,在适合的温度(8.5℃~9℃)和充足的氧成分作用下,原种啤酒酵母迅速繁殖,新陈代谢需要很大的氧气消耗量,经过8个小时的主发酵和10天左右的后发酵阶段后,原麦汁中的氧分子由于酵母繁殖的作用完全消耗殆尽,发酵液的氧气含量很低,几乎为零。
在从发酵罐压出啤酒,进行酒液合流、硅藻土板式过滤、管道输送、无压灌装等生产过程中,啤酒液会逐步吸收空气中的氧成分,从而对啤酒质量产生不同程度的影响。其损害结果大致有:
1.破坏酒花的芳香物质。啤酒中的芳香物质(酒花香气)会因氧化作用提前消失,在氧含量高(5mg/l)的成品啤酒中,瓶装(640ml)啤酒一到二周内就已经失去酒花香气,并产生严重的氧化气体和其它副产物。
2.产生涩味、苦味以及氧化味。口味形成失去稳定性,批次之间不一致。
3.可形成冷浑浊或永久性的浑浊失光。失去啤酒晶莹透亮的诱人本质。
4.能增加啤酒的色度。淡色的酒液经过氧化反应后,颜色会逐渐加重,变成红褐色,影响感观指标和视觉冲击力。
5.能诱发啤酒在开启瓶盖时,二氧化碳急速崩解。带出泡沫迅速从瓶口溢出,产生喷涌现象,并且源源不断,涌溢不止。
6.氧是各种致病菌、好氧杂菌和其它微生物繁殖的最基本条件之一。如果酒液中氧的含量较高,可诱发杂菌加速繁殖,严重降低啤酒质量,甚至会对消费者身体健康造成一定的危害。
二、控制啤酒氧化的措施
在实际生产过程的测量中,500ml瓶装成品啤酒瓶颈中的空气含量基本小于0.7ml~0.8ml,溶解氧应小于0.2mg/l。在640ml瓶装成品啤酒中,瓶颈中的空气含量应小于2ml~2.5ml,溶解氧应小于0.5mg/l。要想控制成品中的氧气含量,首先就要了解啤酒成品中氧气分子的具体来源。
1.啤酒中溶解氧的来源
(1)从发酵罐压出发酵液,到灌装机灌装酒液为止,操作过程中侵入酒液的空气来源有:
① 发酵罐的排空操作。
② 导管、胶管、各种管接头直到啤酒合流器的操作。
③嫩啤酒的过滤,硅藻土预涂和添加硅藻土的操作过程。
(2)从包装车间酒液装瓶开始到酒瓶压盖,操作过程中侵入酒液的空气来源有:
① 在灌装机的环行酒缸背压时侵入的。
② 在啤酒等压流入空瓶过程中进入的。
③ 瓶盖内有残留的空气。
④ 压盖时滞留在瓶颈没有及时排出的残留空气。
2.装瓶前避免或减少空气侵入的措施
前面介绍了由于酵母生长的新陈代谢,需要很大的氧气消耗量,待到酒液成熟时,发酵液的含氧量就很低,只有0.03mg/l~0.05mg/l,对啤酒的质量影响甚小。接触空气是从发酵罐放出发酵液时开始接触吸收空气的,而吸收的空气越多,对啤酒的质量损害就越大。因此,从啤酒接触空气的开始阶段,就要采取积极有效的预防措施,尽量避免或减少空气侵入酒液。根据不同的实际情况,可以采取的具体措施有:
(1)由发酵罐出酒到过滤机。
发酵液出罐时,预压(反压)的压力应控制在稍微大于发酵液的压力即可。在条件许可的情况下,尽量缩短出酒的时间和次数,最好做到一次一罐,一次滤完。利用二氧化碳(纯度为99.9%)做预压是最为理想的气源。出酒管经常是空气侵入的主要途径,出酒前,酒液导管应用清水充满,利用酒液的背压压力,把清水压出导管,这样可以有效地避免或减少管道内空气侵入到酒液中的机会。
(2)啤酒的合流器装置
在进行清酒过滤时,如果麦汁的浓度需要调整或稀释,就必须使用合流器进行合流。当一个发酵罐过滤完酒液时,一般利用橡胶浮球做自动控制,与空的发酵罐进行空气隔离,避免没有酒液的发酵罐里的空气混入正在进行过滤的酒液里。所以,啤酒的合流器装置必须正常使用。  
(3)进行过滤时,应特别注意啤酒与空气的接触。
现在一般生产厂家用的都是利用硅藻土作添加剂的过滤机。过滤机在过滤酒液时必须做硅藻土预涂层。在做预涂层时,由于空气来源较广,硅藻土涂层吸氧强烈。所以不管是做涂层和还是进行正常过滤时,都要尽量用脱氧水作水源来稀释硅藻土过滤添加剂,也可以采用二氧化碳充气混合的措施。在初流和终流的酒液中,其含氧量都会很高,应考虑放掉或重新进行脱氧处理。
(4)从过滤机到清酒罐
清酒罐洗涤杀菌后,首先应放满清水逼出罐内的空气,再用二氧化碳做预压处置,利用二氧化碳的压力把清水压出清酒罐,同时罐内二氧化碳的压力保持在0.2MPa左右,开始注入清酒。此时应控制酒液的流速,可以在清酒灌底部的进酒口处加装弧行防涌盖,以避免发生喷泉式的涌酒现象,减少酒液对空气的吸入量,增加稳定性。
(5)清酒存放的时间
过滤好的酒液经过4小时左右的稳定期后,应立即投入灌装生产。严禁采用今天过滤清酒,明天进行灌装的酒液稳定模式。因为酒液搁置的时间越长,空气侵入的机率就会越大,酒液的含氧量就越难控制。
另外,从清酒罐到灌装机的管道中,也应注意各处的连接是否紧密,管道避免拐弯太多,以利于管道的酒液排空和清洗杀菌。在酒液到达灌装机前,存在较大的吸收空气的时间和机率。如果在灌装之前能采取积极有效的预防措施,尽量避免或减少与空气的接触,酒液的含氧量一般不会大于0.35mg/l,相当于1.2ml~1.3ml空气/l的含量,对啤酒的质量不会造成很大的影响。
3、在装瓶过程中避免空气侵入的措施
(1)在灌装机环行酒缸中避免酒液吸收空气
在灌装机环行酒缸中,酒液的上部必须用空气保持反压,以保证酒缸内的酒液不会泄露而使表面接触到空气。这时空气压力的高低与酒液吸收空气的多少有很大的关系。酒缸反压压力高,酒液吸收的空气就多;酒缸反压压力低,酒液吸收的空气就少。不管何种型号的灌装机,只要是根据等压灌酒的原理,在生产过程中都要尽量降低环行酒缸的反压压力,以减少空气对酒液的侵入。如果用二氧化碳(纯度为99.9%)做酒缸背压气源,此项可以忽略不记。
(2)避免酒液对回气管中残留泡沫和空气的吸收
在一瓶啤酒完成灌装,回气管经过环行酒缸内二氧化碳的压力喷吹后,会残留一些啤酒泡沫。这种泡沫和空气充分接触已经强烈氧化,若不能及时排除出去,将直接混入到酒液里,严重增加酒液的含氧量。要求回气管的喷吹要迅速、准确有力。利用环行酒缸里的二氧化碳气体,完全能残留在回气管中的泡沫和空气喷吹清除干净,无残留现象出现。
(3)在酒液流入瓶中时避免吸收空气
酒液注入空瓶时,在回气管的反射环上受到阻碍,酒液开始进行反射,到瓶壁时酒液形成薄膜,顺着瓶壁流入瓶底。此时,酒液的表面积很大,吸收空气的能力也较大,如果不采取瓶内抽真空和二氧化碳背压措施,瓶内的空气和环行酒缸反压的二氧化碳气体混合,二氧化碳气体只能保持在50%~60%左右,空瓶内的含氧量是很高的。如果采用先把瓶内抽成真空状态(-0.08MPa)再用二氧化碳做环行酒缸背压的方法,可以有效地解决瓶内空气含量的问题。平时应加强对瓶内的真空度检查,对真空滑轨、真空阀杆、真空泵压力和真空管道连接等做及时的维护,以保证正常生产时瓶内的真空度为-0.08MPa左右。
4.瓶盖吹气对酒液的影响
有不少厂家认为,瓶盖吹气对酒液的含氧量影响不大,一般都利用空压气体喷吹瓶盖。其实,瓶盖中残留的气体,对酒液的含氧量也有较大的影响作用。一个瓶盖里的空气含量相当于瓶颈空气测量值的1/10,所以,不可忽略此项工作。因此,在生产时应采用二氧化碳作为瓶盖输送喷吹的气体来源。
5.减少瓶颈空气对酒液的影响
瓶颈中残留的空气是酒液中最后的空气来源,也是最大的空气来源,必须尽量清除干净。主要采取使瓶内酒液产生奶油状细腻泡沫来驱逐残留在瓶颈中空气的原理。
具体方法有:
⑴ 高压击泡。利用高压泵制造水压,喷射脱氧无菌水到装瓶的啤酒液表面,瞬间击活酒液内饱和的二氧化碳气体,由于二氧化碳的分解迸发,带出酒液产生均匀细腻的泡沫,赶出残留在瓶颈中的空气。
⑵ 低压装酒。降低环行酒缸的背压,使酒液装瓶时二氧化碳气体微量析出,出现略微有酒液涌出瓶口的现象,来达到驱逐瓶颈中残留空气的目的。
⑶ 卸压不完全,形成酒涌,驱逐瓶颈残留的空气。此种方法很难精确控制,一般不采用这种办法。以上三种方法,都是利用二氧化碳的瞬间分解,带出形成细腻泡沫的酒液来赶出瓶颈中残留的空气,达到减少或降低瓶颈空气对酒液的损害,保证啤酒稳定的品质和良好的质量。
小结:只要能采取积极有效的控制方法,酒液的含氧量会明显降低,若500ml瓶装成品啤酒中瓶颈空气含量小于0.7ml~0.8ml,溶解氧小于0.2mg/l;640ml瓶装成品啤酒中,瓶颈空气含量小于2ml,溶解氧小于0.5mg/L,啤酒的质量有了根本保证,口味就能始终如一,色度也不会发生很大变化,保质期会明显增加,产品质量就有了较大的稳定性和可控性。

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