纯生啤酒的特点和生产管理的重点

酿酒科技 2007年第5期(总第155期)·LIQUOR-MAKING SCIENCE &TECHNOLOGY 2007 No.5(Tol.155) 纯生啤酒的特点和生产管理的重点 周广田 1,李 宁 2,任金艳 3 (1.山东轻工业学院食品与生物工程学院,山东 济南 250100;2.济南宏济堂制药有限公司, 山东 济南 250100;3.山东省临沂市技工学校,山东 临沂 276005) 摘 要: 主要叙述了纯生啤酒的特点,进一步阐述了纯生啤酒生产过程中如何控制生产工艺、 无菌过滤和无菌灌装等重点工序,严格实现无菌化操作,从而实现生产出优质的纯生啤酒。 关键词: 纯生啤酒; 无菌过滤; 无菌灌装; 微生物控制 中图分类号:TS262.5;TS261.4文献标识码:B 文章编号:1001-9286(2007)05-0118-04 The Characteristics of Draught Beer and The Key Points in Production Management ZHOUGuang-tian1,LiNing2 and RENJin-yan3 (1.Dept.of FoodandBiologicalEngineering,ShandongInstituteofLightIndustry,Ji'nan250100; 2.Ji'nanHongjitang PharmaceuticalCo.Ltd.Ji'nan250100;3.TechnicalSchoolofLinyi, Linyi,Shandong276005,China) Abstract: The characteristicsofdraught beer was introduced in this paper. Besides, the control ofproduction techniques andthekeytechniquesincludingsterilefiltrationandsterilebottle-fillingetc.wereelaborated.Onlystrictsterilemanipula- tioninproductionprocesscouldproducequalitydraughtbeer. Key s:draughtbeer; sterilefiltration; sterilebottle-filling; microbialcontrol 纯生啤酒并不是什么神秘的东西。世界上较早开始 生产纯生啤酒的国家是日本,它们的啤酒厂已完全放弃 了传统的巴氏灭菌过程,而采用不经高温灭菌的纯生啤 酒生产技术。在德国,大多数啤酒厂也不进行巴氏灭菌 处理,啤酒过滤后只经过瞬时灭菌,就灌装到瓶、易拉罐 或啤酒桶中,只有出口啤酒才进行巴氏灭菌处理。 中华人民共和国国家 GB4927-2001规定:生 啤酒是不经巴氏灭菌或瞬时高温灭菌,而采用物理过滤 方法除菌,达到一定生物稳定性的啤酒。国标中的“生啤 酒”,就是指我们通常所讲的“纯生啤酒”,“纯”并无实质 性的意义,商家只是出于宣传目的在“生啤酒”前加了个 “纯”字,来满足人们对产品质量的某种要求或者以区别 其他啤酒。可以这样说,纯生啤酒是经过纯净化酿造、无 菌过滤、无菌灌装和未经巴氏灭菌技术生产的啤酒[1]。 纯生啤酒自日本推出以来,以其高端的无菌酿造技 术和独特的产品口感而赢得各国消费者欢迎,发展势头 强劲,成为国际啤酒市场最受欢迎的啤酒品种。 从20世纪90年代的45%上升到现代的95%。欧 洲国家纯生啤酒也呈上升趋势,约为50%。而我国纯生 啤酒生产量仅为总产量的5%,这与啤酒产量占世界第 一位的啤酒大国很不相称[2]。一定程度上成为阻碍我国 打开国际啤酒市场的障碍,为适应国内外啤酒市场的竞 争,我国啤酒企业应迎头赶上,推行国际啤酒最新酿造 技术,生产纯生啤酒,形成企业自己的一整套纯生啤酒 生产酿造法及其管理程序。 目前,我国多数啤酒厂仍然使用隧道式巴氏灭菌机 对啤酒进行灭菌处理,这种生产方式在一定程度上破坏 了啤酒的原有口味。而纯生啤酒则未经过巴氏灭菌的高 温处理,最大程度地保持了啤酒原有的新鲜口味和营养 物质。随着人们生活水平的不断提高,消费者越来越青 睐口感新鲜、口味纯正、营养丰富的纯生啤酒。 1 纯生啤酒的特点[3] 1.1口感更新鲜 因为纯生啤酒不经过热杀菌,极大地避免了影响啤 酒口感的风味物质的进一步氧化,减少并降低了醛类、 醇类、酯类、双乙酰等羰基化合物和硫化物质的产生,而 使纯生啤酒口感更新鲜,避免成品啤酒产生过多的老化 收稿日期:2007-03-05 作者简介：周广田，男，大学本科，副教授，曾任济南啤酒厂技术厂长，留德学者，现从事生物工程专业的教学与科研工作。 118 味。这正是人们钟情于纯生啤酒的主要原因。 1.2口味更纯正 纯生啤酒生产过程中采用的是纯净工艺法,即无菌 酿造和无氧酿造法,使整个酿造包装系统中不得有杂菌 污染和氧的侵入,从而避免产生一些不利于啤酒口味的 不良代谢产物,因而纯生啤酒口感更加纯正、无异味。 1.3生物稳定性与非生物稳定性更好 由于整个生产线采用无氧和无菌化生产以及无氧 和无菌化管理与操作,避免了由于微生物的繁殖而破坏 胶体平衡,而发生早期混浊或沉淀,保质期与熟啤酒相 同,高达120～240d。 1.4营养价值更高 啤酒中含有丰富的氨基酸、碳水化合物、无机盐类、 多种维生素及多种活性酶类,而被俗称为液体面包,是 世界公认的营养饮品。由于不经过高温热杀菌,而保留 了更多的营养成分,特别是多种维生素和多种酶类。因 此营养价值更高,更利于人体消化吸收这些营养物质。 1.5纯生啤酒与熟啤酒的区别 纯生啤含有可检测的活性蔗糖转化酶,而经巴氏杀 菌的熟啤酒不含有活性转化酶,通过这一区别可鉴别市 场所售啤酒是否为纯生啤酒。 2 生产管理的重点 纯生啤酒酿造的管理重点可分为三个方面:一是从 原料到糖化发酵工艺的控制;二是啤酒的无菌过滤控 制;三是啤酒无菌灌装控制。 2.1原料控制与工艺控制 2.1.1用水要求 一般用水指糖化投料水、洗糟水、溶解各种洗涤剂 所用水,一般不需要严格无菌,只要相对纯净、透明、无 污染或达到饮用水标准即可。 无菌水指酵母洗涤用水、啤酒管道和各种容器的最 后冲洗用水、高浓酿造稀释脱氧水、啤酒过滤预涂用水、 洗瓶机最后一次冲瓶水等,必须达到严格的无菌要求, 细菌数应小于10个/ 100mL。无菌水一般要经过三级过 滤,第一级使用砂滤棒过滤(除菌率85%～95%);第二 级采用 0.3μm微孔除菌(除菌率 99%);第三级一般采 用高压汞灯紫外线杀菌。 2.1.2大米 要求大米必须新鲜、粒整。 2.1.3大麦芽 大麦芽质地均匀,溶解性能良好。麦芽中β-葡聚糖 的含量要尽可能低,外购麦芽的 β-葡聚糖含量要小于 80mg/L。麦芽质量的具体指标要求见1。 2.1.4合理的糖化工艺 浓醪糖化(料水比为 1∶3.0～3.2)有利于 β-葡聚糖 酶的作用,综合其他方面的因素,糖化时料水比为 1∶ 3.6～3.8为佳。 内、外 β-葡聚糖酶的最适pH值为4.5～4.7。在糖 化时,醪液的理想 pH值为 5.5～5.6,可以用乳酸、磷酸 或酸麦芽来进行调节。 一般采用35～40℃的低温投料,以利于 β-葡聚糖 的分解,可根据实际情况适当添加β-葡聚糖酶。蛋白休 止时间要长,麦汁粘度低。酿造纯生啤酒,40～50℃的 蛋白休止时间一般应保证不少于30min。 整个糖化工艺注意隔氧,现代糖化设备一般都具有 防氧设计要求,糖化过程在密闭隔氧下操作。原料粉碎 尤其是麦芽粉碎要在封闭除尘、能够实现惰性气体保护 的空间进行。糖化锅、麦汁过滤槽和煮沸锅均采用密闭 式,从底部进出料,糖化、过滤或麦汁煮沸时表面用CO2 或 N2掩盖,减少空气与醪液的接触面积,以防止氧化。 麦汁在回旋沉淀槽内的静置时间不宜超过20min。薄板 冷却器的冷却面积要求是将麦汁在 40min内冷却至接 种温度。 总之,采取必要的措施,加强 β-葡聚糖的分解,保 证麦汁、啤酒良好的过滤性能以及啤酒的醇厚性和泡持 性,并尽量降低纯生啤酒的生产成本,提高经济效益。 2.1.5发酵工艺控制 实际生产中酵母都是重复使用的。为避免污染,必 须将酵母回收、保藏,因此必须对添加系统进行彻底杀 菌。酵母保藏应置于低温(0～3℃)短时间存放;回收后 的酵母保存时用无菌水洗涤,并时常更换无菌水,添加 前用酸洗涤,以确保微生物安全,或缩短酵母的使用代 数,使用不超过4代,即重新扩培酵母,以保证酵母菌种 微生物的安全性。 酿造设备及仪器也是较大的污染源,特别是不易注 意的部位,其清洁卫生更为重要。重要的是确保酿造设 备在设计、安装、时,避免形成死角,不安装不必要 的辅助配件,对接头口、取样口各种仪器安装座(泵、流 量计)、阀门以及配管等部件,必须定期拆卸清洗。 对于酿造设备的清洗应用CIP洗涤系统,合理选用 CIP系统中的喷嘴(固定式、旋转式)和安装位置,掌握 � �� ����� � ����� ��� ������ ��� � �� ��� ������ ��� ��������� ����� �� ��� ����� !"#$ ��� %�&%%� ’�()� ��� �*+� ,- ./0�� �1�%� 2345 ��� ���&����6�789 ���:�� 1�&��� ;-� <$� =4>? ��� =@AB? ��� C�&C�� ��� D- �EFGH�� ������ 周广田,李 宁,任金艳·纯生啤酒的特点和生产管理的重点 119 酿酒科技 2007年第5期(总第155期)·LIQUOR-MAKING SCIENCE &TECHNOLOGY 2007 No.5(Tol.155) 供给水压和方法,必须保证系统内无杀菌剂清洗液残 留。对污垢多的糖化锅、发酵罐等设备清洗时配制洗涤 剂浓度要偏高些。可用几种杀菌剂交替使用。 2.2啤酒过滤的控制 纯生啤酒的过滤采用硅藻土过滤与无菌膜过滤相 结合的过滤系统。硅藻土过滤作为纯生啤酒的粗过滤, 以去除大部分酵母及杂质等悬浮颗粒,使啤酒的浊度降 至0.6EBC以下。因此,过滤时硅藻土的预涂、用土量、 过滤压力、流量必须严格按工艺要求执行。 无菌膜过滤是纯生啤酒的最后除菌工序,是关系到 纯生啤酒质量的关键工序,无菌膜必须认真清洗,防止 微生物滋生穿透薄膜进入清酒。膜过滤是纯生啤酒生产 的关键技术,膜过滤后清酒的细菌数关系到最终纯生啤 酒的生物稳定性。膜过滤的膜孔径一般有 0.45μm和 0.6μm两种,如此小的孔径是能够把清酒中的细菌和酵 母细胞全部滤除干净,达到纯生啤酒在一定保质期内的 生物稳定性要求[4]。 目前的膜过滤主要采用低温膜过滤技术,借助于过 滤膜,将啤酒中的微生物滤除。但由于构成膜的材料极 其细微,啤酒中的一些杂质和高分子物质,如高分子蛋 白质和糖类,尤其是β-葡聚糖会堵塞过滤膜,影响啤酒 过滤,降低过滤膜的使用寿命,增加过滤成本。因此,生 产纯生啤酒,首先要严格控制原料质量,精心制定糖化 工艺,促进半纤维素和麦胶物质彻底分解。 膜过滤系统可采用全自动双套过滤系统,每一套又 分为两级过滤,一级为预过滤;二级为终端过滤。每套系 统工作至一定时间,如8～10h就自动再生。同时另一套 系统开始工作,可以实现24h连续过滤。有的啤酒膜过 滤系统为三级过滤,其实,只要实现除菌的目的,又不大 幅增加成本,采用何种形式并不重要。 膜过滤的滤芯的寿命主要取决于过滤啤酒的量及 再生情况,一般情况下可于使用前对滤芯进行完整性测 试,以防止微生物滋生穿透薄膜进入清酒。目前,国内啤 酒厂配备的膜过滤系统以德国 SARTORIUS公司和 SEITZ公司的产品较多。 2.3灌装车间的控制[5] 2.3.1洗瓶 建议使用新瓶灌装纯生啤酒。当瓶子运到啤酒厂 后,需进行最少2min的碱液清洗。洗瓶机应选择双端 式的生产纯生啤酒所用的洗瓶机,选用双端式更具有微 生物的安全性,因为单端式洗瓶机对脏瓶与洗净的空瓶 是在同侧进出,进出瓶易交叉污染,只有双端式洗瓶机 才能在空间上将干瓶与湿瓶分开,且在双端洗瓶机的出 口到压盖机出口,将这一部分隔成无菌间,无菌间级别 为10000级,局部达100级。洗瓶机采用双端式,具有防 止微生物污染的功能,如无菌清水喷淋、蒸汽排空及出 瓶端机体消毒等。 2.3.2空瓶检测 纯生啤酒生产线上要求配备全自动的空瓶检测机, 它不得带有定瓶头装置,以防止瓶口受到感染。 瓶子被洗净后,在洗瓶机的出端至冲瓶机入口端的 输送链区间,要设有防护顶罩,输送链所用润滑剂要添 加抑菌剂,同时保证输送链定时清洗、消毒。 2.3.3冲瓶 在灌酒机前安装冲瓶机,是中国生产纯生啤酒生产 线的标准配置。冲瓶机可使用蒸汽、二氧化氯水(ClO2)或 热水进行冲瓶,各有其利弊,应视生产要求而决定选用 哪种方法为佳。 使用蒸汽冲洗时,每个 640mL的瓶需要 5～10g 蒸汽。此外,还要配置一个大容量的通风系统,将这些蒸 汽排出灌装区域,以降低灌装区域内的湿度和温度,从 而防止有害菌滋生,避免瓶子在从灌酒机输送到封盖机 期间受到感染。 使用二氧化氯水对瓶子进行冲洗时,只有在其浓度 大于1.0mg/L时才能达到理想的消毒效果。另一方面, 瓶内还不可避免地会留有残留液,这将氧化瓶中的啤 酒。 冲瓶机使用热水可以保证将一些固体颗粒,如从洗 瓶机至灌酒机的输送过程中落入瓶中的灰尘颗粒冲洗 出来,还可将滴入瓶内的水滴中所带有的细菌群冲刷 掉,或将其冲成单一体。若热水处理的时间不足,为了杀 菌,往往需在灌酒机上作进一步的蒸汽处理。 2.3.4灌酒 在灌酒机中对瓶子进行消毒较有效的方法是将抽 真空与蒸汽处理相结合。为保证纯生啤酒的无菌灌装, 灌装压盖机应能够实现3次抽真空,2次蒸汽灭菌,1次 CO2背压功能。具有3次预抽真空的灌酒机,由于采用 了蒸汽背压杀菌,二氧化碳的用量只需120g/100L,增 氧量更降至0.03mg/L。 蒸汽在瓶内的温度是依据真空过程或蒸汽背压过 程中饱和压力而逐渐变化的,每个640mL的瓶约需要 7g蒸汽,这些蒸汽将通过真空通道排出。由于瓶内的温 度是逐渐变化的,因而降低了瓶子发生破裂的情况。另 一方面。由于蒸汽会被冷凝在真空通道中并排放到真空 泵,因此必须增大通风量将蒸汽排出。 激沫引泡装置采用膜过滤孔径为0.2μm,压力达到 1.0～1.5MPa,从而既达到引泡效果又达到无菌的要求。 2.3.5瓶盖消毒 120 [24] AmparoQuerol,DanielRamon.Theapplicationofmolecular techniquesinwinemicrobiology[J].TrendsinFondScience andTechnologyMarch,1996,(7):73-78. 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(上接第115页) 瓶盖生产厂的卫生条件和最后的 真空包装,都保证了瓶盖运送到啤酒厂 后即具有无菌的条件,啤酒厂同时要将 这些瓶盖存放在干燥的房间里。生产结 束后,输盖箱里不得存放剩余瓶盖;而 瓶盖输送带可考虑采用紫外线杀菌。 2.3.6灌酒车间的消毒 纯生啤酒生产能否成功最关键的 因素之一,是灌酒车间的环境卫生。瓶 装啤酒在从灌酒机传送到封盖机的过 程中,最容易受到乳酸杆菌和果胶型啤酒细菌等细菌的 感染。这些细菌通常在溢出的啤酒泡沫中生长,温度在 25～28℃之间时,其繁殖速度最快。当不断有啤酒泡沫 溢出,加上高温、高湿的环境,使这些细菌在灌酒机的区 域内高度集中。同时,由于灌酒机的高速旋转而产生的 空气流动,使这些细菌有可能感染尚未灌装的空瓶。因 此,在生产纯生啤酒时,必须将溢出的啤酒泡沫迅速清 洁,并清除由此而产生的酒泥。 此外,灌酒机要采用圆滑的表面设计,这将有助于 啤酒泡沫和清洗剂从灌酒机表面迅速流走。对灌酒机前 台及周围环境进行定时消毒清洗和定时泡沫清洗或胶 体清洗,也是绝对必要的。从生产的安全角度出发,还应 考虑对灌酒机及其周边环境进行全自动CIP清洗。在生 产前后除了采用人工清洗无菌间外,还用紫外灯进行照 射灭菌,使无菌间的空气质量始终控制在理想状态。而 考虑将灌酒机隔离在一间温度为 12～17℃、湿度在 55 %～65%、空气净滤为 0.45μm的房间内,将有助于生 产优质的纯生啤酒。 3 啤酒过滤、灌装过程中的微生物控制 纯生啤酒的特色在于啤酒新鲜的口味和爽口的感 觉,要实现这个目的就要求生产设备卫生状况极好,达 到“纯净化”生产。这里涉及到两个方面,一是通过清洗 杀菌达到“纯净化”生产;二是用微生物检测来衡量是否 达到“纯净化”生产。前面已就关键设备的清洗杀菌展开 讨论,这里不再细讲,主要谈一下微生物的检测工作。 检测啤酒有害菌的选择性培养基很多,目前主要有 UBA、DNB、NBB等,啤酒厂常用的培养基是 NBB (NachweismediumfürBiersch!dlicheBakterien),它是德 国慕尼黑工业大学研制的一种啤酒有害菌专用培养基 [6]。样品的检测方法可按表2进行。 纯生啤酒的生产将微生物控制技术提高到了空前 的高度,生产过程中的每个环节都必须得到有效的控 制,才能保证纯生啤酒生产的安全,才能保证提供给消 费者高质量的产品。如果纯生啤酒最终检测不合格,啤 酒必须进行热杀菌,按普通啤酒出售。从人员、设备、原 材料等各个方面来说,生产纯生啤酒成本较高,如果产 品不合格,按普通啤酒销售,成本太高。所以,生产纯生 啤酒,必须加强员工的卫生意识,不断提高员工素质,让 员工从思想上明确微生物的危害,使卫生管理工作落到 实处,真正具备无菌操作概念,建立起一支具有丰富微 生物知识和无菌生产经验的高素质团队,为社会提供优 质的纯生啤酒。 参考文献: [1]肖亚新,杨昌明.纯生啤酒生产过程中的几个技术问题[J]. 广州食品工业科技,1999,(1):54-55. 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