在现今激烈的啤酒市场竞争中，许多生产厂商不断提高产品的质量，延长啤酒保质期和保鲜期。其中氧在啤酒质量中有重要的作用。氧化是啤酒的病害，其症状是啤酒的保质期缩短，啤酒风味变得不新鲜，出现老化味，甚至产生浑浊。为减少氧的影响，探讨啤酒生产过程中氧可能引入的环节。 
    一、引言
    氧的作用贯穿于整个制麦和酿造过程。大麦发芽和麦汁发酵无氧作用是不可能的，同时无氧作用也不可能生产出我们所喜欢的啤酒。氧在最初的阶段有利于酵母合成以外，在糖化阶段，后发酵及以后的阶段尤其是在灌装期间，令人讨厌。氧化后的许多化合物存在于醪液，麦汁和啤酒中，这些物质对最终的产品及产品货架期的风味与啤酒胶体稳定性维持都会产生影响。啤酒溶解氧会使啤酒氧化而产生氧化味，双乙酰反弹，色泽加深，从而使啤酒的品质下降，严重时造成啤酒悬浮物的增加，甚至引发喷涌。在极端情况下，会生长出好氧的酸败菌（如醋酸杆菌），降低最终产品的氧含量对延迟啤酒的保鲜期有非常明显的影响。
    有专家评价在啤酒中清酒氧的含量：1、﹤30ppb为最先进的公司，最高的酿造水平。2、30~50ppb为先进的酿造水平。3、50~100ppb为有待提升酿造水平。4、﹥300ppb 为酿造水平落后的公司。5、﹥500ppb 无希望公司。成品酒中瓶颈空气含量1、瓶颈空气含量﹤0.5ml,总氧的含量﹤300ppb为最先进的公司。2、瓶颈空气含量0.5~1.0ml,总氧的含量300~500ppb为先进的公司。3、瓶颈空气含量1.0~3.0ml,总氧的含量500~1000ppb,为需要改进的公司。4、瓶颈空气含量﹥3.0ml,总氧的含量﹥3000ppb落后的公司。5、瓶颈空气含量﹥5.0ml,总氧的含量﹥5000ppb 无希望公司
    下面我们来做一个计算题:条件是1.已知空气单位体积重量1.205kg/M3) (1205mg/ml)2.空气中所含21%是氧气，3.mg/l=ppm,1ppm=1000ppb试计算1ml瓶颈空气所含的溶解氧有多少ppb﹖
解:根据条件得: 1205mg/ml×21%=253 mg/ml=0.253 mg/L=0.253ppm=253ppb
所以:600ml/瓶增加1ml瓶颈空气溶解氧就增加253ppb/0.6=421.7PPb
500ml/瓶增加1ml瓶颈空气溶解氧就增加253ppb/0.5=506PPb
450ml/瓶增加1ml瓶颈空气溶解氧就增加253ppb/0.45=562.2PPb
330ml/瓶增加1ml瓶颈空气溶解氧就增加253ppb/0.33=766.6PPb
    二、啤酒的氧化机理
    目前,国际上对啤酒风味不稳定的来源,变化机制和防止方法仍在不断探索中。已经形成的共识是:来自麦芽和麦芽汁中的一些羰基化合物。发酵时得到充分的还原形成的。其中主要有一些挥发性的长链不饱和醛类。对这些醛类的发酵机制有多种途经,归纳起来主要有以下几个方面。
1.糖化和发酵过程中产生的不饱和脂肪酸的自氧化作用。
2.氨基酸的史垂克（strecker）降解。
3.糖类和氨基酸之间的美拉德（millard）反应。
4.类黑精（melanoidin）或多酚物质引起的高级醇氧化。
5.异a-酸的氧化降解。
6.脂类的降解。
   氧自由基能迅速与麦汁或啤酒中的成分反应产生氧化，其中一些氧化物会对最终产品带来不良影响：老化味的化合物，特别是羰基化合物如反—2—壬烯醛。
   羰基化合物特别是不饱和长链羰基化合物，性质不稳定，分解为短链后会再度进行醛醇缩合而形成新的不饱和醛类。
多酚氧化能加速冷浑浊和永久性浑浊的形成，多酚氧化导致啤酒涩味的增加，同时也导致啤酒色泽的加深。
三、在啤酒生产过程中，氧易被引入的环节及控制
A、原料质量的控制
a、麦芽：
  采用水分低于6%的优质麦芽，并要求多酚含量，脂肪含量低及二甲硫及前驱体含量低。
b、大米：
  尽量采用新鲜大米。  对进公司的大米进行新鲜度的控制，采用检测呈深绿色的大米，因大米中的脂肪酸随陈化时间的延长，粗脂肪酸逐渐变为不饱和脂肪酸，再通过酶氧化或非酶氧化成为羰基化合物，故大米应脂肪含量低。
c、酒花：
  在低温、干燥、密闭充N2、避光的条件下储存。采用HS1（酒花储藏指数）≦0.35的酒花，储藏条件不好或时间过长，已变质的酒花由氧化由ɑ-酸生成的异ɑ-酸进一步氧化为对啤酒风味不利的劣味物质。有条件的企业生产的酒可以采用酒花制品如四氢异ɑ-酸或六氢异ɑ-酸。
d、酿造水  采用Fe2+和Cu2+含量较低的水。Fe2+和Cu2+对氧化反应起催化作用。同时减少设备、管件、管道中Fe2+及过滤介质如：硅藻土中Fe2+含量。
e、原料的管理 
  加强仓库的通风，并做好储存过程中的温度、湿度的记录。做到每月检查一次麦芽的水分及色度等。原料库房在雨天不进行抽风对流，在热天最好白天抽风对流改在夜间。
B、原料的粉碎
  粉碎采用从底部进料，原料在粉碎过程中，在机械作用下使原料发热，使一些酚类物质发生氧化反应，因此，粉碎后的原料存放时间应在四小时以内。在粉碎机空间最好用惰性气体N2或co2隔离空气进行粉碎，有的企业进行湿法粉碎，湿粉碎用脱氧水进行，减少搅拌的次数，输送麦浆尽可能轻缓。
C、麦汁制备过程的控制
a、啤酒酿造水最好采用脱氧水。
b、锅槽的入孔门双向移动最好改为密封性较好的盖卡门。
c、糖化投料时，预先下一部分投料水以减少料氧的接触机会，采用干粉投料时，可装置水粉混合器，一方面可减少粉料间隙存在的空气，同时可降低落料高度，减少空气的摄入。
d、糖化过程中尽量减少醪液的搅拌次数，同时降低搅拌的速度。
e、锅与锅，锅与槽、槽与暂存罐之间倒醪从锅底进行，仍由上部进料醪的，可将上部的醪管伸长至锅底部或靠近底部，减少飞溅。
f、糖化、糊化、麦汁过滤、压滤时采用密封操作。麦汁表面可采用惰性气体N2或co2覆盖，以减少氧化。麦汁应清亮，浑浊度高的麦汁，脂肪酸的含量就越多，洗槽水用脱氧水。
g、过滤槽的麦汁滤管。麦汁收集器应用变频麦汁泵，以防产生真空。
h、在惰性气体N2或co2的保护下密闭煮沸，煮沸时间充分，保证煮沸强度，避免强制通风。
i、在回旋沉淀槽中采用惰性气体N2或co2的保护，在保证凝固物足够沉淀的前提下，控制沉淀时间。
j、加大薄板冷却的面积。严格控制麦汁的冷却时间在45分钟。
k、控制好冷却麦汁的充氧量在6-8mg/l。没有充氧装置的公司而使用钢瓶医用氧进行充氧，可以根据克拉白龙方程，按压降的量计算添加氧的多少（但均匀方程只能依据经验控制）
D、发酵、过滤过程的控制
a、进清酒前，采用N2或co2背压清酒罐及既将过滤的发酵罐。
b、清酒过滤前后采用脱氧水进行管道顶水，并用co2顶出脱氧水，保证0.1MPa。
c、过滤前用N2或co2将过滤机的空气或热水顶尽。
d、过滤过程中往硅藻土混合罐或各种添加剂混合罐中充入N2或co2,可以考虑从罐底通入，混合罐的搅拌器速度不应太快，减少液面形成涡流吸入氧气，并将罐口盖好，硅藻土混合罐采用脱氧水进行混合，脱氧水的氧含量最好在10ppb以下，过滤机前缓冲罐及后缓冲罐用N2或co2进行背压，调制添加剂的水采用脱氧水。
f、杜绝在生产管道中的所有输酒，麦汁等接口，阀门及泵的泄露，避免产生负压，使空气串入啤酒。因此应采用优质的管件，避免泄露和空气的混入。同时新设计的管路合理的采用梯阶向上式的管路布置（从清酒罐倒灌装机）无盲管的设计，减少弯头，避免形成涡流。
g、清酒罐在背压前可以从底部通入N2或co2，使气体从顶部排尽罐内的空气，也可以在清酒罐内先加满脱氧水然后从顶部用N2或co2将水压出并循环使用，过滤管道也可以先用充满脱氧水，后用N2或co2顶出，并保持0.1Mpa左右的压力输送酒液。
h、维持平衡输送，降低最初进罐和最后入罐的速度（5T左右）。或在罐内使用减速挡板，也可以防止漩涡产生。
i、在过滤过程中换罐时，采用两罐同时并滤，保持换罐时平稳，无漩涡产生，过程中估算过滤量，不能滤空，保证换罐时无气体进入管道，否则氧含量会增加，浊度会增加。
j、开罐的酒液最好在一天或一次过滤完，开罐后放置时间越长，溶解氧可能升高越多。防止过滤时发酵罐被抽空。
k、可以进行co2“浮选”作用，当然过滤洗涤会产生泡沫，co2香味损失，还可能产生悬浮物。
h、控制好每一环节输送的速度，使物料不至于产生湍流。
四、瓶装包装过程的控制
    啤酒作为商品，不管用什么容器，都需要进行灌装；灌装啤酒要做到保质、保量；保质就是要在灌装开始至压好盖的过程中不能混入影响啤酒质量的物质，对啤酒来讲灌装过程可能混入的最有害物质就是氧，如何防止空气中的氧在灌装时混入啤酒中，过去采用长管灌装阀来灌装，但由于长管灌装阀有许多不足之处，上世纪八十年代后，采用短管灌装阀，并在啤酒灌入前先将瓶内空气抽空，即现行的一次抽真空，充CO2再二次抽真空。即便如此，还会有氧混入酒中，再加上压盖前瓶颈空气的混入，虽采用热水一次或二次激泡，灌装的增氧量仍存在，现在控制得比较好的增氧量为0.03-0.04 mg/L即(30—40ppb)。增氧量与灌装阀的结构，灌装过程的稳定性和控制等有关。为进一步减少增氧量，可在二次抽真空时尽量置换瓶内空气，灌装时回气不回至酒缸中，提高酒缸中的CO2纯度，适时适量的控制激泡等。
a、采用脱氧水顶管路和酒机，酒缸内的空气，可以采用N2或CO2去除脱氧水，当气流经过精滤器中有膜时较困难，因为湿的过滤器使气体不易畅通。
b、酒机最好采用短管灌装阀代替长管灌装阀.
c、酒机进行二次抽真空及充入CO2或N2，同时保证真空泵的真空度在-0.08MPa以下。
d、洗瓶机洗出的玻璃瓶内所带的残水不超过三滴。
e、灌装出的冷酒溶解氧较高时，逐个检查酒机的酒阀的密封情况，保证密封的良好。
f、充分利用击泡功能（或机械敲击或高压喷射啤酒，脱氧水，热水，稀酒精溶液细流或超声波），以细泡沫在压盖时刚好盖出瓶口为好。根据经验，泡沫溢得细的瓶装酒，且刚溢到瓶口同一批酒，较未溢泡或溢泡粗的瓶酒，所测出的冷酒溶解氧低，减少瓶颈空气，根据亨利定律进行理论计算得出结论：酒体本身所含的溶解氧越低，瓶颈空气量越大，则瓶颈空气中溶入的氧越多。对成品啤酒中的总溶解氧影响越大
g、在滑盖槽的转角处的吹气采用CO2或N2，同时保持压盖周围一定的CO2或N2浓度。
h、清酒缸及酒机采用CO2或N2等压灌装或变频泵输送保持等压灌装，可防止漩涡产生。
i、纯生啤酒生产的膜过滤进行反复的三次以上背压，卸压，抑制膜内的空气，减少氧的摄入。
j、空气背压时，当清酒中的溶解氧小于0.5ppm时（500ppb）经过24小时后，溶解氧会升高，反之，清酒溶解氧大于0.5ppm时（500ppb）经过24小时后。溶解氧含量就会降低，且在同一时间内，溶解氧含量变高，降低的幅度就越大。
k、当输送酒管路较长时，注意两串联泵应前级泵流量大于后级泵，避免负压产生吸氧。
l、在灌装过程中保持酒体的品温不超过4度。严格控制已装满的酒瓶在装酒机停留，严禁不满的酒再加满，保证灌装的一次性合格率在98%以上。
m、对于灌装纯生啤酒有清洁间，进行通入循环无菌风的公司，溶解氧增加的几率大些。
n、在灌装过程中保持匀速平稳灌装，避免停机，不使涡流产生。酒机不宜超速灌装。
o、在灌装过程中换缸时，采用两缸同时并装，保持换缸时的平稳，无涡流产生。
p、开缸的清酒缸最好一次装完。开缸后放置时间越长，溶解氧可能升高越多。
q、有条件的企业可以每小时取一瓶灌装冷酒进行监控检测啤酒中的溶解氧，以能够及时发现啤酒中的溶解氧变化，以便及时调整，寻找问题。
r、巴氏杀菌时，采用适宜的杀菌温度达到杀菌的目时，高温区和杀菌区温度不能控制太高。酒液高温不宜超过65度，杀菌后酒温应迅速降低至35度以下，微生物状况好的企业可以尽可能降低PU值。防止高温氧化产生老化味。在国外，严格控制微生物的前提下，控制杀菌强度在8-12单位。如果产品纸箱包装时，控制好纸箱内的酒的温度，因封箱后纸箱内的热不易散发出来。
s、包装车间检测溶解氧时，应检测生酒的溶解氧，因为经过巴氏杀菌后，其溶解氧会大幅度降低，甚至达0.01ppm(10ppb)以下，且同一啤酒杀菌时间延长，溶解氧降低的幅度也大，口味会更差。因为啤酒中的氧在高温下与抗氧化剂或某些还原物质反应。反应随温度升高而变快。
五、听装啤酒降氧
由于听装啤酒罐的上部总有15~20ml的空隙，若灌装后泡沫较少，上部空隙中将有5-8ml的空气，有的达8-12ml甚至更多。所以应做到：
a、保持4度以下的酒温灌装，温度高形成的泡沫粗大，不利于驱逐空气。
b、在酒机出口至封盖机的输送带上方，距罐口一定距离安一排蒸汽喷头，调整蒸汽的压力进行引沫。
c、在封盖前加一道“惰性气体N2或CO2”喷冲。或建一道CO2保护罩避免与空气接触。
d、在微生物现状较好的前提下，严格控制好杀菌机的杀菌温度。
六、高温瞬时杀菌啤酒
a、贮存缸应用N2或CO2背压。
b、控制好高温杀菌的时间与流量。
七、采用添加剂消耗成品酒中的氧如：1、Vc和异Vc（20-35mg/l）、添加量按啤酒中酒体携带的氧及瓶颈的空气量决定。2、SO2、亚硫酸、亚硫酸盐、偏亚硫酸盐（液态亚硫酸和偏亚硫酸钾的添加量为15-25mg/l），但对于出口啤酒，美国规定啤酒中的游离SO2小于8mg/l，应慎用。3、葡萄糖氧化酸（COD）；4、双效抗氧化剂。5、瓶盖PVC衬垫含有添加剂消耗氧。当然溶解氧过高的啤酒，抗氧化剂根本起不了作用，相反，用量过多只会给啤酒带来风味和口味的变化。
八、其他
a、严格控制次品酒。酒头、酒尾等回流液可以再次进入发酵罐进行发酵处理或用CO2进行置换脱氧处理。
b、N2纯度须在99.99%以上，回收的或外购的CO2须保证99.99%以上。
c、有条件的企业可以在啤酒生产线上使用一些先进的在线溶解氧测定仪，这样能及时发现问题并及时采取措施杜绝之。
d、搞好糖化，发酵，过滤，包装等整个生产过程设备的维护工作，保证生产的顺畅。
e、销售过程中冷贮啤酒或避免在高温下贮存，冷贮啤酒减少氧化的产生，因一般温度每升高10度，化学反应速度增加一倍。
f、健全严格的溶解氧考核体系。
g、当然并不是所有的消费者都不喜欢氧化味或老化味。许多北美的消费者从欧洲或其他地区进口带有这种风味的品牌啤酒。