
啤酒生产技术第五章啤酒发酵完成.ppt
151页第五章 啤酒发酵啤酒生产技术1编辑ppt 第一第一节节 啤酒酵母啤酒酵母 麦汁麦汁经经啤酒酵母啤酒酵母发发酵作用后,便酵作用后,便酿酿制成啤酒制成啤酒啤酒生啤酒生产产中利用的微生物,主要是中利用的微生物,主要是纯纯粹培养的啤粹培养的啤酒酵母 用于啤酒用于啤酒酿酿造的酵母主要有以下一些菌种造的酵母主要有以下一些菌种: :2编辑ppt 啤酒酵母啤酒酵母 啤酒酵母(S啤酒酵母(Saccharomycesaccharomyces cerevisiaecerevisiae)又称)又称酿酿酒酵母,是酒酵母,是发发酵工酵工业业中最常用的酵母菌,属酵中最常用的酵母菌,属酵母属酵母母属酵母 葡萄汁酵母葡萄汁酵母 葡萄汁酵母(葡萄汁酵母(Saccharomyces uvarum Saccharomyces uvarum BeijerinekBeijerinek)也属于酵母属酵母。
也属于酵母属酵母 卡卡尔尔斯伯酵母斯伯酵母 卡卡尔尔斯伯酵母(斯伯酵母(Sac.Carlsbergensis HansenSac.Carlsbergensis Hansen))是啤酒是啤酒酿酿造造业业中典型的下面中典型的下面发发酵酵母3编辑ppt 另外另外还还有有裂殖酵母裂殖酵母、、汉逊汉逊酵母酵母、、假假丝丝酵母酵母等 现现在,大型啤酒厂(集在,大型啤酒厂(集团团)都有自己)都有自己专专用的用的酵母菌种酵母菌种4编辑ppt 一、啤酒酵母的形一、啤酒酵母的形态态和菌落和菌落 (一)啤酒酵母菌的形(一)啤酒酵母菌的形态态 啤酒酵母啤酒酵母细细胞呈胞呈圆圆形或卵形或卵圆圆形形, ,其形状和大小其形状和大小决定于菌决定于菌龄龄及及环环境条件一般地,成熟境条件一般地,成熟细细胞大于胞大于幼幼龄细龄细胞,液体培养胞,液体培养细细胞大于固体培养胞大于固体培养细细胞。
胞5编辑ppt (二)酵母菌的菌落(二)酵母菌的菌落 啤酒酵母在麦芽汁固体培养基上生啤酒酵母在麦芽汁固体培养基上生长长,菌落,菌落为为有光有光泽泽的乳白色,不透明,菌落表面光滑、湿的乳白色,不透明,菌落表面光滑、湿润润及黏稠,及黏稠,边缘边缘整整齐齐在固体培养基上生在固体培养基上生长时间长时间较较久后,外形逐久后,外形逐渐渐生生皱皱及及变变干,干,颜颜色色变变暗啤酒酵母的菌落一般都比酵母的菌落一般都比较较厚,易被挑起厚,易被挑起 啤酒酵母在液体培养基中生啤酒酵母在液体培养基中生长时长时,因,因产产生大生大量的二氧化碳而使液体表面量的二氧化碳而使液体表面产产生泡沫,大量的生泡沫,大量的细细胞胞悬悬浮在培养液中在培养后期,不同的酵母表浮在培养液中在培养后期,不同的酵母表现现出不同的特征:出不同的特征:上面酵母上面酵母悬悬浮在液体表面,形浮在液体表面,形成一厚菌成一厚菌层层;;下面酵母下面酵母则则沉于容器的底部沉于容器的底部6编辑ppt二、啤酒酵母二、啤酒酵母细细胞内的主要胞内的主要酶酶类类及其性及其性质质 啤酒酵母体内的主要啤酒酵母体内的主要酶酶类类 酶酶种种类类作用作用最适作用条件最适作用条件麦芽糖麦芽糖酶酶水解麦芽糖水解麦芽糖为为2 2分子葡萄糖,啤酒酵母分子葡萄糖,啤酒酵母细细胞胞内含量丰富,内含量丰富,细细胞外活胞外活动动能力有限能力有限最适温度最适温度为为35℃35℃,最,最适适pHpH为为6.16.1~~6.86.8蔗糖蔗糖酶酶也称也称转转化化酶酶,能将蔗糖水解成葡萄糖和果,能将蔗糖水解成葡萄糖和果糖,糖,为为胞内胞内酶酶最适温度最适温度为为55℃55℃,最,最适适pHpH为为4.24.2~~5.25.2棉子糖棉子糖酶酶水解棉子糖水解棉子糖为为果糖和蜜二糖。
啤酒酵母均果糖和蜜二糖啤酒酵母均含有此含有此酶酶最适最适pHpH为为4.04.0~~5.05.0蜜二糖蜜二糖酶酶水解蜜二糖水解蜜二糖为为葡萄糖和半乳糖,下面酵母葡萄糖和半乳糖,下面酵母含有此含有此酶酶最适温度最适温度为为42℃42℃,最,最适适pHpH为为6.56.5酒化酒化酶酶酵母酒精酵母酒精发发酵系列酵系列酶酶类类,,为为胞内胞内酶酶能将葡萄糖等葡萄糖等单单糖糖转转化化为为乙醇和乙醇和COCO2 2,其中,其中包括磷酸包括磷酸转转移移酶酶、氧化、氧化还还原原酶酶、异构化、异构化酶酶等等蛋白蛋白质质分分解解酶酶为为胞内胞内酶酶,分解蛋白,分解蛋白酶酶、多、多肽肽酶酶、二、二肽肽酶酶等如蛋白等如蛋白酶酶A A是酵母自溶的主要因素是酵母自溶的主要因素死酵母在温度死酵母在温度较较高高时时将将发发生自溶生自溶现现象象7编辑ppt 此外,酵母此外,酵母细细胞内胞内还还含有肝糖含有肝糖酶酶、、辅辅酶酶Ⅰ Ⅰ、、辅辅酶酶Ⅱ Ⅱ、、辅辅酶酶A A、、ATPATP、、ADPADP、、AMPAMP以及多种以及多种维维生生素等,它素等,它们们在酵母自身的新在酵母自身的新陈陈代代谢过谢过程中起着重程中起着重要作用。
要作用8编辑ppt 三、啤酒酵母的三、啤酒酵母的营营养养 啤酒酵母啤酒酵母细细胞只有胞只有处处于适合生于适合生长长的的环环境中,境中,如适宜的温度、如适宜的温度、pHpH、通、通风风等,并不断从等,并不断从环环境中吸境中吸收各种收各种营营养物养物质质,,细细胞才能胞才能进进行正常的行正常的生命活生命活动动或代或代谢谢活活动动啤酒酵母需要的啤酒酵母需要的营营养物养物质质有水分、有水分、碳水化合物、含氮化合物、碳水化合物、含氮化合物、矿矿物物质质、生、生长长因子等9编辑ppt (一)水分(一)水分 啤酒酵母啤酒酵母细细胞内的主要成分是水,啤酒酵母胞内的主要成分是水,啤酒酵母的生的生长长繁殖也必繁殖也必须须有水水是有水水是细细胞胞质质胶体的胶体的结结构构成分,并直接参与代成分,并直接参与代谢过谢过程中的程中的许许多反多反应应另外水水还还可以起到可以起到调节细调节细胞温度的作用胞温度的作用 (二)碳水化合物(二)碳水化合物 在适当在适当环环境下,境下,许许多酵母都能利用外界供多酵母都能利用外界供给给的多种不同的多种不同单单糖和低聚糖,糖和低聚糖,还还可利用可利用细细胞内胞内贮贮存存的物的物质质,如糖原和海藻糖等。
啤酒酵母的培养基,如糖原和海藻糖等啤酒酵母的培养基质质是麦芽汁,其含有多种可是麦芽汁,其含有多种可发发酵性的糖,如葡萄酵性的糖,如葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、蜜二糖、棉子糖等糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、蜜二糖、棉子糖等单单糖可以直接被啤酒酵母利用,双糖和多糖必糖可以直接被啤酒酵母利用,双糖和多糖必须须先分解先分解为单为单糖后才能被酵母同化各种糖糖后才能被酵母同化各种糖类类的利的利用用顺顺序序为为:葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖和麦芽:葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖和麦芽三糖10编辑ppt ( (三三) )含氮化合物含氮化合物 氮是构成啤酒酵母蛋白氮是构成啤酒酵母蛋白质质和核酸的主要元素,和核酸的主要元素,也是也是细细胞胞质质的主要成分,是酵母生的主要成分,是酵母生长长繁殖必需的繁殖必需的营营养物养物质质 麦汁中的含氮物麦汁中的含氮物质质分分为为可吸收的和不可吸收可吸收的和不可吸收的,氨基酸是最重要的可吸收的氮源啤酒酵母的,氨基酸是最重要的可吸收的氮源啤酒酵母主要是利用氨基氮,而硝酸主要是利用氨基氮,而硝酸盐盐和和亚亚硝酸硝酸盐则盐则不能不能被利用。
被利用11编辑ppt ( (四四) )矿矿物物质质 除了适当的碳源和氮源外,酵母生除了适当的碳源和氮源外,酵母生长还长还必需必需磷、磷、钾钾、、镁镁、、锌锌、、铁铁和和铜铜等等矿矿物物质质根据细细胞胞对对矿矿物物质质需求量的大小,需求量的大小,矿矿物物质质可分可分为为主要元素和主要元素和微量元素微量元素 主要元素主要元素 包括包括钾钾、、钠钠、磷、硫、、磷、硫、镁镁、、钙钙等,等,这这些元素些元素是是细细胞胞结结构物构物质质的的组组成成分,另外成成分,另外还还参与了参与了细细胞胞膜膜对对物物质质的运的运输输、能量的、能量的转转移以及控制移以及控制细细胞胞质质胶胶态态等多种生理活等多种生理活动动,因此需求量比,因此需求量比较较大,各有其大,各有其作用 微量元素微量元素 酵母酵母对对各种微量元素的需要量极小,一般各种微量元素的需要量极小,一般为为0.1mg/L0.1mg/L左右。
微量元素与左右微量元素与酶酶的活的活动动密切相关,它密切相关,它们们或是或是酶酶的活性基的成分,或是的活性基的成分,或是酶酶的激活的激活剂剂12编辑ppt (五)生(五)生长长因子因子 一般生一般生长长因子包括氨基酸、因子包括氨基酸、嘌嘌呤、呤、嘧啶嘧啶、、B B族族维维生素等,如硫胺素(生素等,如硫胺素(维维生素生素B B1 1)、核黄素)、核黄素((维维生素生素B B2 2)、烟酸()、烟酸(维维生素生素B B3 3)、烟)、烟酰酰胺(胺(维维生素生素B B5 5)、吡哆素()、吡哆素(维维生素生素B B6 6)、叶酸()、叶酸(维维生素生素B B1111)等它们们是是组组成各种成各种酶酶的活性基成分,的活性基成分,对维对维持正常的持正常的酶酶活性具有重要作用活性具有重要作用13编辑ppt 四、啤酒酵母的生四、啤酒酵母的生长长与繁殖与繁殖 (一)酵母的成(一)酵母的成长长 酵母的成酵母的成长长先后先后经历经历以下五个以下五个阶阶段,如段,如图图5 5所示。
所示Ⅰ-延滞期 Ⅱ-对数生长期 Ⅲ-减速期 Ⅳ-稳定期 Ⅴ-死亡期14编辑ppt 1. 1.延滞期延滞期 刚刚刚刚接种的酵母要适接种的酵母要适应应新的新的环环境,会出境,会出现现一一个个细细胞数量不增胞数量不增长长的的阶阶段,称段,称为为延滞期延滞期延滞期延滞期的的长长短与微生物自身状况及培养基的性短与微生物自身状况及培养基的性质质有关 2. 2.对对数生数生长长期期 延滞期延滞期结结束后,酵母适束后,酵母适应应了新的了新的环环境,境,细细胞胞进进入快速繁殖的入快速繁殖的对对数生数生长长期在此阶阶段,段,细细胞以胞以最快的速度最快的速度进进行生行生长长和繁殖,生和繁殖,生长长速度不速度不变变,,细细胞数几乎呈直胞数几乎呈直线线上升 3. 3.减速期减速期 随着随着细细胞的生胞的生长长繁殖,可能会繁殖,可能会产产生某些底物生某些底物浓浓度不足、有害物度不足、有害物质质不断不断积积累、氧的供累、氧的供应应不足或不足或酵母菌的生酵母菌的生长长空空间间不不够够等因素,等因素,这这些因素会些因素会导导致致细细胞的繁殖速度减慢,胞的繁殖速度减慢,进进入减速期。
入减速期15编辑ppt 4. 4.稳稳定期定期 经过经过减速期后,减速期后,细细胞的生胞的生长长会逐会逐渐渐停止,生停止,生长长曲曲线趋线趋于平于平稳稳,,进进入入稳稳定期活细细胞胞总总数量在数量在稳稳定期保持恒定,可能是分裂定期保持恒定,可能是分裂产产生的新生的新细细胞与死胞与死亡的亡的细细胞数量相等,或者是胞数量相等,或者是细细胞胞仅仅仅仅是停止分裂是停止分裂而仍然保持代而仍然保持代谢谢活性 5. 5.死亡期死亡期 随着随着营营养物养物质质的消耗和有害物的消耗和有害物质质的的积积累而造累而造成成环环境条件的不断境条件的不断恶恶化,化,导导致活致活细细胞数量不断下胞数量不断下降,降,细细胞生胞生长进长进入死亡期入死亡期16编辑ppt (二)啤酒酵母的繁殖(二)啤酒酵母的繁殖 酵母菌的繁殖方式可分酵母菌的繁殖方式可分为为无性繁殖和有性繁无性繁殖和有性繁殖两大殖两大类类。
无性繁殖包括芽殖、裂殖和无性无性繁殖包括芽殖、裂殖和无性孢孢子繁殖等,子繁殖等,啤酒酵母主要以芽殖啤酒酵母主要以芽殖为为主 有性繁殖主要是有性繁殖主要是产产生子囊生子囊孢孢子 在正常的在正常的营营养状况下,啤酒酵母主要是无性养状况下,啤酒酵母主要是无性繁殖17编辑ppt 五五 啤酒酵母的种啤酒酵母的种类类 (一)上面啤酒酵母和下面啤酒酵母(一)上面啤酒酵母和下面啤酒酵母 根据根据发发酵酵结结束后酵母束后酵母细细胞在胞在发发酵液中的存在酵液中的存在状状态态不同,将啤酒酵母可分不同,将啤酒酵母可分为为上面酵母和下面酵上面酵母和下面酵母 1. 1.上面酵母上面酵母的特性的特性 上面酵母的特性上面酵母的特性: :①①细细胞呈胞呈圆圆形;形;②②多数酵多数酵母集母集结结在一起;在一起;③③容易形成子囊容易形成子囊孢孢子;子;④④最适最适发发酵温度酵温度为为2020~~25℃25℃;;⑤⑤发发酵酵时间为时间为5 5~~7 7天;天;⑥⑥可可发发酵酵1/31/3的棉子糖,不能的棉子糖,不能发发酵蜜二糖;酵蜜二糖;⑦⑦发发酵度酵度较较高;高;⑧⑧发发酵酵终终了了时时大量酵母大量酵母细细胞胞悬悬浮于液面浮于液面。
18编辑ppt 2. 2.下面酵母下面酵母的特性的特性 下面啤酒酵母的特性下面啤酒酵母的特性: :①①细细胞呈胞呈圆圆形或卵形或卵圆圆形;形;②②一般不形成子囊一般不形成子囊孢孢子;子;③③最适最适发发酵温度酵温度为为6 6~~10℃10℃,,发发酵度酵度较较低;低;④④发发酵酵时间为时间为8 8~~1414天;天;⑤⑤可可发发酵全部的棉子糖;酵全部的棉子糖;⑥⑥发发酵酵结结束束时时,大部分酵,大部分酵母因凝聚而母因凝聚而发发生沉淀生沉淀19编辑ppt 下面酵母下面酵母发发酵法酵法虽虽出出现较现较晚,但晚,但较较上面酵母上面酵母更盛行世界上多数国家采用下面酵母更盛行世界上多数国家采用下面酵母发发酵啤酒,酵啤酒,我国也是全部采用下面酵母我国也是全部采用下面酵母发发酵啤酒20编辑ppt上面酵母与下面酵母的比上面酵母与下面酵母的比较较 性能性能上面酵母上面酵母下面酵母下面酵母发发酵温度酵温度/℃/℃1515~~25255 5~~1212真正真正发发酵度酵度/%/%较较高(高(6565~~7272))较较低(低(5555~~6565))对对棉籽糖棉籽糖发发酵酵发发酵酵1/31/3全部全部发发酵酵细细胞形胞形态态圆圆形,多数形,多数细细胞集胞集结结在一起在一起卵卵圆圆形,形,细细胞分散胞分散21编辑ppt (二)凝聚酵母和粉状酵母(二)凝聚酵母和粉状酵母 凝聚性是啤酒酵母的重要特性之一,根据凝凝聚性是啤酒酵母的重要特性之一,根据凝聚性聚性强强弱啤酒酵母可分弱啤酒酵母可分为为凝聚性酵母和粉状酵母。
凝聚性酵母和粉状酵母 1. 1.凝聚性酵母凝聚性酵母的特性的特性 ①①发发酵初期酵母分散在酵初期酵母分散在发发酵液中;酵液中;②②在在发发酵酵过过程中,酵母比程中,酵母比较较容易凝聚在一起,或浮在液容易凝聚在一起,或浮在液面上或沉淀在底部;面上或沉淀在底部;③③在在发发酵酵结结束束时时,酵母能很,酵母能很快凝聚形成快凝聚形成结实结实的沉淀或在液面形成比的沉淀或在液面形成比较较致密的致密的酵母凝聚酵母凝聚层层;;④④酵母比酵母比较较容易与容易与发发酵液分离,使酵液分离,使发发酵液的澄清速度比酵液的澄清速度比较较快;快;⑤⑤发发酵度相酵度相对较对较低22编辑ppt 2. 2.粉状酵母的特性粉状酵母的特性 ①①由于凝聚性由于凝聚性较较弱,在整个弱,在整个发发酵酵阶阶段酵母都段酵母都是分散在是分散在发发酵液中,不易酵液中,不易发发生凝聚生凝聚现现象;象;②②即使即使在在发发酵酵结结束后,酵母束后,酵母细细胞仍然胞仍然悬悬浮在浮在发发酵液中,酵液中,很很难难沉淀;沉淀;③③发发酵液的澄清比酵液的澄清比较较困困难难;;④④由于酵由于酵母母细细胞胞长长期期悬悬浮在浮在发发酵液中,因此酵液中,因此发发酵度相酵度相对较对较高。
高23编辑ppt 六六 、啤酒酵母的、啤酒酵母的选选育育 啤酒酵母的啤酒酵母的选选育是啤酒生育是啤酒生产过产过程中的第一个程中的第一个重要的重要的环节环节,只有性能,只有性能优优良的啤酒酵母才能良的啤酒酵母才能酿酿造造出出质质量上乘的啤酒量上乘的啤酒 (一)(一)优优良的啤酒酵母的基本要求良的啤酒酵母的基本要求 1. 1.能有效地从麦汁中能有效地从麦汁中摄摄取所需要的各种取所需要的各种营营养养物物质质,,发发酵速度酵速度较较快;快; 2. 2.除了能代除了能代谢产谢产生二氧化碳和酒精外,生二氧化碳和酒精外,还还能能产产生生赋赋予啤酒良好予啤酒良好风风味的其他代味的其他代谢产谢产物;物; 3. 3.发发酵完酵完毕毕后,能后,能顺顺利地从利地从发发酵液中分离,酵液中分离,使使发发酵液酵液较较快澄清24编辑ppt (二)影响啤酒酵母性能的主要因素(二)影响啤酒酵母性能的主要因素 1. 1.环环境条件境条件 ①①麦汁的麦汁的组组成;成; ②②发发酵温度;酵温度; ③③发发酵容器的酵容器的结结构及形状;构及形状; ④④通通风风量(量(有氧条件下有氧条件下进进行生行生长长繁殖,繁殖,厌厌氧氧条件下条件下进进行行发发酵酵产产生酒精生酒精)等。
等 2. 2.遗传遗传因子因子 啤酒酵母的性能啤酒酵母的性能还还受受遗传遗传因子的控制,因此因子的控制,因此通通过过改改变变其其遗传遗传特性,可以特性,可以获获得性能得性能优优良的生良的生产产菌株25编辑ppt (三)啤酒酵母(三)啤酒酵母选选育的主要途径育的主要途径 1. 1.从若干从若干现现有菌种中直接有菌种中直接筛选筛选目的菌株目的菌株 企企业进业进行的直接行的直接筛选筛选主要是指从主要是指从现现有的啤酒有的啤酒酵母菌种中,酵母菌种中,筛选筛选出一株比出一株比较较理想的菌种理想的菌种 ((1 1)菌种)菌种筛选时应筛选时应考考虑虑的主要因素的主要因素 菌种菌种筛选时筛选时,,应应同同时时考考虑虑多种因素多种因素: : ①①发发酵速度;酵速度; ②②发发酵度;酵度; ③③酵母的凝聚性;酵母的凝聚性; ④④ 酵母的生酵母的生长长速度;速度; ⑤⑤ 酵母的酵母的稳稳定性;定性; ⑥⑥ 产产生的生的风风味物味物质质等。
等26编辑ppt ((2 2)啤酒酵母菌种一般)啤酒酵母菌种一般筛选筛选程序程序 30 30~~5050株菌株株菌株→150mL→150mL发发酵酵试验试验→→发发酵力、酵力、酵母收酵母收获获量和凝聚性比量和凝聚性比较较((筛选筛选出出1212株)株)→500mL→500mL发发酵酵试验试验重复重复4 4次次→→发发酵力、收酵力、收获获量、凝量、凝集性、酵母活性、集性、酵母活性、风风味物味物质质分析(分析(选选出出4 4株)株)→1L→1L发发酵酵试验试验→→扩扩大大规规模模试验试验→→选择选择1 1~~2 2株 也可通也可通过过直接直接筛选筛选的方法从的方法从现现有的酵母有的酵母样样品品中分离出具有某种特殊性能的菌株中分离出具有某种特殊性能的菌株27编辑ppt 2. 2.诱变诱变育种育种 利用各种化学利用各种化学诱变剂诱变剂或采用物理或采用物理诱变诱变方法方法(如紫外(如紫外线线照射),均可照射),均可获获得改得改变遗传变遗传特性的特性的变变异菌株。
异菌株 因因为诱变剂为诱变剂能使能使遗传遗传物物质质的分子的分子结结构构发发生生变变化,从而使啤酒酵母的化,从而使啤酒酵母的遗传遗传性状性状发发生向好的方向生向好的方向或坏的方向的可或坏的方向的可遗传遗传的改的改变变通过诱变过诱变及及筛选筛选,,可可获获得得遗传遗传性能改性能改变变的有利于啤酒生的有利于啤酒生产产的新菌株,的新菌株,例如例如产产硫化硫化氢氢、双乙、双乙酰酰和脂和脂类类少的新菌株少的新菌株28编辑ppt 3. 3.原生原生质质体融合体融合 利用原生利用原生质质体融合体融合进进行基因重行基因重组组,两株,两株亲亲株株的整套基因的整套基因组进组进行接触,可随机行接触,可随机发发生各种染色体生各种染色体交交换换,,产产生各种基因生各种基因组组合的融合合的融合细细胞,也就胞,也就产产生生了各种基因了各种基因组组合的重合的重组组体 4. 4.基因工程方法基因工程方法 应应用基因工程技用基因工程技术术改造啤酒酵母菌种,以改造啤酒酵母菌种,以实实现现提高啤酒酵母的性能:如增加啤酒酵母利用物提高啤酒酵母的性能:如增加啤酒酵母利用物质质的范的范围围 ;提高分泌;提高分泌β-β-葡聚糖葡聚糖酶酶的能力,降低麦的能力,降低麦汁黏度汁黏度 ;提高啤酒的;提高啤酒的风风味味稳稳定性等。
定性等29编辑ppt 七、啤酒酵母的保藏七、啤酒酵母的保藏 性能性能优优良的啤酒酵母是啤酒生良的啤酒酵母是啤酒生产产企企业业的重要的重要生物生物资资源,必源,必须须妥善保藏若保藏不当,不但会妥善保藏若保藏不当,不但会使酵母混使酵母混杂杂、衰老,、衰老,还还会使酵母退化、会使酵母退化、变变异,甚异,甚至死亡,直接影响到啤酒生至死亡,直接影响到啤酒生产产 啤酒酵母保藏首先啤酒酵母保藏首先应应挑挑选选性能性能优优良的良的纯纯种,种,其次要其次要创创造一个适合其造一个适合其长长期休眠的期休眠的环环境条件,如境条件,如低温、缺氧、干燥、避光及添加保低温、缺氧、干燥、避光及添加保护剂护剂等,等,这样这样既可尽量降低其新既可尽量降低其新陈陈代代谢谢作用,作用,还还可防止可防止发发生生变变异啤酒酵母的保藏有两种情形,即异啤酒酵母的保藏有两种情形,即纯纯种原菌的种原菌的保藏和生保藏和生产产用菌的保藏用菌的保藏30编辑ppt (一)(一)纯纯种原菌的保藏种原菌的保藏 常用的常用的纯纯种原菌保藏方法有固体斜面保藏、种原菌保藏方法有固体斜面保藏、液体液体试试管保藏、液体石蜡斜面保藏、真空冷管保藏、液体石蜡斜面保藏、真空冷冻冻干干燥保藏等方法。
啤酒生燥保藏等方法啤酒生产产企企业业大多采用前两种方大多采用前两种方法,因法,因为这为这两种方法操作比两种方法操作比较简单较简单 1. 1. 固体斜面保藏固体斜面保藏 固体斜面保藏采用麦芽汁固体培养基或固体斜面保藏采用麦芽汁固体培养基或MYPGMYPG固体培养基(固体培养基(0.3%0.3%麦芽浸出物,麦芽浸出物,0.3%0.3%酵母酵母浸出物,浸出物,0.5%0.5%蛋白蛋白胨胨,,1%1%葡萄糖,葡萄糖,2%2%琼琼脂)31编辑ppt 2. 2. 液体液体试试管保藏管保藏 液体液体试试管保藏采用的培养基是管保藏采用的培养基是10%10%~~12%12%的的麦芽汁或麦芽汁或10%10%蔗糖溶液蔗糖溶液 将待保存的啤酒酵母接种于固体培养基或液将待保存的啤酒酵母接种于固体培养基或液体体试试管中,管中,2020~~25℃25℃培养一段培养一段时间时间,待酵母生,待酵母生长长出菌落或达到一定出菌落或达到一定细细胞胞浓浓度后,放入度后,放入4℃4℃冰箱保存,冰箱保存,每隔一定每隔一定时间时间移植一次(固体斜面移植一次(固体斜面间间隔隔3 3~~4 4个月,个月,液体液体试试管管间间隔隔1 1~~2 2个月)。
个月) 为为了防止酵母活力下降,必了防止酵母活力下降,必须须保保证严证严格格执执行行定期移植在菌种保藏定期移植在菌种保藏过过程中,最好每年程中,最好每年对对原菌原菌筛选筛选一次,以保一次,以保证证保藏的是保藏的是纯纯种,而无种,而无变变异的异的细细胞存在32编辑ppt (二)生(二)生产现场产现场酵母的保藏酵母的保藏 1. 1.汉汉生罐保藏法生罐保藏法 汉汉生罐是啤酒厂用于酵母生罐是啤酒厂用于酵母扩扩大培养大培养时时广泛使广泛使用的用的设备设备,也可用于生,也可用于生产产现场现场酵母菌种的保藏酵母菌种的保藏 汉汉生罐保藏菌种的特点是生罐保藏菌种的特点是: :①①在在纯纯种酵母种酵母扩扩大大培养后,将培养后,将75%75%~~85%85%的酵母投入增殖罐的酵母投入增殖罐进进行行扩扩大大培养,剩余的酵母再次添加培养,剩余的酵母再次添加经灭经灭菌的麦汁,在菌的麦汁,在2 2~~4℃4℃保温培养;保温培养;②②若保藏方法得当,可以若保藏方法得当,可以连续连续多多年不年不换换菌种;菌种;③③保藏方法保藏方法简单简单易行;易行;④④不需不需额额外外的的设备设备;;⑤⑤节约时间节约时间;;⑥⑥酵母一直保藏在生酵母一直保藏在生产现产现场场的麦汁中,的麦汁中,发发酵力也一直保持旺盛的状酵力也一直保持旺盛的状态态,随,随时时可可进进行行扩扩大培养。
大培养33编辑ppt 2. 2.压压榨酵母保藏法榨酵母保藏法 洗洗涤涤后的酵母泥后的酵母泥经压经压榨去水后制成固体小榨去水后制成固体小块块,,在低温下保存在低温下保存为为了避免酵母的活性受到了避免酵母的活性受到损损失,失,对对酵母酵母进进行行压压榨榨处处理理时时,必,必须须在低温下在低温下进进行压压榨后的酵母可以加适量的冰水或置于等量的榨后的酵母可以加适量的冰水或置于等量的2%2%磷磷酸二酸二氢钾氢钾溶液中,溶液中,这样这样可以延可以延长长保藏保藏时间时间34编辑ppt 3. 3.泥状酵母保藏法泥状酵母保藏法 将洗将洗净净的酵母泥浸泡在的酵母泥浸泡在0 0~~2℃2℃的无菌水中,的无菌水中,定期更定期更换换无菌水,可以无菌水,可以实现实现短短时间时间的保存;的保存; 4. 4. 发发酵液保藏法酵液保藏法 将将发发酵达到高峰期的酵达到高峰期的发发酵液取出一部分,迅酵液取出一部分,迅速冷却至速冷却至2 2~~4℃4℃保存。
保存35编辑ppt 八、活性干酵母及八、活性干酵母及应应用用 应应用活性干酵母生用活性干酵母生产产啤酒,也有一定的使用啤酒,也有一定的使用范范围围,主要涉及微生物的活化培养等操作,在微,主要涉及微生物的活化培养等操作,在微生物生物课课程中有相似的教学,程中有相似的教学,这这儿就不作儿就不作详细详细介介绍绍了(自了(自阅阅)36编辑ppt 第二第二节节 啤酒酵母的啤酒酵母的扩扩大培养大培养 生生产产上使用的啤酒酵母必上使用的啤酒酵母必须经过纯须经过纯种种扩扩大培大培养,使养,使细细胞数量达到一定的要求后再用于啤酒胞数量达到一定的要求后再用于啤酒发发酵 啤酒酵母的啤酒酵母的扩扩大培养分大培养分为为两个两个阶阶段段: : 实验实验室室扩扩大培养大培养阶阶段段;; 生生产现场扩产现场扩大培养大培养阶阶段段。
37编辑ppt 一一﹑﹑实验实验室室扩扩大培养大培养 工厂工厂实验实验室室扩扩大培养的一种工大培养的一种工艺艺流程流程为为:: 斜面斜面试试管管→→富氏瓶或液体富氏瓶或液体试试管培养管培养→→巴氏瓶巴氏瓶或小三角瓶培养或小三角瓶培养→→卡氏罐培养卡氏罐培养→→汉汉生罐38编辑ppt 1. 1.试试管斜面管斜面 一般是啤酒工厂保藏的一般是啤酒工厂保藏的纯纯粹原菌或由科学研粹原菌或由科学研究机构和菌种保藏究机构和菌种保藏单单位供位供给给 2. 2.液体液体试试管培养管培养 富氏瓶内盛富氏瓶内盛麦汁麦汁10mL10mL,,灭灭菌后菌后备备用将种酵用将种酵母用接种母用接种针针或巴氏滴管接种于富氏瓶中,在或巴氏滴管接种于富氏瓶中,在2525~~27℃27℃保温箱中培养保温箱中培养2 2~~3d3d,,每天定每天定时摇动时摇动,使沉淀,使沉淀的酵母重新分布到培养基中。
的酵母重新分布到培养基中 富氏瓶小而高,容易 富氏瓶小而高,容易倾倾倒,使用不便,可用倒,使用不便,可用20mL20mL试试管代替同种酵母每次培养管代替同种酵母每次培养2 2~~4 4支支试试管,管,扩扩大大时时加以加以选择选择39编辑ppt 3. 3.巴氏瓶培养巴氏瓶培养 取取500500~~1000mL1000mL的巴氏瓶,加入的巴氏瓶,加入250250~~500mL500mL麦汁麦汁,加,加热热煮沸,使瓶内蒸汽从煮沸,使瓶内蒸汽从侧侧管管喷喷出,出,30min30min后,吸去弯管内的凝后,吸去弯管内的凝结结水,塞上棉塞,冷却水,塞上棉塞,冷却备备用 40编辑ppt 在无菌室内,将已在无菌室内,将已经经培养成熟的富氏瓶或培养成熟的富氏瓶或试试管酵母液由管酵母液由侧侧管接种入巴氏瓶中,在管接种入巴氏瓶中,在25℃25℃保温箱保温箱中培养中培养2 2天天,每天,每天检查检查培养情况培养情况 为为了使啤酒酵母能逐了使啤酒酵母能逐渐渐适适应应低温低温环环境,可将境,可将培养温度适当培养温度适当调节调节到到20℃20℃左右,但左右,但培养培养时间时间也相也相应应延延长长至至3 3天左右天左右。
巴氏瓶也可用三角瓶或平底巴氏瓶也可用三角瓶或平底烧烧瓶代替41编辑ppt 4. 4.卡氏罐培养卡氏罐培养 卡氏培养罐如卡氏培养罐如图图所示,容量一般所示,容量一般为为1010~~20L20L,,加入加入5 5~~10L10L麦汁麦汁,加,加热热煮沸煮沸灭灭菌,冷却菌,冷却备备用在加加热灭热灭菌菌时时,先拔去,先拔去侧侧管的玻璃塞,使蒸汽从管的玻璃塞,使蒸汽从侧侧管和弯管管和弯管喷喷出出30min30min,停止加,停止加热热,然后塞上玻璃塞,,然后塞上玻璃塞,吸去弯管内的冷凝水麦汁中增添吸去弯管内的冷凝水麦汁中增添1L1L无菌水,以无菌水,以补补充水分的蒸充水分的蒸发发 卡氏罐一般接入卡氏罐一般接入1 1~~2 2个巴氏瓶的酵母液,个巴氏瓶的酵母液,摇摇动动混合均匀后,置于混合均匀后,置于1515~~20℃20℃保温保温3 3~~5d5d,即可,即可进进行行扩扩大培养,或供大培养,或供约约100L100L麦汁麦汁发发酵用42编辑ppt卡氏培养罐如卡氏培养罐如图图所示,容量一般所示,容量一般为为1010~~20L20L。
1-无菌空气过滤器 2-取样阀 3-带橡皮膜的接种头 4、5-螺纹密封圈 6-手柄43编辑ppt5. 5.实验实验室室扩扩大培养的技大培养的技术术要求要求 ①①应应按无菌操作的要求按无菌操作的要求对对培养用具和培养基培养用具和培养基进进行行灭灭菌;菌; ②②每次每次扩扩大稀大稀释释的倍数的倍数约为约为1010倍左右,每天倍左右,每天定期定期摇动摇动培养器皿,使沉淀的酵母重新分布到培培养器皿,使沉淀的酵母重新分布到培养基中,促养基中,促进进溶氧溶氧 ;; ③③每次移植接种后,要每次移植接种后,要镜检镜检酵母酵母细细胞的胞的发发育育情况;情况; ④④随着每随着每阶阶段的段的扩扩大培养,大培养,培养温度要逐步培养温度要逐步降低,以使酵母逐步适降低,以使酵母逐步适应应低温低温发发酵酵;; ⑤⑤每个每个扩扩大培养大培养阶阶段,均段,均应应做平行培养:做平行培养:试试管管4 4~~5 5个,巴氏瓶个,巴氏瓶2 2~~3 3个,卡氏罐个,卡氏罐2 2个,然后个,然后选优选优进进行行扩扩大培养。
大培养44编辑ppt 二、生二、生产现场扩产现场扩大培养大培养 (一)生(一)生产现场扩产现场扩大培养工大培养工艺艺流程流程 生生产现场扩产现场扩大培养一种工大培养一种工艺艺流程流程为为:: 汉汉生罐培养生罐培养→→酵母一酵母一级级增殖罐培养增殖罐培养→→酵母二酵母二级级增殖罐培养增殖罐培养→ → ((→→酵母三酵母三级级增殖罐培养)增殖罐培养) → →接接种种进发进发酵罐酵罐45编辑ppt 1.汉汉生罐生罐扩扩大培养大培养 汉汉生罐是酵母生罐是酵母扩扩大培养中的一种小型培养罐大培养中的一种小型培养罐由不由不锈钢锈钢材料制成,容材料制成,容积为积为200200~~300L300L或更大均或更大均设设有有夹夹套,可用于套,可用于杀杀菌、冷却和保温罐内装有菌、冷却和保温罐内装有手手摇搅摇搅拌器用以通气拌器用以通气搅搅拌,罐拌,罐侧侧有一根液位管,有一根液位管,管上管上连连接空气接空气过滤过滤器,用以器,用以过滤过滤空气。
罐上部有空气罐上部有一排气管,排气管下端置于酒精水中密封,防止一排气管,排气管下端置于酒精水中密封,防止空气空气污污染,罐的中部有酵母接种口和温度染,罐的中部有酵母接种口和温度计计 46编辑ppt 新型酵母培养罐是在汉生培养罐的基础上加以改进,并结合自动控制技术制成的,其结构如图所示 新型酵母培养罐1-喷淋洗球 2-二级空气过滤器 3-视镜 4-压力表 5-人孔 6-压力/真空呼吸阀(带空气无菌过滤) 7-取样口 8-温度传感器 9-可关闭的排气阀47编辑ppt 汉汉生罐培养系生罐培养系统统的操作要点:的操作要点: ①①冷却后的麦汁冷却后的麦汁进进入麦汁入麦汁杀杀菌罐内,向菌罐内,向杀杀菌菌罐的蛇管或罐的蛇管或夹夹套中通入蒸汽,在套中通入蒸汽,在0.080.08~~0.10MPa0.10MPa气气压压下,下,保温保温灭灭菌菌60min60min杀杀菌后在菌后在夹夹套和蛇管中通套和蛇管中通入冰水冷却,并入冰水冷却,并以无菌空气保以无菌空气保压压,将麦汁冷却到,将麦汁冷却到1010~~12℃12℃时时。
②②麦汁麦汁杀杀菌的同菌的同时时,,汉汉生罐生罐进进行空罐行空罐杀杀菌,菌,通入蒸汽,打开排汽通入蒸汽,打开排汽阀阀,接种,接种阀处阀处不断排出蒸汽,不断排出蒸汽,空罐空罐杀杀菌菌1h1h后,通入无菌空气保后,通入无菌空气保压压,并在,并在夹夹套内套内通冷却水冷却通冷却水冷却备备用 ③③从麦汁从麦汁杀杀菌罐出口排出部分冷凝物,再用菌罐出口排出部分冷凝物,再用无菌无菌压缩压缩空气空气将麦汁将麦汁压压入入汉汉生罐生罐内48编辑ppt ④④卡氏罐排料口和卡氏罐排料口和汉汉生罐接种管用酒精生罐接种管用酒精灭灭菌菌后后连连接,用无菌接,用无菌压缩压缩空气将卡氏罐中的空气将卡氏罐中的酵母液酵母液压压入入汉汉生罐生罐,通无菌空气,通无菌空气5 5~~10 min10 min,保持温度,保持温度1010~~13℃13℃,培养,培养3636~~48h48h左右,在此期左右,在此期间间每隔数小每隔数小时时通通风风10 min10 min当汉汉生罐的培养液生罐的培养液进进入旺盛入旺盛发发酵期酵期时时,,边搅边搅拌拌边边将将85%85%左右的酵母培养液移到已左右的酵母培养液移到已灭灭菌的菌的下一下一级级的酵母的酵母扩扩大培养罐中,追加麦汁,最后逐大培养罐中,追加麦汁,最后逐级扩级扩大到一定数量,供生大到一定数量,供生产现场发产现场发酵用。
酵用 ⑤⑤汉汉生罐仍保留的生罐仍保留的15%15%左右酵母液,再加入左右酵母液,再加入灭灭菌冷却的麦汁,待起菌冷却的麦汁,待起发发后,冷却至后,冷却至2 2~~4℃4℃保种,保种,准准备备下次下次扩扩大培养用保存种酵母的室温一般控大培养用保存种酵母的室温一般控制在制在2 2~~3℃3℃,罐内,罐内应应保持保持0.020.02~~0.03MPa0.03MPa的正的正压压,,防止空气防止空气进进入造成入造成污污染 ⑥⑥汉汉生罐内保存的酵母种,生罐内保存的酵母种,应应每月每月换换一次麦一次麦汁,并汁,并检查检查保存的酵母是否正常,是否保存的酵母是否正常,是否污污染和染和变变异正常情况下此种酵母可异正常情况下此种酵母可连续连续使用半年左右使用半年左右49编辑ppt 2. 2.酵母一酵母一级级增殖罐培养增殖罐培养 管道和培养罐管道和培养罐经严经严格格灭灭菌后,接入菌后,接入汉汉生罐培生罐培养液,并添加养液,并添加1313~~15℃15℃的麦汁的麦汁2500L2500L,,72h72h培养后培养后将培养液移至二将培养液移至二级级增殖培养罐。
增殖培养罐 3. 3.酵母二酵母二级级增殖罐培养增殖罐培养 酵母一酵母一级级增殖罐的培养液移至二增殖罐的培养液移至二级级增殖罐罐增殖罐罐后,添加后,添加9 9~~11℃11℃麦汁麦汁10000L10000L,,72h72h培养后移入培养后移入发发酵罐接种酵罐接种50编辑ppt (二)生(二)生产现场扩产现场扩培工培工艺艺控制控制 1. 1.生生产现场扩产现场扩大培养所用的麦汁大培养所用的麦汁应满应满足酵母足酵母生生长长繁殖的需要由于生繁殖的需要由于生产现场扩产现场扩大培养所需的大培养所需的培养基用量很大,一般使用大生培养基用量很大,一般使用大生产产麦汁在整个麦汁在整个扩扩大培养大培养过过程中,要程中,要严严格无菌操作,防止格无菌操作,防止杂杂菌菌污污染因此,要定期染因此,要定期对对酵母的生酵母的生长长繁殖情况繁殖情况进进行行镜镜检检,,发现发现异常,及异常,及时处时处理51编辑ppt 2. 2.为为了了缩缩短酵母生短酵母生长长的延滞期,的延滞期,扩扩培培时时在酵在酵母的母的对对数生数生长长期移植,以保期移植,以保证证酵母酵母细细胞在移植后胞在移植后能迅速繁殖,能迅速繁殖,还还可以大大可以大大缩缩短培养短培养时间时间。
3. 3.为为了使酵母逐了使酵母逐渐渐适适应应低温低温发发酵,酵,扩扩大培养大培养的温度的温度应应逐步降低逐步降低但每一步但每一步扩扩培的降温幅度不培的降温幅度不能太大,以免影响能太大,以免影响细细胞的活性胞的活性52编辑ppt 4. 4.培养基中氧的含量培养基中氧的含量对对酵母的繁殖起着非常酵母的繁殖起着非常重要的作用,因此在生重要的作用,因此在生产现场扩产现场扩大培养大培养过过程中要程中要不断地向麦汁中不断地向麦汁中通通风风供氧供氧汉汉生罐溶解氧控制水生罐溶解氧控制水平平为为6.0mg∕L6.0mg∕L,一,一级级增殖罐增殖罐为为4 4~~5mg∕L,5mg∕L,二二级级增殖罐增殖罐为为3 3~~4mg∕L4mg∕L 5. 5.各各级扩级扩大稀大稀释释倍数不宜倍数不宜过过高高, ,因因为为随着温度随着温度的降低,酵母的增殖的降低,酵母的增殖时间时间不断延不断延长长,,这这就增加了就增加了污污染染杂杂菌的机会,因此菌的机会,因此稀稀释释倍数一般以倍数一般以1 1∶ ∶5 5为为宜。
宜这这就要求酵母就要求酵母经过经过多多级级繁殖,繁殖罐的繁殖,繁殖罐的级级数数应应根根据据现场实际现场实际生生产产情况而定,一般要情况而定,一般要经过经过两两级级以上以上的繁殖罐的繁殖罐扩扩大培养53编辑ppt 三、三、扩扩大培养大培养过过程中酵母起程中酵母起发缓发缓慢慢现现象象 在在实际实际生生产产中,有中,有时时会遇到会遇到这这种情况,追加种情况,追加麦汁后酵母起麦汁后酵母起发发特特别缓别缓慢,甚至慢,甚至经过经过2 2~~3 3天仍无天仍无起起发发迹象 针对这针对这种情况,首先要种情况,首先要检查检查麦汁麦汁组组成成是否正是否正常,尤其是常,尤其是- -氨基氮的含量是否偏低,氨基氮的含量是否偏低,温度温度控制是控制是否合理同否合理同时时要取要取样进样进行行镜检镜检,正常情况下追加,正常情况下追加1 1天后,种子罐中酵母出芽率天后,种子罐中酵母出芽率为为35%35%~~40%40%,追加后,追加后的培养液中酵母的培养液中酵母细细胞数不低于(胞数不低于(6 6~~8 8))×106cfu/mL×106cfu/mL。
并并检查检查酵母酵母细细胞死亡率,正常情胞死亡率,正常情况下死亡率不高于况下死亡率不高于1%1%54编辑ppt 必要必要时还时还要要检查检查培养液是否染了培养液是否染了杂杂菌菌,若已,若已染菌,染菌,则坚则坚决弃之不用方法是将培养液升温至决弃之不用方法是将培养液升温至80℃80℃以上,保持以上,保持60min60min,冷却后排放,并,冷却后排放,并对对所有管所有管路及路及设备彻设备彻底底灭灭菌,菌,经检查经检查达到无菌条件后方可达到无菌条件后方可重新重新进进行行扩扩大培养 若若未未发现杂发现杂菌感染,菌感染,则则可适当增加通可适当增加通风风量量,,如如经经1010~~16h16h仍未起仍未起发发,可,可补补加一定数量的前一步加一定数量的前一步处处于增殖旺盛的培养液,一般在于增殖旺盛的培养液,一般在补补加后加后12h12h即可起即可起发发,同,同时时要要继续继续跟踪跟踪检查检查55编辑ppt四、啤酒酵母的四、啤酒酵母的质质量量检验检验 (一)形(一)形态检验态检验 液液态态培养中的培养中的优优良健壮的酵母良健壮的酵母细细胞胞应应具有均具有均匀的形状和大小,平滑而薄的匀的形状和大小,平滑而薄的细细胞壁,胞壁,细细胞胞质质透透明均一;年幼少壮的明均一;年幼少壮的细细胞内部充胞内部充满细满细胞胞质质;老熟;老熟的的细细胞出胞出现现液泡,内液泡,内贮细贮细胞液,呈灰色,折光性胞液,呈灰色,折光性强强;衰老;衰老细细胞中液泡多,内容物多胞中液泡多,内容物多颗颗粒,折光性粒,折光性较较强强。
生 生产产上使用的酵母一般死亡率上使用的酵母一般死亡率应应在在3 3%以下,%以下,新培养的酵母死亡率新培养的酵母死亡率应应在在1 1%以下镜检镜检中,不中,不应应有有杂杂菌菌污污染56编辑ppt ( (二二) )生理特征生理特征检验检验 1. 1.凝聚性凝聚性 啤酒酵母的凝聚性一般用本斯啤酒酵母的凝聚性一般用本斯值值((BurnsBurns)来)来表示测测定的方法就不作介定的方法就不作介绍绍了,可自了,可自查资查资料) 凝聚性凝聚性强强的酵母具有以下特点:的酵母具有以下特点:①①从从发发酵液酵液中分离早;中分离早;②②沉淀速度快;沉淀速度快;③③在在发发酵液中的酵液中的细细胞胞密度低;密度低;④④发发酵速度慢;酵速度慢;⑤⑤发发酵度低;酵度低;⑥⑥双乙双乙酰酰还还原慢 凝聚性弱的酵母的特点是:凝聚性弱的酵母的特点是:①①与与发发酵液分离酵液分离较较晚;晚;②②在在发发酵液中酵液中细细胞密度高;胞密度高;③③沉淀速度慢;沉淀速度慢;④④发发酵速度快;酵速度快;⑤⑤发发酵度高;酵度高;⑥⑥双乙双乙酰还酰还原原较较快;快;⑦⑦回收酵母量少;回收酵母量少;⑧⑧滤滤酒困酒困难难。
因此因此, ,在啤酒酵母在啤酒酵母选选育菌种育菌种时时,要求酵母的凝,要求酵母的凝聚性适中,既能达到聚性适中,既能达到较较高的高的发发酵度,又沉淀酵度,又沉淀结实结实,,容易分离容易分离 57编辑ppt 22. .发发酵度酵度 发发酵度可反映酵母酵度可反映酵母对对各种可各种可发发酵性糖的利用酵性糖的利用程度不同啤酒酵母的程度不同啤酒酵母的发发酵度是不同的,但一般酵度是不同的,但一般均有其基本均有其基本稳稳定的定的发发酵度,因此可以通酵度,因此可以通过发过发酵度酵度判断酵母是否判断酵母是否变变异或退化异或退化 在正常情况下,啤酒酵母的外在正常情况下,啤酒酵母的外观发观发酵度一般酵度一般为为7575%~%~8787%,真正%,真正发发酵度酵度为为6060%~%~7070%,外%,外观观发发酵度一般比真正酵度一般比真正发发酵度酵度约约高高2020% (发发酵度的酵度的计计算方法在此不予介算方法在此不予介绍绍,可自,可自查资查资料)料)58编辑ppt 3. 3.发发酵速度酵速度 发发酵速度又称降糖速度,以每天酵速度又称降糖速度,以每天发发酵液外酵液外观观浓浓度的度的变变化来表示。
化来表示 发发酵速度与酵母品种有关,不同酵母的酵速度与酵母品种有关,不同酵母的发发酵酵速度相差很大在相同条件下,速度相差很大在相同条件下,发发酵速度快的菌酵速度快的菌株不但能株不但能缩缩短酒短酒龄龄、、pHpH值值降低快,降低快,还还有利于有利于酿酿制制淡爽型啤酒,同淡爽型啤酒,同时时也有利于提高啤酒的也有利于提高啤酒的稳稳定性 ((发发酵速度酵速度测测定方法教材上有介定方法教材上有介绍绍,也可自,也可自查资查资料)料)59编辑ppt 4. 4.死死灭灭温度温度 死死灭灭温度是指啤酒酵母不能正常生温度是指啤酒酵母不能正常生长长繁殖的繁殖的最高温度,每一酵母菌种在特定条件下都有其死最高温度,每一酵母菌种在特定条件下都有其死灭灭温度,一般温度,一般为为5252~~53℃53℃若死灭灭温度升高,温度升高,则则说说明酵母明酵母发发生了生了变变异或异或污污染了野生酵母染了野生酵母60编辑ppt 5. 5.产孢产孢子能力子能力 一般啤酒酵母的一般啤酒酵母的产孢产孢子能力极弱,而野生酵子能力极弱,而野生酵母具有很好的母具有很好的产孢产孢子能力,能形成三子能力,能形成三孢孢或四或四孢孢的的子囊。
因此,子囊因此,产孢产孢子能力可以作子能力可以作为为判断酵母是否判断酵母是否污污染的指染的指标标之一 6. 6.酒的酒的风风味味 不同的啤酒酵母菌株,其不同的啤酒酵母菌株,其发发酵代酵代谢产谢产物不尽物不尽相同,因而酒的相同,因而酒的风风味也不一味也不一样样理想的啤酒酵母理想的啤酒酵母应该应该是啤酒是啤酒风风味保持一致,如果味保持一致,如果产产生异味或怪味,生异味或怪味,那就要那就要检查检查酵母是否酵母是否变变异或染菌异或染菌61编辑ppt (三)酵母死亡及自溶(三)酵母死亡及自溶 酿酿造造过过程受程受许许多多环环境因素的影响,会有一部境因素的影响,会有一部分酵母死亡,甚至分酵母死亡,甚至产产生生自溶自溶当啤酒中有当啤酒中有5%5%以上以上的啤酒酵母自溶的啤酒酵母自溶时时,啤酒会,啤酒会产产生明生明显显的酵母味、的酵母味、苦味和苦味和涩涩味62编辑ppt 影响酵母自溶的主要因素(影响酵母自溶的主要因素(补补充)充) 1. 1.麦芽汁麦芽汁组组成成 若麦汁中若麦汁中α-α-氨基氮、可氨基氮、可发发酵性糖缺乏,酵性糖缺乏,pHpH、、无机无机盐盐及生及生长长素等素等营营养成分不合理,会养成分不合理,会导导致酵母致酵母营营养缺乏、代养缺乏、代谢缓谢缓慢、提前衰老,从而引起酵母慢、提前衰老,从而引起酵母的死亡及自溶。
的死亡及自溶 2. 2.溶解氧溶解氧 当麦芽汁中溶解氧不足当麦芽汁中溶解氧不足时时,啤酒酵母增殖率,啤酒酵母增殖率下降,新增下降,新增强强壮啤酒酵母减少,易造成酵母壮啤酒酵母减少,易造成酵母细细胞胞的衰老、死亡及自溶在的衰老、死亡及自溶在汉汉生罐或啤酒酵母生罐或啤酒酵母贮贮存存罐保存酵母罐保存酵母时时,酵母,酵母过过多接触氧,也可能会加多接触氧,也可能会加剧剧酵母的死亡及自溶酵母的死亡及自溶63编辑ppt 3. 3.酵母添加量酵母添加量 增殖罐或增殖罐或发发酵罐中酵罐中满满罐酵母数罐酵母数过过高(大于高(大于2.8×2.8×个个/mL/mL),麦芽汁中的),麦芽汁中的α-α-氨基氮迅速被同化,氨基氮迅速被同化,会造成新增酵母数量会造成新增酵母数量过过低,后期缺乏低,后期缺乏营营养,酵母养,酵母极易衰老死亡及自溶极易衰老死亡及自溶 4. 4.温度温度 在低温条件下,酵母也会在低温条件下,酵母也会发发生自溶,只不生自溶,只不过过是自溶速度是自溶速度缓缓慢。
随着温度的上升,啤酒酵母的慢随着温度的上升,啤酒酵母的自溶增加自溶增加发发酵液温度忽高忽低,后酵酵液温度忽高忽低,后酵时时升温,升温,都会促都会促进进啤酒酵母的退化,增加死亡率及自溶啤酒酵母的退化,增加死亡率及自溶64编辑ppt 5. 5.压压力力 发发酵液封罐酵液封罐压压力力过过高,会高,会导导致一些酵母致一些酵母细细胞胞死亡自溶死亡自溶 6. 6.杂杂菌菌 发发酵液中野生酵母及酵液中野生酵母及细细菌等菌等杂杂菌的入侵必然菌的入侵必然使啤酒酵母受到使啤酒酵母受到伤伤害,造成害,造成较较高的死亡率和自溶高的死亡率和自溶 7. 7.冲洗冲洗时间时间 增殖罐、增殖罐、发发酵罐用含酵罐用含氯氯的水等的水等杀杀菌后,若用菌后,若用清水冲洗清水冲洗时间过时间过短(短(15min15min以内),以内),氯氯离子离子浓浓度会度会超超过过100mg/L100mg/L,易使啤酒酵母早衰自溶。
一般,易使啤酒酵母早衰自溶一般杀杀菌菌后后应应用清水冲洗用清水冲洗时间应时间应达达40min40min以上 8. 8.代数代数较较高的酵母泥用作种酵母,高的酵母泥用作种酵母,带带入部分入部分衰老、死亡的酵母,也增加了酵母自溶的机会衰老、死亡的酵母,也增加了酵母自溶的机会65编辑ppt 第三第三第三第三节节节节 啤酒啤酒啤酒啤酒发发发发酵机理酵机理酵机理酵机理 向冷却后的麦汁中接种酵母,便开始向冷却后的麦汁中接种酵母,便开始进进入入发发酵酵过过程在整个程在整个发发酵酵过过程中,酵母先后程中,酵母先后经历经历有有氧氧呼吸、无氧呼吸、无氧发发酵酵两个两个阶阶段 啤酒啤酒发发酵酵过过程巧妙地利用酵母在有氧和无氧程巧妙地利用酵母在有氧和无氧情况下的不同特性,在情况下的不同特性,在发发酵开始酵开始时时,酵母在含有,酵母在含有溶解氧的麦汁中溶解氧的麦汁中大量繁殖并大量繁殖并积积累能量累能量,以保,以保证证在在无氧条件下无氧条件下进进行行酒精酒精发发酵酵所需要的酵母量和能量。
所需要的酵母量和能量66编辑ppt 一、糖一、糖类类物物质质的的变变化化 在麦芽浸出物中,糖在麦芽浸出物中,糖类类物物质约质约占占90%90%各种糖糖类类的的组组成及含量如下表所示成及含量如下表所示 酵母酵母细细胞一般可以利用胞一般可以利用单单糖、双糖和寡糖,糖、双糖和寡糖,但不能利用多聚糖、淀粉、但不能利用多聚糖、淀粉、纤维纤维素等高分子聚合素等高分子聚合物 糖糖类类含量含量/%/%糖糖类类含量含量/%/%葡萄糖和果糖葡萄糖和果糖蔗糖蔗糖麦芽糖麦芽糖10105 54545~~5050麦芽三糖麦芽三糖寡糖寡糖1010~~15152020~~252567编辑ppt 在啤酒在啤酒发发酵酵过过程中,程中,约约有有96%96%的可的可发发酵性糖酵性糖转转化成乙醇和二氧化碳;化成乙醇和二氧化碳;1.5%1.5%~~2.5%2.5%合成新合成新细细胞胞的碳骨架;的碳骨架;2.0%2.0%~~2.5%2.5%转转化成其他化成其他发发酵副酵副产产物,物,如甘油、琥珀酸、高如甘油、琥珀酸、高级级醇、乙醇、乙醛醛、双乙、双乙酰酰、乙酸、、乙酸、 乙酸乙乙酸乙酯酯等,等,这这些物些物质虽质虽然含量很小,但然含量很小,但对对啤酒啤酒的的风风味和口味影响很大。
味和口味影响很大68编辑ppt 二、含氮物二、含氮物质质的的变变化化 麦汁中含有氨基酸、麦汁中含有氨基酸、肽类肽类、蛋白、蛋白质质、、嘌嘌呤、呤、嘧啶嘧啶及其他多种含氮物及其他多种含氮物质质 69编辑ppt 在在发发酵初期酵初期,啤酒酵母必,啤酒酵母必须须吸收麦汁中的含吸收麦汁中的含氮物氮物质质来合成酵母来合成酵母细细胞自身的蛋白胞自身的蛋白质质、核酸和其、核酸和其他含氮化合物,以他含氮化合物,以满满足自身生足自身生长长繁殖的需要;繁殖的需要;发发酵酵过过程中程中,酵母也不断分泌出一些含氮物,酵母也不断分泌出一些含氮物质质;另;另外,一些凝固性蛋白外,一些凝固性蛋白质质、蛋白、蛋白质质-多酚物-多酚物质质复合复合物会随着物会随着pHpH、温度的降低而从、温度的降低而从发发酵液中沉淀出来,酵液中沉淀出来,有些少量的蛋白有些少量的蛋白质颗质颗粒粒还还会吸附在酵母会吸附在酵母细细胞表面所以,在啤酒所以,在啤酒整个整个发发酵酵过过程中,麦汁中的含氮物程中,麦汁中的含氮物质总质总体上体上约约减少减少1/31/3,,减少的部分主要是部分氨基减少的部分主要是部分氨基酸和低分子酸和低分子肽类肽类物物质质。
啤酒中最后残存的含氮物啤酒中最后残存的含氮物质对质对啤酒的啤酒的风风味影味影响很大,只有当含氮量高于响很大,只有当含氮量高于450mg/L450mg/L时时,啤酒才,啤酒才显显得醇厚70编辑ppt 三、三、发发酵副酵副产产物的形成与分解物的形成与分解 麦汁麦汁经过经过酵母酵母发发酵除生成乙醇、二氧化碳等酵除生成乙醇、二氧化碳等主要代主要代谢产谢产物外,物外,还产还产生一系的列代生一系的列代谢谢副副产产物虽虽然然这这些副些副产产物的数量物的数量较较少,但它少,但它们对们对啤酒的啤酒的风风味及口味影响很大味及口味影响很大 (一)高(一)高级级醇醇类类 高高级级醇醇类类是啤酒是啤酒发发酵代酵代谢谢副副产产物的主要物的主要组组分分之一,之一,对对啤酒啤酒风风味具有重大影响味具有重大影响 啤酒啤酒发发酵酵过过程中形成的高程中形成的高级级醇,以异戊醇含醇,以异戊醇含量最高,占高量最高,占高级级醇醇总总量的量的5050%以上,其次%以上,其次为为活性活性戊醇、异丁醇和正丙醇。
其中戊醇、异丁醇和正丙醇其中对对啤酒啤酒风风味影响最味影响最大的是异戊醇和大的是异戊醇和α-α-苯乙醇,它苯乙醇,它们们和醋酸乙和醋酸乙酯酯、醋、醋酸异戊酸异戊酯酯及醋酸苯乙及醋酸苯乙酯酯是构成啤酒香味的主要成是构成啤酒香味的主要成分 71编辑ppt (二)(二)酯类酯类 啤酒中的啤酒中的酯类酯类大部分是在主大部分是在主发发酵期酵期间间生成的,生成的,虽虽然它然它们们的含量很小,但的含量很小,但对对啤酒啤酒风风味的影响很大味的影响很大 酯类酯类物物质质主要是在酵母主要是在酵母细细胞内合成,形成的胞内合成,形成的低分子低分子酯酯通通过细过细胞膜渗透到胞膜渗透到发发酵液中,而高分子酵液中,而高分子酯则酯则被被细细胞吸附,滞留在胞吸附,滞留在细细胞内 挥发挥发性性酯类酯类物物质质是啤酒香味的主要来源,适是啤酒香味的主要来源,适量的乙酸乙量的乙酸乙酯酯、乙酸异戊、乙酸异戊酯酯和乙酸苯乙和乙酸苯乙酯酯能能给给啤啤酒增加酒增加酯酯香味和酒香味,香味和酒香味,过过量量则对则对啤酒的啤酒的风风味不味不利。
在啤酒利在啤酒贮贮藏期藏期间间,由于,由于酯酯化反化反应应,会使啤酒,会使啤酒中中酯酯含量升高,如乙酸乙含量升高,如乙酸乙酯酯和乙酸异戊和乙酸异戊酯酯的含量的含量约约增加增加1010%贮贮藏啤酒的藏啤酒的酯酯含量含量约为约为2525~~50mg/L50mg/L 72编辑ppt ( (三三) )醛类醛类 啤酒中已啤酒中已经检经检出的出的醛类醛类有有5050余种余种, ,如甲如甲醛醛、乙、乙醛醛、丙、丙醛醛、异丁、异丁醛醛、正丁、正丁醛醛、异戊、异戊醛醛、正庚、正庚醛醛、正、正辛辛醛醛、糠、糠醛醛等,他等,他们们来自麦汁煮沸来自麦汁煮沸时时的美拉德反的美拉德反应应,,或是由醇或是由醇类还类还原生成其中乙原生成其中乙醛对醛对啤酒的啤酒的风风味影响味影响最大 乙乙醛醛是啤酒是啤酒发发酵酵过过程中程中产产生的主要生的主要醛类醛类在发发酵前期大量生成的乙酵前期大量生成的乙醛醛,随着,随着发发酵的不断酵的不断进进行,会行,会被乙醇脱被乙醇脱氢氢酶酶还还原原为为乙醇而乙醇而浓浓度不断降低。
度不断降低 乙乙醛醛是一种是一种带带有生青味的物有生青味的物质质,影响啤酒口味,影响啤酒口味的成熟当啤酒中的乙的成熟当啤酒中的乙醛醛含量超含量超过过口味口味阈值时阈值时,会,会给给人以不愉快的粗糙苦味感人以不愉快的粗糙苦味感觉觉若啤酒中乙若啤酒中乙醛醛含量含量过过高,高,还还会有一种辛辣的腐会有一种辛辣的腐烂烂青草味当乙青草味当乙醛醛与双与双乙乙酰酰、硫化、硫化氢氢共存共存时时,能形成嫩啤酒固有的生青味能形成嫩啤酒固有的生青味成熟的成熟的优质优质啤酒中乙啤酒中乙醛醛含量一般在含量一般在8mg/L8mg/L以下73编辑ppt (四)酸(四)酸类类 啤酒中的酸啤酒中的酸类类物物质质是啤酒的呈味物是啤酒的呈味物质质,适量,适量的酸能的酸能赋赋予啤酒爽口的感予啤酒爽口的感觉觉若酸缺乏会使啤酒若酸缺乏会使啤酒粘稠、不爽口;粘稠、不爽口;过过量的酸会造成啤酒口感粗糙、量的酸会造成啤酒口感粗糙、不柔和 通通过过酵母酵母细细胞形成的有机酸主要有两个途径:胞形成的有机酸主要有两个途径:一是酵母利用麦汁中的氨基酸一是酵母利用麦汁中的氨基酸转转化而来,氨基酸化而来,氨基酸在在酶酶的作用下脱去氨基后形成有机酸,啤酒中的的作用下脱去氨基后形成有机酸,啤酒中的大部分有机酸都是通大部分有机酸都是通过这过这种途径种途径产产生的;另一个生的;另一个途径是酵母在有氧呼吸途径是酵母在有氧呼吸阶阶段,通段,通过过糖代糖代谢过谢过程形程形成有机酸,成有机酸,这这些有机酸包括丙些有机酸包括丙酮酮酸、酸、- -酮酮戊二酸、戊二酸、乳酸、苹果酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸、琥珀酸、柠柠檬酸、酒石酸等。
檬酸、酒石酸等74编辑ppt 由于酸由于酸类类物物质对质对啤酒的口味、啤酒的口味、风风味的味的影响很大,因此,各国均影响很大,因此,各国均对对啤酒中的啤酒中的总总酸酸提出了最高含量的要求啤酒中含有的主提出了最高含量的要求啤酒中含有的主要酸要酸类类物物质质如下表所示如下表所示酸酸类类口味口味阈值阈值(mg/100m(mg/100mL L))正常含量正常含量(mg/100mL(mg/100mL))极限极限值值(mg/100mL(mg/100mL))乳酸乳酸柠柠檬酸檬酸丙丙酮酮酸酸苹果酸苹果酸琥珀酸琥珀酸乙酸乙酸C C3 3~~C C12124.74.7- -- -8.78.7- -- -- -4 4~~1212151515153.53.514146 62 2~~5 54040181825257.07.0404010103 3~~101075编辑ppt (五)(五)连连二二酮类酮类 连连二二酮酮是双乙是双乙酰酰和和2 2,,3-3-戊二戊二酮酮的的总总称,其中称,其中对对啤酒啤酒风风味起主要作用的是味起主要作用的是双乙双乙酰酰。
双乙双乙酰酰因因为为其其阈值阈值很低,被很低,被认为认为是衡量啤酒成熟与否的限制性的是衡量啤酒成熟与否的限制性的指指标标阈值阈值:人的感:人的感觉觉器官所能感受到某种物器官所能感受到某种物质质的的最低含量最低含量 啤酒的成熟指啤酒的成熟指标标:双乙:双乙酰酰<<0.100.10~~0.15mg/L0.15mg/L 双乙双乙酰酰的味的味阈值为阈值为0.100.10~~0.15 mg/L0.15 mg/L在啤酒中在啤酒中超超过阈值过阈值会出会出现馊饭现馊饭味淡爽型成熟啤酒,双乙味淡爽型成熟啤酒,双乙酰酰含量以控制在含量以控制在0.1mg/L0.1mg/L以下以下为为宜;高档成熟啤酒最宜;高档成熟啤酒最好控制在好控制在0.05mg/L0.05mg/L以下 76编辑ppt 1. 1. 连连二二酮酮的形成与的形成与还还原原 双乙双乙酰酰的合成途径的合成途径简简要表示如下:要表示如下: 丙丙酮酮酸酸→→活性乙活性乙醛醛→α-→α-乙乙酰酰乳酸乳酸→→双乙双乙酰酰→→乙偶姻乙偶姻→2,3-→2,3-丁二醇丁二醇 形成的形成的双乙双乙酰酰,在酵母,在酵母细细胞内通胞内通过过双乙双乙酰还酰还原原酶酶的作用被的作用被还还原原为为乙偶姻乙偶姻,,进进一步一步还还原原为为2 2,,3-3-丁二醇丁二醇。
由于乙偶姻和由于乙偶姻和2 2,,3-3-丁二醇的口味丁二醇的口味阈值远阈值远远远大于双乙大于双乙酰酰,因此双乙,因此双乙酰酰的的还还原能消除双乙原能消除双乙酰酰给给啤酒啤酒带带来的不愉快气味来的不愉快气味77编辑ppt 2. 2.影响双乙影响双乙酰酰形成的主要因素形成的主要因素 ((1 1)酵母菌种 不同菌种的双乙)酵母菌种 不同菌种的双乙酰产酰产生能力生能力和和还还原能力是不同的原能力是不同的强强壮酵母的壮酵母的这这种能力大于种能力大于幼期或衰老或幼期或衰老或营营养不良或代数多的酵母养不良或代数多的酵母 ((2 2)麦汁)麦汁组组成成 研究表明,麦汁成分中研究表明,麦汁成分中α-α-氨氨基基N N减少或减少或缬缬氨酸(氨酸(ValVal)增多,)增多,则则双乙双乙酰酰生成量生成量减少 ((3 3))发发酵条件酵条件 发发酵酵时时适当提高温度,可提适当提高温度,可提高双乙高双乙酰还酰还原速度,促使双乙原速度,促使双乙酰酰含量迅速降低。
含量迅速降低 ((4 4)染菌 染菌会)染菌 染菌会导导致双乙致双乙酰酰含量增高含量增高 ((5 5)酵母自溶 酵母自溶后体内的)酵母自溶 酵母自溶后体内的α-α-乙乙酰酰乳酸乳酸进进入啤酒,也会入啤酒,也会经经氧化生成双乙氧化生成双乙酰酰78编辑ppt 3 3.降低双乙.降低双乙酰酰、加速啤酒成熟的主要措施、加速啤酒成熟的主要措施 ((1 1)酵母)酵母选选育育 通通过诱变过诱变、、变变异和基因工程等异和基因工程等办办法,法,选选育形育形成成αα- -乙乙酰酰乳酸量低的酵母菌株,以减少双乙乳酸量低的酵母菌株,以减少双乙酰酰的的生成 ((2 2)提高麦汁中)提高麦汁中- -氨基氮的水平氨基氮的水平 提高麦汁中提高麦汁中αα- -氨基氮含量,也就相氨基氮含量,也就相应应提高了提高了麦汁中麦汁中缬缬氨酸的含量。
由丙氨酸的含量由丙酮酮酸合成酸合成缬缬氨酸的途氨酸的途径可以看出,提高径可以看出,提高缬缬氨酸的含量,可以减少氨酸的含量,可以减少αα- -乙乙酰酰乳酸的合成和乳酸的合成和积积累,相累,相对对地也就降低了地也就降低了αα- -乙乙酰酰乳酸分解乳酸分解为为双乙双乙酰酰的代的代谢谢79编辑ppt ((3 3))调调整主整主发发酵的酵母接种量和酵的酵母接种量和发发酵温度酵温度 研究和研究和实实践表明,践表明,降低酵母接种温度降低酵母接种温度((5 5~~7℃7℃),),适当加大酵母接种量适当加大酵母接种量[ [((1515~~1818))× ×细细胞胞/mL]/mL],采取,采取主主发发酵前期低温(酵前期低温(9 9~~10℃10℃))发发酵酵,可,可以减少以减少- -乙乙酰酰乳酸和一些乳酸和一些挥发挥发性性风风味物味物质质的形成 当主当主发发酵外酵外观发观发酵度达酵度达65%65%左右左右时时,,提高主提高主发发酵后期双乙酵后期双乙酰酰的的还还原温度原温度((1212~~13℃13℃,甚至更,甚至更高一些),并推高一些),并推迟迟一些升一些升压时间压时间(外(外观发观发酵度达酵度达70%70%以上),可避免酵母以上),可避免酵母过过早沉降,保持双乙早沉降,保持双乙酰酰还还原原阶阶段段悬悬浮酒液中一定酵母的密度,有利于加浮酒液中一定酵母的密度,有利于加速双乙速双乙酰酰的的还还原,降低酒液中双乙原,降低酒液中双乙酰酰的含量。
的含量 80编辑ppt ((4 4)外加)外加α-α-乙乙酰酰乳酸脱乳酸脱羧羧酶酶 此此酶酶可使可使发发酵液中双乙酵液中双乙酰酰的前的前驱驱物物质质α-α-乙乙酰酰乳乳酸直接催化分解酸直接催化分解为为乙偶姻,从而快速地降低啤酒乙偶姻,从而快速地降低啤酒中双乙中双乙酰酰的含量,促的含量,促进进啤酒的成熟并啤酒的成熟并缩缩短短发发酵周酵周期 国内市国内市场场α-α-乙乙酰酰乳酸脱乳酸脱羧羧酶酶的品牌很多此的品牌很多此酶酶可在冷麦汁可在冷麦汁进进罐罐时时添加,也可在添加,也可在发发酵酵过过程中添加,程中添加,还还可在清酒中添加一般多在可在清酒中添加一般多在发发酵异常酵异常进进行行补补救救时时采用 81编辑ppt (六)硫化物(六)硫化物 硫是酵母代硫是酵母代谢过谢过程中不可缺少的微量元素,程中不可缺少的微量元素,啤酒中含有多种含硫化合物,可分啤酒中含有多种含硫化合物,可分为为非非挥发挥发性和性和挥发挥发性硫化物,其中非性硫化物,其中非挥发挥发性硫化物性硫化物约约占占94%94%,,而而挥发挥发性硫化物性硫化物仅仅占占6%6%。
非非挥发挥发性硫化物主要有性硫化物主要有SOSO4 42-2-、、-S-S--S-S-、含硫氨、含硫氨基酸和含硫蛋白基酸和含硫蛋白质质等,它等,它们们本身本身对对啤酒的啤酒的风风味影味影响并不大,但却是啤酒中响并不大,但却是啤酒中挥发挥发性硫化物的来源性硫化物的来源 82编辑ppt 挥发挥发性硫化物性硫化物主要有硫化主要有硫化氢氢、甲基硫醇、乙、甲基硫醇、乙基硫醇、二甲基硫(基硫醇、二甲基硫(DMSDMS)、二氧化硫等,它)、二氧化硫等,它们们在啤酒中的含量在啤酒中的含量虽虽然很低,但它然很低,但它们们的特殊气味的特殊气味对对啤酒的啤酒的风风味影响很大味影响很大 其中硫化其中硫化氢氢、二甲基硫、二甲基硫对对啤酒啤酒风风味的影响最味的影响最大啤酒中的大啤酒中的挥发挥发性硫化性硫化氢氢大都是在大都是在发发酵酵过过程中程中形成的啤酒中的硫化形成的啤酒中的硫化氢应氢应控制在控制在0 0~~10μg/L10μg/L的范的范围围内;若啤酒中二甲基硫内;若啤酒中二甲基硫浓浓度超度超过过100μg/L100μg/L,啤酒,啤酒就会出就会出现现硫磺臭味。
硫磺臭味 83编辑ppt (七)其它(七)其它变变化化 1. 1.苦味物苦味物质质的的变变化化 在在发发酵酵过过程中,麦芽汁的含氧量越高,酵母程中,麦芽汁的含氧量越高,酵母的繁殖越旺盛,酵母表面以及泡盖中吸附的苦味的繁殖越旺盛,酵母表面以及泡盖中吸附的苦味物物质质就越多有就越多有30%30%~~40%40%的苦味物的苦味物质质在在发发酵酵过过程程中中损损失 2. 2.色度的色度的变变化化 啤酒的色度随着啤酒的色度随着发发酵液酵液pHpH下降,溶于麦芽汁下降,溶于麦芽汁中的色素物中的色素物质质被凝固析出,被凝固析出,单单宁与蛋白宁与蛋白质质的复合的复合物以及酒花物以及酒花树树脂等吸附于泡盖、冷凝固物或酵母脂等吸附于泡盖、冷凝固物或酵母细细胞表面,使啤酒的色度有所下降胞表面,使啤酒的色度有所下降 84编辑ppt 3.CO3.CO2 2的的变变化化 啤酒酵母在整个代啤酒酵母在整个代谢过谢过程中,将不断程中,将不断产产生生COCO2 2,,一部分以吸附、溶解和化合状一部分以吸附、溶解和化合状态态存在于酒液存在于酒液当中,另一部分当中,另一部分COCO2 2被回收或逸出罐外,最被回收或逸出罐外,最终终成成品啤酒的品啤酒的COCO2 2质质量分数量分数为为0.5%0.5%左右。
左右 4.pH4.pH值值的的变变化化 麦汁麦汁发发酵后,酵后,pHpH值值降低很快下面降低很快下面发发酵啤酒,酵啤酒,发发酵酵终终了了时时,,pHpH值值一般一般为为4.24.2~~4.44.4pHpH值值下降主下降主要是由于有机酸的形成,同要是由于有机酸的形成,同时时也由于磷酸也由于磷酸盐缓盐缓冲冲溶液的减少溶液的减少 85编辑ppt 四、影响四、影响发发酵的主要因素(酵的主要因素(补补充)充) (一)麦汁成分 麦汁成分(一)麦汁成分 麦汁成分组组成要适宜成要适宜αα- -氨基氨基N N含量含量应应达(达(180±20180±20))mg/Lmg/L;;还还原糖含量原糖含量应为应为9.59.5~~11.2g/100ml11.2g/100ml另外,可另外,可发发酵性糖与非酵性糖与非发发酵性糖比例、高中低分子的可溶性氮含量比例也酵性糖比例、高中低分子的可溶性氮含量比例也要有一定的要求。
不同要有一定的要求不同阶阶段的溶氧也要有一定的段的溶氧也要有一定的要求详细详细数据数据见见第四章第四章 麦汁制麦汁制备备))86编辑ppt (二)(二)发发酵温度酵温度 啤酒采取啤酒采取变变温温发发酵、低温酵、低温发发酵酵 低温低温发发酵的原因:防止和减少酵的原因:防止和减少污污染;代染;代谢谢副副产产物少;酒花香气苦味物少;酒花香气苦味损损失少;酵母自溶少失少;酵母自溶少 变变温温发发酵的原因:以适酵的原因:以适应应不同不同阶阶段的工段的工艺艺要求一般分一般分为为增殖增殖阶阶段、主酵段、主酵阶阶段、段、还还原双乙原双乙酰阶酰阶段、段、后酵后酵阶阶段 (三)罐(三)罐压压 罐 罐压压高,啤酒中溶解的二氧化高,啤酒中溶解的二氧化碳多,可抑制酵母的增殖,代碳多,可抑制酵母的增殖,代谢谢副副产产物形成少物形成少 (四)(四)pHpH 主酵 主酵阶阶段,一般控制在段,一般控制在pH5pH5~~6 6为为宜,以适宜,以适应应酵母酵母发发酵的需要。
酵的需要 (五)代(五)代谢产谢产物 代物 代谢产谢产物乙醇的逐物乙醇的逐渐积渐积累,累,会逐步抑制酵母的会逐步抑制酵母的发发酵作用87编辑ppt 第四第四节节 啤酒啤酒发发酵技酵技术术 一、立式一、立式圆圆筒体筒体锥锥底底发发酵罐酵罐发发酵技酵技术术 早在早在2020世世纪纪2020年代德国的工程年代德国的工程师师就就发发明了立明了立式式圆圆筒体筒体锥锥底密封底密封发发酵罐,但由于当酵罐,但由于当时时的生的生产规产规模小而末被引起重模小而末被引起重视视2020世世纪纪5050年代,二次大年代,二次大战战后各国后各国经济经济得到迅速得到迅速发发展,人展,人们纷纷们纷纷开始研究新开始研究新的啤酒的啤酒发发酵工酵工艺艺经过经过多年的改多年的改进进,大型的,大型的锥锥底底发发酵罐从室内走向室外酵罐从室内走向室外 我国从我国从2020世世纪纪7070年代中期开始采用年代中期开始采用这项这项技技术术。
由于露天由于露天圆圆筒体筒体锥锥底底发发酵罐的容酵罐的容积积大、占地少、大、占地少、设备设备利用率高、投利用率高、投资资省,而且便于自省,而且便于自动动控制,已控制,已被啤酒厂普遍采用被啤酒厂普遍采用88编辑ppt (一)立式(一)立式圆圆筒体筒体锥锥底底发发酵罐的酵罐的结结构构 立式立式圆圆筒体筒体锥锥底底发发酵罐酵罐为为耐耐压压容器,通常容器,通常由不由不锈钢锈钢材料制成,其材料制成,其结结构如构如图图所示罐身所示罐身为为圆圆筒体,其直径筒体,其直径D D与与圆圆筒体高度筒体高度H H之比一般之比一般为为1 1∶ ∶((5 5~~6 6)罐的上部)罐的上部为为椭圆椭圆形或碟形封形或碟形封头头,上,上部封部封头设头设有人孔、安全有人孔、安全阀阀、、压压力表,二氧化碳力表,二氧化碳排出口,排出口,CIPCIP清洗系清洗系统统入口等 下部罐底下部罐底为锥为锥形,形,锥锥角角为为6060~~80°80°,有利,有利于酵母的沉降与排除于酵母的沉降与排除1-顶盖 2-通道支架 3-人孔 4-视镜 5-真空阀 6-安全阀 7-自动清洗装置 8-罐身9-冷却夹套 10-冷媒出口 11-冷媒进口 12-温度计 13-采样阀 14-罐底15-压力表 16-二氧化碳出口 17-压缩空气、洗涤用水进口 18-麦汁进口、酵母和啤酒出口89编辑ppt 1. 1.机械洗机械洗涤涤装置装置 大型大型发发酵罐和酵罐和贮贮酒酒设备设备都都设设有机械洗有机械洗涤涤装置,装置,一般一般为为CIPCIP自自动动清洗系清洗系统统。
在罐内在罐内设设有有喷喷射或射或喷喷淋淋装置,其安装位置装置,其安装位置为喷为喷出的液体能最有力地射到出的液体能最有力地射到罐壁罐壁结结垢最垢最严严重的地方重的地方 90编辑ppt 2. 2.冷却装置冷却装置 圆圆筒部分一般采用筒部分一般采用2 2~~4 4段段夹夹套式冷却,有的套式冷却,有的圆锥圆锥部分也部分也设设有冷却有冷却夹夹套,目的是方便酵母的冷套,目的是方便酵母的冷却及沉淀排出却及沉淀排出 冷却冷却夹夹套的套的结结构有多种,如扣槽构有多种,如扣槽钢钢、扣角、扣角钢钢、、扣半扣半圆钢圆钢、冷却、冷却层层内内带导带导向板、罐外加液氨管、向板、罐外加液氨管、长长形薄形薄层层螺旋螺旋环环形冷却管等等,形冷却管等等,较为较为理想的是理想的是长长形薄形薄层层螺旋螺旋环环形冷却管冷媒可用液氨或乙二醇形冷却管冷媒可用液氨或乙二醇以及以及2020~~30%30%酒精水溶液酒精水溶液 91编辑ppt 3. 3.保温装置保温装置 罐体的保温材料可采用聚氨脂泡沫塑料、聚罐体的保温材料可采用聚氨脂泡沫塑料、聚苯乙苯乙烯烯泡沫塑料或膨泡沫塑料或膨胀胀珍珠岩珍珠岩矿矿棉等,厚度一般棉等,厚度一般为为100100~~200mm200mm。
外部加装保外部加装保护层护层,如,如镀锌镀锌板、薄板、薄铝铝板、不板、不锈钢锈钢板等 4. 4.自自动动控制控制设设施施 立式立式圆圆筒体筒体锥锥底底发发酵罐的容量大,罐身高,酵罐的容量大,罐身高,其温度、溶氧、工作其温度、溶氧、工作压压力及液位力及液位显显示等技示等技术术参数参数都可利用自都可利用自动动控制系控制系统统来控制92编辑ppt (二)立式(二)立式圆圆筒筒锥锥底底发发酵罐的安装酵罐的安装 1. 1.罐体罐体焊焊接后,罐内壁接后,罐内壁焊缝焊缝必必须须抛光至抛光至RaRa小小于于0.80.8,抛光方向必,抛光方向必须须与与CIPCIP自自动动清洗系清洗系统统水流方水流方向一致;向一致; 2. 2.设备设备安装后,罐内及安装后,罐内及夹夹套分套分别进别进行水行水压试压试验验,一般,一般为为2.94×105Pa2.94×105Pa;; 3. 3.冷媒冷媒进进口管口管应应装有装有压压力表和安全力表和安全阀阀,,进进口口冷媒的冷媒的压压力力应应小于小于1.96×105Pa1.96×105Pa。
排出管上排出管上应应装有装有止回止回阀阀如有几条如有几条进进出、口管,可分出、口管,可分别别集中于集中于总总管中管中输输送;送; 4. 4.对对于露天大罐,于露天大罐,现场现场加工后,必加工后,必须须安装于安装于固定的支座上,同固定的支座上,同时时考考虑虑防震、保温、抗防震、保温、抗风风等因等因素;素;93编辑ppt 5. 5. 罐体的罐体的圆圆筒体部分在室外,露天部分筒体部分在室外,露天部分应设应设置操作台,多置操作台,多为为两排形式,方便操作罐体的两排形式,方便操作罐体的锥锥部部应应置于室内,其酒液出口离地面高度以方便操置于室内,其酒液出口离地面高度以方便操作作为为宜 洗洗涤剂贮涤剂贮罐、甲罐、甲醛贮醛贮罐、各罐、各类泵类泵和自和自动动控制控制装置均安装于室内,室内地面及装置均安装于室内,室内地面及墙墙面面应应作一定的作一定的技技术处术处理,做到防腐、理,做到防腐、卫卫生a)室外露天部分 (b)室内锥底部分 94编辑ppt (三)立式(三)立式圆圆筒体筒体锥锥底底发发酵罐的操作要点酵罐的操作要点 1. 1.圆圆筒体筒体锥锥底底发发酵罐的容量酵罐的容量应应和糖化和糖化设备设备的的容量相容量相应应配合,通常配合,通常发发酵罐的容量酵罐的容量为为糖化麦芽汁糖化麦芽汁的的总总体体积积,再加上,再加上20%20%容量。
容量 麦汁从罐底麦汁从罐底进进罐罐,,满满罐罐时间为时间为1212~~15h15h满满罐罐时间过长时间过长,啤酒的双乙,啤酒的双乙酰产酰产生高峰期会拖生高峰期会拖长长,将,将会延会延长长整个生整个生产产周期 锥锥底罐的容量底罐的容量还还需与包装能力相适需与包装能力相适应应,最好,最好能将一罐酒当天包装完,以保能将一罐酒当天包装完,以保证证成品啤酒的成品啤酒的质质量95编辑ppt 2. 2.酵母的添加以分批添加酵母的添加以分批添加为为宜一次添加酵宜一次添加酵母,操作比母,操作比较较方便,方便,发发酵起酵起发发速度快,速度快,污污染机会染机会少但是一次添加酵母后,在以后几批麦汁加入少但是一次添加酵母后,在以后几批麦汁加入时时,酵母易移至上,酵母易移至上层层,形成上下,形成上下层层酵母不均匀的酵母不均匀的现现象 3. 3.为为了使了使滤滤酒酒时时罐底部的混酒不至于先排出,罐底部的混酒不至于先排出,锥锥底底设设一出酒短管,其一出酒短管,其长长度以高出混酒液面度以高出混酒液面为为宜,宜,滤滤酒酒时时使上部澄清良好的酒先排出。
最后才将底使上部澄清良好的酒先排出最后才将底部混酒由罐底出口引出,也有在罐体中部部混酒由罐底出口引出,也有在罐体中部设设酒液酒液排出管96编辑ppt 4. 4.如果采用一罐如果采用一罐发发酵法,酵法,酵母的回收酵母的回收一般分一般分为为三次三次进进行,第一次在主酵完成行,第一次在主酵完成时进时进行,第二次行,第二次在后在后发发酵降温之前酵降温之前进进行,第三次在行,第三次在滤滤酒前酒前进进行前两次回收的酵母前两次回收的酵母浓浓度高,可以度高,可以选选留部分作留部分作为为下下批接种用留用的酵母如不洗批接种用留用的酵母如不洗涤涤,可采用循,可采用循环泵环泵送或通送或通风风等等办办法排除酵母中的二氧化碳,使酵母法排除酵母中的二氧化碳,使酵母保持良好的生理状保持良好的生理状态态 5. 5.出酒出酒时时用脱氧水将用脱氧水将阀阀出口及管道充出口及管道充满满,以,以减少氧的吸入出酒后,减少氧的吸入出酒后,应应立即开启立即开启CIPCIP自自动动清洗清洗系系统统97编辑ppt (四)立式(四)立式圆圆筒体筒体锥锥底底发发酵罐的生酵罐的生产产工工艺艺 一罐法一罐法发发酵是指将酵是指将传统传统的主的主发发酵和后酵和后发发酵酵((贮贮酒)酒)阶阶段都是在一个段都是在一个发发酵内完成。
酵内完成这这种方法种方法操作操作简单简单,在啤酒的,在啤酒的发发酵酵过过程中不用倒罐,避免程中不用倒罐,避免了在了在发发酵酵过过程中接触氧气的可能,罐的清洗方便,程中接触氧气的可能,罐的清洗方便,消耗洗消耗洗涤涤水少,省水少,省时时、、节节能目前国内多数厂家能目前国内多数厂家都采用一罐法都采用一罐法发发酵工酵工艺艺 98编辑ppt 只介只介绍绍一罐法一罐法发发酵工酵工艺艺 一罐一罐发发酵法的酵法的发发酵工酵工艺艺条件各有差异,只条件各有差异,只讨讨论论工工艺艺中的一些共性中的一些共性问题问题 ((1 1)麦汁)麦汁进进罐方式罐方式 由于由于锥锥形罐的体形罐的体积较积较大,需要几批次的麦汁大,需要几批次的麦汁才能装才能装满满一罐,所以麦汁一罐,所以麦汁进进罐一般采用罐一般采用分批直接分批直接进进罐罐满满罐罐时间时间一般控制在一般控制在10~15h10~15h之内,不能超之内,不能超过过20h20h从罐底从罐底进进罐罐。
麦汁麦汁进进入入发发酵罐后,由于酵母开始繁殖会酵罐后,由于酵母开始繁殖会产产生一定的生一定的热热量,使罐温升高,所以麦汁的冷却温量,使罐温升高,所以麦汁的冷却温度度应应先低后高,最后达到工先低后高,最后达到工艺艺要求的要求的满满罐温度通常是将通常是将麦汁的麦汁的满满罐温度控制在比主罐温度控制在比主发发酵温度低酵温度低2℃2℃左右左右 99编辑ppt ((2 2)酵母添加)酵母添加 为为提高回收酵母的活性、防止酵母快速衰老、提高回收酵母的活性、防止酵母快速衰老、降低酵母死亡率、增加酵母使用代数等,酵母的降低酵母死亡率、增加酵母使用代数等,酵母的接种量通常控制在接种量通常控制在满满罐后酵母罐后酵母细细胞数(胞数(1010~~1515))×10×106 6个个/mL/mL ((3 3)通)通风风供氧供氧 麦汁中麦汁中正常的溶解氧正常的溶解氧浓浓度度为为8mg/L8mg/L左右。
在左右在麦汁分批次加入麦汁分批次加入发发酵罐酵罐过过程中,前两批麦汁正常程中,前两批麦汁正常通通风风,以后几批可以采取少通,以后几批可以采取少通风风或不通或不通风风 100编辑ppt ((4 4))发发酵温度的酵温度的调节调节与控制与控制 锥锥形罐啤酒形罐啤酒发发酵酵过过程中温度的程中温度的调节调节与控制是与控制是非常重要的一个非常重要的一个环节环节 根据根据发发酵酵过过程中温度控制的不同,可将程中温度控制的不同,可将发发酵酵过过程分程分为为主主发发酵期、双乙酵期、双乙酰还酰还原期、降温期和原期、降温期和贮贮酒期酒期四个四个阶阶段101编辑ppt ①①主主发发酵期酵期 麦汁麦汁满满罐并添加酵母后,酵母开始大量繁殖,罐并添加酵母后,酵母开始大量繁殖,当繁殖达到一定程度后开始当繁殖达到一定程度后开始发发酵随着降糖速度酵随着降糖速度的不断加快,的不断加快,发发酵酵趋趋于旺盛,于旺盛,产热产热量增大,温度量增大,温度随之升高,随之升高,α-α-乙乙酰酰乳酸向双乙乳酸向双乙酰转酰转化速度加快。
化速度加快 此此阶阶段段发发酵旺盛,酵旺盛,产产生大量的生大量的COCO2 2,并在罐,并在罐体内形成体内形成浓浓度梯度刚刚开始在开始在锥锥形罐下部的酵母形罐下部的酵母浓浓度高,酵母起度高,酵母起发发速度快,因而下部的速度快,因而下部的COCO2 2浓浓度度高于中上部,而下部高于中上部,而下部发发酵液密度低于中上部,造酵液密度低于中上部,造成成发发酵液由下向上形成酵液由下向上形成强强烈烈对对流流 随着随着发发酵液酵液对对流速度加快,升温也快,所以流速度加快,升温也快,所以这这一一阶阶段段应应开启上段冷却开启上段冷却带带,关,关闭闭中、下冷却中、下冷却带带,,既控制既控制发发酵酵产产生的生的热热量,又保量,又保证证旺盛旺盛发发酵102编辑ppt ②②双乙双乙酰还酰还原期原期 各个啤酒厂的糖度各个啤酒厂的糖度规规定定值值各不相同,一般在各不相同,一般在达到达到发发酵度的酵度的90%90%时时的糖度开始的糖度开始还还原双乙原双乙酰酰。
双乙双乙酰还酰还原期的温度控制大致可分原期的温度控制大致可分为为三种三种:: 第一种是低于主第一种是低于主发发酵温度酵温度2 2~~3℃3℃还还原,原,这这种种方法的方法的还还原原时间较长时间较长,一般,一般为为7 7~~1010天,酵母不容天,酵母不容易自溶和死亡,啤酒口味易自溶和死亡,啤酒口味较较好;好; 第二种是与主第二种是与主发发酵相同温度酵相同温度还还原,原,这这种方法种方法实际实际上是不分主上是不分主发发酵和后酵和后发发酵,酵,还还原原时间较时间较短;短; 第三种是目前第三种是目前常用常用的高于主的高于主发发酵温度酵温度2 2~~4℃4℃还还原,原,还还原期可原期可缩缩短至短至2 2~~4 4天采用这这种种较较高温高温还还原原的方法,就是当的方法,就是当发发酵液糖度降至酵液糖度降至规规定定值时值时,,关关闭闭冷却,使冷却,使发发酵液温度自然升至酵液温度自然升至12℃12℃,同,同时备时备压压0.12MPa0.12MPa,,进进入双乙入双乙酰还酰还原期。
原期103编辑ppt ③③降温期降温期 随着糖度随着糖度继续继续降低,双乙降低,双乙酰还酰还原至原至约约0.1mg/L0.1mg/L以下以下时时,开始以,开始以0.20.2~~0.3℃/h0.3℃/h的速度将的速度将发发酵液的温度降至酵液的温度降至4℃4℃左右(有的直接降温至左右(有的直接降温至0℃0℃) 在降温期在降温期间间,降温速度一定要,降温速度一定要缓缓慢、均匀,慢、均匀,防止防止结结冰,宁可控制降温冰,宁可控制降温时间长时间长一些,也不可将一些,也不可将冷媒温度降得太低或降温太快冷媒温度降得太低或降温太快104编辑ppt ④④贮贮酒期酒期 贮贮酒期包括温度由酒期包括温度由4℃4℃降至降至0℃0℃以及以及-1-1~~0℃0℃的的保温保温阶阶段贮贮酒的目的酒的目的是是为为了澄清酒液、了澄清酒液、饱饱和二和二氧化碳、改善啤酒的非生物氧化碳、改善啤酒的非生物稳稳定性,以改善啤酒定性,以改善啤酒的的风风味。
味 这这一一阶阶段必段必须须有效地控制低温,逐步使有效地控制低温,逐步使罐的罐的边缘边缘与中心、上部与下部温度与中心、上部与下部温度趋趋于一致于一致,,这样这样才才有利于酒液的澄清和成熟,有利于酵母和有利于酒液的澄清和成熟,有利于酵母和杂质杂质的的沉降 操作操作时时,此,此阶阶段温度控制需打开上、中、下段温度控制需打开上、中、下层层冷却冷却夹夹套套阀门阀门,保持三段酒液温度平,保持三段酒液温度平稳稳,避免,避免温差温差变变化化产产生酒液生酒液对对流,而使已沉淀的酵母、凝流,而使已沉淀的酵母、凝固物等又重新固物等又重新悬悬浮并溶解于酒液中,造成浮并溶解于酒液中,造成过滤过滤困困难难这这一一阶阶段温度宜低不宜高,段温度宜低不宜高,严严防温度忽高忽防温度忽高忽低低剧剧烈烈变变化105编辑ppt (5)(5)酵母的回收及排放酵母的回收及排放 通常在双乙通常在双乙酰还酰还原原结结束后,束后,发发酵液温度降至酵液温度降至4℃4℃左右左右时时回收酵母。
回收酵母为为保保证证充足的回收充足的回收时间时间,在,在进进行工行工艺艺控制控制时时一般在一般在4℃4℃左右保持左右保持48h48h以利于酵以利于酵母的沉降与回收母的沉降与回收 进进入降温期后的能重新利用的酵母泥也要及入降温期后的能重新利用的酵母泥也要及时时回收因为为此此时时酵母大量沉酵母大量沉积积于于锥锥底,会底,会给给温温度控制度控制带带来不便另外,酵母沉入来不便另外,酵母沉入锥锥底的底的时间过时间过长长,在,在贮贮酒酒时时的高的高压压下,易引起酵母自溶或死亡,下,易引起酵母自溶或死亡,从而会影响成品酒的从而会影响成品酒的风风味106编辑ppt 酵母的酵母的回收方式回收方式:有的将可回收的酵母:有的将可回收的酵母专门专门贮贮存在低温无菌水中,并控制温度不超存在低温无菌水中,并控制温度不超过过2℃2℃使用用时时,,经过计经过计量装置后排出使用;有的将待排的量装置后排出使用;有的将待排的酵母直接从酵母直接从发发酵罐中排入酵母添加器后再酵罐中排入酵母添加器后再压压入麦入麦汁中,汁中,进进行下一批的行下一批的发发酵。
酵 在酵母回收在酵母回收时时,,应对应对回收的酵母定期回收的酵母定期进进行性行性能能测测定及生理生化定及生理生化检验检验107编辑ppt (6) (6)发发酵酵压压力控制力控制 除除发发酵温度外,酵温度外,压压力也是重要的工力也是重要的工艺艺参数,参数,因因为为控制好罐控制好罐压压能使双乙能使双乙酰酰在在发发酵期内得到有效酵期内得到有效的的还还原压压力高力高虽虽然制然制约约了酵母繁殖与了酵母繁殖与发发酵速度,酵速度,但却有利于双乙但却有利于双乙酰酰的的还还原,而且能明原,而且能明显显抑制乙酸抑制乙酸乙乙酯酯、异戊醇等口味、异戊醇等口味阕值较阕值较底的底的发发酵副酵副产产物的生物的生成 生生产产中中压压力控制的具体操作方法如下:力控制的具体操作方法如下:108编辑ppt ①①主主发发酵前期酵前期由于双乙由于双乙酰酰已已经经开始生成,因开始生成,因此在开始此在开始阶阶段段产产生的二氧化碳和不良的生的二氧化碳和不良的挥发挥发性物性物质应质应及及时时排除,排除,这时这时采取的采取的微微压压(<(<0.010.01~~0.02MPa0.02MPa))。
待外待外观发观发酵度酵度为为3030%左右,即酵母第%左右,即酵母第一次出芽已全部一次出芽已全部长长成成时时才开始封罐升才开始封罐升压压 ②②当外当外观发观发酵度酵度为为6060%左右%左右时时,酵母第二次,酵母第二次出芽出芽长长成,成,发发酵开始酵开始进进入最旺盛入最旺盛阶阶段,此段,此时应时应将将罐罐压压升到最大升到最大值值由于罐耐由于罐耐压压强强和和实际实际需要,罐需要,罐压压的最大的最大值值一般控制在一般控制在0.070.07~~0.08MPa0.08MPa在发发酵最酵最旺盛旺盛阶阶段段应稳应稳定罐定罐压压不不变变,以使大量的,以使大量的双乙双乙酰酰被被还还原原另外,较较高的罐高的罐压还压还有利于二氧化碳的有利于二氧化碳的饱饱和 ③③主主发发酵后期,双乙酵后期,双乙酰酰的的还还原基本原基本结结束,所束,所以以压压力力应缓应缓慢下降慢下降,直到完成直到完成这样这样可以防止可以防止较较大的罐大的罐压压造成酵母造成酵母细细胞内含物的大量渗出及胞内含物的大量渗出及对对酵酵母母细细胞的胞的压压差差损伤损伤。
109编辑ppt (五)立式(五)立式圆圆筒体筒体锥锥底底发发酵罐的特点酵罐的特点 1. 1. 立式立式圆圆筒体筒体锥锥底底发发酵罐的酵罐的优优点点 ((1 1))为为密密闭发闭发酵罐,可作酵罐,可作发发酵罐用,也可酵罐用,也可做做贮贮酒罐用 ((2 2))结结构上方便酵母的回收构上方便酵母的回收 ((3 3)易形成)易形成对对流,方便流,方便COCO2 2洗洗涤涤,有利于除,有利于除去啤酒的生青味,加速啤酒的成熟去啤酒的生青味,加速啤酒的成熟 ((4 4)由于具)由于具备备采用加采用加压压、升温等操作,生、升温等操作,生产产操作灵活操作灵活 110编辑ppt ((5 5)有冷却)有冷却夹夹套装置,容易控制套装置,容易控制发发酵温度。
酵温度 ((6 6)便于)便于实现实现自自动动控制,符合控制,符合现现代工代工业业要求 ((7 7))灭灭菌菌较彻较彻底,底,杂杂菌菌污污染机会少,有利于染机会少,有利于无菌操作无菌操作 ((8 8)提高酒花有用成份的利用率,减少酒花)提高酒花有用成份的利用率,减少酒花的用量 ((9 9)由于大型化,有利于啤酒)由于大型化,有利于啤酒质质量均一化;量均一化; ((1010))发发酵罐数容量大,罐数减少,酵罐数容量大,罐数减少,总总体上降体上降低低设备设备的投的投资资111编辑ppt2. 2.立式立式圆圆筒体筒体锥锥底底发发酵罐的缺点及改酵罐的缺点及改进进措施措施缺点缺点改改进进措施措施①①液柱高,液柱高,发发酵后期,酵后期,COCO2 2在酒内形在酒内形成成浓浓度梯度,液面和底部酒液度梯度,液面和底部酒液COCO2 2浓浓度相差大度相差大尽量控制罐的高度;酒温降至尽量控制罐的高度;酒温降至3℃3℃左左右右时时,,轻轻微冲微冲COCO2 2,恢复酒液,恢复酒液对对流,可流,可缩缩小小COCO2 2浓浓度梯度度梯度②②罐体高,酵母不易很快沉降,酒罐体高,酵母不易很快沉降,酒液澄清液澄清较较慢慢选择选择凝集性适中的酵母,加凝集性适中的酵母,加强强啤酒啤酒过滤过滤③③罐体高,受酒液静罐体高,受酒液静压压影响,酵母影响,酵母容易衰退、死亡自溶容易衰退、死亡自溶选选用耐用耐压压酵母;控制酵母使用代数,酵母;控制酵母使用代数,一般一般4 4~~5 5代代④④主主发发酵,特酵,特别别是高温是高温发发酵酵时时,因,因产产生大量泡沫,罐的有效容生大量泡沫,罐的有效容积积稍稍低;低;单单罐罐发发酵作酵作为贮为贮酒罐用酒罐用时时,,因因为为嫩啤酒的容量少,罐容嫩啤酒的容量少,罐容积积的的利用不利用不够够合理合理在多批麦汁在多批麦汁满满罐罐时时,最后,最后1 1~~2 2批麦批麦汁可不通汁可不通风风,减少泡沫;,减少泡沫;贮贮酒酒时时的空容,可通的空容,可通过过添加高泡酒,或添加高泡酒,或利用其他罐的酒液,填利用其他罐的酒液,填补补解决解决⑤⑤一次性投一次性投资资、造价相、造价相应应高一些高一些生生产费产费用用较较低,可以抵低,可以抵偿这偿这方面的方面的不足不足112编辑ppt (六)一些常(六)一些常见见的的发发酵方式及工酵方式及工艺艺((补补充)充) 1. 1.低温低温发发酵酵- -低温后熟低温后熟 接种温度接种温度6~76~7℃,℃,发发酵最高温度酵最高温度为为9℃9℃。
边发边发酵酵, ,边进边进行双乙行双乙酰还酰还原原, ,直至双乙直至双乙酰酰降至降至规规定的要求定的要求达到最达到最终发终发酵度酵度时时, ,排放酵母降温至排放酵母降温至-1℃-1℃,,贮贮酒酒保持保持7 7~~1010天贮贮酒中,排放酒中,排放1 1次酵母,次酵母,进进行行强强烈烈的的COCO2 2洗洗涤涤,保持罐内酒液上下温度基本一致保持罐内酒液上下温度基本一致113编辑ppt 2. 2.低温低温发发酵酵- -高温后熟高温后熟 6 6℃℃麦汁麦汁进进罐,罐,8 8~~9℃9℃进进行主行主发发酵,酵,发发酵度达酵度达50%50%左右左右时时,升温至,升温至1212~~13℃13℃进进入双乙入双乙酰还酰还原的后原的后熟熟阶阶段双乙酰还酰还原至原至规规定要求后降温定要求后降温-1℃-1℃进进行行贮贮酒114编辑ppt3. 3.高温高温发发酵酵- -高温后熟高温后熟115编辑ppt 作业见教材116编辑ppt传统传统啤酒下面啤酒下面发发酵的工酵的工艺艺特点特点(1)主发酵温度比较低,发酵进程缓慢,发酵代谢副产物较少;(2)主发酵结束时,大部分酵母沉降在发酵容器底部;(3)后发酵和贮酒期较长,酒液澄清良好,二氧化碳饱和稳定,酒的泡沫细微,风味柔和,保存期较长。
117编辑ppt(一)、主(一)、主发发酵酵 (以敞口(以敞口12%麦汁%麦汁发发酵酵为为例)例) 1.一般工一般工艺过艺过程程((1 1) 麦汁冷却至接种温度() 麦汁冷却至接种温度(6℃6℃左右),流入增殖槽,左右),流入增殖槽,将所需的酵母量(将所需的酵母量(为为麦汁量的麦汁量的0 0..5 5%(体%(体积积分数)左分数)左右)加入,混合均匀通入无菌空气,使溶解氧含量右)加入,混合均匀通入无菌空气,使溶解氧含量在在8mg/L8mg/L左右2 2) 酵母) 酵母经经繁殖繁殖20h20h左右,待麦汁表面形成一左右,待麦汁表面形成一层层泡泡沫沫时时,将增殖槽中的麦汁,将增殖槽中的麦汁泵泵入入发发酵槽内,酵槽内,进进行行厌厌氧氧发发酵3 3) ) 发发酵酵2 2~~3 3天左右,温度升至天左右,温度升至发发酵的最高温度,酵的最高温度,进进行冷却,先行冷却,先维维持最高温度持最高温度2 2~~3 3天以后控制天以后控制发发酵温酵温度逐步回落,主酵度逐步回落,主酵结结束束时时,,发发酵液温度控制在酵液温度控制在4.04.0~~4.5℃4.5℃4 4) 主) 主发发酵最后一天急酵最后一天急剧剧冷却,使大部分酵母沉冷却,使大部分酵母沉降槽底,然后将降槽底,然后将发发酵液送至酵液送至贮贮酒罐酒罐进进行后行后发发酵。
酵118编辑ppt2.主主发发酵酵过过程的程的现现象和要求象和要求 ①①酵母繁殖期 麦芽汁添加酵母酵母繁殖期 麦芽汁添加酵母8 8~~16h16h以后,液面上出以后,液面上出现现二氧化碳小气泡,逐二氧化碳小气泡,逐渐渐形成白色、乳脂状的泡沫,酵母繁殖形成白色、乳脂状的泡沫,酵母繁殖20 h20 h以后立即以后立即进进入主入主发发酵池,与增殖酵池,与增殖槽底部沉淀的槽底部沉淀的杂质杂质分离②②起泡期 入主起泡期 入主发发酵池酵池4 4~~5h5h后,在麦汁表面逐后,在麦汁表面逐渐渐出出现现更多的泡沫,由四周更多的泡沫,由四周渐渐渐渐向中向中间扩间扩散,泡沫散,泡沫洁洁白白细腻细腻,厚而,厚而紧紧密,如花菜状,密,如花菜状,发发酵液中有二氧化酵液中有二氧化碳小气泡上涌,并将一些析出物碳小气泡上涌,并将一些析出物带带至液面此至液面此时发时发酵液温度每天上升酵液温度每天上升0.50.5~~0.8℃0.8℃,每天降糖,每天降糖0.30.3~~0.5ºP0.5ºP,,维维持持时间时间1 1~~2 2天,不需人工降温天,不需人工降温③③高泡期 高泡期 发发酵后酵后2 2~~3 3天,泡沫增高,形成隆起,高达天,泡沫增高,形成隆起,高达2525~~30cm30cm,并因,并因发发酵酵液内酒花液内酒花树树脂和蛋白脂和蛋白质质- -单单宁复合物开始析出而逐宁复合物开始析出而逐渐变为渐变为棕黄色,此棕黄色,此时为发时为发酵酵旺盛期,需要人工降温,但是不能太旺盛期,需要人工降温,但是不能太剧剧烈,以免酵母烈,以免酵母过过早沉淀,影响早沉淀,影响发发酵。
酵高泡期一般高泡期一般维维持持2 2~~3 3天每天降糖天每天降糖1.5ºP1.5ºP左右④④落泡期 落泡期 发发酵酵5 5天以后,天以后,发发酵力逐酵力逐渐渐减弱,二氧化碳气泡减少,泡沫回减弱,二氧化碳气泡减少,泡沫回缩缩,,酒内析出物增加,泡沫酒内析出物增加,泡沫变为变为棕褐色此棕褐色此时应时应控制液温每天下降控制液温每天下降0.5℃0.5℃左右,每左右,每天降糖天降糖0.50.5~~0.8ºP0.8ºP,落泡期,落泡期维维持持2 2天左右⑤⑤泡盖形成期 泡盖形成期 发发酵酵7 7~~8 8天后,泡沫回天后,泡沫回缩缩,形成泡盖,,形成泡盖,应应即即时时撇去泡盖,以撇去泡盖,以防沉入防沉入发发酵液内此酵液内此时应时应大幅度降温,使酵母沉淀此大幅度降温,使酵母沉淀此阶阶段可段可发发酵性糖已大酵性糖已大部分分解,每天降糖部分分解,每天降糖0.20.2~~0.4ºP0.4ºP119编辑ppt3.主主发发酵酵技技术术条条件件 120编辑ppt(二)后(二)后发发酵酵 n n主发酵结束后的发酵液称嫩啤酒n n后发酵的目的: 残糖继续发酵; 促进啤酒风味成熟; 增加CO2的溶解量; 促进啤酒的澄清。
121编辑ppt后后发发酵的工酵的工艺艺要求和操作要求和操作n n1.下酒 将嫩啤酒输送到贮酒罐的操作称下酒多用下面下酒法贮酒罐可一次装满,也可分2、3次装满如是分装,应在1~3天内装满入罐后,液面上应留出10~15cm空距,有利于排除液面上的空气,尽量减少与氧的接触如果嫩啤酒含糖过低,不足以进行后发酵,可添加发酵度为20%的起泡酒,促进发酵122编辑ppt后后发发酵的工酵的工艺艺要求和操作要求和操作n n2.密封升压 下酒满桶后,正常情况下敞口发酵2~3天,以排除啤酒中的生青味物质以后封罐,罐内二氧化碳气压逐步上升,压力达到50~80kPa时保压,让酒中的二氧化碳逐步饱和123编辑ppt后后发发酵的工酵的工艺艺要求和操作要求和操作n n3.温度控制 后发酵多控制先高后低的贮酒温度前期控制3~5℃,而后逐步降温至-1~1℃,降温速度视啤酒的不同类型而定有些新工艺,前期温度控制范围很大(3~13℃),以保持一定的高温尽快还原双乙酰,促进啤酒成熟 后发酵室温度的控制:前期3~5℃,后期1~10℃一般控制在2~3℃较容易实现 124编辑ppt4.后后发发酵酵时间时间 淡色啤酒一般贮酒时间较长,浓色啤酒贮酒时间较短;原麦汁浓度高的啤酒较浓度低的啤酒贮酒期长;低温贮酒较高温贮酒的贮酒时间长。
125编辑ppt5.贮贮酒期的控制酒期的控制n n酒龄:从封罐开始到酒成熟的天数传统:60~90d,改进后缩短15~30dn n影响因素:酒的成熟度、保质期、酵母、贮酒罐的特点等126编辑ppt6.后后处处理理 ————后酵和后酵和贮贮酒期酒期间间采取的工采取的工艺艺措施可添加一些措施可添加一些添加添加剂剂等操作,以达到改善啤酒等操作,以达到改善啤酒质质量、加速啤酒成熟量、加速啤酒成熟的目的⑴⑴高温双乙高温双乙酰还酰还原后快速冷却法原后快速冷却法⑵⑵单单宁、蛋白宁、蛋白质质澄清法澄清法⑶⑶酶酶制制剂剂法:蛋白法:蛋白酶酶、果胶、果胶酶酶、葡聚糖、葡聚糖酶酶等等⑷⑷吸附多酚法:聚吸附多酚法:聚酰酰胺胺树树脂、聚乙脂、聚乙烯烯吡咯吡咯烷酮烷酮等等⑸⑸还还原原剂剂法:法:VCVC、、SO2SO2类类物物质质⑹⑹人工充人工充CO2CO2⑺⑺添加酒花油、异添加酒花油、异α α酸法酸法⑻⑻添加添加Zn2Zn2+、低聚糖、藻酸+、低聚糖、藻酸酯酯法等其他方法:后酵的其他方法:后酵的CO2CO2洗洗涤涤法、后法、后发发酵循酵循环环冷冷处处理法理法等127编辑ppt二、啤酒大型二、啤酒大型发发酵罐酵罐发发酵酵(一)(一)圆圆柱柱锥锥底底发发酵罐酵罐1. 1. 特点特点(1)(1)底部底部为锥为锥形,便于生形,便于生产过产过程中随程中随时时排放沉集于罐底的酵排放沉集于罐底的酵母。
母2)(2)罐身罐身设设有冷却装置,便于有冷却装置,便于发发酵温度的控制罐体外酵温度的控制罐体外设设有有保温装置,可将罐体置于室外,减少建筑投保温装置,可将罐体置于室外,减少建筑投资资,,节节省占地省占地面面积积 (3)(3)采用密采用密闭发闭发酵,便于酵,便于C02C02洗洗涤涤和和C02C02回收;既可做回收;既可做发发酵罐,酵罐,也可做也可做贮贮酒罐 (4)(4)罐内罐内发发酵液由于液体高度而酵液由于液体高度而产产生生C02C02梯度,并通梯度,并通过过冷却冷却方位的控制,可使方位的控制,可使发发酵液酵液进进行自然行自然对对流,罐体越高流,罐体越高对对流越流越强强有利于酵母有利于酵母发发酵能力的提高和酵能力的提高和发发酵周期的酵周期的缩缩短5)(5)发发酵罐可采用酵罐可采用仪仪表或微机控制,操作、管理方便可采表或微机控制,操作、管理方便可采用用CIPCIP自自动动清洗系清洗系统统,清洗方便清洗方便6)(6)设备设备容量大,国内采用的罐容一般容量大,国内采用的罐容一般为为100100~~600m3600m3圆圆柱柱锥锥底底发发酵罐的示意酵罐的示意图见图图见图5-45-4。
128编辑ppt圆圆柱柱锥锥底底发发酵罐酵罐129编辑ppt⑵基本结构 ①锥顶锥顶::CO2、、CIP管道,防真空管道,防真空阀阀、、过压过压阀阀、、压压力力传传感器等感器等②罐体:冷却装置和保温罐体:冷却装置和保温层层、、测测温和温和测压测压元件等元件等③锥锥底:冷却底:冷却层层、、进进出管道、出管道、阀门阀门、、视镜视镜、、测测温和温和测压测压的的传传感器等130编辑ppt⑶主要结构参数①径高比:径高比:圆圆筒部分:筒部分:1∶ ∶((1~~4););②罐容量:有效体罐容量:有效体积积::80%③锥锥角:角:60~~90℃,一般,一般60~~75℃④冷却冷却夹夹套与冷却面套与冷却面积积: 二次冷媒冷: 二次冷媒冷却啤酒冰点:却啤酒冰点:-2.7~~-2.0℃,冷媒温度:,冷媒温度:-3℃左右冷媒:左右冷媒:20~~30%酒精水或酒精水或20%的的丙二醇水冷却面丙二醇水冷却面积积:不:不锈钢锈钢0.35~~0.40m2/m3,碳,碳钢钢::0.50~~0.62 m2/m3.131编辑ppt结构参数⑤⑤隔隔隔隔热层热层热层热层与防与防与防与防护层护层护层护层: :隔隔隔隔热层热层热层热层:聚:聚:聚:聚酰酰酰酰胺胺胺胺树树树树脂、自熄式聚苯乙脂、自熄式聚苯乙脂、自熄式聚苯乙脂、自熄式聚苯乙烯烯烯烯塑料、聚塑料、聚塑料、聚塑料、聚氨基甲酸乙氨基甲酸乙氨基甲酸乙氨基甲酸乙酯酯酯酯、膨、膨、膨、膨胀胀胀胀珍珠岩粉、珍珠岩粉、珍珠岩粉、珍珠岩粉、矿矿矿矿渣棉等。
厚度渣棉等厚度渣棉等厚度渣棉等厚度150150~~~~200mm200mm防防防防护层护层护层护层::::铝铝铝铝合金、合金、合金、合金、马马马马口口口口铁铁铁铁::::0.70.7~~~~1.5mm1.5mm;不;不;不;不锈钢锈钢锈钢锈钢::::0.50.5~~~~0.7mm0.7mm瓦楞板等瓦楞板等瓦楞板等瓦楞板等⑥⑥罐罐罐罐压压压压:安全:安全:安全:安全阀阀阀阀与真空与真空与真空与真空阀阀阀阀的作用下酒的作用下酒的作用下酒的作用下酒时时时时注意背注意背注意背注意背压压压压⑦⑦罐数: 罐数=罐数: 罐数=罐数: 罐数=罐数: 罐数=发发发发酵周期酵周期酵周期酵周期× ×每天糖化次每天糖化次每天糖化次每天糖化次数数数数÷ ÷罐容麦汁的批次数+罐容麦汁的批次数+罐容麦汁的批次数+罐容麦汁的批次数+3 3132编辑ppt((4)工)工艺艺参数及要求 参数及要求 ①周期:12~24d与产品类型、质量要求、酵母性能、接种量、发酵温度、季节等有关②接种量:与酵母性能、代数、衰老情况、产品类型等有关发酵开始:(10~20)×106个/ml;旺盛时:(6~7)×107个/ml;排放酵母后:(6~8)×106个/ml;贮酒时:(1.5~3.5)×106个/ml。
③发酵最高温度和双乙酰还原温度:低温发酵:8℃;中温发酵:10~12℃;高温发酵:15~18℃我国一般:9~12℃还原温度:≥发酵温度133编辑ppt工工艺艺参数参数④罐压:最高0.07~0.08Mpa最高罐压=最高温度÷100(MPa) CO2(%,质量分数)=0.298+0.04×罐压-0.008×品温⑤满罐时间:12~24h,最好<20h⑥真实发酵度:低发酵度:48~56%;中发酵度:59~63%;高发酵度:≥65%;超高发酵度(干啤酒)≥75%134编辑ppt工工艺艺要求要求 ①注意原料的注意原料的质质量和糖化效果:每批次量和糖化效果:每批次组组成成应应均匀②罐容与麦汁量相适罐容与麦汁量相适应应;最好;最好16h内内满满罐③麦汁温度有序麦汁温度有序④麦汁溶氧适度:麦汁溶氧适度:≥8ppM⑤发发酵温控酵温控稳稳定定⑥尽量回收尽量回收CO2并并综综合利用合利用⑦注意罐的清洗:注意罐的清洗:喷喷洗洗压压力力0.39~~0.49MPa135编辑ppt一罐法一罐法发发酵工酵工艺艺 ((1 1)酵母添加)酵母添加 分次追加 分次追加满满罐满满罐罐时间时间一般一般为为1212~~24h24h,最好在,最好在20h20h以内。
酵母接种量要比以内酵母接种量要比传统发传统发酵法大些,接种温度一般控酵法大些,接种温度一般控制在制在满满罐罐时较拟时较拟定的主定的主发发酵温度低酵温度低2 2~~3℃3℃一般边边加麦汁加麦汁边边加酵母2 2)通)通风风供氧供氧 冷麦汁溶解氧的控制可根据酵母添加量和酵母繁殖情 冷麦汁溶解氧的控制可根据酵母添加量和酵母繁殖情况而定,一般要求混合冷麦汁溶解氧不低于况而定,一般要求混合冷麦汁溶解氧不低于8mg8mg//L L即可3 3)主)主发发酵温度酵温度 各厂采用的主 各厂采用的主发发酵温度是不一酵温度是不一样样的多数厂采用低温的多数厂采用低温((6 6~~7℃7℃)接种,前低温()接种,前低温(9 9~~10℃10℃)后升温()后升温(1212~~13℃13℃)的)的发发酵工酵工艺艺,主要是,主要是为为了既不形成了既不形成过过多的代多的代谢产谢产物,物,又有利于加速双乙又有利于加速双乙酰酰的的还还原为为了加速了加速发发酵,酵,缩缩短酒短酒龄龄,,国国际际上有提高上有提高发发酵温度的酵温度的倾倾向 136编辑ppt((4 4)双乙)双乙酰还酰还原原 双乙 双乙酰还酰还原是啤酒成熟和原是啤酒成熟和缩缩短酒短酒龄龄的关的关键键。
酵母酵母在接近完成主酵在接近完成主酵时时提高提高发发酵温度一段酵温度一段时间时间,不会影响,不会影响啤酒正常啤酒正常风风味物味物质质的含量,而有利于双乙的含量,而有利于双乙酰酰的的还还原 双乙 双乙酰还酰还原温度一般控制在原温度一般控制在1010~~14℃14℃左右,使左右,使连连二二酮浓酮浓度降至度降至0.08mg0.08mg//L L以下以下时时,即开始降温即开始降温5 5)冷却降温)冷却降温 当双乙 当双乙酰还酰还原到要求指原到要求指标时标时,酒液开始冷却降温酒液开始冷却降温降至降至5 5~~6℃6℃时时,保持,保持2424~~48h48h,减,减压压回收酵母最后回收酵母最后再降温至再降温至0 0~~-1℃-1℃,,贮贮酒酒7 7~~1414天 回收的酵母如可作 回收的酵母如可作为为下一次下一次发发酵用的种子,酵用的种子,则则需需进进行行处处理回收酵母吸附了理回收酵母吸附了较较多的苦味物多的苦味物质质、、单单宁、宁、色素等,回收后色素等,回收后应应通入无菌空气,以排除酵母泥中的通入无菌空气,以排除酵母泥中的CO2CO2,再以无菌水洗,再以无菌水洗涤涤数次。
回收酵母在低温无菌水数次回收酵母在低温无菌水中,只能保存中,只能保存2 2~~3 3天也可在天也可在2 2~~4℃4℃下低温下低温缓缓慢慢发发酵,酵,以保存酵母以保存酵母137编辑ppt(6)罐压控制 发酵开始,采用无压发酵;二氧化碳回收时,采用微压(0.01~0.02 MPa);至发酵后期,外观发酵度达70%以上时,封罐,逐渐升压至0.07~0.08 MPa,减少由于升温所造成的代谢副产物过多的现象,有利于双乙酰的还原,并使二氧化碳逐渐饱和酒内 138编辑ppt一罐法一罐法发发酵工酵工艺艺曲曲线线 139编辑ppt((5)酵母的回收)酵母的回收 特点特点::n n①降温至降温至6~~7℃后可随后可随时时排放酵母排放酵母n n②回收方式:酵母回收回收方式:酵母回收泵泵和和计计量装置、加量装置、加压压与充氧装置与充氧装置n n③贮贮存方式:不洗存方式:不洗涤涤,,贮贮存温度易存温度易调节调节 140编辑ppt酵母的回收酵母的回收n n回收回收过过程程: 降温至6~7℃→锥底阀酒精灭菌→85℃热水30min、0.25%消毒液10min→排放→清水冲洗5min→85℃热水灭菌20min。
定期85℃NaOH洗涤20minn n回收要点回收要点: ①注意备压和贮存温度(2~4℃)及时间(<3d ) ②及时除杂:2~3倍速0.5~2.0℃无菌水洗,并80~100目筛杂2~2.5次/天 ③酸洗:5%调pH2.2~2.5搅匀后静置≥3h,去上层用 酵母使用次数:2~4代要求:死亡率≤5%,>10%不可使用141编辑ppt((6)罐的清洗与消毒)罐的清洗与消毒⑴⑴微生物的控制微生物的控制污污染途径染途径: 麦汁冷却、输送管道、阀门、接种、发酵空罐等检验检验:: 洗涤残水细菌总数<5个/ml,每周一次厌氧微生物检测142编辑ppt罐的清洗与消毒罐的清洗与消毒⑵杀菌剂的选择:ClO2、双氧水、过氧乙酸、甲醛等⑶洗涤方法的选择:①清水→碱水→清水②清水→碱水→清水→杀菌剂(ClO2、双氧水、过氧乙酸)③★清水→碱水→清水→消毒剂→无菌水④★清水→稀酸(磷酸、硝酸、硫酸)→清水→碱水→清水→杀菌剂→无菌水143编辑ppt(二)(二)连续发连续发酵酵特点: n n发酵效率高n n操作方便、设备利用率高n n生产周期短n n啤酒损失少n n酵母繁殖量少等优点144编辑ppt连续发连续发酵的形式酵的形式n n((1 1)多罐式)多罐式连续发连续发酵酵 目前 目前这这种种连续发连续发酵方式酵方式已很少采用。
已很少采用n n(2)(2)塔式塔式连续发连续发酵酵 塔式 塔式连续发连续发酵要求采用高凝酵要求采用高凝聚型酵母,以便保持聚型酵母,以便保持较较高的酵母高的酵母浓浓度,在塔底部度,在塔底部分形成一个分形成一个浓浓集的塞柱生集的塞柱生产产中要中要经经常在塔底通常在塔底通入入CO2CO2,以使酵母,以使酵母层层( (塞柱部分塞柱部分) )保持多孔流保持多孔流动动性n n(3)(3)固定化酵母固定化酵母连续发连续发酵酵 固定化酵母固定化酵母连续发连续发酵酵时时具有酵母具有酵母浓浓度高、活性度高、活性强强、酵母可、酵母可长时间连续长时间连续使用、使用、设备设备利用率高、利用率高、发发酵条件(温度、酵条件(温度、pHpH、、发发酵酵时间时间、、发发酵酵终终点)易于控制、点)易于控制、发发酵速度快等酵速度快等优优点酵母固定化的方法有吸附法、包埋法等酵母固定化的方法有吸附法、包埋法等145编辑ppt四、异常四、异常发发酵酵现现象和象和处处理方法理方法 n n1 1....发发发发酵液翻酵液翻酵液翻酵液翻腾现腾现腾现腾现象象象象 产产生原因:冷却不当 生原因:冷却不当 对对策:中上部温度不策:中上部温度不要太高,保持罐要太高,保持罐压稳压稳定。
定n n2 2....发发发发酵罐酵罐酵罐酵罐结结结结冰冰冰冰 啤酒冰点:= 啤酒冰点:=- -(酒精度(酒精度×0.42+×0.42+原麦汁原麦汁浓浓度度×0.04+0.02×0.04+0.02)) 对对策:冷媒温度策:冷媒温度-4-4~~-2.5℃-2.5℃等n n3 3.酵母自溶 .酵母自溶 .酵母自溶 .酵母自溶 产产生原因:罐底温度高,生原因:罐底温度高,维维持持时间长时间长等 等 对对策:及策:及时时排放酵母泥,排放酵母泥,贮贮酒期上、中、下温度保酒期上、中、下温度保持在持在-1-1~~1℃1℃冷媒温度冷媒温度-4℃-4℃等n n4 4.啤酒上.啤酒上.啤酒上.啤酒上头头头头 产产生原因:高生原因:高级级醇醇≥120ppM≥120ppM,异丁醇>,异丁醇>10ppM10ppM,,异戊醇>异戊醇>50ppM50ppM146编辑pptn n5.双乙.双乙酰还酰还原困原困难难 产生原因:α氨基氮低,高温快速发酵法、主酵后酵母沉降过早或酵母质量差、活性差n n6.双乙.双乙酰酰回升回升——发酵结束时双乙酰合格,经低温贮酒或过滤后或杀菌后含量上升。
产生原因:前体多,滤酒后吸氧,后期染菌等对策:尽量减少吸氧;抗氧化剂;CO2背压;灌酒时窜沫;满罐贮酒等 n n7..发发酵中止酵中止现现象象 产生原因:酵母凝聚性强而絮凝;发酵力弱;麦汁成分、质量差等147编辑ppt四、高四、高浓浓度麦汁度麦汁发发酵法酵法n n浓浓醪醪发发酵酵: : 19671967年开始年开始应应用于生用于生产产是采用高是采用高浓浓度麦汁度麦汁进进行行发发酵,然后再稀酵,然后再稀释释成成规规定定浓浓度成品啤度成品啤酒的方法它可在不增加或少增加生酒的方法它可在不增加或少增加生产设备产设备的条的条件下提高件下提高产产量原麦汁量原麦汁浓浓度一般度一般为为16°P 16°P 左右n n特点:特点: 在不增加 在不增加设备设备的基的基础础上大幅度提高上大幅度提高产产量,提高量,提高设备设备利用率,并且可以降低生利用率,并且可以降低生产产成本,提高啤酒成本,提高啤酒的的风风味和非生物味和非生物稳稳定性 不足之 不足之处处是糖化的原料利用率低、酒花利用率是糖化的原料利用率低、酒花利用率低 148编辑pptn n稀稀释释方法方法: 麦汁稀释法、前稀释法、后稀释法。
后者对稀释用水的要求高n n高高浓浓度啤酒稀度啤酒稀释释系系统统: 脱氧机和混合器两部分组成,微机控制P253~254高浓度啤酒稀释水处理系统是高浓度啤酒稀释中不可缺少的关键设备,其中最关键的是稀释水的脱氧问题要求稀释水中含氧量应小于0.3mg/L水脱氧的方法有:热法真空脱氧、C02置换法、冷却真空脱氧等 149编辑pptn n操作操作 杀杀菌(菌(8080~~85℃/5min85℃/5min))→→充充COCO2 2备压备压((0.050.05~~0.10MPa0.10MPa))→→调调无菌水无菌水→→脱氧并充脱氧并充COCO2 2(真空度(真空度- -0.0950.095~~-0.090MPa-0.090MPa))→→取取样测试样测试O O2 2含量含量((≤0.30mg/L≤0.30mg/L))→→准准备备碳酸水(碳酸水(CO2≥0.40%CO2≥0.40%质质量分量分数,水温数,水温1 1~~3℃3℃))→→计计算并自算并自动动混水混水→→结结束(先关束(先关啤酒啤酒阀阀)n n加水比加水比 加水比=(高 加水比=(高浓浓啤酒的啤酒的浓浓度-成品啤酒的度-成品啤酒的浓浓度)度)÷ ÷成品啤酒的成品啤酒的浓浓度度 150编辑pptTHE END!!151编辑ppt。












