啤酒生产技术系列问答17.docx

234．如何利用活性干酵母进行啤酒发酵？（1）啤酒活性干酵母的应用 啤酒酵母的培养和管理是啤酒厂的关键技术之一优良 的啤酒酵母菌种是决定啤酒生产工艺和质量的关键一般大型啤酒厂都具有自身完备的啤酒 酵母培养系统，从菌种出发至发酵罐使用一般需经6〜7级培养微型啤酒厂不具备酵母培 养的设备和技术，生产所用的酒母（酵母泥）依赖于大型啤酒厂的提供由于其质量和供应 得不到保证，会影响正常生产和产品质量啤酒活性干酵母具有质量稳定、可长期保存、使 用方便等优点，解决了微型啤酒厂的酒母供应问题即使对大型啤酒厂，使用啤酒活性干酵 母后，可节省啤酒厂酵母培养系统的投资，提高劳动生产率和专业技术水平，使经济效益也 相应提高2）啤酒活性干酵母菌种应具备以下特性：① 繁殖能力强 啤酒酵母的繁殖能力包括迟缓时间、比生长速率（倍增时间）和最高细 胞浓度啤酒发酵的温度较低，因此要求啤酒活性干酵母在低温情况下具有快速的繁殖能力 一般情况下，经复水活化后啤酒活性干酵母的繁殖能力应满足下列指标：15°C繁殖的迟缓期 <2.0 h； 15C平均倍增时间V8.0h；啤酒发酵时，发酵液中酵母细胞最高浓度〉4x108cfu/mL② 发酵性能良好 啤酒酵母的发酵特性包括起发速度、发酵速度、发酵度和凝聚性能等。

目前，国内啤酒活性干酵母的应用局限于小型啤酒厂和啤酒屋，总体来说使用面较小特别 需要指出的是，用啤酒发酵的活性干酵母菌种主要是适合于低温发酵的下面酵母（卡尔酵 母），这种酵母的特点是最适生长温度较低（26C左右）、生长速率较慢和不易积累海藻糖， 因而这种酵母不易制成高活性的活性干酵母国外许多啤酒活性干酵母都是经改良的上面酵 母，这些产品有的凝聚性较差，不易澄清和过滤；有的不适合于低温发酵，当发酵温度在 12C以下时，发酵缓慢由此可见，我们在选择啤酒活性干酵母时必须慎重，要特别注意所 选的啤酒活性干酵母与啤酒生产工艺、设备和成品啤酒的风格相吻合3）啤酒活性干酵母的使用方法 下面以“安琪”啤酒活性干酵母为例，简要说明其使 用方法① 直接使用法 此方法适合于微型啤酒厂，与传统自培酵母比较，起发稍慢，主发酵稍 长，但最后发酵效果与自培酵母发酵相当i. 使用量 当啤酒活性干酵母的活细胞数为2x1010cfu/mL时，使用量为0.25〜0.50kg/m3 麦芽汁ii. 酵母的活化活化液为啤酒发酵用麦芽汁（10%〜12%）,麦芽汁用量为活性干酵母的 20〜30倍将麦汁温度调至30〜35C，加入啤酒活性干酵母，搅拌均匀，静止活化2h左右。

活化过程应尽量避免杂菌污染，并注意观察，防止泡沫溢出活化容器iii. 接种发酵将活化好的啤酒活性干酵母接入已备好麦汁的发酵罐中，接种温度为10〜 13C，此后按正常发酵控制即可② 低温驯化培养使用法 直接使用啤酒活性干酵母发酵，由于连续高温培养，对酵母的 低温发酵能力有所钝化，使得发酵初期的发酵速度减慢，主发酵期延长为了改善这种状况， 可将活化后的酵母细胞先在低温下培养一代，然后再投入发酵活性干酵母经低温驯化培养 后，低温发酵的钝化现象可基本消失，起发速度与最终的发酵度都与自培酵母相当此法适 合于大型啤酒厂生产使用啤酒活性干酵母低温培养驯化工艺如下所述i. 接种啤酒活性干酵母接种量为0.50kg/m3麦汁ii. 培养基 采用大生产麦汁（10%〜12%）iii. 活化 同直接使用法iv. 低温驯化培养将活化好的啤酒活性干酵母接入已备好麦汁的培养罐，接种温度15°C 左右控制温度14〜18C,培养时间24〜48h,温度低则培养时间长当主发酵温度较低时, 驯化培养温度亦相应取低值有条件的话，培养过程通无菌空气2〜3次，每次5min左右 培养完毕，细胞浓度应达到1.5x10】0cfu/mL左右。

v. 啤酒发酵 接种温度10〜11C,驯化种子接种量5%〜10%，主发酵温度12〜13C,其 余按正常发酵控制即可235.什么是固定化酵母？间歇式啤酒发酵工艺中，啤酒酵母在加入麦芽汁以前需经较长时间的扩大培养，主发酵 结束后还要对酵母加以回收、洗涤，操作比较繁琐，发酵周期长，而且容易引起杂菌污染 随着固定化技术的不断发展，在啤酒生产中出现了固定化酵母发酵的方法，即将高浓度的酵 母细胞固定在载体上，放入生化反应器进行连续发酵的方法采用固定化酵母进行连续发酵， 可有效地改进啤酒连续发酵的效果：固定化酵母凝聚性强，酵母和发酵液容易分离；固定化 酵母活性高，可反复多次使用；固定化酵母的使用可以增加发酵液中酵母细胞浓度，从而使 发酵速度加快，发酵周期缩短，生产效率高，是今后啤酒工业发展方向之一啤酒酵母细胞固定化常用的方法有以下几种1） 载体结合法（吸附法） 即以不溶于水的多糖、蛋白质合成多聚体或无机材料（玻 璃或陶瓷等）为载体，通过物理吸附、离子键、共价键等作用将酵母细胞直接结合到载体上 这种方法简便易行，成本低，但容易受到周围环境的影响，不易控制，使用范围局限性较大2） 交联法 即利用双官能团交联剂（如戊二醛等），使酵母细胞发生互相交联而固定。

这种方法所采用的交联剂大多带有毒性，因此很难在啤酒生产中得到应用3） 包埋法 即采用多聚体的载体直接将酵母细胞包埋在其中这也是目前微生物细胞 固定化技术中最有效、最为常用的方法常用的包埋剂主要有海藻酸盐、角叉胶、琼脂糖 环氧树脂、聚丙烯酰胺等在选择酵母固定化材料时，应考虑发酵液的特点及其对啤酒风味 的影响使用效果较好的是海藻酸钙凝胶，它是0无水右旋甘露糖醛酸的聚合物下面以 海藻酸钙凝胶作包埋剂为例，简要介绍一下酵母细胞包埋的方法啤酒酵母经扩大培养后，通过离心分离获得酵母细胞，再用无菌水洗涤两次，也可选择 回收并洗涤的性能优良的啤酒酵母将25g湿菌体悬于50mL无菌去离子水中制成酵母菌悬 液,用50mL麦汁溶解2g海藻酸钠制成4%的海藻酸钠溶液，将制成的酵母菌悬液与4%的 海藻酸钠溶液以等体积充分混匀用1000mL麦汁溶解5.5g无水CaCl2，配制成浓度为 0.05mol/L的CaCl2溶液备用取50mL已配制的CaCl2-麦汁溶液于100mL无菌三角瓶中， 并将其置于37C水浴10min，用注射器吸入海藻酸钠-菌悬液，与5号静脉注射针头相连接, 并适度加力，使溶液成滴滴入CaCl2-麦汁溶液中。

待溶液滴完后，将三角瓶放入20〜22 C 水浴中维持1h,使酵母充分固化然后倾去上清液，用100mL无菌去离子水洗涤固定化酵 母1次，再加入0.05mol/LCaCl2-麦汁溶液，平衡24h即可使用酵母固定化后，应进行固定化效果检测，其中活细胞数目是检测的主要指标之一通常 利用钙螯合剂如磷酸盐溶液将胶珠中CaCl2螯合而使胶珠破坏或溶解，再通过稀释、涂布琼 脂平板进行活菌计数，或直接用稀释液在血球计数板上计数236．固定化酵母连续发酵的技术要求有那些？一般的啤酒连续发酵虽然发酵速度快、周期短，但也有一定的局限性它要求啤酒酵母 必须满足絮凝性能好、沉淀能力强等特点同时，后续操作比较烦琐菌体在发酵液连续流 动过程中分布不均匀，难以保证料液先进先出，不利于发酵时间的准确控制若在连续发酵 中采用固定化酵母，不仅可避免上述问题，而且能大大提高生产能力可将啤酒生产的主发 酵与后成熟期从原来的3〜4周减至3〜4d，这就大大缩短了啤酒酿造时间，有利于企业实 现规模效益对采用此方法酿造的啤酒与传统方法酿造的啤酒相比较，两者在感官品尝和理 化指标上相差不大它可有效地改进啤酒连续发酵的效果，酵母和发酵液容易分离，活性高， 可反复多次使用。

可增加发酵液中酵母细胞浓度，从而使发酵速度加快正是由于这种酿造 方法所具有的优势特点，所以目前国内外对固定化酵母连续发酵生产工艺的研究方兴未艾， 其应用前景极为广阔1） 固定化酵母连续发酵的操作要求 将分批制备及调整好成分的麦汁冷却后保存在 0°C的麦汁罐中，使用前应对麦汁进行加热杀菌将冷却后的麦汁加入到搅拌罐，并加入适 量的酵母培养液，混合均匀，在10〜12C进行通风搅拌培养，使游离酵母进行有氧呼吸和迅 速繁殖，促进麦汁中氨基酸大量消耗，以保证生产出的啤酒具有清爽、纯正的口感培养一 段时间后将麦汁离心分离，以去除其中的游离酵母，将分离酵母后的麦汁转入另外一个罐中， 不断通入CO2以脱去麦汁中的空气，这样可以防止固定化酵母进行有氧繁殖，从而迫使酵 母进行厌氧发酵经碳酸化后的麦汁由下向上流动通过固定化酵母的反应器进行主发酵，主发酵温度维持 在8C左右为了确保罐内温度分布均匀，可在罐外安装冷却夹套，罐内铺设冷却管麦汁 在主发酵罐内滞留2d左右，麦汁中大部分的可发酵性糖已被固定化酵母所消耗在厌氧状态下，将主发酵后的嫩啤酒加热至60〜70C，保持20〜30min进行这种加热 处理的目的是为了将发酵液中绝大多数双乙酰的前体物质a-乙酰乳酸直接转变成无臭的£- 羟基丁酮，以保证成品啤酒中双乙酰的含量在阈值以下。

将嫩啤酒送入固定化酵母后发酵罐，使之再次与固定化酵母接触，发酵液中的双乙酰在 0C的低温下，通过固定化酵母的后发酵罐能在数h内衰减到它的阈值之内这一过程是连 续的，嫩啤酒在后发酵罐内的滞留时间为1d左右，连续获得的啤酒经贮存、过滤、灌装等 工序就可成为成品啤酒2） 固定化啤酒连续发酵应注意的问题① 固定化酵母所用酵母要经过认真筛选，要求菌种的发酵性能和风味良好，酵母繁殖能 力和抗衰老能力强，凝聚性强② 冷麦芽汁中冷凝固物要彻底分离，否则会影响固定化床的使用寿命③ 固定后的酵母仍然会增殖和游离出来，发酵期间有大量新生细胞进行发酵作用，也有 少量细胞游离出来进入发酵液④ 固定化载体使用一段时间后，会出现崩解现象，需定期更换237．塔式连续发酵的主要设备是什么？塔式连续发酵的特点是塔内不具搅拌设备，酵母大部分保留在发酵塔底，形成酵母柱； 溢流酒液中的酵母浓度，远低于塔内酵母浓度，故又称半封闭系统塔式发酵罐最早是英国的巴斯恰林顿公司（APV）设计的，因此又名APV塔式发酵罐 啤酒塔式连续发酵流程图见图8-8，其主要设备如下所述1） 主发酵塔 通常用不锈钢板制成，也可用钢板制造再喷涂料塔身为圆柱体，直径1〜2m，高10〜15m，塔顶直径比塔身大1倍，高为1.8〜2m,作为发酵液缓冲减速区；底 部成60°锥形；全塔有效容积8〜50m3。

塔身周围设有三段冷却夹套或盘管，以控制发酵温 度，以盐水、液氨、乙二醇溶液或酒精溶液作冷却剂塔内装有3〜4 块水平式多孔缓冲折 流挡板，使麦汁均匀分布于塔内各横切面，以控制形成沟流，并起一定的阻挡酵母大量上涌 的作用塔顶圆柱体部分为沉降酵母的离析器装置，用以减少酵母随新啤酒溢流而流失，使 酵母浓度在塔身形成稳定的梯度，以保持恒定的代谢状态2） 后发酵塔 可用钢板制造，内涂不饱和聚酯树脂，其有效容积为主发酵塔有效容积 的 1.5倍由于工艺上的需要，后发酵塔需配备2个，以交替使用图 8-8 塔式连续发酵流程图1 —麦汁澄清槽；2—热交换器；3—麦汁0°C贮存槽；4—泵；5—流量计；6—热交换器；7－主发酵塔；8－新啤酒加温处理槽；9－后发酵塔；10－啤酒出口；11－洗涤装置；12—压力表；13—压缩空气接头；14—CO2出 口238．塔式连续发酵的操作要点是什么？（1）酵母培养 采用传统方法增殖培养酵母经过200L汉生罐扩大到3000L培养罐， 放出新啤酒，将酵母移入主发酵塔中，并加入无菌麦汁3t；通风，增殖1d后，追加麦汁3t； 再如前增殖1d然后开始缓慢加入麦汁，直到满罐待酵母浓度达到要求梯度后，用低速 开始连续进料，逐步增加麦汁流量，直到全速（流量200〜240L/h）操作。

也可添加间歇发酵的泥状酵母4%〜6%,先采。