啤酒生产之啤酒发酵

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1、啤酒生产技术啤酒生产技术教 者： 徐 春 时 间： 2004.06制 作：江苏食品职业技术学院生物工程系发酵教研室联系我们： 第五章 啤酒发酵5-1 啤酒酵母一、啤酒酵母的类型和种类l发酵类型： 分为上面酵母与下面酵母l凝聚性： 分为凝聚性酵母与粉状酵母。上面酵母与下面酵母主要区别凝聚性酵母与粉状酵母的区别下面酵母发酵啤酒l下面酵母发酵法虽出现较晚，但较上面酵母更盛行 。世界上多数国家采用下面酵母发酵啤酒，我国也 是全部采用下面酵母发酵啤酒。传统下面酵母的几种主要菌株 二、啤酒酵母的主要特性要求l 啤酒工厂使用的啤酒酵母是由野生酵母经 有系统的长期驯养，经反复使用和考验，具有 正常生理状态和

2、特性，适合啤酒生产要求的培 养酵母。l 对啤酒酵母的基本要求是：发酵力高，凝 聚力强、沉降缓慢而彻底，繁殖能力适当，生 理性能稳定，酿制出的啤酒风味好。啤酒酵母的主要特性要求l1.细胞和菌落形态 不同菌株的啤酒酵母有着不同的形态。优良 健壮的啤酒酵母细胞，具有均匀的形状和大小 ，平滑而薄的细胞膜，细胞质透明均一。啤酒酵母在麦芽汁固体培养基上菌落呈乳 白色至微黄褐色，表面光滑但无光泽，边缘整 齐或呈波状。2.主要的生理特性要求(1)凝聚性 凝聚性不同，酵母的沉降速度不同，发 酵度也有差异。啤酒生产一般选择凝聚性比较强的酵母 。 (2)发酵度 反应酵母对麦芽汁中各种糖的利用情况， 正常的啤酒酵母能

3、发酵葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖和 麦芽三糖等。一般啤酒酵母的真正发酵度应为5068 左右。 (3)酵母死灭温度 是指一定时间内使酵母死灭的最低 温度，可作为鉴别菌株的内容之一。一般啤酒酵母的死 灭温度在5253，若死灭温度增高，则说明酵母变异 或污染野生酵母。 （4）产孢能力 一般啤酒酵母生产菌种都不能产生 孢子或产孢能力极弱，而某些野生酵母能很好产孢。根 据此特性，可判别啤酒酵母是否混入野生酵母。 啤酒酵母与野生酵母的主要区别 三、啤酒酵母扩大培养l 啤酒酵母扩大培养是指从斜面种子 到生产所用的种子的培养过程，这一过 程又分为实验室扩大培养阶段和生产现 场扩大培养阶段。1.实验室扩大培养阶段

4、（1）斜面试管 一般为工厂自己保藏的纯粹原菌或由科研机构 和菌种保藏单位提供。 （2）富氏瓶（或试管）培养 富氏瓶或试管装入10mL优级 麦汁，灭菌、冷却备用。接入纯种酵母在2527保温箱中培 养23天，每天定时摇动。平行培养24瓶，供扩大时选择。 （3）巴氏瓶培养 取5001000mL的巴氏瓶（也可用大三 角瓶或平底烧瓶），加入250500mL优级麦汁，加热煮沸 30min，冷却备用。在无菌室中将富氏瓶中的酵母液接入，在 20保温箱中培养23天。 （4）卡氏罐培养 卡氏罐容量一般为1020L，放入约半量 的优级麦汁，加热灭菌30min后，在麦汁中加入1L无菌水，补充 水分的蒸发，冷却备用。再

5、在卡氏罐中接入12个巴氏瓶的酵母 液，摇动均匀后，置于1520下保温35天，即可进行扩大 培养，或可供1000L麦汁发酵用。（5）实验室扩大培养的技术要求l应按无菌操作的要求对培养用具和培养基进行灭菌 ；l每次扩大稀释的倍数约为1020倍；l每次移植接种后，要镜检酵母细胞的发育情况；l随着每阶段的扩大培养，培养温度要逐步降低，以 使酵母逐步适应低温发酵；l每个扩大培养阶段，均应做平行培养：试管45个 ，巴氏瓶23个，卡氏罐2个，然后选优进行扩大培 养。2.生产现场扩大培养阶段l 卡氏罐培养结束后，酵母进入现场扩大培 养。啤酒厂一般都用汉生罐、酵母罐等设备来 进行生产现场扩大培养。l（1）麦汁杀

6、菌 取麦汁200300L加入杀菌罐 ，通入蒸汽，在0.080.10MPa汽压下保温灭 菌60min，然后在夹套和蛇管中通入冰水冷却 ，并以无菌压缩空气保压。待麦汁冷却至10 12时，先从麦汁杀菌罐出口排出部分沉淀物 ，再用无菌压缩空气将麦汁压入汉生罐内。2.生产现场扩大培养阶段l（2）汉生罐空罐灭菌 在麦汁杀菌的同时， 用高压蒸汽对汉生罐进行空罐灭菌1h，再通无 菌压缩空气保压，并在夹套内通冷却水冷却备 用。l（3）汉生罐初期培养 将卡氏罐内酵母培 养液以无菌压缩空气压入汉生罐，通无菌空气 510min。然后加入杀菌冷却后的麦汁，再通 无菌空气10min，保持品温1013，室温维 持13。培养

7、3648h左右，在此期间，每隔 数小时通风10min。2.生产现场扩大培养阶段l（4）汉生罐旺盛期培养 当汉生罐培养液进入旺 盛期时，一边搅拌，一边将85左右的酵母培养 液移植到已灭菌的一级酵母扩大培养罐，最后逐级 扩大到一定数量，供现场发酵使用。l（5）汉生罐留种再扩培 在汉生罐留下的约15 左右的酵母培养液中，加入灭菌冷却后的麦汁，待 起发后，准备下次扩大培养用。保存种酵母的室温 一般控制在23，罐内保持正压（0.02 0.03MPa），以防空气进入污染。2.生产现场扩大培养阶段l 在下次再扩培时，汉生罐的留种酵母 最好按上述培养过程先培养一次后再移植 ，使酵母恢复活性。汉生罐保存的种酵母

8、，应每月换一次 麦汁，并检查酵母是否正常，是否有污染 、变异等不正常现象。正常情况下此种酵 母可连续使用半年左右。（6）生产现场扩大培养的注意点l每一步扩大后的残留液都应进行有无污染、 变异的检查；l每扩大一次，温度都应有所降低，但降温幅 度不宜太大；l每次扩大培养的倍数约为510倍。3.啤酒酵母的质量检验 l（1）形态检验 液态培养中的优良健壮的酵母细胞应具有均匀的形 状和大小，平滑而薄的细胞壁，细胞质透明均一；年 幼少壮的细胞内部充满细胞质；老熟的细胞出现液泡 ，内贮细胞液，呈灰色，折光性强；衰老细胞中液泡 多，内容物多颗粒，折光性较强。生产上使用的酵母一般死亡率应在3以下，新 培养的酵母

9、死亡率应在1以下。镜检中，不应有杂 菌污染。（2）发酵度检验 在正常情况下，外观发酵度一般为7587，真正发酵度 为6070，外观发酵度一般比真正发酵度约高20，可按 下式粗略换算：wr=wa0.819。淡色啤酒发酵度的区分可按表5- 5来划分。w - w1 wr(%) =- 100 w 式中：w发酵前麦汁浓度（）；w1发酵后，排除酒精后的发酵液浓度（）；wr真正发酵度（）。 w w2 wa(%) = - 100 w 式中：w发酵前麦汁浓度（）；w2发酵后，不排除酒精后的发酵液浓度（也称外观浓度 ）（）；wa外观发酵度（）。（2）发酵度检验另外还有凝聚性、发酵速度、死灭温度、出芽率、耐酒精度、

10、产酸 、产酯等生理特性检验。四、啤酒活性干酵母的应用方法 （以湖北安琪酵母股份有限公司生产的“安琪”牌 啤酒活性干酵母为例）l1.低温发酵 发酵起始温度为9或更低（7 8），主发酵最高温度控制在1112。啤 酒活性干酵母必须活化1.52h，用量为0.5 。l复水活化材料要求：容器必须洁净、可密封； 活化用水必须是无菌的凉开水；麦汁必须经煮 沸后取用。复水活化步骤l取煮沸后的1012Bx的麦汁，加等量的凉开 水，迅速冷却至3032，加入可密封的洁 净容器中，制成46Bx麦汁：l取所需用量的啤酒活性干酵母加入到46Bx 麦汁中，麦汁用量为啤酒活性干酵母用量的5 10倍。l复水活化过程中，每隔10m

11、in摇动2min，活化 1.52h。该工艺发酵45天可开始保压，此 时糖度在4.5Bx左右。2.中温发酵 l发酵起始温度为11，主发酵最高温度为13 14。l啤酒活性干酵母用量为0.4，复水活化方法同上 述低温发酵。l发酵4872h可开始保压，糖度在4.5Bx左右。l其他控制条件根据工艺要求而定。3.高温发酵 l发酵起始温度为17，主发酵最高温度控制在 为1920。l在此温度下，啤酒活性干酵母可不活化直接入 罐，用量为0.3。l发酵3648h可开始保压，糖度在4.5Bx左右 。5-2、啤酒发酵机理l一、主要物质变化 1、糖的变化 在啤酒发酵过程中，可发酵糖约有96%发酵 为乙醇和CO2，是代谢

12、的主产物；2.0 2.5%转化为其他发酵副产物；1.52.0%作 为碳骨架合成新酵母细胞。发酵副产物主要有 ：甘油、高级醇、羰基化合物、有机酸、酯类 、硫化合物等。2、含氮物质的变化 在正常的发酵过程中，麦汁中含氮物约下降1/3 ，主要是约50%的氨基酸和低分子肽为酵母所同化 。酵母分泌出的含氮物的量较少，约为酵母同化氮 的1/3。啤酒中残存含氮物质对啤酒的风味有重要影响 。含氮物质高（450 mgL）的啤酒显得浓醇， 含氮量为300400 mgL的啤酒显得爽口，含氮 物质量300 mgL的啤酒则显得寡淡。3、其他发酵产物l（1）高级醇类 高级醇（俗称杂醇油）是啤酒发酵代谢产物的主要 成分，对

13、啤酒风味有重大影响，超过一定含量时有明 显的杂醇味。对于一般的啤酒，多量的高级醇是不受 欢迎的。啤酒中的绝大多数高级醇是在主发酵期间酵 母繁殖过程中形成的。l（2）酯类 啤酒中的酯含量很少，但对啤酒风味影响很大，啤 酒含有适量的酯，香味丰满协调，但酯含量过高，会 使啤酒有不愉快的香味或异香味。酯类大都在主发酵 期间形成。l（3）连二酮 连二酮是双乙酰和2，3-戊二酮的总称，其中对啤酒 风味起主要作用的是双乙酰。双乙酰被认为是衡量啤酒成熟与否的决定性的指标 ，双乙酰的味阈值为010.15 mg/L，在啤酒中超 过阈值会出现馊饭味。淡爽型成熟啤酒，双乙酰含量以控制在0.1mg/L以下 为宜；高档成

14、熟啤酒最好控制在0.05mg/L以下。影响双乙酰生成的因素l菌种 还原能力：强壮幼、衰老、营养不 良、代数多者。l麦汁成分中AA的种类和含量：-氨基N或 Val，-乙酰乳酸生成，双乙酰。l巴氏灭菌前-乙酰乳酸的含量：，则高温 杀菌时，双乙酰l染菌 l酵母自溶 双乙酰的控制与消除方法l菌种 双乙酰产量低者；提高接种量，还原期 7106个/100ml。l麦汁成分 -氨基N：180200mg/L，并有适宜 的Val含量。溶解O269mg/L，锌0.150.20mg/L。 l酿造用水：残余碱度1.78mmol。l还原温度： 适当提高。l控制酵母增殖 l外加-乙酰乳酸脱羧酶 使发酵液中的-乙酰乳 酸乙偶

15、姻 l（4）硫化物 挥发性硫化物对啤酒风味有重大影响，这些成分主要有硫化氢 、二甲基硫、甲基和乙基硫醇、二氧化硫等。其中硫化氢、二甲 基硫对啤酒风味的影响最大。啤酒中的挥发性硫化氢大都是在发 酵过程中形成的。啤酒中的硫化氢应控制在010g/L的范围内 ；啤酒中二甲基硫浓度超过100g/L时，啤酒就会出现硫磺臭味 。l（5）乙醛 乙醛是啤酒发酵过程中产生的主要醛类，乙醛是酵母 代谢的中间产物。当啤酒中乙醛浓度在10mg/L以上时，则有不 成熟的口感、腐败性气味；当乙醛浓度超过25mg/L，则有强烈 的刺激性辛辣感。成熟啤酒的乙醛正常含量一般10mg/L。l4、苦味物质 发酵过程中，麦汁中近1/3的苦味物质损失掉。主 要原因是由酵母细胞的吸附、发酵时间增长等原因造 成的。l5、pH值的变化 麦汁发酵后，pH值降低很快。下面发酵啤酒，发酵终 了时，pH值一般为4.24.4。pH值下降主要是由于有 机酸的形成，同时也由于磷酸盐缓冲溶液的减少。 二、影响发酵的主要因素l1麦汁成分 氨基N、还原糖、锌等。l2发酵温度变温发酵，指主发酵阶段的最高温度。一般低 温发酵。上面：1822，下面：715。 低温发酵的原因：P231 下面发酵的类型：低温发酵（接种67.5，发酵