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文檔簡介

1、23 包頭輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職畢業(yè)論文包頭輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職畢業(yè)論文關(guān)于啤酒酵母菌的培養(yǎng)的探討專業(yè): 微生物技術(shù)及應(yīng)用班級: 053003學(xué)生姓名:馮曉林指導(dǎo)老師:韓文清論文提交日期:二八年五月摘 要“酵母是啤酒釀造的靈魂”,這句話深刻、明確地闡述了酵母在啤酒生產(chǎn)中所占的重要地位。企業(yè)生產(chǎn)僅有好的酵母菌種是不夠的,還必須做好菌種的保藏、傳代,以及酵母的擴(kuò)大培養(yǎng)、生產(chǎn)過程檢測、使用、回收、排放等酵母管理工作啤酒酵母是否純正,對啤酒發(fā)酵和啤酒質(zhì)量的影響很大,這就要求生產(chǎn)上使用的啤酒酵母必須經(jīng)過純種擴(kuò)大培養(yǎng),使細(xì)胞數(shù)量達(dá)到一定的要求后才用于啤酒發(fā)酵。因此,啤酒酵母的擴(kuò)大培養(yǎng)是關(guān)系到啤酒質(zhì)量的重要環(huán)

2、節(jié)。啤酒酵母的擴(kuò)大培養(yǎng)是啤酒廠生產(chǎn)核心工作之一。目的是及時向生產(chǎn)提供優(yōu)良強(qiáng)壯的酵母,保證生產(chǎn)正常,提高質(zhì)量。啤酒酵母主要以發(fā)芽方式進(jìn)行繁殖。芽殖過程在母細(xì)胞表面先長出一個小突起,叫做芽孢。此時,細(xì)胞核隨母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入芽孢,于是細(xì)胞核分裂成兩個子核,其中一個進(jìn)入突起內(nèi)。當(dāng)芽孢的體積長大到約和母細(xì)胞一般大小時,從細(xì)胞脫落成為獨(dú)立生活的子細(xì)胞。關(guān)鍵詞:啤酒酵母;培養(yǎng);管理 目 錄引言.31啤酒酵母41.1啤酒酵母在分類學(xué)上的位置41.2啤酒酵母的命名41.3啤酒酵母的性狀41.4 啤酒酵母的形狀.51.5 啤酒酵母的化學(xué)成分.51.6 啤酒酵母中的酶類.51.7 啤酒酵母的繁殖方法61.8 酵母

3、的形成代謝與特征71.9 酵母的選育與擴(kuò)大培養(yǎng).72 啤酒酵母的擴(kuò)大培養(yǎng)92.1啤酒酵母擴(kuò)大培養(yǎng)的目的92.2 啤酒酵母培養(yǎng)的基本方法和要求102.3 酵母培養(yǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)和制造的基本要求102.4 啤酒酵母擴(kuò)大培養(yǎng)室的廠房設(shè)計(jì)103啤酒工廠酵母管理的意義和原則114 啤酒工廠在酵母管理過程中應(yīng)該引起重視的一些問題 115 酵母的選育與優(yōu)化196 我國中小型啤酒廠在 酵母管理工作中應(yīng)該切實(shí)注意的一些問題217 啤酒酵母在食品中的應(yīng)用228 致謝249 參考文獻(xiàn)25 引 言啤酒優(yōu)良風(fēng)味主要由啤酒酵母發(fā)酵代現(xiàn)形成的各種風(fēng)味物質(zhì)綜合構(gòu)成,而啤酒中的缺點(diǎn)和雜味很大一部分也來自于啤酒酵母發(fā)酵后期,發(fā)酵營養(yǎng)物

4、質(zhì)枯竭,酒精和二氧化碳產(chǎn)生后都是酵母毒物,促進(jìn)酵母衰老、死亡、自溶,酵母細(xì)胞內(nèi)溶物質(zhì)滲漏、溶出,可以說“成也酵母,敗也酵母”,因此,釀制高檔啤酒關(guān)鍵在于有好的酵母, 而啤酒酵母細(xì)胞的生命活動首先需要適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)才能自始至終都保持優(yōu)良的發(fā)酵性能。酵母是一種單細(xì)胞微生物,屬于真菌類,早在公元前3000多年前,人類就開始利用酵母來制作發(fā)酵產(chǎn)品,只是當(dāng)時人們還沒有認(rèn)識酵母。但作為一種工業(yè),從最初的啤酒酵母泥開始在市場上銷售算起,酵母工業(yè)的發(fā)展歷史僅200多年。中國酵母生產(chǎn)始于1922年,1949年以前只有上海大華利酵母廠,產(chǎn)品為壓榨酵母。國內(nèi)活性干酵母的研究和生產(chǎn)卻始于20世紀(jì)70年代,1974年,

5、上海酵母廠首先試制出面包活性干酵母。國內(nèi)酵母的生產(chǎn)作為一種產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)則是在20世紀(jì)80年代。1 啤酒酵母的簡介 1.1 啤酒酵母啤酒酵母在麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基上菌落為乳白色、有光澤、平坦、邊緣整齊。能發(fā)酵葡萄糖、麥芽糖、半乳糖和蔗糖、不能發(fā)酵乳糖和蜜二糖。按細(xì)胞長與寬的比例,可將啤酒酵母分為三組。第一組的細(xì)胞多為圓形卵圓形或卵形(細(xì)胞長/寬2),主要用于酒精發(fā)酵、釀造飲料酒和面包生產(chǎn);第二組的細(xì)胞形狀以卵形和長卵形為主,也有圓或短卵形細(xì)胞(細(xì)胞長/寬2)。這類酵母主要用于釀造葡萄酒和果酒,也可用于啤酒、蒸餾酒和酵母生產(chǎn);第三組的細(xì)胞為長圓形(細(xì)胞長/寬2),這類酵母比較耐高滲透壓和高濃度鹽,適合于

6、用甘蔗糖蜜為原料生產(chǎn)酒精。1.2 啤酒酵母在分類學(xué)上的位置 酵母的分類地位,通常分為門、綱、目、科、屬、種。種以下有變種、型、品系等,有的還分亞綱、亞目、亞科。 以啤酒酵母為例,它屬于門:真菌門亞綱:原子囊菌亞綱目:內(nèi)孢霉目科:內(nèi)孢霉科亞科:酵母亞科屬:酵母屬種:啤酒酵母1.3啤酒酵母的命名啤酒酵母是根據(jù)國際命名法則命名的,各種微生物均有一個學(xué)名,是由屬名和種名組成的。屬名在前,種名在后,這種命名法稱雙名制。在國際上通用的微生物名稱,屬名要用拉丁文表示,第一個字母要大寫,并且要用名詞。種名第一個字母小寫,一般用形容詞,地名或人名以及其他專有名詞,學(xué)名后附命名者的姓名。啤酒酵母的學(xué)名叫sacch

7、aromgcescerevisiae,拉丁語cerevisiae意為麥酒。酵母是屬名,啤酒是種名,習(xí)慣譯法,以種名放在前,屬名放在后,譯為啤酒酵母。啤酒酵母又分為上面發(fā)酵酵母和下面發(fā)酵酵母。漢生氏(hansen)首先從蘇格蘭愛丁堡啤酒廠分離出上面發(fā)酵的純粹培養(yǎng)酵母,此類啤酒酵母即命名為saccharomyces cerevisiae hansen,而后,漢生氏又在丹麥卡爾伯啤酒廠分離出下面發(fā)酵的純粹培養(yǎng)酵母,命名此類啤酒酵母saccharomycescarlsbergensis hansen。最近vander walt認(rèn)為saccharomoycescarls berfensis hansen

8、 和saccharomyecsuvar beijerinck 是同一菌種,則仍適用scarlsbergensis這一學(xué)名。許多菌種,在種內(nèi)包括有變種。表示變種的學(xué)名,是在該菌種學(xué)名后面加變種名稱,并在變種名稱前加var(variety的縮寫,意即變種)如啤酒酵母混濁變種的學(xué)名為s.cerevisiaevarturbalans。 1.4 啤酒酵母的形狀啤酒酵母呈圓形或卵圓行,細(xì)胞的大小一般為(37)(510)um培養(yǎng)酵母的細(xì)胞平均直徑為45um,不能游動。啤酒酵母細(xì)胞的形態(tài)往往受環(huán)境影響而有變化,但在環(huán)境好轉(zhuǎn)后,仍可恢復(fù)原來形態(tài)。啤酒酵母在麥芽汁固體培養(yǎng)上,菌落呈乳白色、不透明、但有色澤、菌落而

9、呈混濁狀。發(fā)酵后期,有的沉積于器底,如下面發(fā)酵啤酒酵母。啤酒酵母細(xì)胞的結(jié)構(gòu)表面光滑、濕潤、邊緣較整齊,隨著培養(yǎng)時間的延長,菌落光澤漸變暗,菌落一般較厚,易被接種針挑起。通過顯微鏡觀察啤酒酵母的細(xì)胞,可以看到有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、液泡、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、線粒體、顆粒等。細(xì)胞壁 細(xì)胞壁是酵母細(xì)胞最外層具彈性和堅(jiān)韌性的結(jié)構(gòu),主要由酵母纖維素(主要成分為葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質(zhì)及脂類等)構(gòu)成。幼齡細(xì)胞的細(xì)胞壁不明顯,衰老時細(xì)胞壁較厚。根據(jù)細(xì)胞壁的薄厚,可以判斷酵母的性質(zhì)。 細(xì)胞膜 細(xì)胞壁的內(nèi)層為細(xì)胞膜,具有半透性,可以使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)等低分子化合物進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行代謝,并使代謝產(chǎn)物如乙醇,酸,酯、co2等

10、排出細(xì)胞外,蛋白質(zhì)、糊精等高分子物質(zhì)不能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。啤酒酵母的凝聚性也與細(xì)胞膜的組成有關(guān),細(xì)胞膜主要由類酯、磷脂、蛋白質(zhì)和固醇組成。細(xì)胞核 細(xì)胞核大小為0.51.5um,不易看到,經(jīng)染色后可以看到。核內(nèi)具有核膜、核仁和染色體,核膜上有大量的核孔,幼齡細(xì)胞的細(xì)胞核呈較小的圓形,衰老細(xì)胞由于液泡的增大而使細(xì)胞核擠在一起。細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞內(nèi)充滿細(xì)胞質(zhì),是細(xì)胞新陳代謝的場所,主要為蛋白類物質(zhì),幼齡細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)濃而均勻,衰老細(xì)胞中出現(xiàn)液泡和許多顆粒。液泡 鏡檢時液泡透明,是貯藏食物的場所,充滿著有機(jī)酸及其鹽類的水溶液,起到調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)滲透壓的作用。內(nèi)含物 在老齡菌中有因營養(yǎng)過剩而形成一些內(nèi)含物,如異染顆粒、肝

11、糖、蛋白質(zhì)和多糖,肝糖顆粒是酵母的貯藏營養(yǎng)物質(zhì),異染顆粒主要為核糖核酸,脂肪粒分散于細(xì)胞中。線粒體 線粒體呈桿狀,一般位于核膜及中心體表面,直徑為0.31.0微米,長可達(dá)3.0微米,具有雙層膜,內(nèi)膜內(nèi)陷為嵴。線粒體內(nèi)含大量的酶,在細(xì)胞色素、呼吸酶和三磷酸腺苷(atp)的產(chǎn)生中起到重要作用。當(dāng)氧充足時,線粒體均勻分布于細(xì)胞之內(nèi);在厭氧情況下,線粒體黏成后囊。1.5 啤酒酵母的化學(xué)成分啤酒酵母細(xì)胞含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%85%,其中60%是游離水,10%30%為結(jié)合水,含氮化合物的含量占酵母干物質(zhì)的45%60%,是酵母細(xì)胞的主要成分,多糖類(碳水化合物)占酵母干物質(zhì)質(zhì)量的15%37%,也是細(xì)胞壁的主要

12、成分,脂肪含量占酵母干物質(zhì)質(zhì)量的3%12%,在細(xì)胞中以脂肪滴形式存在,也是貯藏的營養(yǎng)物質(zhì),部分脂肪和蛋白質(zhì)結(jié)合為脂蛋白、還有磷脂、固醇及不飽和脂肪酸;灰分含量占酵母干物質(zhì)質(zhì)量的6%12%,其中p、ca、k、mn、fe、s、zn等均為酵母生長代謝不可缺少的成分,啤酒酵母中還有多種維生素,主要是b族維生素。b族維生素是各種酶活性基的組成部分對細(xì)胞的生理活動具有重要影響。1.6 啤酒酵母中的酶類啤酒酵母的細(xì)胞膜、線粒體、液泡和細(xì)胞核中含有豐富的酶類,如麥芽糖酶、棉籽糖酶、蜜糖酶、脫羧酶、脫氫酶、轉(zhuǎn)氨酶、合成酶、還原酶等(見表1)由于酶的催化作用,酵母在發(fā)酵期間(厭氧條件下)進(jìn)行乙醇發(fā)酵,并進(jìn)行其它物

13、質(zhì)的變化,直接影響啤酒的質(zhì)量。表1 啤酒酵母內(nèi)的主要酶類酶種類作用最適作用條件麥芽糖酶水解麥芽糖為2分子葡糖糖,啤酒酵母細(xì)胞內(nèi)含量豐富,細(xì)胞外活動有限最適溫度為35,最適ph 6.1-6.8蔗糖酶也稱轉(zhuǎn)化酶,能將蔗糖水解成葡萄糖和果糖,為胞內(nèi)酶最適溫度55,最適ph 4.2-5.2棉籽糖酶水解棉籽糖為果糖和蜜二糖,啤酒酵母含有此酶最適ph 4.0-5.0酒花酶酵母酒精發(fā)酵系列酶類,為胞內(nèi)酶,能將葡萄糖等單糖轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳,其它包括磷酸轉(zhuǎn)移酶、氧化還原酶、異構(gòu)化酶以及裂合酶類等蜜二糖酶水解蜜二糖為葡萄糖和半乳糖最適溫度為42,最適ph為6.5蛋白質(zhì)分解酶為胞內(nèi)酶,分蛋白酶、多肽酶、二肽酶等

14、,如蛋白酶是酵母自溶的主要因素 死酵母在溫度較高時發(fā)生自溶現(xiàn)象1.7 啤酒酵母的繁殖方法啤酒酵母的繁殖方法有無性繁殖和有性繁殖兩種。在正常的營養(yǎng)狀態(tài)下,以無性繁殖繁殖方法進(jìn)行繁殖無行繁殖:啤酒酵母主要以發(fā)芽方式進(jìn)行繁殖。芽殖過程在母細(xì)胞表面先長出一個小突起,叫做芽孢。此時,細(xì)胞核隨母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入芽孢,于是細(xì)胞核分裂成兩個子核,其中一個進(jìn)入突起內(nèi)。當(dāng)芽孢的體積長大到約和母細(xì)胞一般大小時,從細(xì)胞脫落成為獨(dú)立生活的子細(xì)胞。酵母細(xì)胞可以一端出芽,也可以從兩端或三端出芽。啤酒酵母一般是單端出芽,芽和母細(xì)胞的縱軸之間約成32左右的夾角當(dāng)酵母生長旺盛時,芽細(xì)胞尚未從母細(xì)胞脫落之前,又在芽細(xì)胞上長出新的芽

15、細(xì)胞,如此連續(xù)出芽就會形成短鏈或絲狀,稱假菌絲,又叫芽簇。有性繁殖:啤酒酵母的有性繁殖產(chǎn)生子囊和子囊孢子,通過兩個細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行有性繁殖。其過程是兩個鄰近的細(xì)胞彼此相向的產(chǎn)生一跟管狀的突出物逐漸接近,突出物相互接觸后形成一個通道,兩個核在此通道內(nèi)結(jié)合,結(jié)合的核進(jìn)行減數(shù)分裂形成24個或8個子核,每一個子核和其他附近的細(xì)胞質(zhì)形成孢子稱子囊孢子。1.8酵母的形成代謝與特征酵母的新陳代謝 生物體與外部環(huán)境之間物質(zhì)和能量的交換,以及生物體內(nèi)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)變過程,叫做新陳代謝。新陳代謝是生物的基本特征,其中包括同化作用和異化作用兩個生理過程。新陳代謝的實(shí)質(zhì)是物質(zhì)和能量代謝,是生物體內(nèi)自我更新的過程。在新陳代

16、謝過程中,生物體進(jìn)行的每一步化學(xué)反應(yīng)都需要酶的參與。啤酒酵母為兼性厭氧菌。在啤酒釀造過程中,啤酒酵母在有氧情況下吸收麥汁中的糖和其它營養(yǎng)成分,合成酵母細(xì)胞,該過程被稱為同化作用或合成代謝,為吸能反應(yīng);而在厭氧情況下,酵母進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)呼吸,將葡萄糖不完全氧化而分解轉(zhuǎn)變成乙醇,稱為異化作用或分解代謝(習(xí)慣稱為啤酒發(fā)酵),該過程釋放出能量為放能反應(yīng)。酵母在有氧條件下合成酵母細(xì)胞時,要消耗一定量的糖(通過)轉(zhuǎn)變?yōu)槌蒫o2和h2o,同時釋放出能量大量能量供酵母生長繁殖用。啤酒的發(fā)酵過程實(shí)質(zhì)上是啤酒酵母利用麥芽汁中的糖和其它營養(yǎng)物質(zhì)在有氧和無氧情況下為維持正常生命活動而進(jìn)行的一系列新陳代謝過程,啤酒酵母新陳

17、代謝的最終產(chǎn)物就是我們所需要的產(chǎn)品-啤酒。特性:啤酒生產(chǎn)對啤酒酵母的要求:發(fā)酵力高、凝聚力強(qiáng)、沉降緩慢而徹底,繁殖能力適當(dāng)、有較高的生命力、性能穩(wěn)定、釀制出的啤酒風(fēng)味好。啤酒酵母應(yīng)具備個特性如下:細(xì)胞形態(tài) 在麥芽汁液體培養(yǎng)中28培養(yǎng)3d后,細(xì)胞呈卵圓形或長卵圓形,細(xì)胞大小一般為(3.58.0)um(5.016)um。一出芽方式繁殖,多邊出芽,但主要以一端出芽為主。細(xì)胞呈單個或成對排列,極少形成芽簇。優(yōu)良健壯的酵母細(xì)胞內(nèi)部充滿細(xì)胞質(zhì),老熟的細(xì)胞出現(xiàn)空泡(液泡),內(nèi)貯細(xì)胞液,呈灰色,折旋光性強(qiáng),衰老的細(xì)胞中空泡多、內(nèi)容物多顆粒、折旋光性較強(qiáng)。菌落形態(tài) 在麥芽汁固體培養(yǎng)基上菌落呈乳白色只微黃褐色,表

18、面光滑但無光澤,邊緣呈整齊至波狀。 主要生理特性凝聚特性:凝聚性不同,酵母的沉降速度不同發(fā)酵度也有差異。凝聚性的測定按本斯方法進(jìn)行,本斯值在1.0ml以上者為強(qiáng)凝聚性,下于0.5ml為弱凝聚性。啤酒生產(chǎn)一般選擇凝聚性比較強(qiáng)的酵母,便于酵母的回收;發(fā)酵度:發(fā)酵度反映酵母對麥芽汁中各種糖的利用情況正常的啤酒酵母能發(fā)酵程度的不同,可分為高、中、底發(fā)酵度個類別,具體分類情況見(表2)。制造不同類型的啤酒需要選用不同的酵母菌種,一般啤酒酵母的真正發(fā)酵度在50%68%;抗熱性能:酵母死滅溫度是指一定時間酵母死滅的最低溫度,作為鑒別菌株的內(nèi)容之一,一般啤酒酵母的死滅溫度在5253,若死滅溫度提高說明酵母變異

19、或污染野生酵母;其它生理生化特性:一般啤酒酵母都能發(fā)酵葡萄糖、半乳糖、蔗糖和麥芽糖、不能發(fā)酵乳糖、不能同化硝酸鹽,在不含維生素的培養(yǎng)基上,有的生長,有的不能生長。下面酵母和上面酵母的主要區(qū)別在于前者能發(fā)酵蜜二糖后者不能發(fā)酵;產(chǎn)孢能力:一般啤酒酵母生產(chǎn)菌種都不能產(chǎn)生孢子或產(chǎn)孢子能力弱而某些野生酵母能很好產(chǎn)孢據(jù)此可以判斷菌種是否染菌;發(fā)酵性能:發(fā)酵性能主要表現(xiàn)在發(fā)酵速度上,不同菌種由于麥芽糖和麥芽三糖滲透酶活性不同,發(fā)酵速度就有快慢之分。表2啤酒發(fā)酵度的比較淺色啤酒深色啤酒外觀發(fā)酵度真正發(fā)酵度外觀發(fā)酵度真正發(fā)酵度低發(fā)酵度酵母6070485650584147中發(fā)酵度酵母596560664853高發(fā)酵

20、度酵母65以上70以上56以上1.9 酵母的選育與擴(kuò)大培養(yǎng)酵母的選育:酵母選育的目的是為了得到性能優(yōu)良的菌株。不同的菌株釀制出的啤酒風(fēng)味不同,啤酒生產(chǎn)企業(yè)為保證正常生產(chǎn)和保持產(chǎn)品質(zhì)量的一致性,必須保持酵母菌種的穩(wěn)定性和優(yōu)良性能。酵母菌種的選育應(yīng)是啤酒生產(chǎn)企業(yè)十分重要的經(jīng)常性工作,若生產(chǎn)中出現(xiàn)發(fā)酵遲緩、發(fā)酵力衰退、發(fā)酵不徹底,雙乙酰值高且還原慢,酵母凝聚性變差,啤酒風(fēng)味改變等情況,則說明啤酒酵母已退化,需要進(jìn)行酵母的選育。優(yōu)良啤酒應(yīng)具備的特點(diǎn)為(1)能從麥芽汁中有效地?cái)z取生長和代謝所需的營養(yǎng)物質(zhì);(2)酵母繁殖速度快,雙乙酰峰值高,還原速度快;(3)代謝的產(chǎn)物能賦予啤酒良好的風(fēng)味;(4)發(fā)酵結(jié)束

21、后能順利地從發(fā)酵液中分離出來。酵母菌種選育的方法有以下幾種:從生產(chǎn)菌種中選育:在生產(chǎn)過程中隨時分離選育優(yōu)良菌種是保證菌種優(yōu)良性能的一種有效措施,對于生產(chǎn)中出現(xiàn)的發(fā)酵速度快、雙乙酰峰值低且還原味好的未污染雜菌的發(fā)酵液要及時從回收酵母中進(jìn)行菌種分離,可以得到優(yōu)良的變異菌株。 具體操作時要分離50100個單細(xì)胞,根據(jù)菌落、細(xì)胞形態(tài)等外觀條件選取3050個菌株,根據(jù)發(fā)酵力、凝聚力、死滅溫度等等指標(biāo)淘汰2/3菌株實(shí)驗(yàn)室中根據(jù)對菌株形態(tài),發(fā)酵性能的全面分析對比,從1015只菌株投入生產(chǎn)試驗(yàn),經(jīng)23次驗(yàn)證,效果比原有菌種好的可以取得原有菌種,投入正常生產(chǎn)。在已有的菌種中選擇:對工廠曾使用過的菌種,微生物研究

22、機(jī)構(gòu)保藏的菌種,具體操作方法和操作與生產(chǎn)菌種分離選育的內(nèi)容相同。誘變和雜交育種:利用物理或化學(xué)方法進(jìn)行誘變育種,現(xiàn)代化發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)中應(yīng)用比較多(如味精、酶、有機(jī)酸等生產(chǎn))。雜交育種是利用兩種不同酵母產(chǎn)生的子囊發(fā)育后得到子代雜交細(xì)胞菌種,也可將不同酵母產(chǎn)生的孢子除去細(xì)胞壁后在專門培養(yǎng)是融合,得到雜交細(xì)胞。利用dna重組技術(shù)的基因育種:是啤酒酵母選育的發(fā)展方向,如將細(xì)菌產(chǎn)生a-乙酰乳酸酶的基因,轉(zhuǎn)移到啤酒酵母dna鏈上獲得能直接分解-乙酰乳酸,不再大量累積雙乙酰的新菌種。 2 啤酒酵母的擴(kuò)大培養(yǎng)2.1 啤酒酵母擴(kuò)大培養(yǎng)的目的啤酒酵母擴(kuò)大培養(yǎng)指從斜面種子到生產(chǎn)所用的種子的培養(yǎng)過程,酵母擴(kuò)培的目的是及

23、時向生產(chǎn)中提供足夠量的優(yōu)良、強(qiáng)壯的酵母菌種,以保證正常生產(chǎn)的進(jìn)行和獲得良好的啤酒質(zhì)量。一般把酵母擴(kuò)大培養(yǎng)過程分為二個階段:實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大培養(yǎng)階段(由斜面試管逐步擴(kuò)大到卡氏罐菌種)和生產(chǎn)現(xiàn)場擴(kuò)大培養(yǎng)階段(由卡氏罐逐步擴(kuò)大到酵母繁殖罐中的零代酵母)。擴(kuò)培過程中要求嚴(yán)格無菌操作,避免污染雜菌,接種量要適當(dāng)。實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大培養(yǎng)階段(示例)斜面原菌種斜面活化(2534d)10ml液體培養(yǎng)(252436d)100ml液體培養(yǎng)瓶(2524h)1l培養(yǎng)瓶(16182436h)5l培養(yǎng)瓶(14163648h)25l卡氏罐生產(chǎn)現(xiàn)場擴(kuò)大培養(yǎng)階段25l卡氏罐250l漢生罐(121423d)1500l培養(yǎng)罐(10123d100

24、hl培養(yǎng)罐(9113d) 20m3繁殖罐(8978d)零代酵母酵母的使用和管理要點(diǎn)擴(kuò)培麥芽汁要求:卡式罐之前的麥芽汁為頭號麥芽汁,加水調(diào)節(jié)濃度1112,蒸汽滅菌0.1mp,2030min;現(xiàn)場擴(kuò)培用麥芽汁為沉淀槽中的熱麥芽汁,濃度在12p左右,-氨基氮應(yīng)在180220mg/l,也可添加適量的酵母營養(yǎng)鹽。酵母擴(kuò)培要求:酵母擴(kuò)培是基礎(chǔ),只有培養(yǎng)出來高質(zhì)量的酵母,才能生產(chǎn)出好的啤酒。擴(kuò)培必須保證兩點(diǎn):a原菌種的性狀要優(yōu)良,b擴(kuò)培出來的酵母要強(qiáng)壯無污染。擴(kuò)培在實(shí)驗(yàn)室階段,由于采用無菌操作,只能遵守操作技術(shù)和工藝規(guī)定,很少出現(xiàn)雜菌污染現(xiàn)象。如衛(wèi)生條件控制不好,往往會出現(xiàn)染菌現(xiàn)象,所以擴(kuò)培人員首先無菌意識

25、要強(qiáng),凡是接種麥芽汁追加過程所要經(jīng)過的管路、閥門必須用熱水或蒸汽徹底滅菌,室內(nèi)的空氣、地面、墻壁也要定期消毒或殺菌,通風(fēng)供氧用的壓縮空氣也必須經(jīng)過0.2um的膜過濾之后才能使用。同時充氧量要適量,充氧不足酵母生長緩慢,充氧過度會造成酵母細(xì)胞呼吸酶活性太強(qiáng),酵母繁殖量過大對后期的發(fā)酵不利。一般擴(kuò)培酵母在進(jìn)入培養(yǎng)罐前每天要通氧3次,每次2min。發(fā)酵后的培養(yǎng),要求麥汁中溶解氧9mg/l左右。最后每一批擴(kuò)培的同時還應(yīng)對酵母的發(fā)酵度、發(fā)酵力、雙乙酰峰值、死滅溫度等指標(biāo)進(jìn)行檢測,以便及時正確掌握酵母在使用過程中的各種性狀是否有新的變化。 成熟擴(kuò)培酵母應(yīng)符合下列標(biāo)準(zhǔn)酵母細(xì)胞密度7585106個/ml;酵母

26、芽生率25%酵母死亡率1%肝糖染色體85%雜菌檢驗(yàn):無大腸桿菌,無啤酒腐敗菌。2.2 啤酒酵母培養(yǎng)的基本方法和要求 啤酒酵母擴(kuò)大培養(yǎng),一般采用二級或三級擴(kuò)大培養(yǎng)。其培養(yǎng)的基本順序如下:斜面試管(原純菌種)試管培養(yǎng)(液體)三角瓶培養(yǎng)級酵母培養(yǎng)罐培養(yǎng)級酵母培養(yǎng)罐培養(yǎng)酵母增殖罐培養(yǎng)錐形發(fā)酵大罐 三角瓶培養(yǎng)及其前面的培養(yǎng),屬于實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)階段;從級酵母培養(yǎng)罐培養(yǎng)開始,為酵母擴(kuò)大培養(yǎng)階段(從生產(chǎn)現(xiàn)場) 從級培養(yǎng)到級培養(yǎng),擴(kuò)大倍數(shù)為810倍,以二級培養(yǎng)以后,其擴(kuò)大倍數(shù)為46倍。啤酒釀造利用的微生物,是純粹培養(yǎng)的啤酒酵母菌,酵母培養(yǎng)和酵母擴(kuò)大培養(yǎng)過程的關(guān)鍵,是嚴(yán)格保證無菌條件,物料、壓縮空氣、設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造

27、、管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝、酵母培養(yǎng)全過程的管理等,都必須滿足這個條件。 2.3 酵母培養(yǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)和制造的基本要求酵母培養(yǎng)設(shè)備,須用不銹鋼制造、內(nèi)部平整光滑、沒有死角,管口盡量小,容易清洗,殺菌。配備無菌取樣閥,自動清洗裝置,真空閥、安全閥、測溫裝置,隔膜式衛(wèi)生級壓力表、視鏡、罐體帶有加熱夾套和冷卻夾套,夾套需作氣密性試驗(yàn)。 罐內(nèi)最高工作壓力:0.20mpa 夾套最高工作壓力:0.20mpa2.4啤酒酵母擴(kuò)大培養(yǎng)室的廠房設(shè)計(jì)啤酒酵母擴(kuò)大培養(yǎng)室,要求室內(nèi)無死角無積水,防止霉菌孳生繁殖。墻壁貼白瓷磚,從地面到天棚。地面采用耐酸堿無釉面磚鋪貼,樓板底可涂防霉涂料(如“彩鳳牌高級仿瓷防霉涂料”,“we-3

28、3水性雙組份環(huán)氧樹脂涂料”) 室內(nèi)溫度按515的要求設(shè)計(jì)。容積與全容積之比:0.550.6:1; 材質(zhì):ocr18n(a/s/304)3 啤酒工廠酵母管理的意義和原則啤酒工廠的酵母管理包含了酵母的選育、酵母的擴(kuò)大培養(yǎng),酵母的回收和使用以及酵母的合理保存等方面的內(nèi)容,當(dāng)然了,在整個酵母管理過程中的雜菌污染控制也是極為關(guān)鍵的內(nèi)容之一。應(yīng)該說,啤酒風(fēng)味的組成成分主要來自于酵母的代謝過程,啤酒的風(fēng)味質(zhì)量更多地決定與酵母的狀態(tài)而不是麥汁的組成。雖然麥汁的營養(yǎng)組成是酵母賴以生存的環(huán)境之一,而整個發(fā)酵過程中始終保持良好的酵母性能將對啤酒質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。啤酒工廠中的酵母管理首先應(yīng)該遵循以下幾個原則:(1)

29、在酵母培養(yǎng)、擴(kuò)大培養(yǎng)和回收,使用過程中必須嚴(yán)格防止雜菌污染;(2)盡量保持良好的酵母性能,保持使用狀態(tài)良好的酵母;(3)及時回收酵母,良好的處理酵母和短期保存酵母;(4)不斷地進(jìn)行純種酵母的優(yōu)選工作。這些管理原則包含了科學(xué)管理酵母和合理使用酵母兩個方面的內(nèi)容,職能在裝備硬件和管理軟件上盡可能加以滿足,就一定能確保酵母的質(zhì)量,啤酒產(chǎn)品的質(zhì)量就得到了基本保證。4 啤酒工廠在酵母管理過程中應(yīng)該引起重視的一些問題4.1全過程中要嚴(yán)格保持無菌狀態(tài)在酵母的選育、擴(kuò)大培養(yǎng)、生產(chǎn)使用和回收以及酵母保存等的全過程必須嚴(yán)格防止雜菌污染,盡可能做到無菌培養(yǎng)酵母、無菌使用酵母,這個問題幾乎所有的啤酒廠都能做到,有一些

30、啤酒廠看似要求比較高,但由于受到環(huán)境條件和人員操作水平的限制,實(shí)際上從出發(fā)菌種開始就已經(jīng)發(fā)生了污染,過程污染更是處于失控狀態(tài),這是一個不容忽視的問題。4.2 釀造過程中受許多環(huán)境因素的影響 會有一部分酵母死亡甚至產(chǎn)生自溶,當(dāng)啤酒中有啤酒酵母的培養(yǎng)5%以上的啤酒酵母自溶時,啤酒會產(chǎn)生明顯的酵母味、苦味和澀味,并伴隨出現(xiàn)其它方面的質(zhì)量問題,完全防止酵母細(xì)胞的自溶,只能控制酵母細(xì)胞自溶的限度。影響酵母自溶的因素如下:麥芽汁:麥芽汁通氧、培養(yǎng)溫度等條件一定的情況下,麥芽汁中的營養(yǎng)物質(zhì)成分對啤酒酵母的代謝非常重要,麥汁中a-氨基氮、可發(fā)酵性糖、ph、無機(jī)離子及生長素等營養(yǎng)成分不合理,會導(dǎo)致酵母營養(yǎng)缺乏、

31、代謝緩慢、酵母衰老、從而影響酵母的死亡及自溶。麥汁中的冷凝固物排除不徹底,帶入發(fā)酵必然,必然妨礙酵母的繁殖代謝,降低酵母的活性,使酵母細(xì)胞容易出現(xiàn)衰老死亡及自溶。無機(jī)離子:麥汁中zn的含量不得小于0.25mg/l,但也不要超過2mg/l。若zn2+含量不足,乙醇脫氫酶等活力明顯下降,引起酵母增殖緩慢,發(fā)酵速度減慢,如果zn2+離子濃度過高,可以促進(jìn)酵母的生長代謝,但是酵母極易衰老、自溶。麥芽汁中cu2+含量高于0.1時,易使酵母變異,并會抑制酶的活性。pb2+、sn2+、cr6+等重金屬離子,對酵母有毒性,會使啤酒酵母失去活性。麥芽汁fe2+含量高于1.0mg/l時,也回是酵母早衰,容易造成死

32、亡及自溶。no2-對酵母細(xì)胞有強(qiáng)烈的毒性,使啤酒酵母失去活性。f- 、no3-也會改變酵母遺傳抑制發(fā)酵和酵母生長,sio32-與蛋白質(zhì)結(jié)合形成混濁,在發(fā)酵時形成膠團(tuán),吸附在酵母表面,降低酵母的代謝能力。麥芽汁磷含量不足時,啤酒酵母的整個生活過程都會受到不良影響。解氧:當(dāng)麥芽汁中溶解氧不足時,啤酒酵母增殖率下降,新增強(qiáng)壯啤酒酵母減少,易造成酵母細(xì)胞的衰老死亡。在漢生罐或啤酒酵母貯存罐保存酵母時,酵母接觸氧,可能會加劇酵母的死亡及自溶。發(fā)酵條件:發(fā)酵液溫度忽高忽低,還原期升溫,升壓過遲,都會促進(jìn)啤酒酵母的退化,增加死亡率。發(fā)酵、雙乙酰還原結(jié)束后,應(yīng)及時排放錐形罐底部的啤酒酵母泥,如果排放不及時,由

33、于底部降溫困難,溫度高,易引起酵母死亡、自溶。酵母泥不經(jīng)洗滌直接用于其它錐形罐種酵母,必然帶入部分衰老死亡的酵母,也增加了酵母自溶的機(jī)會。溫度:在低溫條件下,酵母也能發(fā)生自溶,只不過自溶速度緩慢。隨著溫度的上升,啤酒酵母細(xì)胞的自溶增加。提高發(fā)酵溫度,可以使酵母代謝作用加快,縮短發(fā)酵時間,但是容易導(dǎo)致有害副產(chǎn)物生成量的增加,而且加速啤酒酵母衰老。壓力:發(fā)酵液封罐壓力過高,一些酵母細(xì)胞會死亡。酵母回收添加時,壓差變化太大,會引起酵母細(xì)胞壁的爆裂,使酵母死亡率增加。酵母添加量:繁殖罐或發(fā)酵罐中滿罐酵母數(shù)過高(大于2.8107個/ml),麥芽汁中的-氨基氮迅速被同化,會造成酵母繁殖生長代數(shù)相對較少,即

34、新增酵母濃度過低,后期缺乏營養(yǎng),酵母極易衰老死亡。如果自溶酵母再接種使用,會引起惡性循環(huán)。雜菌:發(fā)酵液中野生酵母及細(xì)菌的侵入必然使酵母受到傷害,造成較高的死亡率。 酶制劑:發(fā)酵液中添加酶制劑是酵母使用代數(shù)不宜過高,因?yàn)槊钢苿龠M(jìn)酵母細(xì)胞的溶解,導(dǎo)致死亡率增加。因此使用酶制劑必須要慎重,做到添加量準(zhǔn)確,添加時間合理,酶制劑質(zhì)量要高。啤酒酵母能分泌多種自溶酶,這些自溶酶的最適ph為68。發(fā)酵液ph過高或過低,都不利于酵母正常生長和發(fā)酵。沖洗時間:繁殖罐、錐形罐用二氧化碳?xì)⒕?,若用清水沖洗時間過短(5min以內(nèi)),氯離子濃度會超過100/l,會使啤酒酵母早退,所以殺用清水沖洗時間應(yīng)達(dá)40min以

35、上。4.3 涉及到酵母被污染的環(huán)境因素和物質(zhì)因素非常多,分離酵母用的無菌水培養(yǎng)酵母的營基質(zhì),試管,三角瓶和卡式罐是否嚴(yán)格滅菌,卡式罐等擴(kuò)大培養(yǎng)設(shè)備結(jié)構(gòu)是否合理,消毒滅菌是否可靠,所用的空氣、水和大生產(chǎn)送來的麥汁能否確保無菌狀態(tài)等,我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多啤酒廠在這方面存在著嚴(yán)重的不足,培養(yǎng)酵母的無菌條件很差,擴(kuò)培設(shè)備十分簡陋,有的工廠至今還在使用經(jīng)陶瓷過濾器(俗稱砂濾器)過濾的所謂“無菌水”處理酵母有的工廠從不對生產(chǎn)過程使用的酵母進(jìn)行檢查;許多啤酒廠在擴(kuò)大生產(chǎn)能力方面投入了大量的資金和精力,但在在保證 生產(chǎn)環(huán)境和酵母菌種不被污染方面卻很少考慮投入,對這樣的擴(kuò)大再生產(chǎn)只會帶來質(zhì)量風(fēng)險,最終導(dǎo)致產(chǎn)品的銷售

36、受到影響。為此,要正確理解防止酵母被污染的重要性,應(yīng)努力從以下一些方面進(jìn)行改進(jìn):必須理解酵母與其他雜菌(包括野生酵母)都是微生物,在合適的營養(yǎng)條件下都能進(jìn)行繁殖和新陳代謝,如果在培養(yǎng)酵母的一開始就污染了雜菌,等于在擴(kuò)大培養(yǎng)酵母的同時也在擴(kuò)大培養(yǎng)雜菌.雜菌與酵母產(chǎn)生營養(yǎng)競爭,影響酵母的生存環(huán)境導(dǎo)致酵母的衰退。要清楚的認(rèn)識到:酵母管理的全過程和大生產(chǎn)的過程中污染源是無處不在的,所以,努力做到杜絕一切污染源是酵母管理過程中必須滿足的要求.具體的做法可以有:將過程污染控制點(diǎn)區(qū)分為重點(diǎn)監(jiān)察和一般監(jiān)察兩類,分別規(guī)定相應(yīng)的檢測頻率和消毒滅菌措施.例如,通風(fēng)用的無菌空氣應(yīng)該屬于重點(diǎn)監(jiān)測點(diǎn),每次通風(fēng)前都應(yīng)對無菌

37、過濾器(0.2um的疏水性膜過濾器)進(jìn)行蒸汽消毒并檢測殺菌后空氣中的雜菌情況;高代數(shù)(例如第68代)的酵母泥屬于一般檢測點(diǎn),可以在低代數(shù)酵母檢測的基礎(chǔ)上進(jìn)行定期檢測這樣就對酵母使用過程中可能受污染的情況有了比較詳細(xì)的檢查記錄。對酵母直接接觸的物料、容器、工具等都必須努力控制在無菌狀態(tài),特別是暴露在大氣環(huán)境下的罐口(管口)閥門等要盡量保持處于消毒狀態(tài)下在低溫條件下使用的添加劑盡可能進(jìn)行必要的消毒滅菌等。對于這一點(diǎn),擴(kuò)大培養(yǎng)的要求要比大生產(chǎn)過程更嚴(yán)格,低代數(shù)酵母的使用要求要比高代數(shù)更嚴(yán)格。 用于酵母的保存和擴(kuò)大培養(yǎng)的營養(yǎng)基質(zhì)都應(yīng)進(jìn)行平行培菌試驗(yàn),證實(shí)未被污染后再接酵母,特別是分離啤酒酵母用的無菌水

38、保存酵母用的瓊脂培養(yǎng)基,擴(kuò)培酵母的實(shí)驗(yàn)室麥汁等必須進(jìn)行平行培菌試驗(yàn)。 堅(jiān)持酵母使用過程中的鏡檢和雜菌檢出試驗(yàn)。及時發(fā)現(xiàn)酵母可能發(fā)生的污染.一旦在鏡檢中發(fā)現(xiàn)有活體雜菌,其污染程度已經(jīng)十分嚴(yán)重了,只有廢棄或適當(dāng)酸洗。嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程的雜菌污染,因?yàn)樯a(chǎn)過程的雜菌污染實(shí)際上就是對酵母的污染,例如,大生產(chǎn)麥汁、發(fā)酵液、發(fā)酵容器和管道、釀造用水和空氣、二氧化碳等,一旦發(fā)現(xiàn)已被污染,應(yīng)采取相應(yīng)的措施。酵母使用過程中,為保持無菌條件,應(yīng)進(jìn)行較為徹底的消毒滅菌,具體來說,可以有以下做法:對無菌室及其緩沖間的天花板和四角墻壁均應(yīng)使用仿磁防霉涂料涂刷,室內(nèi)可以使用紫外滅菌方式,如果有條件的話,使用小型的空氣凈化系

39、統(tǒng)使無菌室保持一定的正壓狀態(tài)(100-200百帕);無菌室用表面皿5分鐘取樣培菌,最好是無雜菌檢出最差的情況是菌落數(shù)不超過5個;無菌室內(nèi)使用的器具以酒精消毒和火焰消毒為主盡量不要用刺激性很強(qiáng)的其他消毒劑。 實(shí)驗(yàn)室酵母擴(kuò)培過程的所有操作盡可能都在無菌室內(nèi)進(jìn)行.每次移種的同時,最好能對移種前的酵母液進(jìn)行鏡檢和培菌試驗(yàn),如果發(fā)現(xiàn)已經(jīng)染菌,可以在下級擴(kuò)培容器中添加300400ppm的乳鏈(nisin)進(jìn)行抑菌,或者廢棄這次培養(yǎng)液。生產(chǎn)車間的培養(yǎng)間同樣要求涂刷仿磁防霉涂料,地面排水要良好,擴(kuò)培間應(yīng)該密閉,與外界不發(fā)生空氣對流,室內(nèi)可用過氧化氫噴霧消毒滅菌;擴(kuò)培設(shè)備在使用前應(yīng)用cip和sip進(jìn)行較為徹底的

40、洗滌和消毒滅菌。cip清洗液應(yīng)使用酸性洗滌劑,sip可使用0.30.4%的過氧乙酸或過氧化氫溶液;殺菌后的麥汁應(yīng)取樣檢查污染情況;在接種入酵母后,擴(kuò)培罐內(nèi)應(yīng)始終保持正壓狀態(tài)(不低于0.03mpa),送入擴(kuò)培罐的空氣應(yīng)保持絕對無菌狀態(tài)(末級使用0.2um的疏水性膜過濾器),在移種前,擴(kuò)培罐之間的管道必須使用高溫蒸汽消毒滅。大生產(chǎn)過程中添加 回收酵母使用密閉的回收罐,有條件的工廠可以使用專門的酵母添加裝置,做到無菌回收酵母無菌添加酵母;在每次回收添加酵母以前,對相關(guān)的容器管道都應(yīng)用cip清洗并進(jìn)行嚴(yán)格的消毒滅菌,使用蒸汽滅菌時最好使用0.30.5um的蒸汽過濾器對蒸汽進(jìn)行過濾。近代研制的雜菌抑制劑

41、乳鏈菌肽(nisin)已經(jīng)在啤酒行業(yè)應(yīng)用,雖然乳鏈菌肽對格蘭氏陰性菌和野生酵母的抑制效果不明顯,但在酵母擴(kuò)培和使用過程中,可作為一種減少酵母污染(主要是格蘭氏陽性菌)的一種辦法。4.4 要保持良好的酵母性能,堅(jiān)持使用狀態(tài)良好的酵母 鑒別酵母性能的好壞,應(yīng)該有以下基本要求:(1)有較高的存活力,其死亡率百分點(diǎn)不應(yīng)高于5%(2)有穩(wěn)定的較高的繁殖率(但出芽率最高不超過60%)和較快的繁殖速度(3)具有較高的性能穩(wěn)定性和較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力(即在靜止期和活性期內(nèi)有承受應(yīng)激作用的能力),在一定的使用期間內(nèi),能保持性能的穩(wěn)定而不發(fā)生退化;(4)具有優(yōu)良啤酒酵母工藝特性,包括發(fā)酵風(fēng)味,發(fā)酵麥芽三糖的能力和還

42、原雙乙酰的能力,合適的凝聚性等。應(yīng)該說明的是: 1)以上的要求除了對酵母的死亡率和繁殖率等方面的要求基本一致以外,并沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),特別是酵母的工藝特性方面,必須根據(jù)各個啤酒廠的實(shí)際需要規(guī)定相應(yīng)的具體要求,因?yàn)楦鱾€啤酒廠對發(fā)酵風(fēng)味啤酒發(fā)酵度麥汁濃度和發(fā)酵周期 酵母的凝聚性要求上不同.相對而言,凝聚性能比較好的酵母,發(fā)酵麥芽三糖的能力比較差,還原雙乙酰的時間比較長,其發(fā)酵度也往往偏低。2)目前對死亡酵母 衰老酵母已經(jīng)有了鑒別的方法,但是對酵母的退化及其退化程度卻很難予以鑒別,一般只能從發(fā)酵結(jié)果上大致進(jìn)行判別,如果退化酵母數(shù)所占的比例較高,其發(fā)酵過程和發(fā)酵結(jié)果一定會出現(xiàn)比較明顯的差別,然而,此

43、時已經(jīng)很難對其進(jìn)行調(diào)整和處理,只有加強(qiáng)酵母管理,防止酵母退化,才是比較有效的辦法。為了保證大生產(chǎn)過程中始終使用狀態(tài)良好的酵母,在具體的操作中,應(yīng)注意以下一些方面:1)要保證活性酵母細(xì)胞和新生酵母細(xì)胞在發(fā)酵液酵母細(xì)胞總量中的數(shù)量比例優(yōu)勢,衰老、退化的酵母細(xì)胞比例高,相應(yīng)的發(fā)酵狀況發(fā)酵結(jié)果也比較差。我們所說的酵母細(xì)胞的另一個含義是具有良好的繁殖性能,即沒有達(dá)到“海佛利克極限”,只有多量的的活性細(xì)胞存在,才能產(chǎn)生多量的新生酵母細(xì)胞.當(dāng)然,控制一定的增殖倍數(shù)也是很重要的,這里面牽涉一個酵母生長平衡問題;如果酵母增殖倍數(shù)太高,會使許多酵母細(xì)胞較快達(dá)到“海佛利克極限”,對酵母的使用壽命不利;如果增殖倍數(shù)太

44、低,會導(dǎo)致新生細(xì)胞數(shù)量太少。比較好的細(xì)胞數(shù)應(yīng)在3倍左右,不要超過3.5倍。從酵母添加量 充氧量 酵母遲滯期等方面可以達(dá)到控制酵母增殖量的目的。由于各種不同的酵母種對繁殖需要的溶解氧要求不一致,不同菌齡的酵母需氧量也不完全一致,所以,對麥汁充氧應(yīng)該安裝在線溶解氧測定儀,通過不斷的觀察測定,找出相關(guān)規(guī)律,就能有效地掌握充氧量和控制酵母增殖量。 2)要提供營養(yǎng)充分,溫度適宜的營養(yǎng)基質(zhì),這是酵母賴以生存繁衍和進(jìn)行正常代謝的基本條件。如果我們能夠?qū)⑵【瓢l(fā)酵過程理解為酵母的飼養(yǎng)而不是單純的發(fā)酵需要,這樣反而能獲得更好的發(fā)酵結(jié)果。但是,由于我們的啤酒工廠大多按照啤酒制造的目的去安排麥汁(酵母營養(yǎng)基)的生產(chǎn),

45、有時等于強(qiáng)迫酵母接受不合適的生存環(huán)境,這樣必然導(dǎo)致酵母經(jīng)常在營養(yǎng)條件差耐受不同溫度和酒精度的條件下適應(yīng)性生存,極易衰老與退化。合適麥汁組成是保證酵母具有良好狀態(tài)的重要條件之一,啤酒廠切忌過分考慮啤酒理化指標(biāo)和品種 產(chǎn)量的需要,而忽略了保證酵母性能良好的一些營養(yǎng)條件,否則也會對啤酒風(fēng)味的良好和均一程度帶來嚴(yán)重的后果。在明顯感到酵母營養(yǎng)可能不足的情況下,盡可能添加一些酵母營養(yǎng)鹽之類的營養(yǎng)源。目前有倆種酵母營養(yǎng)鹽,一種是添加于麥汁煮沸過程中的,另一種則是以無菌水溶解與酵母一起添加或添加在冷麥汁中,筆者比較傾向于使用后一種。因?yàn)榻湍笭I養(yǎng)鹽添加在高溫的煮沸麥汁中,一些諸如維生素之類的營養(yǎng)物質(zhì)易受到破壞。

46、按照酵母使用的代數(shù),其添加量可以由20ppm逐步提高到50ppm。3)要盡可能避免造成酵母衰老、退化的客觀條件和不正確的過程操作。按照酵母的生存規(guī)律,大致上有以下幾種情況會使酵母可能發(fā)生過早地衰老、退化:a)缺乏酵母最底代謝需要的營養(yǎng)物質(zhì),使酵母不得不利用酵母本身的營養(yǎng)貯備,例如肝糖,當(dāng)肝糖消耗盡以后還會進(jìn)一步利用膠木體內(nèi)其他細(xì)胞成分和營養(yǎng)物質(zhì),這樣就必然使酵母迅速衰老、退化,還有可能導(dǎo)致酵母死亡、自溶。b)酵母長期處于高溫或有害酵母成分(例如酒精)存在的環(huán)境下,對酵母產(chǎn)生毒害作用。所以,高溫的升高會導(dǎo)致酵母的退化,如酵母不能立即接種,這種退化的程度是不斷增加的,而且酵母的退化是不可逆的,是酵

47、母死亡的先導(dǎo)。讓酵母長期停留在發(fā)酵大罐的錐底,或沒有將回收酵母的溫度降到一定的低溫等;都是引起酵母衰老退化的環(huán)境條件。從這個意義上說,酵母的及時回收適當(dāng)?shù)幕厥辗绞胶突厥找院蟮恼_處理和保存具有很重要的作用。c)在酵母缺乏營養(yǎng)的情況下,使酵母由禁止?fàn)顟B(tài)(或帶生代謝狀態(tài))轉(zhuǎn)向強(qiáng)烈代謝,例如,保存酵母過早過多地接觸氧,使用無菌空氣對回收酵母泥進(jìn)行攪拌等,都會促使酵母過早衰老、退化;d)在酵母回收使用和保存過程中污染了雜菌。e)酵母使用批次過多,衰老、退化的酵母細(xì)胞比例增加,一般使用68代比較適宜。f)外來應(yīng)激作用使酵母受到傷害,包括機(jī)械、物理和化學(xué)因素。如使用轉(zhuǎn)速較高的離心泵輸送酵母有毒害刺激作用是

48、化學(xué)物質(zhì)溫度和壓力的瞬間變化 不適宜的酸心性鹼性環(huán)境等,都會對酵母有影響。鑒別酵母衰老的基本方法是鏡檢時酵母細(xì)胞變大,細(xì)胞形態(tài)不規(guī)則,體液泡增大,細(xì)胞壁增厚;從現(xiàn)象上分析,衰老退化的酵母起發(fā)速度比較慢,發(fā)酵力和發(fā)酵度降低,發(fā)酵風(fēng)味變壞等。據(jù)介紹可以用測定酵母泥ph值的方法來鑒別,如果酵母泥ph值明顯高于啤酒,則有產(chǎn)生自溶的可能,也可以將酵母泥的ph減去啤酒的ph,當(dāng)兩者之差大于0.5時,可以認(rèn)為酵母已經(jīng)發(fā)生自溶4.5 生產(chǎn)過程中及時回收酵母,同時要掌握合適的酵母回收方法和保存條件為了理解酵母回收的重要意義,需要說明以下幾點(diǎn)情況:(1)對下面發(fā)酵酵母菌種,發(fā)酵結(jié)束以后的凝聚,沉降過程是必然的,但

49、是,酵母一旦凝聚沉降,就基本喪失了再發(fā)酵和還原雙乙酰的能力,即使使之再懸浮,其降糖和還原雙乙酰的能力也非常有限。(2)沉降在大罐錐底的酵母處于基本“靜止?fàn)顟B(tài)”,代謝活性很低,但是,酵母沉積層的溫度很不均勻,遠(yuǎn)離冷卻夾套的酵母泥溫度要比靠近冷卻夾套的酵母泥溫度高4-5c,而且這部分沉積酵母所處的環(huán)境十分惡劣,包括酵母細(xì)胞密度過高(產(chǎn)熱不易發(fā)散)基本沒有有營養(yǎng)條件 周圍的酒精和二氧化碳濃度偏高,加大大罐液位和罐頂二氧化碳對酵母細(xì)胞壁的高壓作用,沉積在錐地的酵母處于十分不良的環(huán)境之中。因此,酵母沉積于大罐地部以后,必須及時地將其取出,并及時地將其取出,并及時處理和良好地保存,如能盡快添加到麥汁中去則

50、更好。(3)發(fā)酵液中存在著活酵母和衰老酵母 死酵母 冷凝固物,后三種先從發(fā)酵液中沉降出來,發(fā)酵基本結(jié)束以后,懸浮在發(fā)酵液中的活性酵母才逐步沉降。因此,最先沉降的酵母主要是衰老酵母和死酵母,不能用來作為添加酵母再次使用,最后沉降的那部分酵母也不是比較好的酵母,但是回收過程中,由于受流體的流動規(guī)律,往往這部分酵母最先回收。這樣,酵母泥沉積在錐底的時間越長,酵母泥沉積層越緊密,最先回收的那部分酵母活性越差,只有在發(fā)酵基本結(jié)束以后沉降的那部分酵母最適宜用于下次添加。所以,回收酵母應(yīng)該注意將先沉下來和最后沉下來的那部分酵母 冷凝固物排掉,盡量回收中間沉降的那一部分。(4)酵母凝聚沉降后,如果不及時回收沉

51、積在錐地的酵母就會壓實(shí) 增厚,一方面會造成酵母泥的高溫,加速酵母的衰老,另一方面因?yàn)榻湍改蹐F(tuán)無法打開,會使酵母回收以后的添加不均勻,特別是罐對罐的添加更是如此。綜上所述,回收酵母應(yīng)該注意以下問題:1)只要酵母已經(jīng)在大罐中沉降下降,就應(yīng)該盡快地將其回收,保存或者使用。在具體操作時,可根據(jù)降糖的情況和酵母細(xì)胞數(shù)的下降結(jié)合起來考慮,這個時間大致在主發(fā)酵基本結(jié)束,準(zhǔn)備向溫貯溫度(67)降溫的開始或之前,此時,外觀糖度一般都在2.5p以下,酵母細(xì)胞數(shù)一般都低于1.000萬個/毫升。要注意,大罐酵母的回收時間一定不能是發(fā)酵過程全部結(jié)束(含雙乙酰還原過程)發(fā)酵液已經(jīng)冷卻的時候,如果確實(shí)在生產(chǎn)上銜接有困難,

52、最遲不應(yīng)超過降到溫貯溫度(67)后24小時。酵母的回收溫度可以是發(fā)酵溫度(1012),也可以是溫貯溫度(67),以處于發(fā)酵溫度下回收的酵母交好。2)必須回收狀態(tài)最好的酵母,具體的做法是:在大罐滿罐以后24小時即排放冷凝固一次,在發(fā)酵的前12天,每天排放一次廢酵母和冷凝固物,之后可以每兩天排放一次,當(dāng)酵母細(xì)胞數(shù)明顯下降時(大致上在第56天開始)原則上就不再排放酵母與冷凝固物?;厥战湍笗r應(yīng)先適當(dāng)排去一些酵母與冷凝固物以后再進(jìn)行回收,當(dāng)酵母泥明顯變稀時停止回收。在這之后再沉降下來的酵母不再回收,棄去不要。3)對回收酵母的管理,南非啤酒集團(tuán)公司的埃林.奧康納考克斯博士成功的指導(dǎo)原則是低溫保存、短期保存

53、、單一品系保存,這個原則具體來說就是:a)酵母回收以后應(yīng)盡快地冷卻到4左右保存。b)經(jīng)凈化的回收酵母保存時間不要超過24小時。c)不同酵母菌種、不同發(fā)酵溫度、不同麥汁濃度的回收酵母應(yīng)分別保存。4)應(yīng)設(shè)置若干個酵母回收添加罐,酵母回收罐的大小根據(jù)可回收酵母的數(shù)量確定,一般以添加酵母體積量的46倍計(jì)算,回收罐的數(shù)量根據(jù)發(fā)酵罐的數(shù)量確定,常配置34個,也有配置56個的。5)對回收的酵母,應(yīng)該按以下要求進(jìn)行處理:a)要把酵母迅速 均勻地冷卻到較低的溫度(約24),此時,酵母的代謝活動能降低到最低的極限,只有這樣,才能使酵母在再使用時的生理狀態(tài)與回收的狀態(tài)相接近,高于或低于這個溫度范圍都是不適宜的。冷卻到低溫的時間越長,酵母在冷卻過程中退化的可能性越大;這種冷卻可以在攪拌情況下通過冷卻夾套完成。我國啤酒生產(chǎn)在傳統(tǒng)發(fā)酵時,常使用無菌冰水洗條酵母,如果能將洗絳用冰水有效地脫氧,應(yīng)該是很好的。b)要注意控制已冷卻的酵母貯存時間,因?yàn)椤敖湍改嗟倪m當(dāng)冷卻、混合并保持在一定的低溫條件下,并意味著酵母能在滯生狀態(tài)的環(huán)境中舒適地生活”。要知道,酵

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