3.1.2.2啤酒优良酵母的评估和筛选方法
生产优良酵母的筛选是啤酒工厂的经常性工作,但啤酒优良菌株的评估体系十分 困难,其原因是:
(1) 缺乏一个统一的尺度,各个工厂由于设备工艺不同或习惯观点不同,造成对优良菌株的观点也不一样,有时甚至是矛盾的.
(2) 实验室各种评估测定很难和大生产十分吻合.
(3) 评估缺乏指标体系,缺乏筛子,特别是有否决权的筛子(指标)。 啤酒优良酵母的评估:(1)形态学上的要求 (2)生理学要求 (3)发酵力的要求 (4)凝聚性和沉淀能力 (5)双乙酰峰值和还原速度 (6)挥发性风味物质 (7)酵母对压力的耐受性 (8) 酵母的稳定性 (9)主发酵液和成品啤酒的风味品尝 (10)啤酒泡沫特性
生产菌的筛选方法: (1)底物和处理 (2)单细胞分离 (3)第一级筛--菌株形态和大小测量 (4)第二级筛--低温发酵能力的测定 (5)第三级筛--凝聚性测定(6)第四级筛--EBC管发酵性能测定。
详细可见:参照《酿造酒工艺学》(第二版),顾国贤 主编。 3.1.2.3啤酒酵母扩大培养
最能决定啤酒品质的因素是啤酒酵母,最能影响啤酒工艺和控制的也是啤酒酵母.啤酒工厂从单细胞分离得到一个酵母细胞,经鉴定确认为是本厂生产用的优良菌株,然后经过若干次扩大培养,最后制备成1013~1014个细胞/ml后供发酵用。酵母的扩大培养关键在于:
(1) 出发菌株的选择 (2) 扩培过程的无菌操作 (3) 优良的培养基 (4) 恰当的扩大比例 (5) 恰当的移种时间 (6) 严格控制培养条件 (7) 汉生培养罐的留种
3.2啤酒发酵机理
啤酒是依赖于纯种啤酒酵母,对麦汁某些组分进行一系列的代谢过程,产生酒精
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等各种风味物质,构成有独特风味的饮料酒。
影响啤酒质量的主要因素: (1)麦汁组成.
(2)啤酒酵母的品种的菌株特性.
(3)投入发酵的酵母数量和质量状况,以及在整个发酵中酵母细胞的生活状况. (4)发酵容器的形状、尺寸、材料,它会影响到发酵流态和酵母的分布、CO2的排出。 (5)发酵工艺条件(pH、温度、溶氧水平、发酵时间等)。
这些都是影响因数的重要次序,受啤酒类型和各工厂酿造强矿而有显著差别.
3.3啤酒发酵
传统式分批发酵,每批(一锅或二锅)定型麦汁,经过添加酵母、前发酵(酵母增殖)、主发酵、后发酵和储酒等阶段。相应的设备是:酵母添加器、密闭或敞口式前发酵池和主发酵池、密闭式后发酵罐和贮酒罐。各阶段发酵均在有绝热围护层,并具有室温调节的厂房内进行,一般分为前酵室(7~8°C)、主酵室(6~7°C)、后酵和储、贮酒室(2~0°C)等部分。 3.3.1酵母的添加和前发酵 (1)酵母接种量
本设计分批发酵采用低温、缓慢发酵,因此接种量比较小,接种后细胞浓度常控制在(5~12)3106个/ml。
设酵母泥浓度为203108个/g,工艺规定接种后酵母浓度为:83106个/ml,则每Kg麦汁接种酵母泥克数(n):
n=8310631000/(203108)=4g即接种量为0.4%。 (2)酵母添加法
酵母添加方法有:干道添加法,湿道添加法,倍量添加法,分割法,递加法。 本设计选用干道法添加酵母:在酵母添加器中加入每批麦汁所需的酵母泥,再加上二倍量的冷却麦汁,用无菌压缩空气充分混合,压到前酵池麦汁中,再用无菌压缩空气搅拌均匀,即可。
(3)前发酵
所谓前发酵,就是指接种酵母泥处于休眠阶段,酵母和麦汁接触,有较长(数小时至十小时)的生长滞缓期,才能进入出芽繁殖,当酵母克服生长滞缓期,出芽繁殖
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细胞浓度达到203106个/ml,发酵麦汁表面开始起泡,此阶段即为前发酵。
由于前发酵是酵母启动阶段,室温一般控制比接种温度略高(1~2℃),无菌要求比主发酵室更严格,发酵池内不设冷却排管。 3.3.2啤酒主发酵
麦汁分三次满罐,温度分别为6.5℃、7℃、7.5℃,溶解量为9mg/L,以满足酵母繁殖需要。满罐后麦汁自然升温进行主发酵,控制最高发酵温度为9.5℃,并保持2-3天。当外观糖浓度降至4.5%时封罐,升温至12℃,罐压为0.12Mpa,在此条件下继续发酵并还原双乙酰。当外观糖浓度降为3.0时,将罐压升至0.14Mpa。待发酵液中双乙酰含量降为0.08mg/L时,按0.3℃/h的速率将发酵液温度降至5℃左右,保持24h后排放酵母,主发酵期为12-15天。再以0.1℃/h的速率降至0-1℃,保持罐压0.08-0.12Mpa,贮酒30-40天。 3.3.3后酵和贮酒
在主发酵结束后,下酒至密闭式后发酵罐,前期进行后发酵,后期进行低温贮藏。后酵和贮酒的目的是:糖类继续发酵、促进啤酒风味成熟、增加CO2溶解、促进啤酒澄清。
3.4啤酒的生物稳定性
啤酒是由啤酒酵母发酵,后经过滤得到的产品。经过一般过滤的成品啤酒中或多或少存在培养酵母和其他细菌、野生酵母等,由于存在数量少(102~103个/ml),啤酒还是澄清、透明的。若在啤酒保存期中,这些微生物繁殖到104-105个/ml以上,啤酒就会发生口味的恶化,变成浑浊和有沉淀物,此时啤酒就称“生物稳定性破坏”或“生物混浊”。
3.5啤酒的非生物稳定性
经过过滤澄清透明的啤酒并不是“真溶液”,而是胶体溶液,它还含有颗粒直径大于10-3μm的大分子物质,如糊精、β-葡聚糖、蛋白质和它的分解产物多肽、多酚、酒花树脂,还有少量的酵母等生物。这些胶体物质,在O2、光线和振动及保存时会发生一系列变化--化合、凝聚等使胶体溶液稳定性破坏,形成混浊至沉淀。啤酒的澄清、透明是暂时的,有时间限制的,而浑浊、沉淀终究将会发生,啤酒之间的差别,仅仅在于稳定时间的长短。
啤酒生产者在生产啤酒时,都把主要精力放在减少成品啤酒中这些不稳定的大分
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子物质,使啤酒在保质期内始终是稳定的,即保持澄清、透明。这些大分子胶体物质又是口味物质,非生物稳定性长的啤酒并不一定口味最好。
4 成品啤酒
4.1啤酒的过滤与分离
经过后发酵的成熟酒,大部分蛋白质颗粒和酵母已沉淀,少量悬浮于酒中,必须滤除后才能包装。啤酒过滤的常用方法有:a.滤棉过滤 ,b.硅藻土过滤,c.板式过滤,d.离心分离法,e.微孔薄膜过滤法。
啤酒过滤操作原则是:产量大,质量高,损失小,劳动条件好,CO2损失小,不易污染,不影响风味,啤酒不吸氧。实际上不论任何方法要达到十全十美的效果都是很困难的。
本设计采用大家比较熟悉的硅藻土过滤法对老熟啤酒进行过滤操作。
操作采用柱式硅藻土过滤机进行。过滤单元似蜡烛状,过滤机每根柱中28mm,长1067mm,单台机过滤面积93~150m3,滤速75000~130000L/h。该机可连续工作8h以上。含酵母0.53105~1.53106个/ml的啤酒,可一次滤清,浊度为0.4~0.6EBC单位或更低,清酒酵母数10~20个/L。
过滤前必须预涂硅藻土二次,第一次400~500g/㎡粗粒,第二次涂粗细混合粒400~500g/㎡。先在混合罐内将硅藻土和脱氧水配成10%浓度的悬浮液,泵入滤机,并让溶液在混合罐和滤机系统内循环至无颗粒流出为止;接着进行第二次预涂。每次涂1~2mm厚,预涂毕酒液通过混合罐入滤机,可根据酒的混浊度添加80~300 g/100L硅藻土。过滤时压差每小时上升0.02 MPa~0.04 MPa,待压力上升至0.3MPa~0.4 MPa时,停止进酒,更新滤床。
4.2啤酒的包装和灭菌
4.2.1啤酒的包装
过滤完毕的啤酒,在清酒罐低温存放准备包装,通常同一批酒应在24h内包装完毕,包装容器可分为瓶装、罐装和桶装。瓶装产品比重最大。桶装较古老,目前世界很流行,主要是鲜啤酒罐装;罐装虽然容器成本高,由于节省包装容器的运费,省去贴标签,降低灭菌蒸汽量,便于旅游携带,所以现在很受人们的欢迎。
其工艺过程如下:
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玻瓶→卸箱机→验瓶→洗瓶机→检验→灌酒机灌酒→压盖→检验→杀菌机→检验→标机→喷码→检验→装箱机→成品
空瓶的洗涤:新旧瓶均需洗涤,回收瓶还须经挑洗,回收瓶一般不装出口酒或优质酒。洗涤剂要求无毒性,排污水必须经过严格处理。 4.2.2灭菌
主要采取巴式灭菌,其要求如下:
灭菌用水应尽可能用低硬度水,以防止钙镁盐沉积喷咀。必要时水中可添加多价络合剂,如聚磷酸盐,用量为5~10mg/L。
为防止破瓶中的酒液降低杀菌水的pH,以致腐蚀瓶盖,可在水中加适量碱液,降低酸度,使pH保持8.0.
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