第五章啤酒发酵.

第五章啤酒发酵一啤酒酵母能使含糖液体自然发酵，生成二氧化碳和酒精，液面上形成膜，器底形成沉淀的生物，统称为酵母。广义上说，凡是单细胞，世代时间比较长的低等真核微生物，统称为酵母把酵母分为两大类1.真酵母类2.拟酵母类第一类能产孢子酿造啤酒的酵母，在分类学上属：子囊菌纲--原子囊菌亚纲--内孢霉目--酵母科--出芽酵母亚科--酵母属用于酿造的主要有两个种1.啤酒酵母能发酵葡萄糖、麦芽糖、蔗糖。因无蜜二糖酶，不发酵蜜二糖、乳糖，发酵1/3棉子糖按在麦芽汁25℃培养三天，繁殖细胞形状长和宽的比例分为三组:1长宽比1~2（＜2），圆形或卵形，此组用于酒精（淀粉）、白酒等蒸馏酒生产。RasseⅡ、RasseⅫ。2长宽比＞2，长卵形。用于啤酒、果酒和面包。酿造易漂浮在泡沫层，液面发酵和收集。称为上面发酵酵母（TopFermentationYeast）。英国式的Ale型啤酒。3长宽比＞2，长圆形-腊肠形。耐高渗透压，用于糖蜜酒精和朗姆酒生产。2.葡萄汁酵母1970年，Lodder将卡尔酵母、类哥酵母和葡萄汁酵母合并成一种称为葡萄汁酵母。啤酒界习惯称卡尔酵母。糖类发酵特征相同，均能全部发酵棉子糖。制造Lager型啤酒，发酵结束沉于器底，称为下面发酵酵母（BotormFermentationYeast）。我国常用菌种有浓啤1号和5号、青岛酵母、首啤酒母2595和2597等。二酵母细胞的基本结构单细胞真核生物外层由厚的细胞壁和细胞膜所包裹细胞质内有许多细胞器三啤酒酵母的生活史卡尔酵母在液体麦汁中繁殖，出芽形成子细胞，到1/2~2/3母细胞大小时，子细胞就自动脱离母细胞，这两个细胞再独立出芽，所以，在培养液中只能看到单个细胞或有一个芽细胞。啤酒酵母在液体麦汁中出芽繁殖时，也是在长轴一端，但经常和长轴垂直。子细胞长大后不立即脱离母细胞，子细胞再出芽，形成芽簇或3~6个细胞成串相联四啤酒酵母的凝絮性是重要的生产特性，会影响酵母回收再利用于发酵的可能，影响发酵速率和发酵度，影响啤酒过滤方法的选择，乃至影响到啤酒风味。1.啤酒酵母凝絮性分类（1）粉末性酵母整个发酵阶段，酵母是完全分散在发酵液内的，即使发酵完全停止时，酵母也是以单个或数个形式悬浮在液体中。发酵结束时，器底只有少量松散沉淀酵母，大量酵母分散于液体中，如轻轻震荡器皿，沉淀酵母立刻浮起，再形成沉淀需很长时间。这种酵母为典型非凝絮性或“粉末型酵母”。（2）凝聚性酵母发酵初期酵母是分散的，达到某发酵度，酵母再发酵液中细胞密度突然降低，器底逐渐沉结酵母凝块，发酵结束时，发酵液中细胞密度很低，即使强烈振动器皿打散凝块，静置短时间也立即形成凝块，此类酵母称作凝聚性酵母。发酵液中酵母细胞密度突然降低时的发酵度称为---凝聚点。（3）絮凝型酵母介于上述两者之间，发酵减弱后，酵母开始形成并不紧密的絮状沉淀，发酵结束时，器底形成较多沉淀，经震荡，酵母较快分散，静置一段时间，又能重新沉降，此类酵母称作“凝絮性”酵母，是目前酿造中用于快速发酵制造清爽型啤酒常采用的酵母。2.凝聚理论发现和应用已久，但对机理的研究还不完善现在一般认为酵母凝聚性状受基因控制，主要控制酵母细胞壁结构金属离子对于凝聚作用影响极大。五卡尔酵母的一般特性1．生物学分类特性（1）形状：圆形、卵圆形、椭圆形（2）细胞大小：如8.5×6.5μm（3）细胞体积：计算或由粒子数器测定（4）巨大菌落：颜色、尺寸、边缘性及特性（5）呼吸缺陷型突变株：应＜5%（6）凝聚性：可分为强凝聚性、中等凝聚性、弱凝聚性和粉末性2、碳水化合物糖类的同化：可同化葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖等；不同化异麦芽糖、糊精、淀粉等。3、啤酒酵母的培养和酿造特性（1）最高发酵速率：（0.7—1.5）×10-11（2）合成每克酵母干物质，需要消耗有利氨基氮量和糖中碳元素量（3）麦汁中必须有足够的氨基酸，其中α-氨基酸应保持在200mg/L左右。尽管麦汁中有丰富的氨基酸，但是啤酒酵母对各种氨基酸和亚氨基酸的同化效果是不同的，根据啤酒酵母对氨基酸的同化速率，可将麦汁中的氨基酸分为四组：A组同化速率较快，Ser、Thr、Lys、Arg、Asp、Glu、Val；（丝苏赖精天冬谷缬）B组同化速率中等，Met、Leu、His、Gly、Ile、Phe；C组同化速率较慢，Tyr、Trp、Ala；（酪色丙）D组同化速率则极微，如Pro。（脯）（4）在发酵时酵母细胞生长曲线：一般用110P全麦芽汁在等发酵温度下，在相同接种浓度时，测定发酵液中细胞浓度曲线4、酿造啤酒特性（1）残糖分析：用高压液相色谱或纸上层析法，主要比较残糖中麦芽三糖的量，此值反映酵母对麦汁发酵的深度。（2）啤酒常规分析：比较酒精和发酵度，比较总酸和pH，比较苦味值和色度，比较α-氨基酸和总氮，比较连二酮物质的含量。六、啤酒优良酵母的评估和筛选方法1．概述生产优良酵母的筛选是啤酒工厂十分重要的经常性的工作，但近几年来一些工厂不注意分离筛选或没有一套正确的评估体系，造成生产菌种退化，经常表现为起酵迟缓，发酵力衰退，发酵不彻底，发酵度明显降低，酵母凝聚性变差，过滤困难，啤酒风味改变等。这些退化表现，严重影响了啤酒的正常生产和啤酒的质量2、啤酒优良酵母的评估（1）形态学上的要求①细胞的形态：应为圆形、卵形和椭圆形②细胞大小：分为两类，大型细胞；中小型细胞.(2）生理学要求①繁殖速度：近代啤酒生产酵母使用代数低，一般＜5代;②增殖倍数和细胞浓度：酵母的发酵速度是发酵液中细胞浓度的函数.（3）发酵力的要求：酵母对糖的发酵能力包括起酵速度、发酵最高降糖能力、啤酒发酵度、酵母对麦汁的极限发酵度发酵度：在一定温度下，以一定质量的啤酒酵母作用一定体积和一定浓度的麦芽汁，测定规定时间内麦芽汁失重或糖度改变或放出二氧化碳的体积，用以测定发酵力的强弱，称为发酵度。其表示方法一般有真实发酵度和表观发酵度。（4）凝聚性和沉淀能力：我国传统啤酒生产常用凝聚性菌株，发酵后便于收集酵母，啤酒过滤快（5）双乙酰峰值和还原速度等：世界各国优秀浅色啤酒的双乙酰含量均在0.03—0.06g/L（6）挥发性风味物质：会明显影响啤酒风味（7）酵母对压力的耐受性：在近代大罐发酵中由于罐高常常达到10—20m，液柱压力和CO2浓度对酵母的生长繁殖和代谢产物形成都可能产生影响8）酵母的稳定性：若6代以内发酵度明显降低，双乙酰含量升高，此酵母是不稳定，易退化的（9）主酵液和成品啤酒的风味品尝：在30L以下规模很难作出有否决权的判别（10）啤酒泡沫特性：只能在相当规模生产性实验中才较有意义