【啤酒设备】啤酒发酵过程中啤酒酵母的培养和性能鉴别

来源:发布日期:2020-03-25查看:

一、啤酒酵母的分类


(一)培养酵母和野生酵母

1、培养酵母 也叫纯酵母,是从野生酵母中选育出来的,经过长时间的驯养,经过反复使用,具有正常的生理状态和特性的适合啤酒酿造的酵母。
2、野生酵母 不被生产控制利用的酵母,统称为野生酵母。


(二)上面酵母和下面酵母

1、上面酵母(表面酵母、顶面酵母)

上面酵母的特点:
(1)发酵终了时,酵母飘浮在发酵液表面。
(2)酵母细胞呈圆形,多数酵母集结在一起,容易形成子囊孢子,分离培养时生出有规则的分枝。
(3)最适发酵温度20~25℃,发酵时间5~7天。
(4)细胞内只有转化酶,而无密二糖酶,所以只能发酵1/3的棉子糖。
(5)实际发酵度可达60%~65%。

2、下面酵母(底面酵母、储藏酵母)

下面酵母的特点:
(1)发酵终了时,酵母凝聚而沉淀在容器的底部。
(2)酵母细胞呈圆形或卵圆形,一般不形成子囊孢子,分枝不规则。
(3)最适发酵温度6~10℃,发酵时间8~14天。
(4)细胞内即有转化酶,也有密二糖酶,所以能全部发酵棉子糖。
(5)实际发酵度可达55%~60%。

对棉子糖的发酵能力不同,是鉴别两种酵母的主要特征。
棉子糖的构成:
α-半乳糖-α-葡萄糖-β-果糖
α-半乳糖与α-葡萄糖是以α-1.6糖苷键连接,α-葡萄糖与β-果糖是以α1-β2 糖苷键连接。要打开α-1.6糖苷键,需要有密二糖酶;要打开α1-β2 糖苷键,需要有转化酶(蔗糖酶)。上面酵母细胞内因没有密二糖酶,所以只能发酵1/3棉子糖;下面酵母细胞内即有密二糖酶、也有转化酶,所以能全部发酵棉子糖。


(三)凝聚性酵母和粉末性酵母

1、凝聚性酵母 容易发生凝聚的酵母叫凝聚酵母。特点是:发酵度比较低,发酵液澄清快。
2、粉末性酵母 不易凝聚,细胞之间比较分散的酵母叫粉末酵母。特点是:发酵度比较高,但发酵液不易澄清。


二、啤酒酵母的分离培养


这项工作可分为三个方面:
选种—— 选出符合生产要求的优良菌株。
育种——利用各种手段来改善现有菌株的生产性能,使其更符合我们的要求。
保种—— 选出的优良菌株,要注意保藏,防止退化变异。


(一)选种

1、选种的材料

(1)从保存的菌种中分离。
(2)从生产中的酵母泥或主发酵液中分离。

2、选种的方法

(1)平板分离培养法(稀释分离法)。
(2)划线分离培养法。
(3)汉生氏单细胞分离培养法(湿室培养法)。
(4)林德奈氏单细胞分离培养法(小滴培养法)。
(5)单孢子分离法 此法是把酵母培养在石膏块上,待生成孢子后,利用显微针切割酵母子囊壁,挑出孢子移植到麦汁培养基中进行培养。

3、选种的时间

在正常的情况下,分离选育工作每年应进行1~2次,特别是在停产大修开工前应进行一次。如果在生产中发生问题了。应及时做这项工作。


(二)育种

作为优良的啤酒酵母应具备以下特点:
(1)能有效地从麦汁中摄取所需要的营养物质。
(2)其代谢产物能赋予啤酒良好的风味。
(3)发酵结束后,要能顺利地从发酵液中分离出来。
育种的方法:1、诱变(物理诱变、化学诱变)
2、基因重组(杂交、转导、转化)


(三)保种

酵母保藏的基本条件是:低温、缺氧和缺水,以降低其新陈代谢作用,防止不必要的生长和变异的危险。
1、原菌种的保存方法
(1)固体斜面保存
(2)液体试管保存
(3)液体石蜡斜面保存
(4)真空冷冻干燥保存
2、生产现场种酵母的保存
(1)汉生罐保存法 汉生罐是酵母扩大培养中的一个培养罐。当纯种酵母扩大培养至汉生罐后,在此保温14~15℃培养48h,然后压出80%入下一个酵母培养罐。汉生罐剩余的20%再加入灭菌麦汁至满罐,保温12℃培养,每12h通一次风,每次20min,培养72h后,通冰水降温至0~2℃,保压0.01~0.04MPa进行保种。

(2)泥状酵母保存 将回收的酵母泥过筛、洗涤,然后浸在0~2℃的无菌水中,室温保持0~1℃,每天换水开始2~3次,以后每天换水1次,无菌水温0.5~2℃。此法只可保存5~7天。
(3)发酵液保存 发酵罐的酵母达最高峰时,取出10%,急速冷却到2~4℃进行保存。此法可保存2周以上。
(4)啤酒保存 将酵母泥保存在0℃的啤酒中,可达10天以上。
生产用种酵母的保存一定要注意是同代数的酵母,否则不利于以后使用时发酵温度的控制。降温早,老酵母易沉降;降温晚,又可能造成降糖速度过快。
酵母的代数 以第一次扩培出来的酵母为零代,以后每使用一次增加一代。

三、啤酒酵母的扩大培养


(一)实验室阶段的扩大培养

活化
斜面试管→斜面试管→液体试管(富氏瓶) →三角瓶(巴氏瓶) →卡氏罐


(二)生产现场阶段的扩大培养
1、汉生— 库勒培养系统
2、酵母培养罐的扩大培养
3、酵母繁殖槽或酵母繁殖罐的扩大培养
生产现场扩大培养的原则是:
(1)注意控制温度顺序降低,扩培稀释倍数不宜太大,以4~5倍为宜,如果必要,可以追加麦汁。
(2)注意移植的时间,应在酵母的增殖率开始回降以前移植,这个时候酵母出芽率在90%以上,死亡率最小,移植后可迅速增殖。
(3)注意通风供氧,每次移植追加麦汁后,都要进行适量的通风,保证发酵麦汁中具有8~10mg/L的溶解氧。


四、酵母性能的鉴别


(一)外观检查

(1)看在固体培养基上形成菌落的情况,应呈乳白色、形体规则、菌落大而饱满。
(2)在液体培养基中,观察发酵液混浊的快慢、酵母沉淀的时间、振动后CO2气产生的多少等。应在发酵10h后开始混浊,在30h后开始沉淀,产生的CO2气也多。
(3)进行镜检,酵母的大小、形状应整齐一致、饱满,内部的细胞核显著,多有芽族,两个或三个互相连接。


(二)发酵力的测定
(1)CO2失重法 12ºBX麦汁100mL失重约在3.6g以上。
(2)内格利改良法 采用10g压榨酵母,在30℃对400mL10.5%麦汁发酵。测定第一小时和第二小时之间排出的CO2体积。1000mL以上为发酵力强的酵母;800~1000mL为中等强度;800mL以下为弱发酵力酵母。
(3)发酵度的测定
啤酒酵母分类 外观发酵度(% )真正发酵度(%)
低发酵度酵母 60~70 48~56
中等发酵度酵母 73~78 59~63
高发酵度酵母 80以上 65以上


(三)酵母凝聚性的测定

(1)分光光度计法 以0.5g压榨酵母,加100mL蒸馏水,在带塞量筒中充分摇匀后,在0和静止0.5h,测定50mL,80mL处的OD值(420μm)之差表示。
(2)伯恩斯试验法 称取1g湿酵母,放在带有刻度的15mL离心管里,加10mLpH4.5的缓冲液(0.51g硫酸钙+6.8g醋酸稀释至1L),然后放在20℃水浴中保持20min,连续摇动5min,再静止10min,看离心管底部沉积酵母的毫升数。
2.0mL以上为强凝集性,1mL以下为弱凝集性。


(四)死亡温度的测定

一般在48 ~ 54℃之间。是将培养酵母移植到液体培养基中,经过不同温度杀菌10min,然后在25~27℃的保温箱中繁殖,不能繁殖的温度即为死亡温度。


(五)孢子形成试验(检查有无野生酵母)

是将培养酵母移植到酒石酸蔗糖溶液中,放在25℃的保温箱中繁殖48h,然后放在麦汁液体培养基中繁殖24h,然后移植到石膏块上,在25℃的保温箱中放置72h。如果是纯酵母,则细胞内无子囊孢子;如有野生酵母,则细胞内有可能产生子囊孢子。


(六)保存试验

是检查所培养的酵母中有无细菌存在。把发酵液或沉淀酵母移植到液体培养基中,放在25~27℃保温箱中培养,应在10天或更长的时间里不发生混浊和产膜现象。


(七)死细胞数的检查

死细胞数不应超过5%,现场使用的新培养酵母死亡数不超过1%。


(八)野生酵母的鉴别

(1)镜检,从大小、形态上区别。
(2)抗热性能的测定,即死亡温度的测定。
(3)孢子形成试验
(4)特异性糖类发酵 有的野生酵母可以利用麦芽三糖、短链糊精;有的野生酵母只能发酵葡萄糖;可以通过选择性培养基来分离野生酵母。