第五章 啤酒发酵

①试管到汉森罐这一步在实验室进行，工厂把汉森 罐作为保存菌种的手段。 ②汉森罐内始终保存一部分酵母菌，一般200L，每 个月把上面的酵母液放走180L，保存20L酵母泥， 补充180L灭菌的麦汁，保持7-12℃繁殖。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2～3℃，罐内保持正压（0.02～0.03MPa）， 以防空气进入污染。
上面酵母与下面酵母主要区别
表 5-1 上面酵母与下面酵母的区别
区别内容 细胞形态 发酵温度 对棉子糖发酵 对蜜二糖发酵 37℃培养 利用酒精生长 上面酵母 下面酵母 多呈圆形，多数细胞集结在一起 多呈卵圆形，细胞较分散 15～25℃ 能发酵 1/3 果糖部分 能生长 能 5～12℃
发酵时生理现象 发酵终了，大量细胞悬浮在液面 发酵终了，大部分酵母凝集而沉淀器底
啤酒专业刊物：S.cerevisiae
பைடு நூலகம்上面酵母
S.carlsbergensis 下面酵母 一般M书刊将S.cerevisiae 称为啤酒酵母（上面酵 母）.
• 啤酒酵母（上面酵母）. 麦汁中培养三天，按长宽比分三组 1）长宽比1-2，圆形或卵形，用于生产酒精和白酒 2）长宽比1：2，，用于啤酒、果酒和面包发酵 3）大于2，耐高渗透压，用于糖蜜酒精和朗姆酒生 产。 • 没有蜜二糖酶，只能发酵1/3棉子糖，不能发酵乳 糖。能发酵葡萄糖，麦芽糖，蔗糖。
六、优良酵母的评估和筛选方法： 啤酒工厂使用的啤酒酵母需经反复使 用和考验，具有正常生理状态和特性，适 合啤酒生产要求的培养酵母。 • 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。
1、评估： • 形态学上
细胞形态：酵母细胞短轴：长轴=1 ：1~1.5，均 匀的形状和大小，平滑而薄的细胞膜，细胞质透 明均一。
• 酵母：能使含糖液体自然发酵，生成二氧 化碳和酒精，液面上生成“膜”，器底形 成沉淀的生物，统称为“酵母”。 • 广义上说，凡是单细胞、繁殖时间较长的 低等真核生物，统称为“酵母”。
一、酵母的分类
酵母在分类学上属于真菌门-子囊菌纲-原子囊亚纲-内 孢霉目-酵母科-出芽酵母亚科-酵母属-种：用于酿造的有 两个种：上面酵母[上面啤酒]、下面酵母[下面啤酒]。
（8）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。
筛选
在正常的情况下，筛选工作每年应进行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。 1、材料：保存的斜面、高泡酒、沉淀酵母泥 2、处理：材料—8~9 º P麦汁活化2~3次[25℃，2d]，用 0.05%EDTA-Na稀释至
细胞大小：中小型
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.生理特性要求
(1)凝聚性 (2)发酵度
(3)酵母死灭温度
（4）产孢能力 （5） 双乙酰峰值和还原速度 （6） 酵母对压力的耐受性 （7） 酵母的风味和泡沫性稳定性
2.主要的生理特性要求
实验室扩大培养的技术要求
• ①应按无菌操作的要求对培养用具和培养基进行 灭菌； • ②每次扩大稀释的倍数约为10～20倍； • ③每次移植接种后，要镜检酵母细胞的发育情况； • ④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； • ⑤每个扩大培养阶段，均应做平行培养：试管4～ 5个，巴氏瓶2～3个，卡氏罐2个，然后选优进行 扩大培养。
2.凝聚理论：不甚清楚，一般认为与酵母 的遗传基因有关，至于是一个基因控制还 是多个基因控制，观点不一。 一般资料认为凝聚性受基因FLO1和FLO5 控制。
五、卡尔酵母的一般特性；
细胞卵圆形、圆形、椭~；[3.5~8.0] ×[5.0~11]μm 菌落乳白色，边缘波浪性不整齐，突起，易挑起； 可发酵葡、果、蔗、麦、麦芽三糖、半乳糖、棉子 糖、密二糖。 不能发酵异麦芽糖、异麦三糖、麦芽四糖、糊精、 淀粉。
第五章
啤酒发酵
第一节 啤酒酵母
人类酿酒的历史比人类文明还早，但对酿酒本 质的认识却很晚。 1680年荷兰列文-虎克制作原始显微镜；小圆物 1818捷克斯洛伐克科学家爱文斯本~活的生物 1837法国拉图勒、德国施旺~以出芽的方式繁殖，并 将其命名为“糖真菌”，后来，梅因在分类时命名， 法国路易-巴斯德确立发酵生物学，德国汉逊进行单细 胞分离和纯种培养。
七、啤酒酵母扩大培养
1、出发菌株：保藏菌株、外购
2、简易扩培过程：
4只8~10%20℃3d-- 4只8~10%无花18℃3d –1L 8~10%无花15℃4~6d –20L卡氏罐10~12%有花麦汁10L/只 10~12℃10~15d—200L种子罐10~12%100~120L/只10~12℃10~12d-1.0~1.2m3繁殖槽. 斜面-培养成熟后，放走上层嫩酒，留部分酵母泥， 加麦汁保持12~13℃，通风20min/1~2h，发酵度 30~35%，60×106个/mL降温至2~3℃低温贮存，以 后重复进行。
• 斜面试管→富氏瓶培养→ 巴氏瓶培养→汉森罐 培养 → 酵母繁殖槽→ 主发酵池 a、从保存的菌种中分离。 b、从生产中的酵母泥或主发酵液中分离。
扩培过程 富氏瓶 巴氏瓶 500~1000ml 250~500ml 8~10 无 20~25 2~3 25 卡氏罐 10~20L 5~10L 10~12 有 15~20 4~6 20 汉森罐 150~250L 100~200L 10~12 有 10~15 4~6 20 容量 20 ml 装麦汁量 10 ml 麦汁浓度（%） 8~10 酒花 无 培养温度（℃） 25~27 培养时间（d） 2~3 扩大倍数 －
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。每次扩大培养 的倍数约为5～10倍。 （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。 （4）每一步扩大后的残留液都应进行有无污染、变异的检 查。 （5）每扩大一次，温度都应有所降低，但降温幅度不宜太 大。
二、结构 • 为真核生物，有细胞壁和细胞膜，细胞之 内有细胞器。 三、生活史 • 双倍体细胞，17对染色体。形成子囊孢子 时减数分裂。子囊孢子脱离母体出芽形成 单倍体 • 有两种类型生活史。同宗结合没有单倍期， 异宗结合有。
四、啤酒酵母的凝絮性
上面啤酒酵母：发酵时随CO2漂浮在液面上，发酵 终了形成酵母泡盖，长时间放置很少沉淀。[发酵1/3] 下面酵母：发酵过程中酵母分散，发酵终了酵母凝 结成块，沉于容器底部。[可发酵全部棉子糖]
生理上选代数低，繁殖速度快，增殖级数大，发酵液中细胞浓度 高的菌株。参考指标见P180 (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。常选用凝聚点＞ 45%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50％～68％左右。最终发酵度（发 酵度极限） 也叫最大外观发酵度。测定方法是向协定麦汁中加 1%的强壮酵母，在25~30℃保温箱中使之发酵至不发生气泡，发 酵液澄清为止，然后测其浓度带入公式计算出的发酵度即为发酵 度极限。
10-6~10-7，浇双重皿各三个。
27º C培养2~3天，取正常菌落。剔出形态变异的菌种， 选择细胞大小、形态正常的菌落反复2-3次分离。 分离单细胞-多级分离培养-发酵性能评定-投入生产。
a、单细胞分离：从平板分离获得的菌落在进行 单细胞分离，由一个细胞菌株培养后选若干 菌株接入到试管中继续培养。 b、进行形态和生理特性检验，通过检验获得符 合生产菌株。 c、进行生产规模的实验，中试或大试确定生产 菌株1~2支
• （4） 双乙酰峰值和还原速度
• 优良啤酒：双乙酰峰值低，出现早，主酵后期还原 快，含量下降迅速。且双乙酰的前驱物质在啤酒中 残留较少，成品啤酒中双乙酰的含量少。世界各国 优秀浅色啤酒的双乙酰含量均在0.03—0.06g/L。
• （5） 酵母对压力的耐受性
• 大罐发酵采用的酵母应有较强的耐压性。
鉴别特征 ： 棉子糖 果糖 —— 葡萄糖 —— 半乳糖
蔗糖 蜜二糖
转化酶
蜜二糖酶
下面酵母按凝聚性分：粉末~、凝聚性~、絮凝性~
• 啤酒酵母的凝絮特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，乃至啤酒风味。 1.啤酒酵母絮凝性分类 • 1）酵母飘浮在发酵液表面，很难下沉，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。 • 2）发酵初期酵母分散，达到某发酵度，细胞在啤酒发密 度降低。发酵将近结束时，酵母凝聚细胞互相凝集形成菌 团而沉淀在容器的底部。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。 • 凝聚点：发酵液中酵母细胞密度突然降低，形成凝块时的 发酵度。 • 3）絮凝性酵母：发酵减弱后，酵母形成絮状沉淀，技术 上器底形成沉底，振荡后很快分散，静置一段时间重新沉 降。用于快速发酵制造清爽型啤酒。
• 葡萄汁酵母 能发酵全部棉子糖。沿用卡尔酵母老名称。 • 发酵结束时，酵母很快凝结成块并沉积到发酵容 器底部，又称下面发酵酵母 • 圆形，卵形，椭圆形或长圆形 • 各大型啤酒厂有自己独特的菌株，长期驯养、选 育获得。差别在于繁殖速率，增值倍数，凝聚性， 耐性，抗性等生产特性上。 • 独特的菌株形成酿造技术和啤酒风味的多样化。