1、第五章啤酒發酵麥汁經啤酒酵母發酵后，便釀制成啤酒。啤酒生產中主要利用純培養的啤酒酵母。 5-1啤酒酵母一、啤酒酵母的類型和種類根據啤酒酵母的發酵類型和凝聚性的不同，可分為上面酵母與下面酵母，凝聚性酵母與粉狀酵母。上面酵母與下面酵母主要區別見表5-1，凝聚性酵母與粉狀酵母的區別見表5-2。表5-1上面酵母與下面酵母的區別區別內容上面酵母下面酵母細胞形態多呈圓形，多數細胞集結在一起 :多呈卵圓形，細胞較分散發酵時生理現象發酵終了，大量細胞懸浮在液面發酵終了，大部分酵母凝集而沉淀器底發酵溫度15 25C5 12 C對棉子糖發酵能將棉子糖分解蜜二糖和果糖，只能發酵1/3果糖部分能全部發酵棉子糖對蜜二糖

2、發酵缺乏蜜二糖酶，不能發酵蜜二糖含有蜜二糖酶，能發酵蜜二糖37 C培養能生長不能生長利用酒精生長能不能表5-2凝聚性酵母與粉狀酵母的區別區別內容凝集酵母粉狀酵母發酵時情況酵母易于凝集沉淀（下面酵母）或凝集不易凝集后浮于液面（上面酵母）發酵終了很快凝集，沉淀密致，或于液面形成長時間地懸浮在發酵液中，密很難沉淀發酵液澄清情況致的厚層不易發酵度較快較咼較低F面酵母發酵法雖出現較晚，但較上面酵母更盛行。世界上多數國家采用下面酵母發酵啤酒，我國也是全部采用下面酵母發酵啤酒。上面發解啤酒酵母（放大lOOOf咅）出芽情況（放大1 WOM圖5-1上面酵母與下面酵母圖5-2酵母細胞純培養的啤酒酵母菌株很多，現列

3、幾種傳統使用的下面酵母，供參考，見表5-3。表5-3傳統下面酵母的幾種主要菌株酵母品種性狀弗羅倍爾酵母（S.frohberg）發酵度高，沉淀慢而不凝集薩士酵母（S.saaz）發酵度低，凝集性強，沉淀快卡爾斯倍酵母(S.carlsberge nsis)有兩種類型：卡爾斯倍 1號，細胞橢圓形，發酵度高，沉淀慢； 卡爾斯倍2號，細胞圓形，發酵度低，沉淀快U酵母（Rasse U I.F.G.），又名多特家德酵母由柏林發酵學院分離出來， 細胞卵形，大小不整齊，發酵度很高， 為德國多特蒙德啤酒廠的典型酵母，國內許多廠采用此種酵母，其發酵力和凝集性都很好E 酵母(Rasse E I.F.G.)由柏林發酵學院

4、分離出來的，細胞圓形，較大，發酵度高，沉淀 較慢，不易澄清，往往與其他酵母合用，或用于后發酵，以獲得高 發酵度776號酵母(Rasse776I.F.G.)由柏林發酵學院分離出來的， 細胞橢圓形，互相膠著，比U酵母 略大。發酵力強，適用于添加非發芽谷類原料的啤酒， 國內許多大 廠使用的酵母與此相似荷蘭酵母(Rasse547I.F.G.)由荷蘭阿姆斯特丹啤酒廠分離出來的，形態同U酵母，大小較整齊，發酵力中等，為歐洲一般啤酒廠所采用1103號酵母(Rasse1103I.F.G.)由柏林發酵學院分離出來的，細胞卵形，較大，凝集性好，澄清 快，香味好，適宜低濃度麥汁的濃色啤酒發酵、啤酒酵母的主要特性要求

5、啤酒工廠使用的啤酒酵母是由野生酵母經有系統的長期馴養，經反復使用和考驗，具有正常生理狀態和特性， 適合啤酒生產要求的培養酵母。對啤酒酵母的基本要求是： 發酵力高，凝聚力強、沉降緩慢而徹底，繁殖能力適當，生理性能穩定，釀制出的啤酒風味好。啤酒酵 母的主要特性要求如下：1. 細胞和菌落形態不同菌株的啤酒酵母有著不同的形態。優良健壯的啤酒酵母細胞，具有均勻的形狀和大小，平滑而薄的細胞膜，細胞質透明均一。啤酒酵母在麥芽汁固體培養基上菌落呈乳白色至微黃褐色，表面光滑但無光澤， 邊緣整齊或呈波狀。2. 主要的生理特性要求(1) 凝聚性不同，酵母的沉降速度不同，發酵度也有差異。啤酒生產一般選擇凝聚性比 較強

6、的酵母。(2) 發酵度反應酵母對麥芽汁中各種糖的利用情況，正常的啤酒酵母能發酵葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖和麥芽三糖等。一般啤酒酵母的真正發酵度應為50%68%左右。(3) 酵母死滅溫度是指一定時間內使酵母死滅的最低溫度，可作為鑒別菌株的內容之一。一般啤酒酵母的死滅溫度在5253C,若死滅溫度增高，則說明酵母變異或污染野生酵母。(4) 一般啤酒酵母生產菌種都不能產生孢子或產孢能力極弱，而某些野生酵母能很好 產孢。根據此特性，可判別啤酒酵母是否混入野生酵母。野生酵母是指不為生產所能控制利用的、與培養酵母形態不一樣的酵母。這些酵母妨礙啤酒正常發酵，對啤酒生產有很大危害。啤酒酵母與野生酵母的主要區別見

7、表5-4。三、啤酒酵母擴大培養啤酒酵母純正與否，對啤酒發酵和啤酒質量有很大影響。生產中使用的酵母來自保存的純種酵母，在適當的條件下，經擴大培養，達到一定數量和質量后，供生產現場使用。每個 啤酒廠都應保存適合本廠使用的純種酵母，以保證生產的穩定性和產品的風格質量。啤酒酵母擴大培養是指從斜面種子到生產所用的種子的培養過程，這一過程又分為實驗室擴大培養階段和生產現場擴大培養階段。1. 實驗室擴大培養階段(1) 斜面試管 一般為工廠自己保藏的純粹原菌或由科研機構和菌種保藏單位提供。(2) 富氏瓶(或試管)培養富氏瓶或試管裝入10mL優級麥汁，滅菌、冷卻備用。接入純種酵母在2527C保溫箱中培養 23天

8、，每天定時搖動。平行培養24瓶，供擴大時選擇。(3) 巴氏瓶培養 取5001000mL的巴氏瓶(也可用大三角瓶或平底燒瓶)，加入250 500mL優級麥汁，加熱煮沸30min，冷卻備用。在無菌室中將富氏瓶中的酵母液接入， 在20 C 保溫箱中培養23天。(4) 卡氏罐培養 卡氏罐容量一般為1020L,放入約半量的優級麥汁，加熱滅菌30min 后，在麥汁中加入1L無菌水，補充水分的蒸發，冷卻備用。再在卡氏罐中接入12個巴氏 瓶的酵母液，搖動均勻后，置于1520 C下保溫35天，即可進行擴大培養， 或可供1000L 麥汁發酵用。(5) 實驗室擴大培養的技術要求主要有：應按無菌操作的要求對培養用具和

9、培養基進行滅菌；每次擴大稀釋的倍數約為1020倍；每次移植接種后，要鏡檢酵母細胞的發育情況；隨著每階段的擴大培養，培養溫度要逐步降低，以使酵母逐步適應低溫發酵；每個擴大培養階段，均應做平行培養：試管45個，巴氏瓶23個，卡氏罐2個，然后選優進行擴大培養。表5-4啤酒酵母與野生酵母的主要區別區別內容培養酵母野生酵母細胞形態圓形或卵圓形有圓形、橢圓形、檸檬形等 多種形態抗熱性能在水中53C, 10min死亡能耐比培養酵母較咼的溫度較易形成。有的野生酵母不孢子形成較難形成形成孢子，但可從細胞形態 區別: 對葡萄糖、半乳糖、麥芽絕大多數野生酵母不能全部糖類發酵糖、果糖等均能發酵，能全 部或部分發酵棉子

10、糖發酵左述的糖類對選1.含放線菌酮P放線菌酮含量達O.2mg/kg非酵母屬的野生酵母可耐此擇性(Actidio ne)的培養即不能生長酮培養基不能生長基的2.以賴氨酸為唯一碳非酵母屬的野生酵母可以生生長源的培養基結晶紫含量達20mg/kg不長情況3.含結晶紫(Crystal能生長violet) 的培養基酵母屬的野生酵母可以生長免疫熒光試驗可以區別2. 生產現場擴大培養階段卡氏罐培養結束后，酵母進入現場擴大培養。啤酒廠一般都用漢生罐、酵母罐等設備來進行生產現場擴大培養。保溫滅菌60min，然后在夾套和蛇管中通入冰水冷卻，并以無菌壓縮空氣保壓。待麥汁冷卻 至1012C時，先從麥汁殺菌罐出口排出部分

11、沉淀物，再用無菌壓縮空氣將麥汁壓入漢生 罐內。(2) 漢生罐空罐滅菌在麥汁殺菌的同時，用高壓蒸汽對漢生罐進行空罐滅菌1h,再通無菌壓縮空氣保壓，并在夾套內通冷卻水冷卻備用。( 3)漢生罐初期培養 將卡氏罐內酵母培養液以無菌壓縮空氣壓入漢生罐，通無菌空氣510min。然后加入殺菌冷卻后的麥汁，再通無菌空氣10min，保持品溫1013C，室溫維持13C。培養3648h左右，在此期間，每隔數小時通風10min。( 4)漢生罐旺盛期培養 當漢生罐培養液進入旺盛期時，一邊攪拌，一邊將 85左右 的酵母培養液移植到已滅菌的一級酵母擴大培養罐， 最后逐級擴大到一定數量， 供現場發酵 使用。(5) 漢生罐留種

12、再擴培在漢生罐留下的約 15左右的酵母培養液中，加入滅菌冷卻后的麥汁，待起發后，準備下次擴大培養用。保存種酵母的室溫一般控制在23C,罐內保持正壓(0.020.03MPa),以防空氣進入污染。在下次再擴培時， 漢生罐的留種酵母最好按上述培養過程先培養一次后再移植，使酵母恢復活性。漢生罐保存的種酵母，應每月換一次麥汁，并檢查酵母是否正常，是否有污染、變異等不正常現象。正常情況下此種酵母可連續使用半年左右。(6) 生產現場擴大培養的注意點：每一步擴大后的殘留液都應進行有無污染、變異的檢查；每擴大一次， 溫度都應有所降低， 但降溫幅度不宜太大；每次擴大培養的倍數 約為 510倍。3. 啤酒酵母的質量

13、檢驗( 1)形態檢驗 液態培養中的優良健壯的酵母細胞應具有均勻的形狀和大小，平滑而 薄的細胞壁，細胞質透明均一； 年幼少壯的細胞內部充滿細胞質； 老熟的細胞出現液泡，內 貯細胞液，呈灰色，折光性強；衰老細胞中液泡多，內容物多顆粒，折光性較強。生產上使用的酵母一般死亡率應在3以下，新培養的酵母死亡率應在1以下。鏡檢中，不應有雜菌污染。( 2)發酵度檢驗 酵母的發酵度可用下式計算：w - w 1wr(%) = X 100w式中：W發酵前麥汁濃度()；w 1發酵后，排除酒精后的發酵液濃度()；W r真正發酵度()。W - W2Wa(%) = X 100W式中：W發酵前麥汁濃度()；W 2發酵后，不排

14、除酒精后的發酵液濃度(也稱外觀濃度)()；w a外觀發酵度（）在正常情況下，外觀發酵度一般為75 %87%，真正發酵度為 60 %70%，外觀發酵度一般比真正發酵度約高20%，可按下式粗略換算：w=w,X 0.819。淡色啤酒發酵度的區分可按表5-5來劃分。另外還有凝聚性、發酵速度、死滅溫度、出芽率、耐酒精度、產酸、產酯等生理特性檢 驗。表5-5淡色啤酒高、中、低發酵度區分啤酒酵母類別淡色啤酒外觀發酵度/ %真正發酵度/ %低發酵度酵母68 7455 59中發酵度酵母75 8260 66高發酵度酵母82以上66以上四、啤酒活性干酵母的應用方法（以湖北安琪酵母股份有限公司生產的“安琪”牌啤酒活性

15、干酵母為例）1低溫發酵發酵起始溫度為9 C或更低（78 C）,主發酵最高溫度控制在 1112 C。啤酒活性干酵母必須活化1.52h,用量為0.5 %。復水活化材料要求： 容器必須潔凈、可密封；活化用水必須是無菌的涼開水；麥汁必須 經煮沸后取用。復水活化步驟：制備 46oBx麥汁：取煮沸后的1012oBx的麥汁，加等量的涼開水， 迅速冷卻至 3032 C,加入可密封的潔凈容器中；然后取所需用量的啤酒活性干酵母加入 到46oBx麥汁中，麥汁用量為啤酒活性干酵母用量的510倍。復水活化過程中，每隔10min搖動2min ,活化1.52h。該工藝發酵45天可開始保壓，此時糖度在4.5 oBx左右。2.

16、 中溫發酵發酵起始溫度為11C，主發酵最高溫度為1314C。啤酒活性干酵母用量為0.4 %。，復水活化方法同上述低溫發酵。發酵4872h可開始保壓，糖度在 4.5 oBx左右。其他控制條件根據工藝要求而定。3. 高溫發酵發酵起始溫度為17C，主發酵最高溫度控制在為1920C。在此溫度下，啤酒活性干酵母可不活化直接入罐，用量為0.3 %。發酵3648h可開始保壓，糖度在 4.5oBx左右。 5-2 啤酒發酵過程的主要物質變化冷卻的麥汁添加酵母后，便開始發酵。啤酒酵母在發酵過程中利用麥汁中的可發酵成分， 形成生長代謝所需的能量、合成菌體及產生一定的代謝產物（乙醇、CO和其他一系列的代謝 產物）。、

17、糖的變化冷麥芽汁接種酵母后，酵母在有氧條件下，同化麥芽汁中的可發酵性糖獲得能量，進 行生長繁殖，菌體數量增加。在氧逐漸消耗后，便進入無氧發酵階段， 酵母細胞把可發酵性 糖轉化為乙醇和 CO2 等。發酵過程中麥汁浸出物濃度的下降稱為降糖。酵母在發酵時先利用 葡萄糖、果糖，再利用蔗糖、麥芽糖，最后利用麥芽三糖等難發酵性糖。在啤酒發酵過程中，可發酵糖約有96%發酵為乙醇和 CQ,是代謝的主產物；2.0 %2.5% 轉化為其他發酵副產物；1.5 %2.0%作為碳骨架合成新酵母細胞。發酵副產物主要有：甘 油、高級醇、羰基化合物、有機酸、酯類、硫化合物等。二、含氮物質的變化啤酒發酵中， 酵母對麥汁中的蛋白

18、質分解作用很弱， 但對麥汁中的氨基酸、 氨態氮、氨、 短肽、 嘌呤、嘧啶等可同化氮存在著復雜的同化作用。發酵初期，酵母吸收麥芽汁中可同化氮（氨基酸、二肽、三肽等）用于合成酵母細胞物質進行繁殖；發酵后期，酵母細胞特別是 衰老的酵母細胞又向發酵液分泌多余的氨基酸。另外，由于pH值和溫度的降低，弓I起一些凝固性蛋白質和多酚物質復合而產生的沉淀； 酵母細胞表面也吸附少量的蛋白質顆粒， 這些 都是麥汁中含氮量下降的原因。在正常的發酵過程中，麥汁中含氮物約下降 1/3，主要是約 50%的氨基酸和低分子肽為 酵母所同化。酵母分泌出的含氮物的量較少，約為酵母同化氮的1/3 。啤酒中殘存含氮物質對啤酒的風味有重

19、要影響。含氮物質高（ 450 mg/L ）的啤酒顯得 濃醇，含氮量為300400 mg/L的啤酒顯得爽口，含氮物質量 c i 碎彳牛* 嚴 tLrMMI1R -fl* W他IMF 七呻盯村* dK r-i fc IM * 11 *nk 比査匚1c-5 H I r姑-秦1片詐叮p吟卻區亡呀”rtfME M Mr IX. X3MLJM： w PC|ME人 翊眩口仲Rmr i ws 乞rutin *科人孑r仙訐i “打nu吉Wfi -i -bj j * 丿卩 iiv f r m m t a ?* j- Mr IJWJi 扌 4 訃：丄上in? iii i*i_ , -呵iu 4 Us flt 耳j*

20、 睪*濮申卑 t|知護匸4越婦鍛K 淪憚弾r圖5-4圓柱錐底發酵罐示意圖(4) 雙乙酰還原雙乙酰還原是啤酒成熟和縮短酒齡的關鍵。酵母在接近完成主酵時 (外觀發酵度達60%65%),其代謝過程已接近尾聲，此時提高發酵溫度一段時間，不會影響啤酒正常風味物質的含量，而有利于雙乙酰的還原。雙乙酰還原溫度的確定各廠控制不一，一般控制在1014C左右，使連二酮濃度降至0.08mg/L以下時，即開始降溫。(5) 冷卻降溫 當雙乙酰還原到要求指標時，酒液開始冷卻降溫。降至56C時，保持2448h，減壓回收酵母。最后再降溫至0-1 C，貯酒714天。回收的酵母如可作為下一次發酵用的種子，則需進行處理。回收酵母吸

21、附了較多的苦味物質、單寧、色素等，回收后應通入無菌空氣，以排除酵母泥中的CO,再以無菌水洗滌數次。回收酵母在低溫無菌水中，只能保存 23天。也可在24C下低溫緩慢發酵，以保存 酵母。(6) 罐壓控制 發酵開始，采用無壓發酵；二氧化碳回收時，采用微壓(0.010.02MPa；至發酵后期，外觀發酵度達 70%以上時，封罐，逐漸升壓至 0.070.08 MPa，減少 由于升溫所造成的代謝副產物過多的現象，有利于雙乙酰的還原， 并使二氧化碳逐漸飽和酒 內。圖5-5為一例一罐法發酵工藝曲線。 5-5 其它發酵方法一、連續發酵連續發酵與分批發酵相比，具有發酵效率高、操作方便、生產周期短、啤酒損失少、設 備

22、利用率高、酵母繁殖量少等優點。啤酒連續發酵的形式有：多罐式連續發酵、塔式連續發酵和固定化酵母連續發酵等。（1）多罐式連續發酵多罐式連續發酵系統可分為四罐系統和三罐系統。其操作是將三個或四個發酵罐串聯起來，麥汁和酵母首先進入第一發酵罐均勻混合，進行酵母繁殖。然后第一罐的麥汁緩慢流入第二（第三）發酵罐進行主發酵，主發酵結束后進入最后一個錐底 發酵罐分離酵母，目前這種連續發酵方式已很少采用。（2）塔式連續發酵 塔式發酵罐為一垂直的管柱體。無菌麥汁由泵分批經塔底送入塔內，稍加通風，麥汁在塔內一邊上升，一邊發酵，直到放滿發酵塔為止。發酵中，溫度由塔身冷 卻系統控制。塔底形成沉積的酵母層，發酵液在達到要求的酵母濃度梯度后，用泵繼續泵入無菌麥汁，調節麥汁流量，使麥汁上升達塔頂時，恰好達到所要求的發酵度。塔式連續發酵要求采用高凝聚型酵母，以便保持較高的酵母濃度