Transcript 啤酒原料课件
啤酒酵母 主讲 熊志刚 中德啤酒学院 啤酒酵母定义 酵母菌是一类自然界中广泛存在的单细胞 微生物 结构简单，个体微小，只能借助显微镜才 能观察其细胞 肉眼能见到的酵母泥，是无数个酵母细胞 的结合体 第一节 特性——酵母的新陈代谢 发酵底物: •碳水化合物 •氨基酸 •生长素 •矿物质 •维生素, 微量元素 啤酒 麦汁 热量 发酵产物: •主发酵产物 •发酵副产物 3 第一节 特性——酵母历史 Ende 18. Jhdt A. L. Lavoisier 酒精和 CO2 作为发酵副产物 Mitte 19. Jhdt L. Pasteur 酵母呼吸 无菌工作 发酵机制 1882 E. Chr. Hansen 酵母种类 C6H12O6 2 CO2+2 C2H5OH 纯种培养 医药 苏美尔人 纯酿法 啤酒厂 德国人 1516 古埃及人 面包厂 生物技术 1876 生物化学 C. v. Linde 1837 寺院 微生物技术 Römer Ende 17. Jhdt T. Schwann 制冷机 Griechen 显微镜 „Zuckerpilz“ 工业化 1815 J. L. Gay-Lussac 时间 第一节 特性——酵母历史 荷兰人Leeuwenhoek 1680年 显微镜的发明 (1632-1723) 通过显微镜观察到发酵液 中存在很多“微动体” 1818年 Antonio van Leeuwenhoek 第一台100－150倍的简 易显微镜 前捷克科学家Erxleben指 出微动体是活的生物，由 它引起发酵 第一节 特性——酵母历史 德国人 Schwann 1837年前后 与法国科学家 Charles Cagniard de la Tour (1777-1859)等发现 Theodor Schwann (1810-1882) 酿酒的微生物具有细胞结构 以出芽方式繁殖，而且酒精 发酵和繁殖同时进行 命名为Zuckerpilz（糖真菌） 由生物学家Mayen分类定名 为Saccharomyces 第一节 特性——酵母历史 法国人 Pasteur 研究发现 Louis Pasteur (1822-1895) 发酵是由微生物进行的， 不同的发酵通过不同的微 生物进行 啤酒发酵总含有活的酵母 菌，在厌氧环境下进行发 酵 啤酒的变质是由其它杂菌 污染所引起 食品低温杀菌保藏方法 巴斯德灭菌 第一节 特性——酵母历史 丹麦人 Hansen 1883年 Emil Christian Hansen (1842-1909) 从苏格兰“爱丁堡啤酒厂” 分离出上面发酵的纯粹培 养的酵母 后在丹麦的“Carlsberg 啤酒厂”分离出下面发酵 的纯粹培养的酵母 开始了啤酒酵母纯种培养 啤酒酵母的命名 啤酒酵母根据国际命名法则命名 各种微生物均有一个学名，由属名和种名组成， 属名在前，种名在后，这种命名法称双名制。 啤酒酵母的学名(Saccharomyces cerevisiae) 拉丁文cerevisiae意为麦酒，所以译为啤酒酵 母 啤酒酵母的命名 啤酒酵母 Hansen将酵母进行纯粹分离后命名 上面发酵酵母：Saccharomyces cerevisiae Hansen 下面发酵酵母：Saccharomyces carlsbergensis Hansen 也称为：Saccharomyces uvarum 现也有将 Saccharomyces uvarum归类于 Saccharomyces cerevisiae种中。 啤酒酵母总称 Saccharomyces cerevisiae， 种类较多，不同品种的菌株，在形态及生理上 都有明显的区别。 啤酒酵母在分类学上的位置 啤酒酵母 门：真菌门(Eumycophyta) 纲：子囊菌纲(Ascomycetes) 亚纲：原子囊菌亚纲(Protoascomycetes) 目：内孢霉目(Endomycetales) 科：内孢霉科(Endemycetaceae) 亚科：酵母亚科(Saccharomyceotdeae) 属：酵母属(Saccharomyces) 种：啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 啤酒生产过程中的酵母管理 选择菌种 纯种培养 酵母繁殖 酵母添加和接种 高泡酒 使用酵母的预处理 啤酒的发酵和成熟 酵母储藏 回收酵母的处理 第一回收酵母 酵母沉积物 啤酒回收 剩余酵母 废酵母 啤酒酵母与啤酒质量的关系 课堂提问？ 第一节 特性——啤酒酵母的分类 分类原则 形态特征 生理生化反应 菌落形态 颜色 培养基中的外观 镜检 利用碳源的情况 利用氮源的情况 同化酒精的能力 发酵副产物的形成 凝聚形式 发酵表现和发酵能力 酵母形态特征 课堂实物展示！ 啤酒厂中的酵母 培养酵母 异类酵母 下发酵酵母 (Saccharomyces 上发酵酵母 (Saccharomyces carlsbergensis) cerevisiae) 很多种 很多种 发酵能力 强的类型 发酵能力 弱的类型 呼吸酵母 啤酒厂中的异类酵母 发酵能力 强的类型 Wildstämme Varietäten von Sac. cerevisiae Sac. Exiguus Sac. diastaticus 发酵能力弱的类型 呼吸酵母 Brettanomyces sp, Kloeckera sp., Candida kefyr, Candida sake, Hansenula anomala, Saccharomycodes ludwigii Rhodotorula sp., Debaryomyces hansenii, Kahmhefen (Candida sp., Pichia sp., Hansenula sp.,) 第一节 特性——上面与下面酵母的区别 区别项目 上面酵母 下面酵母 细胞形态 多呈圆形，多数细胞集结在一起 多呈卵圆形，细胞较分散 发酵时的生理现象 发酵终了，大量细胞悬浮在液面 发酵终了，凝集于容器底部 芽细胞分支 芽细胞分支规则，易形成芽蔟 不规则，易分离，不易成芽蔟 对棉子糖发酵 能将棉子糖分解为蜜二糖和果糖， 只发酵三分之一果糖部分 能全部，发酵棉子糖 对蜜二糖发酵 缺乏蜜二糖酶，不能发酵蜜二糖 含有蜜二糖酶，能发酵蜜二糖 370C培养 能生长 不能生长 孢子的形成 培养时相对较易形成孢子, 48h 很难形成孢子, 72 h 产生H2S或甲基硫醇 较低 SO2<2mg/L 较高 SO2>4mg/L 呼吸活性(Glucose 0,3%) 高(40%-75%) 低 对甘油醛发酵 不能 能 利用酒精生长 能 不能 发酵副产物的形成 多 少 温度敏感性 低温下也能繁殖和发酵 <100C，受影响 回收倍数 6倍 4倍 发酵温度 15-25 °C 5-9 °C 第一节 特性——常用下发酵酵母(W) 粉状性 D-R 泡沫 Vs-D 乙醛 高级醇 酯 Hoch Optimal SG G gering Höher relativ h N 26 Mittel Kräftig N G höher N N niedrig 34 Hoch Optimal SG SG sg N sehr n Ausgeprägt 69 Mittel Geringer N niedrig gering N N N 72 Niedrig Optimal N G höher Höher relativ h N 84 Hoch Geringer SG G sg niedrig N N 105 Hoch Kräftig SG G N Höher relativ h niedrig 107 Hoch Kräftig SG niedrig N niedrig niedrig niedrig 109 Mittel Kräftig N SG höher N sehr n niedrig 111 Hoch Geringer SG G gering N N N 128 Hoch Optimal SG G gering N N N 168 Hoch Geringer N SG N N sehr n N 种 发酵能力 7 第一节 特性——凝聚与粉状酵母区别 区别项目 凝聚酵母 粉状酵母 发酵时的情况 易于凝聚沉淀(下面酵 母)或凝聚后浮于发 酵液液面 不易凝聚 发酵终了 很快凝聚，沉淀密致， 长时间地悬浮在发酵液 中，很难沉淀 或于液面形成密致 的厚层 发酵液澄清情况 较快 不易 发酵度 较低 较高 回收情况 容易回收 不易回收 啤酒厂中的酵母 根据其培养形式不同 培养酵母：是将野生酵母经过长期驯养、反复 使用和考验，具有正常的生理形态 和特性，适合于某一产品生产的酵母。 野生酵母：不能生产某一产品的酵母称为野生酵母。 第一节 特性——培养与野生酵母区别 项目 培养酵母 野生酵母 细胞形态 圆形或卵圆形 圆形、椭圆形、柠檬形 抗热性能 530C，10分钟死亡 能耐较高温度 孢子形成 较难 较易 糖类发酵 发酵葡萄糖、半乳糖、麦芽糖、 果糖，全部或部分发酵棉子糖 决大多数不能发酵左旋糖类 含放线菌酮 的培养基 不能生长 非酵母属可耐受 赖氨酸为唯 一氮源 不能生长 非酵母属可耐受 含结晶紫培 养基20ppm 不能生长 酵母属的可生长 免疫荧光试验 可以区别 可以区别 0,2ppm Bestimmungsschlüssel für die häufigsten Hefen in der Brauerei 第一节 特性——酵母形态和结构 典型结构 线粒体 (3-7)m(5-10)m 芽中的液泡 分泌的液泡 芽 细胞形态受环境影响 核 菌落形态 高尔基体 在液体培养基中的状态 膜上的孔 液泡 内质网 液泡膜 类脂颗粒 芽痕 细胞膜 细胞壁 液泡颗粒 贮藏颗粒 线型线粒体 第一节 特性——酵母形态和结构 细胞壁： 最外围，具有弹性，决定细胞形状和稳定性。幼细胞不明显，衰 老时壁较厚。成分主要为酵母纤维素和多糖类。 细胞膜： 半透性，酵母凝聚性与细胞膜上的蛋白质有关。调节渗透 压，分泌胞外酶，调节营养物质吸收和代谢产物排出。损伤会影 响染色结果。 细胞质： 反应中心。为蛋白质类物质，内含许多酶系。酵母发育时 变化很大，年轻时浓而均匀，衰老时则出现许多颗粒和大 的液泡。分解代谢和基础物质合成之所。 围绕液泡循环流动——促进物质转运——细胞器联系 细胞核： 遗传物质的载体，控制新陈代谢。位于中央，呈圆形，老 细胞由于液泡增大而被挤在一边，呈肾脏形状。主要为 DNA。 液泡： 调节压力，可短暂储存代谢产物。为酸性细胞液和多余盐类混合 物。 颗粒物质： 储藏的营养物质和细胞的代谢产物。细胞缺乏营养时提供能量。 线粒体： 呼吸酶——细胞电站。通过呼吸形成能量载体ATP和ADP。 纤维层 细 胞 壁 甘露聚糖 -蛋白质 葡聚糖 甘露聚糖 -蛋白质 甘露聚糖 蛋白质层 葡聚糖 甘露聚糖 -蛋白质 葡聚糖 蛋白质 葡聚糖 葡聚糖 葡聚糖 葡聚糖 葡聚糖 细胞质膜 细胞质 酵母细胞壁的结构 葡聚糖层 酵母细胞壁成份—葡聚糖 位于与质膜相邻的细胞壁内侧，形成葡聚糖层 是细胞壁的主要结构成份 去除或降解葡聚糖，将导致整个细胞壁的破坏 酵母细胞壁成份—甘露聚糖 甘露糖单体聚合物，与蛋白质构成细胞壁外围 去除或降解甘露聚糖，并不会破坏整个细胞壁结构 机械破坏细胞壁，甘露聚糖层破坏后进入啤酒造成过滤混浊 甘露聚糖蛋白还会影响啤酒酵母的絮凝性 酵母细胞壁成份—几丁质 几丁质是N-乙酰葡萄糖胺为单体的聚合物 构成细胞壁的最外层——纤维层 与出芽痕有关，主要位于出芽痕的四周 酵母细胞壁结构—蛋白质 占细胞壁干重的10% 一部分是与细胞壁相连的酶，如葡聚糖酶，甘露聚糖酶等。 这些酶具有“软化”细胞壁的功能，从而允许芽的形成。 酵母细胞壁对啤酒酿造的影响 细胞强壮： 细胞壁结构紧密，胞内大分子物质无法进入啤酒中。 细胞衰老、发生自溶、机械（及酶制剂）损伤： 细胞壁结构被破坏，通透性增加（壁上出现多处孔洞），则许多胞内大 分子（水解酶类、蛋白质等）进入啤酒，造成啤酒混浊以及泡沫性能降 低（尤其是纯生啤酒）。 细胞膜的结构 负责: Konzentrationsgradie nten 代谢 Sprossung Bruchbildung Stoffaustausch durch: erleichterte Diffusion aktiver Transport (Energieverbrauch) 第一节 特性——酵母形态和结构 水分： 干物质： 酵母酶系： 75 - 85%，分游离水和结合水 15 - 25%，其中： 蛋白质：45 - 60% 糖类：15 - 37% 类脂物：2 - 12% 矿物质：6 - 12% 维生素：主要是B族维生素 啤酒酵母的酶系 在酵母的细胞膜、细胞质、液泡和细胞核 中含有丰富的酶类 根据酶作用的部位不同分为 胞外酶 它们是细胞分泌的，位于细胞壁外侧，并且能在酵母细胞 外起作用，但啤酒酵母的胞外酶活力较低 胞内酶 在啤酒酵母细胞内含有丰富的胞内酶，是主要的酵母酶系 细胞膜 糊精 果糖 糖酵解 葡萄糖 蔗糖 转移酶 Alk. Gärung Aminosäuren Lipide Fettsäuren Nucleinsäuren ATP, Energie usw. 果糖 葡萄糖 麦芽糖 麦芽糖 麦芽三糖 麦芽糖渗透酶 麦芽三糖 麦芽三糖渗透酶 麦芽糖酶 麦芽糖 麦芽三糖 葡萄糖 葡萄糖 Maltotriase 麦芽糖酶 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 细胞镜检观测酵母的衰老程度 细胞强壮时，胞内液泡体积较小，个数较多。 细胞衰老时，胞内小液泡会聚集成大液泡，其中包含许多水 解酶类，是细胞自溶后具有活性的酶。 发酵罐内较长时间贮存后，细胞的大液泡几乎100%都有。 Chemische Zusammensetzung der Hefe N-Verbindungen Proteine – ca. 30 - 65 % des Sickstoffverbindungen Kohlenhydrate Fette Asche (Mineralstoffe und Spurenelemente) Vitamine 45 - 60 % 15 - 37 % 2 - 12 % 6 - 12 % Spuren lösl. N in Saccharomyces sind Enzyme.(Enzyme, Strukturproteine usw.) Nukleinsäuren核酸 Purine嘌呤 Aminosäuren Kohlenhydrate verstoffwechselbare Zucker Gerüstsubstanzen Reservekohlenhydrate 第一节 特性——酵母繁殖和生长 无性繁殖（芽殖）： 是酵母无性繁殖的主要方式。 酵母出芽数有限。一般9-43 个（平均24个） 出芽方式： 多边出芽、两端出芽、三边 出芽、单边出芽。 Entwicklungszyklus von Sac. cerevisiae Sprossung Sporulation Vegetative Vermehrung Geschlechtliche Vermehrung Mutter-Tochter-Zellen Mangelhafte Bedingungen gleiches Erbmaterial Einzellzellen Sproßverbände Isolation zu Laborhefen 介绍酵母 繁殖的几 个阶段 Konzentration 第一节 特性——酵母繁殖和生长 平衡期 调整期 Zeit 思考：影响酵母生长的因素？ 第一节 特性——酵母繁殖和生长 调整期（潜伏期、停滞期） 此时期不发生酵母细胞繁殖，而是细胞适应和 活化阶段 一般持续几个小时，时间的长短取决于酵母细 胞是否强壮、培养代数、新的生长条件 加速期 在潜伏期结束时，细胞增殖已开始 此时期细胞增殖速度加快 第一节 特性——酵母繁殖和生长 对数期 细胞增殖速度最快，最旺盛时期 呈对数曲线进行繁殖 减速期 随着底物浓度的减少、生长抑制代谢物的积累 增殖速度逐渐减少 第一节 特性——酵母繁殖和生长 平衡期（静止期） 细胞数保持恒定 新增殖细胞数与死亡细胞数达到动态平衡 衰亡期 随着营养物质基本消耗尽，pH值下降，代谢产 物的积累致使酵母死亡数超过新细胞数 活细胞总数减少 第一节 特性——酵母繁殖和生长 影响酵母繁殖生长的因素 麦汁浓度和麦汁质量 pH值 麦汁浓度越低，酵母营养物质不足 麦汁营养成分的组成不但直接影响酵母的繁殖和生 长，还会影响发酵。 酵母须在酸性条件下生长 水分 底物水分必需大于15％，否则不能生长 第一节 特性——酵母繁殖和生长 影响酵母繁殖生长的因素 含氧量 温度 麦汁中的溶解氧含量在7－9mg/l 无氧生长的细胞，其繁殖速度、酵母活性降低，致使发酵能 力低 酵母最佳繁殖温度25－30℃ 超过40 ℃时，酵母便停止生长而且死亡 低温会抑制酵母繁殖，但不会死亡 压力 在压力环境下，酵母的繁殖受到抑制 第一节 特性——酵母繁殖和生长 影响酵母繁殖生长的因素 麦汁澄清度 细胞的生理状况 混浊麦汁会影响酵母对营养物质的吸收 酵母代数以及是否健壮情况 抑制物 当酒精浓度>6％对酵母繁殖有抑制 大量发酵副产物和重金属、清洗剂残留物质都对酵 母生长有影响。 Temperaturabhängigkeit von Enzymen Enzymaktivität [%] 120 100 80 reversible Aktivierung irreversible Inaktivierung 60 40 20 0 Temperatur [°C] T opt 发酵的定义 ‘发酵’——利用微生物生命活动来获取特 定产品的一种工艺过程。 发酵的作用（两个利用；两个生成）： 两个利用： 1）酵母利用麦汁中可发酵性糖为碳源； 2）酵母利用麦汁中低分子氮为氮源； 发酵的定义 两个生成： 1）生成主要代谢产物——酒精；二氧化碳； 2）生成其他代谢产物——高级醇、醛、酯、双乙 酰、硫化物、酸类…… 决定啤酒的质量 口味、风味、泡沫、非生物稳定性 第一节 特性——碳水化合物的代谢 可发酵性糖——包括：葡萄糖、果糖、蔗 糖、麦芽糖、麦芽三糖； 不可发酵性糖——低分子糊精。 C6H12O6 6 H2O + 6 CO2 (Atmung) Delta G = -2872 kJ (freie Energie der Reaktion) C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 (Gärung) Delta G = -230 kJ (freie Energie der Reaktion) 可发酵性糖的发酵顺序 葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、麦 芽 三糖 96%的得到酒精、二氧化碳； 2.5%的得到其他代谢产物； 1.5%去合成新的酵母细胞。 发酵反应分子式 C6H12O6 180 2 C2H5OH + 2 CO2 2×46=92 2×44=88 92/180=0.51 88/180=0.49 1克葡萄糖完全发酵时，可得0.51克酒精 和0.49克二氧化碳。（理论值） 克拉勃垂效应 过多低分子糖的存在抑制发酵的现象 (> 0,1g/L) 克拉勃垂效应 当碳水化合物达到一定浓度时酵母的呼吸作用受到抑制 巴斯德效应 过多氧气存在抑制发酵的现象 需氧能量代谢过程抑制厌氧能量代谢过程 酵母工厂: •缓慢添加营养 •强烈通风 酒精生产: •高糖浓度 •没有或少氧气 高的菌体浓度 低酒精含量 低菌体浓度 高酒精浓度 第二节 酵母扩培——扩培过程 实 验 室 扩 培 注意：扩培目的是获得大量健壮的菌体，而非代谢产物！ 第二节 酵母扩培——扩培过程 生 产 现 场 扩 培 传统的酵母扩大培养过程 → 富氏瓶培养 → 主发酵罐 巴氏瓶培养 → 卡氏罐培养 实验室扩培阶段 酵母繁殖槽 车间扩培阶段 → 酵母细胞挑选阶段 → → 斜面试管（菌种） 汉生罐培养 实验室扩培阶段（举例） 25℃ 24－ 36h → 小三角瓶（50ml） → 25℃ 24h 卡氏罐（10L） 大三角瓶（3L） 20－22℃ 24h → 18－20℃ 2436h 中三角瓶（300ml） 22－25℃ 24h → 液体试管（10ml） 车间扩培阶段（举例） 500L种子罐， 15－20℃卡氏罐 → 1－2℃保存 7℃ 1-2天 追加40m3 麦汁 → → → → → → 20℃ 2天 50m3发酵罐 500L种子罐，内 分100L 2500L扩培罐（兼灭 9℃ 1-2天 菌罐）内装2500L麦 装100L灭菌通风 3扩培罐 10m 汁，灭菌通风 追加8m3麦 麦汁 汁 18℃ 2天 分2000L 分2000L 500L种子罐 → 2500L扩培罐 → 2500L酵母液 追加至满 15℃ 1－2天 12℃ 1-2天 第二节 酵母扩培——扩培要点 无菌操作 纯种培养 尽量避免厌氧代谢 良好的麦汁组成 扩培倍数 扩培温度 转接时间 平行样品 三个基本要素： a.氧的传输和酵母 的吸收效率 b.扩大培养温度 c.营养基质的提供 第二节 酵母扩培——传统繁殖和同化技术 Propagation：传统的繁殖和增殖过程； Assimilation：Propagation unter idealen Bedingungen； 酵母同化技术(Hefeassimilations-Technik) ： 处于最理想状态的酵母增殖技术。所有条件 （供氧、介质成分、设备配置等）都处于理想状态， 同化酵母应该完全处于对数生长期（细胞分裂期）。 一般在实际生产过程中很难达到。 Physiologischer Zustand der Hefe in Abhängigkeit der Herführungsart 不同扩培方式下的酵母生理状态 同化技术，1天 Assimilation 1 Tag Hefezellzahl 12°C 酵 母 细 胞 数 18°C 同化技术 3天 （周末） Assimilation 3 Tage (Wochenende) Zeit konventionelle Hefereinzucht / Propagation 传统的酵母扩培/增殖技术 第二节 酵母扩培——扩培设备 一罐法 两罐法 三罐法 多罐法 Carlsberg-Kolben卡氏罐 思考：对扩培设备的基本要求？ 第二节 酵母扩培——扩培设备 酵母扩大培养罐（初始罐和末级罐） 麦汁杀菌罐(杀菌兼冷却) CIP系统(单独分开) 公共工程系统 第二节 酵母扩培——扩培设备 第三节 酵母管理——使用代数 0-1代：起始大生产期 2-4代：酵母生理健壮期 5-8代：酵母合理使用期 9-12代：酵母选择使用期 第三节 酵母管理——使用前的检查 外观 镜检 数量 死亡率 第三节 酵母管理——酵母添加 1. 非定量添加 2. 定量添加 3. 定比例添加 4. 活性酵母计数添加 介绍分批次添加方式 第三节 酵母管理——回收 时间： (发酵液降糖结束24小时内) 压差: (备压0,05-0,08Mpa) 速度: (不宜过快) 储罐压力： 排放酵母头：排放酵母总量的18%-20% 储藏温度： (2-4 C) 0 第三节 酵母管理——回收 低温、短时、单一品系 Gärtank Hefelagertank / Hefedosiertank PG P0 PG Wasservorlage 20-50% (kalt) 8 Hefe- Kühlung Sieb 0-3 °C 6,4 14 6,2 12 10 6 8 5,8 6 5,6 4 5,4 2 5,2 0 ) 单 位 16 0 4 10 Zeit [Tage] ICP 0°C ICP 14°C MB 0°C MB 14°C Methylenblautote [%] 值 6,6 甲 基 兰 染 色 (%) pH (pH 体 内 ICP-Wert [pHEinheiten] 第三节 酵母管理——回收 第四节 要与生产的啤酒类型和产品质量风格相一致 生理性能好 酵母和啤酒质量——优良酵母的要求 繁殖能力强 发酵能力强 要求起发速度和主酵速度快 最终发酵度和主酵发酵度高，最终发酵度与成品发 酵度之差要低 第四节 凝聚性适合 凝聚性对于发酵速度、发酵度、酵母回收量、啤酒 过滤等影响很大 双乙酰峰值低还原快 酵母和啤酒质量——优良酵母的要求 形成双乙酰少，还原速度快 成品啤酒的总体风味质量高 不同菌株，所产生的副产物有所不同 第四节 要与麦汁组成相一致 不同菌株对麦汁组成要求不同（溶氧量和FAN含量） 要与发酵工艺相适应 酵母和啤酒质量——优良酵母的要求 不同发酵工艺在菌株要求上不同 要与发酵设备相适应 耐压性强和性能稳定性好 第四节 酵母和啤酒质量——酵母性能退化 起发发酵很慢 主发酵很慢 主发酵突然停止 酵母凝聚性能变差 旺盛期的酵母数不足 不均匀的发酵 泡盖下沉 沸腾发酵 降酸很小 酒液色度变浅很慢 较少的酵母回收 发酵副产物很高 第四节 酵母和啤酒质量——酵母性能退化 酵母生长繁殖（发酵）的环境条件不利 酵母被污染 酵母菌株本身性能不够稳定 第四节 酵母和啤酒质量——酵母性能退化 酵母生长繁殖（发酵）的环境条件不利 麦汁供氧不足 麦汁组成不合理 酿造用水中含有对酵母不利物质 不合适的发酵温度 压力发酵 麦汁浓度过高过低 酒精含量大于5％ 酵母回收后保存方法不当 第四节 酵母被污染 酵母和啤酒质量——酵母性能退化 发酵必需由纯净的单一菌株进行 酵母菌株本身性能不够稳定 必需选择性能稳定的菌株 第四节 酵母和啤酒质量——酵母工艺不当 发酵迟缓 值下降缓慢，幅度小 啤酒pH值上升 微生物污染危险增加 双乙酰含量升高，还原能力下降 过滤困难与浊度问题 还原物质减少 泡沫与口味稳定性下降 饮用口感带硫味和酵母味道，宽广的后苦味道 第四节 酵母和啤酒质量——酵母自溶 定义 酵母自溶是指酵母细胞本身的酶将酵母细胞内 的碳水化合物、含氮物质进行分解，破坏酵母 细胞结构，最终使细胞内容物进入酒液。 第四节 酵母和啤酒质量——酵母自溶 酵母自溶后果 使酒液pH值上升 使啤酒具有明显的 酵母味 使啤酒中高分子含 氮物质增加，影响 啤酒的非生物稳定 性 使啤酒脂肪含量上升， 影响啤酒口味和泡沫 性能 使啤酒中残留蛋白分 解酶，影响啤酒泡沫 性能，甚至啤酒的生 物稳定性 使啤酒色度改变 使酒液浓度反弹升高 高级醇含量多 第四节 酵母和啤酒质量 酵母细胞与啤酒风味的关系图示 碘值升高 肝糖 消泡 甘露聚糖 酶蛋白 β –葡聚糖 混浊 pH6.5~7.0 蛋白酶A 后苦味 氧化α –酸 氧化聚多酚 碱性物质 涩味 脂肪 pH4.2~4.4 pH 长链脂肪酸 H2S 高肽 非生物稳定性 消泡 老化 酵母臭 第四节 酵母和啤酒质量——酵母自溶 酵母自溶的原因 后熟过程温度过高 低温贮酒时间长酵母数高 过高压力使细胞破裂 酵母保存不当 酵母回收时，酵母回收罐备压太低或没有备压 第四节 酵母和啤酒质量——自溶 菌种：(酵母性能差=衰老、变异和活性低) 麦汁组成: (糖、氮、有效离子) 代数: (使用5代后加剧) 添加量：(多=贫养状态，内耗) 发酵工艺条件：(温度、压力和pH值) 回收： (2-4 C) 0 第四节 酵母和啤酒质量——Proteinase A 位于液泡中 内切酶 参与细胞代谢，与酶的激活、失活有关 恶劣条件下，从细胞体内排出，进入啤酒中 高浓度麦汁(20%),排出更明显 主要来自于衰老和死亡的酵母细胞 分解高分子蛋白质，泡沫— 活性pH4,0-4,5 耐温和稳定性只到450C 30PE单位才能确保使其失活 啤酒中其蛋白质分解活性<10ppb时不会带来问题 酵母状态的评判 酵母活性Hefeviabilitaet 酵母活力Hefevitalitaet 酵母活性定义 酵母能否成活的能力 死亡检测 成活仅代表“有能力去生长和繁殖” 完整的细胞结构、足够的营养储备、良好的繁殖能力！ 测量酵母活性常用方法 建立在细胞繁殖基础上的测量方法 平板方法 载玻片方法 染色方法 明场染色剂 - 甲基兰 甲基紫 荧光染色剂 - 吖啶橙 Oxonol 黄连素 酵母活力定义 衡量酵母活动能力或发酵性能的指标 衡量活细胞生理状态的指标 能够抵御艰苦环境并继续发挥其作用的能力 是否适合应用的衡量指标 环境适应能力和代谢能力！ 酵母活力测试方法节选 体内 pH-值 (ICP) Test 抗酸能力测试(APT) (z. B. VDK 例如联二酮) 升压测试 活力滴定试验 (VT) 甲臢形成试验 酵母活性与活力的影响因素 压力分析表 致死性物理、化学和生物压力 物理 化学 温度 代谢物 渗透压 饥饿 剪切力 自由基 压力 生物 酵母处理受到的压力 发酵 贮存 接种 氧化 饥饿 酸洗 渗透 剪切力 剪切力 突变 pH pH 渗透压 pH / 乙醇 乙醇 氧化 / 金属离子 / 流体静压 冷冲击 / / / / 限制性营养 / / 致死的DNA损 伤 第四节 酵母和啤酒质量 1.酵母泥的pH值 酵母体内平衡的pH为6.5～7.0，发酵液pH4.2～4.4，酵母体内物质渗漏 会使酵母外围发酵液pH升高，胞内物质渗漏越多，pH升高越大，采用 △pH大小可以反映酵母胞壁渗漏程度。 △pH的测定方法如下：先测啤酒 pH，如=4.2，再取此啤酒的酵母，用 6000r/min离心10min后，酵母形成泥状，分离澄清的啤酒，再测此澄清 后的啤酒的pH2，则ΔpH= pH2-pH1。 ΔpH在0.1~0.3，表示正常或接近正常，此酵母泥可以作为种酵母；ΔpH在 0.3~0.5，表示已泄露，但不严重，此酵母泥尚可作种酵母；ΔpH在 0.5~1.0，表示泄露严重，风味改变大，应废弃此酵母。 第四节 酵母和啤酒质量 2． 酵母细胞壁结构：酵母细胞壁外层和 中层的甘露聚糖、β-葡聚糖很易脱落 （大剪切力输送酵母泥也会引起脱落）， 使酵母泥变得粘稠，进入啤酒会增加啤 酒的雾浊，过滤困难。 3．酵母的吸附：酵母在发酵时会吸收酸和多酚，在壁膜间积累并氨化和聚合， 若氧化-酸和聚酚泄漏进入啤酒，会 增加啤酒不愉快后苦味和涩味。 第四节 酵母和啤酒质量 4.胞内脂肪泄漏会降低啤酒的泡持性。 5．胞内长链脂肪酸泄漏，氧化后就形 成啤酒的老化味。 6．胞内H2S很容易泄漏，只要啤酒中达 到50ug/L，就会形成酵母臭。 第四节 酵母和啤酒质量 7．胞内含氮物质常以高肽泄漏，降低啤酒非生物稳定性。 8．胞内蛋白酶A和肽结合没有活性，在泄漏时肽会脱落，形 成活性很强的蛋白酶A，它在啤酒中切割泡沫蛋白，使泡 沫活性变差。单罐酿造超长时间贮酒（如大于2月），或 纯生啤酒装瓶后超过1个月，啤酒泡持性会变得很差。但 在经过热消毒的啤酒，蛋白酶A在58℃以上就开始钝化， 丧失活性。 9．胞内贮存肝糖（主要是海藻糖）泄漏，会使啤酒碘值不正 常，有时可达0.30.4，使啤酒非生物稳定性变差。