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啤酒酵母
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:*细胞膜
::紧贴细胞壁的内面,厚度约150nm,是一层半透性的膜,构成细胞壁的基础物质。细胞膜调节着细胞内的渗透压,调节着营养物质的吸收和代谢物的排出,形成酵母细胞的渗透框架。同时,细胞膜可分离出[http://baike.baidu.com/link?url=zPr0jJlEa8uqOhftTItwqp-fO39DcuwT_u4v-k0eMu0SL7K3jIaUMjGYDsWhDFPZ36kzQfNyM1G4wvRKfl2r6gciQJz3HnNCmx8U3EHReWZ6XpcvH4n98zf8tUQSE8L- 胞外酶],胞外酶由酵母细胞形成,但在酵母细胞外起作用。
::细胞膜中最重要的基础物质是磷脂,磷脂具有对其他作用而言非常重要的典型结构。每两个脂肪酸残基与甘油产生酯化反应,在甘油的第三个OH<sup>-</sup>根上,通过磷基结合了一个氨基酸(磷脂)
::脂肪是细胞膜的主要组成物质,其形成过程消耗很多能量,同时需要氧气存在,在此过程中脂肪酸的一部分转化为熔点较低、运动性更好的不饱和脂肪酸,缺乏氧气时细胞的形成会提前停止。
:*细胞质
::酵母细胞中充满着细胞质,细胞质主要由酶形式的蛋白质组成。细胞质中含有丰富的核糖体,核糖体是合成蛋白质的地方。此外,细胞质还含有线粒体,线粒体的主要功能是通过呼吸为酵母提供能量。占细胞体积50%以上,是细胞内部最重要的部分,是细胞的反应中心,大多数营养物质的分解代谢及细胞自身基础物质的合成过程都在这里完成,整个中间物质代谢:糖解、脂肪酸的分解、蛋白质的生物合成以及其他过程都在这里同时进行。::营养物质丰富的时候,如发酵开始时,酵母细胞的储存物质会增加,糖原这种储备碳水化合物的含量可超过酵母干物质的30%,储存在细胞质中,海藻糖这种双糖也会储备,此外还有酵母形成新的细胞物质所必需的磷和脂肪。::细胞中通常会充满酸性细胞液和液泡,这里储存着特定的蛋白质和多余的盐类,部分为结晶形式,当外部的渗透压由于较高的浸出物或酒精含量上升时,细胞可以通过结晶盐的可逆変化调整其内部压力。
:*细胞核
:::酵母菌刚接入新的培养液中,一般并不立即开始生长,需要经过一定的时间才开始生长,这是由于细胞内各种酶系要有一个适应的过程,这段时间就叫做迟缓期或者调整期。迟缓期的长短与接入菌种的老幼、培养液的成分、菌种的种类有关。如果菌种来自生长旺盛的培养液,麦芽汁温度适宜,适当充气供氧,麦汁营养充足,则迟缓期短,反之则长。在此期间,酵母细胞并不增加(即增值速度为零),但每个细胞体积增大,细胞质变得更加均匀,贮藏颗粒物质逐渐消失,代谢机能变得非常活跃,然后开始出芽繁殖,生长速度逐渐加快,时间可能需要数小时。
:::在生产中,为缩短生长周期,通常希望调整期时间短一些,可以通过增加接种数量、采用生理态处于对数生长期的酵母细胞做种子等措施来实现。
:::''这里可以添加一个“加速期”,此阶段紧接着迟缓期,细胞分离速度加快''
::*对数生长期
:::酵母经过迟缓期后,就以最快的速度进行繁殖,进入对数生长期。此时,酵母每增殖一次,所需时间最短,酵母在恒定时间内,每个细胞进行芽殖,由一个细胞变两个,两个细胞变四个,即以2^n的速度增长,指数n代表酵母细胞增殖世代(细胞生殖的一个周期)的数目。无论开始时细胞数目多少,其繁殖率总是2n。新细胞增殖所需要的时间称为世代时间(G),繁殖的每个世代的时间随菌种和培养条件相差甚大。<sup>n</sup>的速度增长,指数n代表酵母细胞增殖世代(细胞生殖的一个周期)的数目。无论开始时细胞数目多少,其繁殖率总是2<sup>n</sup>。新细胞增殖所需要的时间称为世代时间(G),繁殖的每个世代的时间随菌种和培养条件相差甚大。:::如果酵母培养的总时间为t,以Xo表示接入培养基的酵母数,经过t时间培养后,测得其细胞总数为Xt。公式:Xt = Xo × 2^<sup>n</sup>
::::由此可求出n,即在t时间内增殖世代数:
:::::lgXt = lgXo + nlg2
:::::n = (lgXt - lgXo) / lg2 ::::: = 3.32lg(lgXt / lgXo)
::::因为世代时间 G = t / n,由此可求:
:::::G = t / (3.32lg(Xt / Xo))
:::在对数生长期中,酵母细胞数目的增加与时间成正比关系。在对数生长阶段,世代时间是稳定的。酵母在最是条件下生长的世代时间为2小时。影响世代时间的主要因素除菌种本身外,营养物质的浓度是主要的,此外还有培养温度、ph、渗透压和代谢产物浓度等因素。处于对数生长期的酵母细胞,其个体形态和生理特性比较正常,代谢旺盛,生长速度恒定。在对数生长期中,酵母细胞数目的增加与时间成正比关系。在对数生长阶段,世代时间是稳定的。酵母在最适条件下生长的世代时间为2小时。影响世代时间的主要因素除菌种本身外,营养物质的浓度是主要的,此外还有培养温度、ph、渗透压和代谢产物浓度等因素。处于对数生长期的酵母细胞,其个体形态和生理特性比较正常,代谢旺盛,生长速度恒定。 :::''这里可以添加一个“稳定期”,此阶段紧接着对数生长期,由于各种因素,比如底物减少,抑制生长的代谢物增加等,此阶段酵母细胞的增值速度逐渐减小''
::*稳定期
在啤酒生产中酵母菌体不是最终产品,但对最终产品的质量非常重要,发酵过程中一系列的复杂生化反应均系酵母营养代谢作用而致,故酵母对啤酒生产和发酵质量,乃至啤酒的理化性能和其风味典型性,均有重要影响。
===酵母与发酵速度===酵母的发酵速度是啤酒生产的重要指标之一。在一定的工艺技术条件下,酵母对麦汁顺利地完成发酵,为啤酒的质量提供了保证。同时,在保证发酵质量的前提下,充分发挥酵母细胞内在的潜力,可加速生产周期的循环,提高生产能力。影响酵母发酵速度的因素主要有以下几个方面*酵母与发酵速度酵母浓度:在充分搅拌并使酵母细胞均匀分布于发酵液中的情况下,发酵速度与酵母的浓度成正比例关系,如:::接种量0.6L/hl,发酵天数为9天;::接种量1.0L/hl,发酵天数为7天;::接种量2.0L/hl,发酵天数为4~5天;:当然,在实际生产中无需采用过高的酵母接种量,因为过高接种量容易使酵母衰退,发酵现象也不易控制。 *酵母发酵力:发酵力用来衡量酵母酒精发酵的能力,因为环境的影响而有很大变化,如酵母的贮存条件、细胞表面的附着物等对发酵力均有影响。而酵母的菌龄、菌株性质的不同,其发酵力也不同。酵母代谢产物的原生质毒素,也会抑制其发酵力。当发酵生成酒精超过8.5%时,发酵也会被抑制,今儿降低酵母的发酵力。 *麦汁组成:酵母的发酵速度是啤酒生产的重要指标之一。在一定的工艺技术条件下,酵母对麦汁顺利地完成发酵,为啤酒的质量提供了保证。同时,在保证发酵质量的前提下,充分发挥酵母细胞内在的潜力,可加速生产周期的循环,提高生产能力。麦汁中的铜被酵母吸收累积至一定程度,将使酵母衰退而减缓发酵速度;麦汁中可被同化氮源的含量也影响发酵速度,一般情况是发酵力随含氮量的增加而提高;酵母在麦汁中发酵糖分的最适合PH值是4~6,超出范围将对发酵速度产生影响。 *发酵温度:影响酵母发酵速度的因素主要有以下几个方面:酵母浓度、酵母发酵力、麦汁组成、发酵温度。温度将直接影响酵母的繁殖和发酵力,尤其是下面酵母,较高的温度能加快发酵速度。 ===酵母与发酵度===啤酒酵母的发酵度反应酵母对各种糖类的发酵情况。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。酿制不同类型的啤酒,需要不同的发酵度。有的酵母具有较高的发酵度,有的酵母不可发酵麦芽三糖而使发酵度降低。 在一些非正常情况下,如果酵母的发酵度降低,一方面说明酵母有变异或污染的可能,另一方面应检查麦汁成分及发酵条件是否恰当。'''发酵度决定了啤酒类型和口味,一般控制啤酒发酵度:外观发酵度为65%~80%,真正发酵度为55%~70%。一般来说,发酵度低的啤酒并不醇厚,只是黏口、腻厚和甜感,其保质期也短;高发酵度的啤酒多数醇厚,具备了啤酒的“酒体”'''。 ===酵母与发酵异常现象===在啤酒的发酵过程中,常常遇到一些发酵异常现象,包括主发酵和后发酵期间的异常现象 ====主发酵期间的发酵异常现象=========裂纹现象=====在主发酵期间的起泡期和高泡期,发酵液表面布满泡沫时,发生液面泡沫开裂,泡沫慢慢变薄,而且不均匀,发酵不旺盛。发生这种现象的主要原因:一方面是洗涤酵母后,贮存室水温和室温变高,促进酵母代谢作用加强而缺氧,酵母衰老,造成发酵减退;另一方面是由于麦汁中α-氨基氮含量不足,溶解氧含量少,接种温度低,以及麦汁浑浊使酵母细胞表面吸附过多的蛋白质和酒花树脂,酵母的酶不能与糖类作用,使发酵变为迟缓,从而出现了裂纹现象。 防止和解决办法:在糖化时用乳酸或磷酸调整醪液的ph值;延长和促进蛋白质休止时间;提高麦芽汁α-氨基氮含量;提高麦芽汁接种温度和麦芽汁中的氧气含量;提高酵母使用量。 =====泡沸现象=====泡沸发酵也称为沸腾发酵。常在主发酵后期或落泡期或下酒捞出泡沫时出现,一种现象是发酵液表面的泡盖由一角或一边推向另一边,部分页面又出现白色泡沫;另一种现象是大量的二氧化碳气泡上涌,发酵液像喷泉一样剧烈翻动,把以沉淀的酵母块带到液面。在这种现象未发生前,朱发酵现象如降糖都是正常的。 泡沸发酵是时有发生的,但发生的原因还不是十分清楚,说法很多,其中比较合理的解释是:一是酵母不纯,有产生气体的微生物,随酵母沉积到底部,产生大量的二氧化碳,积聚到沉淀的酵母中,最后把酵母层冲开,急剧上升,形成沸腾;二是麦汁组成成分不良,麦汁浑浊不清,固体随酵母沉淀到底部,酵母继续利用固体的营养物质发酵产生二氧化碳,积聚在其中,量大时把酵母冲开,二氧化碳气体随之上升而沸腾;再一种是主发酵温度过高,后期采取急剧降温,当把泡盖去掉后,表面压力降低,使下边二氧化碳急剧上升造成沸腾;还有一种是啤酒酵母变异,凝聚性不良,而且麦汁可发酵性糖比例偏高,产生旺盛发酵,二氧化碳产生量多,在泡盖捞出后,二氧化碳急剧上升所造成。 对于沸腾发酵,先在技术管理上还没有有效的办法解决,一般采取改进糖化操作,改善麦汁组成成分,加强麦汁过滤,使麦汁清亮透明,另外,从加强酵母管理着手,遇到泡腾发酵时,重新培养酵母,并加强卫生管理和灭菌工作。 =====气泡发酵现象=====气泡发酵也称为异泡发酵,即在主发酵期的低泡期,或发酵终了前一天,发酵液表面已形成的棕色泡盖上出现多数的大气泡,或称为大明泡,继而破坏了泡盖,使已凝结出来的酒花树脂和蛋白质凝结物下沉,使表面的泡盖变成白色的现象。产生气泡发酵的主要原因是酵母无染杂菌、野生酵母或其他原因,其次是糖化不完全,糖化用水中亚硝酸盐过量。出现这种情况后发酵液不易澄清,啤酒的口味不纯。 防止的办法:加强酵母室和发酵室的卫生管理工作,及时做好清洁、灭菌工作和现场使用的酵母的洗涤保管工作,及时培养新鲜强装的酵母,按期更换,加强糖化管理,对糖化用水定期检测,受亚硝酸盐和硝酸盐污染的水要进行处理,根据原料情况调整糖化操作,使生成的麦汁符合要求。
=酵母的检查与鉴定=
啤酒酵母的质量直接关系到啤酒发酵和啤酒的质量。如果啤酒酵母被杂菌污染或发生变异,就会产生不正常的发酵现象和影响啤酒的口味。酵母的自然变异是比较低的,但是在长期的酵母培养和发酵过程中变异的可能还是存在的。
==啤酒生产中酵母的检查==
啤酒生产过程中,经常对酵母进行镜检和做某些生理特性试验,镜检一般只起辅助作用,对酵母某些生理特性的检查更具有重要性。
===外观和形态检查=======菌落形态====*外观和形态检查液体培养基中观察菌落形态:在液体培养基中观察发酵液浑浊的快慢,澄清的程度及酵母沉淀的情况。酿造车间现场使用的酵母泥必须新鲜,呈黄白色,有果实的爽快香味,其上部洗涤水透明且无色。沉于底部的酵母泥紧密,取起后应松散而不黏连。如色泽深暗或发粘则说明质量较差。 *液体培养的观察啤酒酵母个体形态观察:用显微镜观察酵母细胞的形状、大小、夹杂物以及是否有细菌等。啤酒酵母呈球形、椭圆形或卵圆形,细胞的平均直径为4~5μm,大小为(3~7)μm×(5~10)μm。液体培养的酵母细胞大于固体培养的细胞。成熟细胞大,年幼时细胞小。 :在液体培养基中,观察发酵浑浊的快慢、澄清情况、酵母沉淀情况并进行显微镜检查。优良健壮的酵母细胞具有均匀的形状和大小,平滑而薄的细胞壁,细胞质透明均一。年幼少壮的酵母细胞内充满细胞质,老熟的细胞出现液泡,内储存细胞液,呈灰色,折光性强。衰老的细胞中液泡多,内容物多颗粒,遮光性较强。衰老的酵母死亡率高,可通过[http优良健壮的酵母细胞具有均匀的形态和大小,平滑而薄的细胞膜,细胞质透明均一,年幼少壮的酵母细胞内部充满细胞质;老熟的细胞出现空泡,内贮细胞液,呈灰色,折光性强;衰老的酵母死亡率高,可通过美蓝染色,检查酵母死亡率。一般生产上使用的酵母死亡率应在3%以下,新培养的酵母死亡率在1%以下。 ://wenku.baidu.com/link?url下面发酵啤酒酵母一般以单端出芽繁殖,很少形成短链。芽在脱离母细胞前总是比母细胞小,芽和母细胞的纵轴有30°夹角,这和许多野生酵母的芽和母细胞在一个纵轴上形成鱼鳔形有明显区别。在镜检中,如果发现显著变异,可怀疑是酵母退化或可能有杂菌污染,需要另做较细致的细菌或野生酵母鉴定。夹杂物为蛋白质和酒花树脂等,如与细菌等分辨不清时,可在酵母中加入10%碱溶液或50%醋酸,则蛋白质小颗粒溶解,标本中只看到酵母和细菌。 =nOedyxddF8H1Zt2uAfcISV49dlJd4EL6xE8cFOhZYPQnHWWFo6tdcifSMCJfuv34IZcfWQ8vXJGjCfzEYdksFkuQMihTJ5yxvEOOvyf1pxm 美兰染色实验===巨大菌落的观察====某些酵母的品种鉴别上,在一般的形态上不易区别。但是,它们所生成的巨大菌落则不一样,菌落越大形态越容易区别。一般,巨大菌落表面平滑多为分散型酵母,而表面褶皱都为芽簇型酵母。巨大菌落和发酵性能之间没有什么联系。有的菌种巨大菌落为白色,表面平滑呈扁平或半透明镜状隆起,有时中部略呈凹形。 ====杀菌及其污染程度的观察和检查====确定50个[[显微镜视野],检查酵母死亡率。一般生产商使用的酵母,死亡率应控制在3%以下,新培养的酵母死亡率应在1%以下。]中存在的杂菌数并按等级确定污染程度:{| class="wikitable"|-| 杂菌数 || 污染等级|-| 1个 || 微量|-| 3个 || 很少|-| 6个 || 少|-| 8个 || 轻度污染|-| >8个 || 强度污染|} 对单一微生物允许污染标准如下:{| class="wikitable"|-| 野生酵母 || 很少感染(3个)|-| 细菌(杆菌、乳酸菌、四链球菌) || 少感染(6个)|-| 无损害的微生物(球菌和小酵母) || 中等感染|}
::各啤酒厂采用的酵母均有自己基本恒定的发酵度,如果发酵度出现异常现象,说明酵母有变异,或被杂菌污染,或已经退化,必须引起重视。测定发酵度的方法如下::::用250ml的三角瓶,盛麦汁150ml,经灭菌冷却后,加泥状酵母1g,置于25℃保温箱中发酵,每8小时晃动1次,3~4天后发酵终了,滤去酵母,并将乙醇蒸馏法除去,添加蒸馏水复原容量,测相对密度,要求残留浸出物的浓度,则可求得发酵液的真正发酵度,如下式所示:::::''真正发酵度 真正发酵度(%)= (发酵前的麦汁浓度 (发酵前麦汁浓度 - 发酵后的实际浓度) 发酵后排除酒精的麦汁浓度) / 发酵前的麦汁浓度 ×100%''发酵前麦汁浓度
:::外观发酵度比真正发酵度一般高约20外观发酵度(%,可粗略换算:''真正发酵度 )= 外观发酵度 × 0.819''(发酵前麦汁浓度 - 发酵后麦汁浓度) / 发酵前麦汁浓度
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|rowspan="2"|啤酒酵母类别||colspan="2"|淡色啤酒|| colspan="2" | 浓色啤酒
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|外观发酵度 %|| 真正发酵度 % || 外观发酵度 % ||真正发酵度 %
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|低发酵度酵母低发酵度 |68 | 60 - 70 || 48 - 56 || 50 - 7458 ||55 41 - 9947
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|中发酵度酵母中发酵度 |75 | 73 - 8278 || 59 - 63 ||60 - 66|| 48 -|高发酵度酵母|>82|>6653
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| 高发酵度 || > 80 || > 65 || > 70 || > 56
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