啤酒生产中常见病菌与检验

啤酒生产中常见病害微生物及其特征

为了把污染的风险降至最小，我们应该定期取样检查，以确定在某个环节是否感染，如果感染可以立即采取措施，并且善于总结经验，有助于提高。

杂菌的来源与主要污染途径

杂菌的来源

• 空气

啤酒生产过程中，目前传统方法大都是开放操作，物料经常与空气直接接触，如果空气不干净，容易染菌。扩培中的酵母由于自酿的设备极其简陋，有可能只是一个三角瓶配合棉花，这时候如果环境中的空气不干净，则很容易污染扩培中的酵母。又如，在麦汁冷却后需要通入氧气以供酵母呼吸，如果通入的空气不干净，是极为容易染菌的。因此，环境卫生和无菌供氧是非常重要的。

• 水

由于生产中用水几乎在每个环节，尤其是在酵母活化和扩培的环节的用水，直接影响到酵母的健康，所以水的无菌处理是非常重要的。

• 原料

原料会带入一部分杂菌，但是在煮沸环节中，这些杂菌几乎已经被杀灭（干投、直接添加等除外），所以原料中的杂菌并不是十分危险。

• 设备和管路

直接与麦汁接触的设备和管路如果不干净，极易染菌，尤其是看不见的部分（如阀门、弯头）更要彻底灭菌。

主要污染途径

啤酒有害菌的划分与分类

按生理学类型分类

啤酒厂的病害生物，主要包括下列三方面：细菌、野生酵母和霉菌。

• 严格需氧菌

它在生长过程中，必须有氧的存在，否则不能声张。霉菌是典型的需氧菌。

• 微需氧菌

它在微量含氧情况下能生存。醋酸杆菌和醋酸单胞菌属于此类。

• 兼性厌氧菌

在有氧或无氧环境下都能生存，酵母属于此类。

• 绝对厌氧菌

在有氧环境下不能生存，如短螺状菌、啤酒巨型球菌。

啤酒厂的病害生物，主要是各种野生酵母和某些属的细菌。它们均属于微需氧菌和兼性厌氧菌。霉菌和放线菌在麦汁（酸性）和啤酒（厌氧）的条件下很难生长繁殖。但是啤酒的生产环境却经常污染霉菌，应该引起足够的重视。

按对啤酒的有害程度分类

可以把啤酒有害菌分为五个等级，它们能够对啤酒的口味和气味产生损害，或通过形成浑浊、沉淀使啤酒外观发生变化。

• 专性啤酒有害菌

对啤酒质量稳定性的影响最大，它们在啤酒低温、厌氧、低PH值、含有酒花苦味物质和酒精以及缺乏营养物质的不利环境下，仍然能很好地生长，并且不需要较长的适应期。

• 潜在啤酒有害菌

只有在一定的条件下，潜在啤酒有害菌才能在啤酒中生长并造成危害，如啤酒PH值偏高、酒花的苦味物质太低、发酵度不高、含氧量高、酒精含量较低。某些微生物经过较长的适应期后才会表现出啤酒有害菌的特征，它们也属于潜在啤酒有害菌。生产中要注意这类微生物，采取措施控制其数量，不允许它们在生产中长时间存在。否则，它们会逐渐适应啤酒的特殊环境。

• 间接啤酒有害菌

一般出现在酵母接种和发酵的起始阶段，对啤酒不会产生直接损害。但是在一定条件下，它们仍能在啤酒生产过程中繁殖，产生影响啤酒口味的前驱物质，并最终对成品啤酒的质量造成不良影响。

• 指示性微生物

虽然它们对啤酒的生物稳定性不会产生危害，但当它们出现时，往往会伴随着啤酒有害菌的出现，其特点是比较容易被检查出来。当清洗和灭菌措施有缺陷，或者当生产过程出现问题时，指示性微生物就会出现。按照实际经验，如果指示性微生物一旦出现，应该迅速采取相应措施，防止微生物状况继续恶化。

• 潜伏微生物

这些微生物只是偶然和无规律地出现，通过不同的途径侵入生产过程直至成品啤酒中。该类微生物造成的染菌，持续时间是短暂的，染菌的主要原因是由于生产用水染菌以及现场进行建筑维修等。它们通常是自然界广泛存在的微生物，在食品生产企业导出能发现。与其他微生物相比，区别在于其强壮的菌体细胞能在啤酒中存活，用一般传统培养方法就可以把它们检查出来。

啤酒有害菌等级
等级	能否在啤酒中生长	经适应后能否在啤酒中生长	能否在抑菌能力降低的啤酒中生长	能否在非专门培养基中检测到（如麦汁培琼脂养基）	举例	对啤酒的影响及作用
专性啤酒有害菌	能	能	能	不能/能	乳酸杆菌 四联球菌 果胶杆菌 酿酒酵母	浑浊/酸败 沉淀/双乙酰过高 浑浊/丙酸、乙偶姻过高 沉淀/浑浊
潜在啤酒有害菌	不能	能/不能	能/不能	能/不能	乳酸杆菌 链球菌 微球菌 发酵单胞菌 巴氏酵母	轻度浑浊/双乙酰过高 轻度浑浊/双乙酰过高 异香/轻微沉淀 浑浊/H2S/DMS/乙醛口味缺陷 口味变化/浑浊
间接啤酒有害菌	不能	不能	不能/能	能	肠杆菌 变形杆菌 假丝酵母 汉逊酵母 酿酒酵母	苯酚味/DMS/乙偶姻/蛋白酶 苯酚味/DMS/蛋白酶 口味缺陷（挥发性苯酚味） 口味缺陷（乙酸乙酯） 造成发酵缺陷
指示性微生物	不能	不能	不能	能	醋酸杆菌 不动细菌 克莱伯氏菌 德巴利氏酵母 酿酒酵母	经常与啤酒有害菌相伴
潜伏微生物	不能	不能	不能	能	芽孢杆菌 梭状芽孢杆菌 肠杆菌 微球菌	能在啤酒中长时间潜伏存活

有害细菌

在整个酿造过程中，由于操作不慎或卫生条件不利，细菌污染随时都可发生。麦汁中虽然含有一定防腐能力的酒花树脂，对革兰阳性菌较敏感，但有些细菌对酒花树脂会出现习惯性耐受，因而仍不免有污染。发酵后期的啤酒，含有4%左右的酒精和较多的二氧化碳，并且处在厌氧状态（溶解氧＜0.03mg/L）以及低温、低PH值条件下，对细菌生长是不利的，但仍然难免有某些厌氧菌和微需氧菌污染。

啤酒厂中的啤酒有害菌主要有乳酸杆菌、四联球菌、果胶杆菌以及足球菌等，所占比例依次约为65%、28%、0.05%、0.02%，它们均能使酒体形成浑浊和沉淀，造成啤酒酸败，导致口味异常、口感变差。

革兰阳性菌

• 巴氏乳酸菌

这是啤酒中常见的一种杂菌，通常为长杆状（0.5~1.0）μm×（5~120）μm，形态多变，有时在麦汁中为短杆状，而在啤酒中为长杆状，细胞常连接成钝角形，不运动。该菌一般从大麦或麦芽中带入，如果啤酒受其侵害，即形成沉淀，摇动时便出现丝光样浑浊，并使啤酒产生酸味，这被认为是该菌的特征。在酵母琼脂培养基上，菌落边缘光滑，培养120~144h后即布满整个培养皿，在麦汁明胶上呈树枝状灰白色隆起，3%酒糟能促使发育，10%酒精即抑制其生长。营异型乳酸发酵，能发酵阿戊糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、蔗糖、糊精、棉籽糖、海藻糖和甘露糖，形成乳酸、乙酸以及二氧化碳，不还原硝酸盐。属于兼性厌氧菌，最适温度30℃，最适ph4~5，不抗热，0.15PU值左右可以致死。在淡色啤酒中，该菌生长较好；在黑色啤酒中，由于含有焦糖物质，其生长受到一定的限制。酒花树脂不能抑制其生长，但利用巴氏灭菌法能将其杀灭。在啤酒厂中，降低麦汁的ph值，同时使成品啤酒中残余的可发酵物质尽量减少至最低限度，并纯化酵母菌种，是防止该菌污染的较好措施。

• 四联球菌

球形很小，0.8~1.0μm直径，排列成对，也有单个的，在酸性培养基中趋向四联，在中性培养基中呈双球状，不运动。革兰阳性，荚膜染色可见到细胞周围有一层明显的圆形荚膜。买至培养基上菌落小，2~3mm，圆形凸起，光滑，边缘整齐。穿刺培养沿穿刺线生长，表面生长微弱，马铃薯上很少生长，在加油碳酸钙的麦汁培养基上，菌落周围形成透明圈，能使麦汁浑浊，产生沉淀，在肉汤琼脂上生长不良。能发酵葡萄糖、果糖、半乳糖、麦芽糖、蔗糖、棉籽糖、阿戊糖，不发酵菊芋糖、糊精、淀粉，能产生双乙酰，不分解尿素。最适生长温度18~25℃，30℃以上不易生长，最适PH5.8，超过7.1不能生长，不抗热，2PU值可以致死。啤酒一经四联球菌污染，即表现发酸、变味、浑浊、甚至粘稠，使啤酒不能饮用。这是啤酒危害最大的一种病害微生物，多发生在下面发酵啤酒中（国内有家啤酒厂由于污染此菌，曾被迫停产3年）。四联球菌在微量二氧化碳存在下能很好地繁殖，如酒精含量1%~8%能刺激其生长，最适浓度为3%。在黑啤酒中比淡啤酒中生长迅速。如在PH5以下，由乙酰甲基甲醇产生双乙酰。

格兰阴性菌

• 变形黄杆菌

该菌是啤酒发酵时的好氧性污染菌，一般常在啤酒的发酵初期出现，形态多变，在麦芽中常常形成肥杆状。（0.8~1.2）μm~（1.5~4.0）μm，单个或成链状，不运动。在麦汁琼脂中形成一种黄色到橙黄色的色素，不产生孢子。能同化多种单糖和双糖，对加酒花或不加酒花的麦汁能产生少量挥发酸、不会发酸、双乙酰、痕迹酒精，并释放氢和二氧化碳。为兼性厌氧菌，在麦汁中生长最适温度为32℃，最适PH5.0，发酵初期生长很快，但在PH4.4以下，48h后便停止生长。很少有啤酒厂不污染此菌，酵母发酵不旺盛时，此菌发展较快，能使啤酒产生轻微的胡萝卜味。种酵母中常染此菌，浓度可达0.1%~10.0%。因为此菌在ph4.4以下即不能声张，故危害尚不严重，但发酵起发慢，能产明显的欧洲防风味道（胡萝卜味？反正是不好的气味），防止的办法就是让麦汁很快起发，发酵旺盛，PH值很快下降。该菌常常在上面发酵的酵母泥中找到。

• 大肠杆菌群

在较高的温度下能生长，世代时间极短，并能使麦汁产生芹菜味。在适宜的环境下，特别是在麦汁管路及冷却麦汁管路滞留区，或停工期间，这种细菌能很快地繁殖。生产时麦汁流经此处，便被感染至发酵罐中。即使该菌到达发酵罐后立即停止生长，其芹菜味也损害了啤酒的风味。所以，做好麦汁冷却段管路及设备清洁工作，是预防该菌污染啤酒的最好措施。

• 醋酸杆菌属

粗壮杆菌，（0.4~0.8）μm~（1.0~2.0）μm，细胞单独、成对或链状生长，有的菌株运动，运动性易变，运动菌株周生鞭毛。在啤酒中生长集中在液面，形成强的纤维菌膜，不生孢子，一般为短杆状，有的菌株在麦汁和啤酒中呈球状。好氧或微好氧性菌，适应广泛PH值，最适温度30℃，对酒花树脂不敏感，耐酸，能同化葡萄糖、乙醇、丙醇、乙二醇等产生乙酸，具有柠檬酸循环的酶，能进一步氧化乙酸为二氧化碳和水，酒精含量达8%~10%时受到抑制，能氧化乳酸钙为碳酸钙。能使啤酒浑浊、变味、发黏。

• 醋酸单胞菌属

粗壮杆菌，（0.4~0.9）μm×（1.0~2.0）μm，细胞单独、成对或链状生长，一般都运动，极生鞭毛。液体培养形成菌膜，不生孢子，一般为短杆状，有的菌株在麦汁和啤酒中呈球状。好氧或微好氧菌，有时菌株在绝氧条件下也能生长、最适生长温度为30℃，对酒花树脂不敏感，耐酸，能同化葡萄糖、乙醇、丙醇、乙二醇等产生乙酸，有限的氧化能力，只能氧化乙醇乙酸，具有柠檬酸循环的酶，不能氧化乳酸钙为碳酸钙，酒精含量6%以上时受到抑制。啤酒厂最危险的黏败酶，能使啤酒变浑浊、变味、发黏。

• 发酵单胞菌

原名嫌气五色杆菌，中等长度粗壮菌（1~1.5）μm×（2~3）μm，有时分散呈玫瑰花瓣状，幼细胞具有运动性，丛鞭毛，在啤酒中不运动。在麦汁中，即使酒花率高，PH4.0以下也能生长。无糖啤酒中不能生长，葡萄糖啤酒明胶培养基穿刺培养，沿穿刺线成浓密的念珠状，在培养基表面不生长，2%葡萄糖啤酒培养液中成浓密的浑浊物，最后形成大量沉淀，液清。不发酵糊精、麦芽糖、乳糖，但是能微弱发酵葡萄糖、果糖、蔗糖，生成微量酒精和二氧化碳。生长ph为2.5~7.5，最适温度30℃，不还原硝酸盐，不形成乙酰甲基、甲醇及双乙酰，不液化明胶，不产生吲哚，不抗热，2.0PU值可以致死，耐酒精含量6%，8%的酒精含量可以完全抑制其生长。该菌为啤酒工业中非常危险的杂菌之一，啤酒感染后，兼有野生酵母及细菌感染最恶劣的缺点，但一般很少见。它有抵抗酒花的防腐能力，在酒花用量很高的啤酒中，甚至ph4.0以下，也能很快繁殖，能耐受高氢离子浓度，排除空气反而促使其发育。该菌还能使啤酒变成类似巴氏乳酸杆菌产生的浑浊物一样，形成浓密的丝状，但略少光泽，啤酒的香气被其破坏，气味极不好，兼有硫化氢臭气和苹果的香气，并有大量气体生成。它对葡萄糖的作用像酵母一样，能产生酒精和二氧化碳，在啤酒中常以星状的群体出现，不形成孢子。60℃5min即可被杀灭。

• 大肠菌群

主要包括：克氏杆菌属，埃希杆菌属。短杆菌（0.5~0.8）μm×（1~2）μm，不运动，不形成孢子。兼性厌氧菌，在猪胆盐存在时，培养在乳糖中，37℃、48h内产酸产气，最适合ph5.0~7.5，ph4.0以下既不生长，通过不同代谢途径，能分解葡萄糖，产生乳酸、乙酸、乙醇、二氧化碳和氢，在上述反应中，埃希杆菌生成等量的二氧化碳和氢，克氏杆菌则生成多量的二氧化碳、较少的乳酸和乙酸。此类菌的污染来源为土壤和水，在麦汁中生长很快，产生异味，危害甚大，在啤酒中因ph低，不易生长，麦汁冷却到1.7℃以下可以抑制其生长。防止的主要办法是麦汁及时接种酵母，不要延误时间。