主题词:啤酒 酵母 絮凝性

影响啤酒酵母絮凝性的因素与控制措施

2008-07-18 中国食品投资网
 

  1.酵母絮凝性对啤酒生产和质量的影响

  酵母絮凝性对啤酒的生产和质量的影响是多方面的,主要包括酵母的回收再利用;啤酒的发酵速度和发酵度;啤酒的澄清和过滤;啤酒风味等。

  2.影响啤酒酵母絮凝性的外部因素

  2.1 麦芽

  最新研究表明,麦芽中含有一种过早絮凝(PYF)因子,对酵母的絮凝性产生重大影响,麦芽的PYF因子值过低容易造成酵母絮凝。PYF值受大麦品种和质量、制麦工艺及微生物污染等因素的影响,因为这些条件影响到成品麦芽的质量,进而影响到麦汁组分,并由此延伸到对酵母产生影响。麦芽溶解不良、氨基酸含量及组成不理想以及糖化力低等麦芽质量指标缺陷,会造成糖化后麦汁组分不利于酵母的生长繁殖和发酵,由此会造成酵母过早絮凝甚至沉降。

  2.2 麦汁中糖组分和浓度

  麦汁是酵母发酵的物质基础,麦汁营养物质的缺乏或营养条件受限,将增强酵母细胞表面的疏水性,诱发酵母的絮凝。但麦汁浓度越高,酵母细胞的凝聚越难,尤其含葡萄糖量高的高浓度麦汁酵母的凝聚就较困难。因为发酵液中自由的糖分子将与酵母絮凝相关的特定表面蛋白结合,抑制了相邻酵母细胞间通过甘露聚糖结合,即麦汁中的一些糖将抑制酵母的絮凝,但不同的糖对酵母絮凝抑制力不一样。比如葡萄糖、麦芽糖、蔗糖等都能抑制New-FLO型酵母的絮凝,而且各种糖的抑制程度有差异。随着发酵不断进行,葡萄糖、麦芽糖等营养物质将被酵母代谢耗尽,糖抑制力和CO2冲击力都减弱,所以生产中主酵中后期开始,酵母就絮凝并沉降于发酵罐锥底,沉降速度也会加快。

  2.3 麦汁氨基酸组分和浓度

  麦汁中的氨基酸和多种酶对酵母的絮凝有很重要的诱导作用。酵母繁殖时麦汁缺乏足够的可同化氮,使酵母(文章来源:华夏酒报·中国酒业新闻网)繁殖速度变慢,新生细胞少,影响酵母的絮凝性。目前,国内许多啤酒企业不断提高大米等辅助原料的比例,使得氨基氮水平下降,出现了程度不一的酵母絮凝困难现象,寻求适量的氮源是解决高辅料啤酒酵母絮凝困难的重点之一。

  2.4 麦汁充氧量

  适量的充氧有利于提高酵母的絮凝性。充氧过量,发酵加剧,周期短,发酵结束后仍有大量的酵母悬浮在嫩啤酒中,难以沉降,导致酵母的絮凝性明显减弱。但麦汁充氧不足,将影响酵母细胞的繁殖和活力,最终导致过早絮凝沉降,进而导致发酵迟滞、发酵度达不到要求,发酵液品评略带甜味。有研究表明,麦汁通风条件差能导致酵母过早但不完全的絮凝,而正常的通风以达到氧饱和会推迟并利于酵母的絮凝。

  2.5 固形物含量和麦汁浊度

  麦汁浊度高、悬浮凝固物多,明显影响酵母活性和凝聚性。这些颗粒物若分离不良,极易吸附在酵母表面,影响细胞膜的通透性,阻碍了酵母与外界的物质交换和呼吸、致使酵母过早沉降甚至自溶、死亡。

  2.6 金属离子

  首先,钙离子是酵母絮凝最有效的也是必不可少的促进因子,钙离子浓度会明显影响酵母絮凝性。钙离子不但参与酵母细胞壁结构的组成,还与细胞表面羧基基团作用形成“钙桥效应” ,促进细胞的絮凝和聚集,此作用是其它碱土族金属离子所不能取代的。但麦汁中的其它组分对钙离子产生协同作用,如锶离子、钡离子等具有较强的阻遏絮凝作用,而且对钙离子有竞争性抑制作用。

  其次,锌离子是乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶的活性基,能够激活多种酵母细胞酶的活性。随麦汁中锌离子浓度的增加,酵母的絮凝性会略微增强。

  再者,适量的镁离子对酵母的絮凝有促进作用。低浓度的钠离子和钾离子也会促进酵母的絮凝,反之则抑制絮凝发生。

  2.7 酵母添加量和代数

  酵母的接种量对酵母絮凝有重要的影响。酵母添加量小,细胞增殖慢,发酵液pH下降速率慢,发酵液容易染菌,使酵母的絮凝性差;但接种量过大,新生细胞少,酵母活力低,衰老的酵母会很快絮凝,进而导致双乙酰还原困难、发酵不彻底等。但在合适的接种量范围内,提高酵母添加量将有利于酵母的絮凝。

  啤酒酵母的絮凝性在传代过程中会发生变化。从生产实践看,一般低代酵母的絮凝性弱于高代酵母。因为生产中低代酵母经发酵后回收到的酵母泥往往很稀,回收难度大、酒损大。但沉于发酵罐锥底的酵母絮凝性相对同代酵母是较强的,在以后的传代过程中其絮凝性会逐代增强。但是,过高代数的酵母絮凝性又会略有下降,主要是因为经过多次传代酵母的活力减弱、死亡率增加。

  2.8 pH和温度

  pH越接近酵母细胞表面的蛋白质的等电点,就越有利于酵母絮凝。过高或过低的pH会使酵母细胞表面蛋白质活性降低或失活。随着发酵的进行,发酵液pH降至4.2左右,酵母絮凝不断加强。

  温度对絮凝性的影响与酵母菌株有一定的关系。一般低温发酵有利于酵母絮凝。发酵温度高时,酵母的絮凝性差些,而且酵母易衰老。

  2.9 污染杂菌

  啤酒酿造过程中杂菌的污染种类和数量不定,其中值得注意的是乳酸菌和野生酵母。比如说,乳酸菌污染常会引起啤酒酵母的异常絮凝,而野生酵母污染啤酒酵母后,会导致贮酒期悬浮酵母数的增加。

  3.改善酵母絮凝性的措施

  生产中采用纯种酵母酿造啤酒,能很好地保持酵母的凝聚基因基本稳定和一致,因此,调控外部环境因素对改善酵母的絮凝性很重要。

  3.1 选择使用絮凝性好的酵母菌株,并进行科学的管理

  低温、干燥、缺氧条件下保存菌种;(文章来源:华夏酒报·中国酒业新闻网)定期对菌种分离、筛选、纯化和复壮;加强酵母的回收、添加控制和管理。生产中严禁使用死亡率高、絮凝性差、发酵性能退化以及污染杂菌或发生变异的酵母和高代酵母。

  3.2 确保麦汁质量

  (1)保持充足的麦芽糖、葡萄糖含量。

  (2)保持麦汁适量的微量元素。钙离子浓度宜控制为40—80mg/L;锌离子浓度控制为0.2—5.0mg/L。

  (3)麦汁煮沸时添加卡拉胶、单宁、硅胶等稳定剂,提高麦汁的清亮度、减少发酵环境中的凝固物。

  (4)加强麦芽等原料的检测,使用优质麦芽,PYF因子的最佳值控制为85—115%。

  (5)控制11—12°P麦汁α-N含量为180—220mg/L。

  3.3 稳定发酵工艺

  (1)控制充氧量为8—10ppm,通过流量计稳定控制通风量。

  (2)保证11—12°P麦汁满罐细胞数为(15—20)×106个/mL。

  (3)保证发酵过程中温度稳定,防止忽高忽低,防止降温过激。

  (4)采用两罐法发酵,加强低温贮酒,定期排放酵母泥,以提高啤酒可滤性。

  3.4 实施清洁生产,做到纯净化酿造

  (1)生产中拒绝使用污染了杂菌的原料、添加剂、酵母和酿造水等物料。

  (2)杜绝麦汁冷却、酵母添加和充氧、发酵过程中杂菌的污染。

  4.总结

  啤酒酵母的絮凝性受细胞基因和生理反应控制,但外界环境的改变同样会对酵母的絮凝产生重大的影响。因此,要达到理想的酵母絮凝性,不仅要选择合适的酵母菌种,还要保证外界条件的合理。

 
 
 
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