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发表于 2013-10-31 09:52:32
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① 迟滞期
大约6~8小时,在此期间酵母数量没有增长。这是因为酵母周围的环境发生了改变如温度的变化以及增多的营养成份等和酵母中酶系的调整,从而产生了调整期。
Ø 影响迟滞期时间的因素:
A.酵母的种类。
B.接种麦汁的温度,成反比关系。
C.接种麦汁的组成,营养,成反比关系。
D.接种麦汁当中的氧含量(7~9mg/L),成反比关系。
② 对数生长期
当酵母渡过了调整期后,酵母开始进行繁殖并转入大量旺盛繁殖阶段。此时酵母的数量呈对数关系进行生长,并且酵母的出芽率最高,最适合于接种扩大培养。
③ 静置期(平衡期)
经前期的大量繁殖耗去了培养基的大量营养,代谢产物也在不断积累增多,从而使酵母的生长繁殖受到抑制,并开始有部分酵母出现了衰老死亡,死亡数量与新生酵母的数量达到了动态平衡;酵母总数不再有大的变化且达到了一个最大值(峰值)。
④ 衰老死亡期
培养基中的营养剩余的更少,代谢产物的量更多,对酵母繁殖的影响则更大;此阶段也会产生新的酵母细胞,但其量比衰老死亡的酵母量少得多,所以活酵母的总量不断下降。
2、影响酵母的繁殖因素
(1)世代时间
是指酵母数增加一倍所必须的时间。
在理想条件下,酵母的世代时间在1.5~2小时,在旺盛生长周期,世代时间一般为6~9小时。
(2)温度
酵母繁殖的最适温度在25~30℃,>45℃时停止繁殖;其死灭温度为52~54℃。低温(0℃左右)能阻碍酵母繁殖,但酵母并没死亡,故保存菌种时的温度一般在0~2℃,而发酵温度一般为9~12℃。
(3)当供H2体存在时,酵母繁殖必须有O2,否则繁殖逐渐停止。CO2会抑制酵母繁殖,O2会使其加快。
(4)乙醇
当培养基中乙醇的含量>6%m/m时,对酵母的繁殖不利。
(5)其它因素
当培养基中的高级醇、亚硝酸、重金属(Pb、Cu、Zn等)以及消毒剂(Cl2)等的浓度达到一定值后,会对酵母的繁殖不利。
六、酵母的化学组成
1、酵母中物质的分类
(1)以酵母整体为100%时的分类
(2)以干物质为100%时的分类
(3)用元素表示组成,以干物质为100%时的分类
2、锌对酵母的重要性
(1)酵母缺乏锌会影响其代谢与繁殖,同时锌又是乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶的活性基;故麦汁中锌的含量应控制在0.15~0.20mg/L,以确保酵母良好的繁殖和发酵作用;但锌含量>0.25mg/L时会毒害酵母,影响繁殖。
(2)锌主要来源于酿造用水,麦芽中也会带入一部分,还可以加入ZnCl2和ZnSO4来补充Zn2+的含量,据经验添加量为ZnSO415~25g/40T麦汁。
(3)实例
福州一家啤酒厂的定型麦汁为35T,加入的ZnCl2为20g;直接从煮沸锅中加入。
3、回收利用酵母
酵母中不但含有大量的蛋白质和碳水化合物,还富含多种维生素及矿物质,其营养相当丰富。所以将不再用于生产的酵母回收,经济效益可观,又可减轻污水处理负担。一般回收方式有:
(1)制成干酵母粉,用于饲料和医药方面。
(2)制成核酸,用于医药。
(3)制成酵母浸膏,用于食品行业。
(4)在高辅料(>40%)生产啤酒时,利用酵母浸出液作为麦汁中α-氨基酸的另一来源,增加麦汁的营养。(见笔记《糖化工艺》中的方法)
(5)做调味品,如用酵母泥酱油等。
4、酵母中的酶系
酵母中大约有20多种酶系,其中重要的有13种。
酵母中的酶是由有生命的细胞产生的,但并不是在细胞有生命时起作用,根据酶的位置不同可分为:
(1)外酶:位于细胞壁上,能在胞外起作用,量较少。
(2)内酶:位于细胞膜、液泡、细胞核和线粒体中,是主要的酶系,对酵母的生长、繁殖、代谢等起着重要的作用。
七、酵母的自溶与退化
1、酵母自溶
(1)自溶的时刻
一定条件下,在啤酒的发酵和后酵贮酒期间或不合适的贮存酵母时发生。
(2)自溶的原因和现象
① 酵母自溶的原因
当环境条件不合适时,酵母本身的酶会将细胞本身的碳水化合物及含N物质分解,如类胰蛋白酶分解细胞质和细胞壁中的蛋白质;从而破坏了酵母的内在结构或使酵母细胞破裂,酵母中的内容物质外泄或细胞中的液泡变大。
② 自溶的现象
培养基或啤酒中的蛋白分解物质及氨基酸的含量上升,pH上升(由碱性氨基酸或碱性磷酸盐的生成所致)。啤酒中出现有酵母味甚至杂醇味。
(3)自溶的条件
① 当温度>20℃或<0℃时会加快酵母的自溶,营养缺乏时尤甚。
② 发酵或贮存时,α-AN含量低会加快自溶。故酵母应贮存到冷麦汁中而不应在冷水中贮存。
③ 酵母本身差的生理活性、贫瘠的麦汁成份、高的发酵度、高的发酵压力和压差变化、过足或不足的溶解氧、高的酵母添加量、回收酵母过晚及杂菌污染等均会使酵母自溶。
④ 贮存或发酵时间过长,酵母长期在CO2环境中或缺氧贮存可加速自溶。所以当双乙酰合格后应尽早排出酵母,避免酵母与发酵液接触时间过长。
(4)自溶的危害
① 啤酒中有酵母味(癸酸乙酯)、硫臭味(H2S)、后苦味(AA和高级醇)及双乙酰味,口味明显变差、变淡,啤酒泡沫性能差。
② 由于酵母自溶物中的蛋白分解物影响了啤酒的胶体平衡,啤酒非生物稳定性大大降低。
③ 由于碱性氨基酸的析出,啤酒的pH值升高。分解的自溶物还为各种有害菌提供了营养物质,啤酒更易受微生物的感染,生物稳定性变差。
④ 啤酒中有高级醇味,并易“上头”。
⑤ 啤酒的色泽改变。
(5)酵母自溶的检测
① 因为酵母自溶后其体内的高级酯类物质外泄,形成啤酒中特有的酵母味;故可通过检测啤酒中癸酸乙酯(酵母味的主要呈味物质)的含量是否超标来判断。
② 酵母细胞内的pH值多在5.4~6.5之间。发酵后期,由于细胞衰老、死亡自溶等均能引起细胞变形或细胞壁的渗漏;细胞内碱性物质的渗出会造成细胞周围啤酒的pH值升高。因此可用pH值的变化作为啤酒中酵母衰老、发酵能力减弱的指标。
检测方法如下:
A.测定啤酒的pH值pH1。
B.取该啤酒的酵母泥,用离心机在10000r.p.m的速度下离心20分钟,离心液测pH值pH2。
C.按以下计算公式算出两pH值之差
D.标准要求为
△pH<0.2~0.3,酵母死亡率低,活力强。
△pH≥0.4~0.6,死亡率中等(<5%),活力中等。
△pH>0.7,死亡率高,活力低,不宜做种酵母。
2、酵母的退化
当啤酒中有过多的冷凝固物时会使酵母细胞壁玷污,引起物质交换困难,发酵力减弱,使酵母发生退化。
生产中加入的酵母必须绝对不含啤酒有害菌,酵母死亡率要求<3%,极限<5%;传统发酵的酵母使用代数<8代,大罐发酵<5代;酵母添加量一般为0.5~0.8L或1~1.2L/hL麦汁;代数高的酵母(死亡率高)则要酌情多加。
(1)酵母退化的表观现象
① 缓慢的发酵。
② 不合适的泡盖表面。
③ 低的发酵度。
④ 缓慢的后酵。
⑤ 较少的产酸。
⑥ 不合适的色度下降。
⑦ 较少的酵母回收量。
⑧ 酵母泥层疏松。
⑨ 凝聚性能的改变。
(2)影响发酵的因素
① 优良的酵母菌株是关键。
② 良好的麦汁组成是基础。
③ 最佳的发酵工艺是条件。
八、优良酵母菌株的选择
1、优良菌种的要求
(1)繁殖力强,起发快,发酵速度高。
① 繁殖力强:指菌种的世代时间短,适应性强,调整期短。
无锡轻大实验不同菌种在10℃和15℃时接种的不同世代时间(见表2)
表2 不同菌种在10℃和15℃时接种的不同世代时间
接种温度 青岛酵母 沈阳酵母 五星酵母 丹麦酵母 德国酵母 加拿大酵母
10℃ 8.5小时 7小时 5.5小时 4.3小时 7.2小时 10.1小时
15℃ 6.8小时 6.7小时 3.6小时 3.6小时 4.1小时 6.3小时
如果10℃和15℃之间的世代时间差值越小,可证明此酵母的繁殖能力越强,对温度的适应性就越强。
② 发酵速度高的要求
A.要起发快。
B.在高泡期间单位时间的降糖速度约为1.5~2.5°R/天。
C.啤酒的最终发酵度高。
(2)酵母的凝聚力强
① 与酵母本身的生理特性有关。
② 与凝聚时的温度等因素有关。
③ 与酵母的细胞大小有关。
A.大型酵母的大小为:(6.8~8)×(8~9)μm,V体>176μm3。
B.中小型酵母的大小为:(3.6~6.5)×(6~8)μm,V体在100~160μm3。
C.大型酵母比中小型酵母的凝聚力强,但发酵速度、能力弱。
Ø 凝聚点:指酵母开始凝聚时的发酵度。
凝聚点低的酵母(发酵度为30~40%),不适合做高发酵度的啤酒。
(3)形成双乙酰的峰值低,还原双乙酰的速度快。
(4)能赋予啤酒良好的口味和香味。
(5)抗染菌能力强,能适应高温、高压发酵,性能稳定。
2、获得优良菌株的途径
(1)本厂自己酵母的纯种扩大培养。
(2)外购纯种培养酵母的原始菌管,再在工厂中进行扩大培养。
(3)直接从其他啤酒厂购买新鲜酵母泥(极易染菌),然后直接用于生产或再分离、纯化、鉴定后作原菌种。此方法多用于小型啤酒厂、啤酒屋或工厂刚刚生产的情况。 |
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