影響啤酒酵母發酵的異常因素及其防治  2012-04-10

酵母是啤酒發酵的靈魂，酵母質量的優劣直接關系到啤酒質量的好壞。產品質量是企業的生命，是企業長期發展的基石。在啤酒的生產過程中，酵母的性能和管理在啤酒生產中占著舉足輕重的作用。做好酵母管理，提高酵母質量，釀造高質量的啤酒并保持產品穩定是我們所追求的目標。
    酵母性能很大程度上影響著啤酒釀造工藝的控制，對啤酒品質起著非常重要的作用。保持接種酵母有旺盛的發酵力是保證啤酒質量穩定的前提，生產酵母一旦發生退化或發酵表現異常，就會影響啤酒釀造工藝的控制和啤酒質量的穩定。
    鑒于啤酒酵母對啤酒質量有如此的重要性，如何防止酵母退化，如何預防和控制發酵異常，是我們啤酒廠應時刻關注的問題，應把酵母擴培、酵母管理給予足夠的重視。
    一、酵母發酵異常的原因
    由于環境因素的影響，往往造成酵母細胞機能的衰退。如麥汁營養不良等因素，造成酵母退化突變，造成發酵異常，也會造成酵母細胞的死亡，導致酵母自容量的增加。酵母的變異會造成各種性能的轉變。以下從酵母菌種、麥汁營養成分、發酵過程控制三方面談談原因。
    ㈠ 酵母菌種
    1.凝聚性受遺傳基因和細胞膜的結構影響，跟酵母的類型有關。是一種酵母細胞本身生理機能的衰退。
    2.菌種保存條件不好，如培養基干燥，將引起酵母菌種的退化。
    3.保種溫度升高，也將引起酵母菌種退化。溫度越高，高溫時間越長，菌種退化越嚴重。
    4.保菌不當，營養豐富致使酵母長得過分肥大，易衰退。
    5.有些酵母代數升高，凝聚性較強。
    6.留種酵母急著用于擴培，造成代謝慢，易衰老。
    7.漢生罐留種量多，新酵母少，酵母易衰老。
    ㈡ 麥汁營養成分
    1.麥汁過濾布合理，蛋白質，多酚（或樹脂）復合物、酒花中的多酚（單寧）等高分子會大量進入發酵罐，造成酵母吸附成團。
    2.麥汁營養組成不合理，導致代謝慢，酵母易衰老，突變機會多。
    3.麥汁中的凝固物去除不好。麥汁中帶正電荷的蛋白質、類脂、葡聚糖小顆粒的物質與帶負電荷的酵母互相作用形成緊密的凝聚物，酵母易早衰。混濁麥汁中含有大量的脂肪酸或沉淀物會吸附在酵母表面，造成酵母呼吸代謝困難。造成降糖遲緩或產生大量高級醇。
    ㈢ 發酵過程控制
    1.酵母添加偏多，造成新酵母較少和后期缺乏營養，酵母易衰老、突變。接種量過多，發酵速度快，高泡期結束時可能營養不足，從而影響活力，使酵母不易排斥分開或酵母相互聚集，尤其下面酵母表面電荷多，酵母吸附發酵液中的蛋白質、冷凝固體、酒花樹脂等大分子物質，并被包圍在這些物質中加劇凝聚。
    2.錐形發酵罐底部酵母0.1噸左右不宜用于發酵液接種，因為這些酵母沉積得很快，而且錐底冷媒制冷效果差，沉積的酵母易自溶衰老，突變機會更多。
    3.發酵液溫度忽高忽低，還原期升溫、升壓過遲。都會促進啤酒酵母的退化，增加死亡率。溫度越高，酵母自溶越容易發生，并導致有害副產物生成量增多。發酵、雙乙酰還原結束后，應及時排放錐形罐底部的啤酒酵母，如果排放不凈，底部降溫困難，溫度上升，易引起酵母死亡、自溶。
    4.隨著發酵的進行，pH逐漸降低。當pH與蛋白質的等電點接近，酵母細胞電荷減少或趨于零，有利于蛋白沉淀，又有利于酵母凝聚。pH過高，過低往往會加速酵母衰老、死亡和自溶。
    5.發酵末期，冷卻過急、造成局部酵母自溶死亡，部分酵母產生變異。
    6.酵母清洗：過急釀酒研究基金會認為不恰當的清洗可造成成活性降低，生存力差，發酵作用下降，凝聚狀態改變，澄清性能改變酵母細胞數以及酵母代謝成分變化等。
    7.麥汁管道及發酵罐刷洗、殺菌做得不夠徹底，污染上細菌或其它野生酵母，從而使發酵異常或風味改變。
二、酵母發酵異常的防治
    ㈠ 菌種及擴培
    根據菌種保藏原理，選擇科學的方法，正確保藏酵母菌種。菌種保藏主要是根據微生物生理、生化特點，使微生物的代謝處于不活潑、生長繁殖受抑制的休眠狀態。就是利用低溫、干燥、缺氧的條件下，使菌種在長時間內保持原有的生產狀態和生命活力。
    留種酵母需經活化技術處理、復壯后再進行擴大培養。采取科學的擴培方法，掌握恰當的擴大倍數和移種時間。實驗證明，在酵母生長高峰期，即15小時前必須充分供氧，15小時后只能少量通風起攪拌作用。保持接種酵母旺盛的發酵力是保證啤酒穩定的前提。
    應選擇對酒精的依賴性和對滲透壓的承受力強的酵母。應選擇高活性的酵母類型，酵母死亡率低，酵母自溶也就少。應采取恰當的酵母菌種，定期擴培，提供健壯、發酵旺盛的酵母供大生產需要，及時淘汰高代劣質酵母。
    ㈡ 麥汁營養成分及充氧
    1. 麥汁營養成分
    麥汁的營養成分對啤酒酵母的代謝非常重要。麥汁中ɑ- 氨
    基氮、可發酵性糖、PH值、無機離子及生長素等營養成分不合理，會導致酵母營養缺乏、代謝緩慢、酵母衰老，從而引起酵母的死亡及自溶的可能性。
    及時調整糖化工藝及其參數，合理添加輔料，改進定型麥汁的組成和澄清度。Zn2+是乙醇脫氫酶的輔助因子，麥汁中缺Zn2+會造成嚴重退化現象，一般說Zn2+保持0.2mg/L左右。pH值主要在麥汁中予以控制，以使pH值穩定并合適發酵要求。
    酵母在生長和發酵過程中，需要多種微量元素進行正常的新陳代謝。無機離子對酵母生長和發酵有利有弊。
    2. 充氧
    麥汁充氧量要適中，一般為8-10ppm，按工藝要求嚴格控制
    冷麥汁的充氧（過多過少都不宜），滿足前期發酵氧的需要。其目的是供酵母充足的氧。在發酵過程中，酵母對氧的需求是非常重要的。主發酵開始時需要氧，其他工序中有氧的存在是不利的。當麥汁中溶解氧不足時，啤酒發酵增殖率下降，新增健壯的啤酒酵母較少，易造成酵母細菌的衰老死亡。
    通風供氧還具有攪拌的作用，將大大加快麥汁的運動，從而帶動懸浮在發酵液中的酵母細胞的劇烈運動。通過液體的震動、洗滌作用，將助于酵母細胞擺脫吸附在細胞表面的附著物，從而加大細胞與麥汁的有效接觸面積，加強其對麥汁中營養物質及氧的吸收，這對酵母細胞的生長繁殖是有利的，同時還可以避免酵母過早發展凝聚、沉降現象。
    ㈢ 發酵操作
    1. 酵母回收添加及接種量
    根據酵母菌種的性能，采用合理的發酵工藝曲線，確定酵母的最佳回收時間和添加數量。接種量控制在一定的范圍，酵母狀況要良好。添加量一般以滿罐麥汁酵母數10-20×106個/ml為宜。繁殖罐或發酵罐中滿罐酵母數過高，麥汁中的ɑ-氨基氮迅速被同化，會造成酵母繁殖生長代數相對較少，即新增酵母濃度過低，后期缺乏營養，酵母極易衰老死亡。如果自溶酵母再接種使用，會引起惡性循環。
    根據酵母性能，可采取主酵外觀發酵度到60%時，降低到5℃保溫1天時，0℃貯酒1-3天時回收酵母用于接種。
    2.加強發酵技術管理工作，認真控制麥汁的降糖和升溫升壓時間等。
    在溫度控制方面，服從工藝溫度條件，準確控制各時間段的溫度，利于罐體上、中、下降溫帶的控制，實現酵母的酒液中的分布要求。發酵溫度要適中，不能過高或過低。
    在保種過程中，若發生諸如溫度等因素的明顯變化，極易發生變異改變原有性狀。要求種子罐保種溫度控制在0-2℃最為合適。種子罐保種如何保持溫度的穩定是保持酵母性能的一致性的關鍵。
    3.改善錐底冷媒帶制冷作用，避免酵母泥長時間處于高溫饑餓狀態，控制酵母細胞自溶的限度。任何影響酵母存活率的因素都促進酵母的自溶，比如罐體過高、壓力過大、酵母代數過高等等也同樣要引起重視，并采取相應的對策。
    三、結束語
    為釀造高質量的啤酒，必須具有較高活力的酵母。為有效的提供酵母適合的營養，科學管理使用酵母，需要各工序的配合。酵母生化的環境適應性雖然很強，其遺傳穩定性很高，但是能夠引起其代謝形式發生改變的因素也很多，要想做到有效地控制，我們必須從多角度、全方位對其深入研究分析。防止、解決酵母發酵異常的根本方法，一方面應找出影響酵母發酵的原因，加強酵母管理；另一方面在生產中不斷選育新菌種，經分離純化后用于生產，使生產用的酵母經常保持旺盛的活力。