14 第一节 啤酒酵母.1.doc

第1页：啤酒酵母的分类与结构

啤酒酵母是啤酒生产的灵魂，啤酒酵母的种类和质量直接影响啤酒的发酵和成品啤酒的质量。

啤酒酵母在微生物分类学上的地位

微生物通常分为门、纲、目、科、属、种，种以下有变种、型、品系等。啤酒酵母属于真菌门，子囊菌纲，原子囊菌亚纲，内孢霉目，内孢霉科，酵母亚科，酵母属，啤酒酵母种。酵母采用双名法命名，前一个是属名，后一个是种名，后面还跟有首次描述这个种的科学家名字。

按发酵类型与凝聚性分类

根据啤酒酵母的发酵（棉子糖发酵）类型和凝聚性的不同，可分为上面酵母与下面酵母、凝聚性酵母与粉状酵母。

凝聚性酵母与粉状酵母

发酵时容易相互凝聚而沉淀的酵母称为凝聚性酵母。一般发酵期间酵母由于带相同电荷不会相互凝聚，发酵快结束时pH降至4.3～4.7、接近酵母细胞的等电点，使酵母细胞相互凝聚而沉淀。使用凝聚性酵母，啤酒澄清快，但发酵度较低。酵母的凝聚性既受基因控制，又与环境条件有关，且凝聚作用是可逆的。粉状酵母在发酵期间始终悬浮于发酵液中，不易沉淀，酵母回收困难，啤酒难以澄清，但发酵度高。

啤酒酵母的结构

通过显微镜观察啤酒酵母的细胞，可以看到有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、内质网膜、线粒体、颗粒等。

第2页：酵母细胞的组成与主要酶类

啤酒酵母的化学成分

• 水分：酵母细胞含水质量分数为65%～85%，其中60%是游离水，10%～30%为结合水。
• 含氮化合物：占酵母干物质质量的45%～60%，是酵母细胞的主要组成分。
• 多糖类（碳水化合物）：占酵母干物质质量的15%～37%，也是细胞壁的主要组成分。
• 脂肪：占酵母干物质的3%～37%，在细胞中以脂肪滴形式存在，也是贮藏的营养物质；部分脂肪和蛋白质结合为脂蛋白，还有磷脂、固醇及不饱和脂肪酸。
• 灰分：占酵母干物质质量的6%～12%，其中磷、钙、钾、镁、铁、硫、锌等均为酵母生长代谢不可缺少的成分。
• 维生素：含多种维生素，主要是B族维生素，B族维生素是各种酶活性基的组成部分，对细胞的生理活动具有重要影响。

啤酒酵母中的酶类：酵母的细胞膜、线粒体、液泡和细胞核中含有丰富的酶类，如麦芽糖酶、棉子糖酶、蜜二糖酶、脱羧酶、脱氢酶、转氨酶、合成酶、还原酶等（见下表）。由于酶的催化作用，酵母在发酵期间（厌氧条件下）进行乙醇发酵，并进行其他物质的变化，直接影响啤酒的质量。

注：原表在文本提取时表头与单元格顺序错位，本表按各酶的名称、最适条件与作用描述逐条对应整理，数值均取自原文。

第3页：酵母的新陈代谢、特性与选育

酵母的新陈代谢

生物体与外界环境之间物质和能量的交换，以及生物体内物质和能量的转变过程，叫做新陈代谢。新陈代谢是生物的最基本特征，其中包括同化作用和异化作用两个生理过程，其实质是物质和能量代谢，是生物体内自我更新的过程。在新陈代谢过程中，生物体内进行的每一步化学反应都需要酶的参与。啤酒酵母为兼性厌氧菌。在啤酒酿造过程中，啤酒酵母在有氧情况下吸收麦芽汁中的糖和其他营养成分，合成酵母细胞，该过程被称为同化作用或合成代谢，为吸能反应；而在厌氧情况下，酵母进行细胞内呼吸，将葡萄糖不完全氧化而分解转变成乙醇和二氧化碳，称为异化作用或分解代谢（习惯称为啤酒发酵），该过程释放出能量，为放能反应。

啤酒生产对啤酒酵母的要求

发酵力高，凝聚力强、沉降缓慢而彻底，繁殖能力适当，有较高的生命活力，性能稳定，酿制出的啤酒风味好。

酵母选育的目的

酵母选育的目的是为了得到性能优良的菌株。不同的菌株酿制出的啤酒风味不同，啤酒生产企业为保证正常生产和保持产品质量的一致性，必须保持酵母菌种的稳定和优良性能。若生产中出现发酵迟缓、发酵力衰退、发酵不彻底、双乙酰峰值高且还原慢、酵母凝聚性变差、啤酒风味改变等情况，则说明啤酒酵母已退化，需要进行酵母的选育。

优良啤酒酵母应具备的特点

①能从麦汁中有效地摄取生长和代谢所需的营养物质；②酵母繁殖速度快，双乙酰峰值低、还原速度快；③代谢的产物能赋予啤酒良好的风味；④发酵结束后能顺利地从发酵液中分离出来。

第4页：酵母菌种选育与扩大培养

酵母菌种选育的方法

从生产菌种中选育

在生产过程中随时分离选育优良菌种是保证菌种优良性能的一种有效措施。对于生产中出现的发酵速度快、双乙酰峰值低且还原快、口味好的未污染杂菌的发酵液，要及时从回收酵母中进行菌种分离，可以得到优良的变异菌株。具体操作时要分离50～100个单细胞，根据菌落、细胞形态等外观条件选取30～50个菌株；根据发酵力、凝聚力、死灭温度等指标淘汰2/3菌株；实验室中根据对菌株形态、发酵性能的全面分析对比，从10～15只菌株中选取5株较好菌株；对5支菌株进行中型发酵对比实验，挑选较理想菌株投入生产试验，经2～3次验证，效果比原有菌种好的可以取代原有菌种，投入正常生产。

在已有的菌种中选择；诱变和杂交育种

利用物理或化学方法进行诱变育种，在现代发酵产品生产中应用比较多（如味精、酶、有机酸等生产）。杂交育种是利用两种不同酵母产生的子囊孢子发育后得到的单倍体细胞进行融合，形成双倍体杂种细胞，培养后再诱导产生新子囊孢子，得到子代杂交细胞菌种；也可将不同酵母产生的孢子除去细胞壁后在专门培养室融合，得到杂交细胞。

酵母扩大培养的目的：啤酒酵母扩大培养是指从斜面种子到生产所用的种子的培养过程，目的是及时向生产中提供足够量的优良、强壮的酵母菌种，以保证正常生产的进行和获得良好的啤酒质量。一般把酵母扩大培养过程分为两个阶段：实验室扩大培养阶段（由斜面试管逐步扩大到卡氏罐菌种）和生产现场扩大培养阶段（由卡氏罐逐步扩大到酵母繁殖罐中的零代酵母）。扩培过程中要求严格无菌操作，避免污染杂菌，接种量要适当。

实验室扩大培养阶段（示例）

1. 斜面原菌种 → 斜面活化（25℃，3～4天）
2. 10ml液体试管（25℃，24～36h）
3. 100ml培养瓶（25℃，24h）
4. 1L培养瓶（20℃，24～36h）
5. 5L培养瓶（16～18℃，24～36h）
6. 25L卡氏罐（14～16℃，36～48h）

注：原文工艺流程与温度、时间标注为图片化排版，文字提取后顺序错位，此处按由小到大、温度逐级降低的常规扩培顺序整理。

第5页：酵母的使用和管理要点

生产现场扩大培养阶段：25L卡氏罐 → 250L汉生罐（12～14℃，2～3天）→ 1500L培养罐（10～12℃，3天）→ 100hL培养罐（9～11℃，3天）→ 20m³繁殖罐（8～9℃，7～8天）→ 0代酵母。

酵母的使用和管理要点

1. 扩培麦汁要求：卡氏罐之前的麦汁为头号麦汁，加水调节浓度为11～12⁰P，蒸汽灭菌0.1MPa、20～30min；现场扩培用麦汁为沉淀槽中的热麦汁，浓度在12⁰P左右，α-氨基氮应在180～220mg/L，也可添加适量的酵母营养盐。麦汁灭菌方法同前。
2. 酵母扩培要求：扩培必须保证两点，一是原菌种的性状要优良，二是扩培出来的酵母要强壮无污染。进入车间后如卫生条件控制不好，往往会出现染菌现象，所以接种、麦汁追加过程所要经过的管路、阀门必须用热水或蒸汽彻底灭菌，室内的空气、地面、墙壁也要定期消毒或杀菌，通风供氧用的压缩空气也必须经过0.2μm的膜过滤之后才能使用。同时充氧量要适量，充氧不足酵母生长缓慢，充氧过度会造成酵母呼吸酶活性太强、繁殖量过大，对后期发酵不利。一般扩培酵母在进入培养罐前每天要通氧三次，每次20分钟，发酵后的培养要求麦汁中溶解氧9mg/L左右。每批扩培还应对酵母的发酵度、发酵力、双乙酰峰值、死灭温度等指标进行检测。
3. 酵母的添加：酵母添加前麦汁的冷却温度非常重要，各批麦汁冷却温度要求必须呈阶梯式升高，满罐温度控制在7.5～7.8℃之间，严禁有先高后低现象。添加量控制在7‰左右：添加量太小则酵母增长缓慢，对抑制杂菌不利；添加量过大，酵母易衰老、自溶。
4. 温度控制：根据菌种特性，采用低温发酵、高温还原，既有利于保持酵母的优良性状，又减少了有害副产物的生成。发酵温度过高虽可缩短发酵周期、加速双乙酰还原，但会使啤酒口味比较淡泊、醇醛类副产物增多，同时也会加速菌种的突变和退化。
5. 酵母的回收与排放：通常是在双乙酰还原结束后开始回收酵母，但此时酵母死亡率较高，大都在7%～8%左右，对下批发酵非常不利。经反复实验发现封罐4～5天后大部分酵母已沉降到锥底，此时回收酵母基本不会对双乙酰还原产生影响，回收酵母的死亡率也下降至2%～3%。回收前首先要把酵母暂存罐用80℃热水彻底刷洗干净，然后降温至7～8℃，并备有一定量的无菌空气，以防止酵母突然减压细胞壁破裂；从锥形罐回收的酵母，应尽量取中间较白的部分。回收完毕后缓慢降温到4℃左右以备下次使用，在酵母罐保存的时间不得超过36小时。

第6页：酵母自溶对啤酒的危害

当酒液降至0℃以后，还要经常排放酵母，否则由于锥底温度较高，酵母自溶后，一方面有本身的酵母臭味，另一方面自溶后释放出来的分解产物进入啤酒中，会产生比较粗糙的苦味和涩味。另外，酵母自溶产生的蛋白质，在啤酒的酸性条件下，尤其在高温灭菌时极易析出形成沉淀，从而破坏了啤酒的胶体稳定性。

排放酵母的操作要点

• 酒液降至0℃以后应坚持定期排放锥底沉积酵母，避免锥底温度偏高引起自溶。
• 排放前应确认酵母沉降状态，尽量排净底部已衰老、死亡的酵母。
• 排放过程中注意避免酒液大量损失和吸氧。
• 排出的酵母应及时处理或回收，不得在罐底长期积存。