發(fā)酵實驗論文

啤酒的發(fā)酵工藝Abstract: beer is the oldest human alcoholic beverage, is the worlds consumption of water and tea after the worlds third drinks. Beer was introduced into China in the beginning of twentieth Century. Beer barley malt, hops, water as the main raw materials, fermentation by yeast fermentation and become full of carbon dioxide from low alcohol alcohol. Beer fermentation is the process of beer yeast under certain conditions, the wort fermentable material and normal life activities, and beer is beer yeast in the life activities of product. Because of the different types of yeast, the conditions of fermentation and product requirements, flavor and so on, resulting in different ways of fermentation.Key words: beer yeast fermentation摘要：啤酒是人類最古老的酒精飲料，是水和茶之后世界上消耗量排名第三的飲料。啤酒于二十世紀初傳入中國，屬外來酒種。啤酒以大麥芽酒花水為主要原料經(jīng)酵母發(fā)酵作用釀制而成的飽含二氧化碳的低酒精度酒。啤酒發(fā)酵過程是指啤酒酵母在一定條件下，利用麥汁中的可發(fā)酵性物質(zhì)而進行的正常生命活動，而啤酒就是啤酒酵母在生命活動之中所產(chǎn)生的產(chǎn)物。由于酵母菌類型的不同，發(fā)酵的條件和產(chǎn)品要求、風味等的不同，造成發(fā)酵方式也不相同。關(guān)鍵詞：啤酒 酵母 發(fā)酵一、啤酒發(fā)酵的過程方法和注意事項11 酵母擴大培養(yǎng)的目的啤酒酵母擴大培養(yǎng)是指從斜面種子到生產(chǎn)所用的種子的培養(yǎng)過程。酵母擴培的目的是及時向生產(chǎn)中提供足夠量的優(yōu)良、強壯的酵母菌種，以保證正常生產(chǎn)的進行和獲得良好的啤酒質(zhì)量。一般把酵母擴大培養(yǎng)過程分為二個階段：實驗室擴大培養(yǎng)階段（由斜面試管逐步擴大到卡氏罐菌種）和生產(chǎn)現(xiàn)場擴大培養(yǎng)階段（由卡氏罐逐步擴大到酵母繁殖罐中的零代酵母）。擴培過程中要求嚴格無菌操作，避免污染雜菌，接種量要適當。1.2 啤酒酵母擴大培養(yǎng)的方法1.2.1實驗室擴大培養(yǎng)階段斜面原菌種 - 斜面活化 - 10ml液體試管 - 100ml培養(yǎng)瓶 - 1L培養(yǎng)瓶25，34天 25，2436h 25，24h 20,2436h- 5L培養(yǎng)瓶 - 25L卡氏罐1618,2436h 1416，3648h生產(chǎn)現(xiàn)場擴大培養(yǎng)階段25L卡氏罐 250L漢生罐 1500L培養(yǎng)罐 100hL培養(yǎng)罐 20m3繁殖罐1214，23天 1012，3天 911，3天 89，78天-0代酵母1.2.2酵母擴培要求：酵母擴培是基礎(chǔ)，只有培養(yǎng)出來高質(zhì)量的酵母，才能生產(chǎn)出好的啤酒。擴培必須保證兩點：原菌種的性狀要優(yōu)良；擴培出來的酵母要強壯無污染。擴培在實驗室階段，由于采用無菌操作，只要能遵守操作技術(shù)和工藝規(guī)定，很少出現(xiàn)雜菌污染現(xiàn)象。進入車間后，如衛(wèi)生條件控制不好，往往會出現(xiàn)染菌現(xiàn)象，所以擴培人員首先無菌意識要強，凡是接種、麥汁追加過程所要經(jīng)過的管路、閥門必須用熱水或蒸汽徹底滅菌，室內(nèi)的空氣、地面、墻壁也要定期消毒或殺菌，通風供氧用的壓縮空氣也必須經(jīng)過0.2m的膜過濾之后才能使用。同時充氧量要適量，充氧不足酵母生長緩慢，充氧過度會造成酵母細胞呼吸酶活性太強，酵母繁殖量過大對后期的發(fā)酵不利的。一般擴培酵母在進入培養(yǎng)罐前每天要通氧三次，每次20分鐘。發(fā)酵后的培養(yǎng)，要求麥汁中溶解氧9mg/L左右。最后，每一批擴培的同時還應對酵母的發(fā)酵度、發(fā)酵力、雙乙酰峰值、死滅溫度等指標進行檢測，以便及時、正確掌握酵母在使用過程中的各種性狀是否有新的變化。（3）酵母的添加：酵母添加前麥汁的冷卻溫度非常重要。各批麥汁冷卻溫度要求必須呈階梯式升高，滿罐溫度控制在7.57.8之間，嚴禁有先高后低現(xiàn)象，否則將會對酵母活力和以后的雙乙酰還原產(chǎn)生不利的影響。同時要準確控制酵母添加量，如果添加量太小，則酵母增長緩慢，對抑制雜菌不利，一旦染菌，無論從口味還是雙乙酰還原都將受到影響。添加量太小會因酵母增值倍數(shù)過大而產(chǎn)生較多的高級醇等副產(chǎn)物；添加量過大，酵母易衰老、自溶等，添加量控制在7左右。（4）溫度控制：在發(fā)酵過程中，溫度的控制十分關(guān)鍵。根據(jù)菌種特性，采用低溫發(fā)酵，高溫還原。既有利于保持酵母的優(yōu)良性狀，又減少了有害副產(chǎn)物的生成，確保了酒體口味比較純凈、爽口。如果發(fā)酵溫度過高，雖然可縮短發(fā)酵周期，加速雙乙酰還原，但過高的發(fā)酵溫度會使啤酒口味比較淡泊，醇醛類副產(chǎn)物增多，同時也會加速菌種的突變和退化。（5）酵母的回收與排放：酵母回收的時機非常關(guān)鍵，通常是在雙乙酰還原結(jié)束后開始回收酵母，但酵母死亡率較高，大都在7%8%左右，對下批的發(fā)酵非常不利，通過反復實驗、對照，并對酵母進行跟蹤檢測，發(fā)現(xiàn)封罐45天后大部分酵母已沉降到錐底，只有少量懸浮在酒液中參與雙乙酰還原，此時回收酵母，基本不會對雙乙酰還原產(chǎn)生什么影響，而且回收酵母的死亡率也下降至2%3%?；厥涨暗臏蕚涔ぷ饕埠苤匾?，首先要把酵母暫存罐用80熱水徹底刷洗干凈，然后降溫至78，并備有一定量的無菌空氣，以防止酵母突然減壓細胞壁破裂，從錐形罐回收的酵母，應盡量取中間較白的部分?；厥胀戤吅缶徛禍氐?左右，以備下次使用，在酵母罐保存的時間不得超過36小時。二、 麥芽汁的制備2.1 管道清洗2.2原料的粉碎1按照工藝要求，準確稱取18公斤大麥芽。粉碎大麥芽時，為了獲得比較好的粉碎效果，可以用噴霧器給大麥芽噴淋自來水，增加大麥芽麥皮的濕度。濕度的掌握：手握一把麥芽，手心向下張開，手心有大麥芽附著，表明濕度比較合適。2接通粉碎機的電源，將粉碎機電源旋鈕搬向順轉(zhuǎn)，兩個輥筒開始旋轉(zhuǎn)。將麥芽加到粉碎機的料斗中，慢漫旋轉(zhuǎn)進料手柄，原料就進入粉碎機。3進料速度的控制：由轉(zhuǎn)動手柄控制，可根據(jù)實際需要調(diào)整進料速度，進料速度不可過快，否則會影響輥筒使用壽命且使粉碎效果受到影響。4輥筒開度的調(diào)整：兩個輥筒，一個為固定形，另一個為可調(diào)整，這樣可調(diào)節(jié)輥筒開度（間距），另外在可移動的軸承上裝有彈簧，使得較大塊硬物得以通過，以免輥筒表面損傷。松開鎖定螺母，旋動手柄，順時針為減少間距，反之增大。輥筒間距一般為0.5毫米。調(diào)整完畢，必須將鎖緊螺母鎖緊。5在粉碎進行時，麥芽要分布均勻，不要集中在一處進行。 6從麥芽粉碎機排出的物料，不應殘留或堵塞在出口處，以免殘留的麥粉變酸。7麥芽粉碎物的貯存時間不應過長。三 、糖化糖化的目的是使粉碎物中不溶物轉(zhuǎn)化為水溶性物質(zhì)。低溫階段的休止(40-50)，偏下限接近40的溫度休止制出的麥汁低分子氮含量多,有利于提高酵母的營養(yǎng);偏上限的溫度休止制出的麥汁中分子氮含量多,有利于啤酒的泡沫和口感。a-淀粉酶將長鏈分解成較小的糊精。最佳作用溫度為72-75，失活溫度為85，最佳pH為5.6-5.8， B-淀粉酶從鏈的非還原末端分解，形成麥芽糖等，最佳作用溫度在60-65，70失活，最佳pH為5.4-5.5。按照麥芽與水的1：4比例添加，18公斤麥芽，72升水。37時開始投料，將粉碎的麥芽從糖化鍋上方的進料口緩緩加入糖化鍋，開啟糖化鍋攪拌。投料完畢后，將糖化鍋的溫度緩慢升溫到45（1分鐘1度），保溫40min,蛋白休止，再緩慢升溫到62（1分鐘1度），保溫30min, （可添加淀粉酶和糖化酶），麥芽糖休止， 再緩慢升溫到72（1分鐘1度），糖化休止，保溫20min,可適當延長至30min。用碘液查看淀粉是否全部分解。快速升溫到78 。糖化終了時，過濾槽底部應先引入78 熱水，以沒過篩板為度，以便排除過濾板與槽底之間的空氣。打開倒廖泵，將糖化鍋的廖液倒入過濾槽內(nèi)，靜止15分鐘，回流10分鐘，等到麥汁澄清后，過濾到煮沸鍋中。糖化醪泵入過濾槽后，開啟耕刀攪拌均勻，使麥糟下沉形成過濾層。過濾開始，打開麥汁排出閥，然后迅速關(guān)閉。此操作重復幾次。過濾開始，麥汁排出閥小開，控制流速，然后根據(jù)麥汁的流速逐步開大。過濾一段時間，麥汁流速逐步減小，此時應開動耕刀。待露出麥糟時，打入熱水進行洗糟。第一次洗糟用水40L（78），第二次洗糟用水35L（78）。洗糟完畢，打開排糟孔進行排糟。四、清洗發(fā)酵罐稱取1.5公斤的NaOH，倒入有50升水的堿水鍋中，加熱到80度，通過CIP將堿水打入發(fā)酵罐中，打入時，用木棍將發(fā)酵罐上方的排氣孔打開，以免堿水噴出。保溫一段時間，開啟移動泵將堿水放掉。然后通過CIP打入少量清熱水，再用移動泵將清水泵出，反復這樣清洗，至少用掉2鍋水清洗發(fā)酵罐才算洗干凈。五、發(fā)酵控制5.1 發(fā)酵過程溫度控制發(fā)酵溫度為12 0.5，當糖度降至6.0-6.5時，溫度降至10 0.5，期間，每天將二氧化碳氣體放掉，當糖度降至3.2-3.4時，封罐?？刂乒迚涸?.09-0.11MPa,當雙乙酰還原到0.06mg/L以下時，降溫至4度，保溫1天，然后溫度降至0度，保溫4天。酒精水溫度設(shè)置同“發(fā)酵罐發(fā)酵溫度設(shè)置”,酒精水溫度一般設(shè)置在-5-0.六、實驗數(shù)據(jù)及處理圖1上圖是實驗過程中所測到的糖度，菌數(shù)和雙乙酰的含量的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計表。我們根據(jù)上面的統(tǒng)計表繪制出了各個變量的曲線圖，結(jié)果如下所示：圖2糖度的測定是用糖度計測定的，表示著發(fā)酵液中所有糖的含量。從糖度含量的變化圖中可以明顯看出，發(fā)酵液中糖的含量呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，且前期下降趨勢比后期更明顯。形成這樣的現(xiàn)象的原因可能是在發(fā)酵的前期，酵母在進行繁殖擴增，進行的是有氧呼吸，消耗的糖量會比無氧呼吸時的發(fā)酵要大。在繁殖到一定數(shù)量后，開始進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，這時，糖的消耗速度會減緩。因為發(fā)酵是依靠微生物進行的，所以在微生物生長條件，糖度不可能降為零。圖3通過圖3 的酵母數(shù)量變化圖可以看出，酵母的數(shù)量是呈先上升后下降的趨勢的。發(fā)酵前期，接種后酵母先大量繁殖，當數(shù)量達一定程度后，開始進行無氧發(fā)酵，同時因為培養(yǎng)基內(nèi)營養(yǎng)物的下降，菌種繁殖受到抑制，數(shù)量開始下降。到發(fā)酵后期，培養(yǎng)基中有害代謝產(chǎn)物的積累和營養(yǎng)的缺乏是酵母大量溶解，所以菌數(shù)會明顯下降。圖4葡萄糖是酵母有氧呼吸和無氧呼吸中都要用到的底物，它含量的變化和菌種數(shù)量的變化密接相關(guān)。前期下降迅速是酵母有氧呼吸的結(jié)果，后期下降緩慢是因為酵母無氧呼吸和菌數(shù)減少，使其消耗速度低。圖5雙乙酰是影響啤酒風味的重要物質(zhì)，是決定啤酒是否成熟的重要指標。雙乙酰水溶液具有一種特殊的類似于酸敗的米糠味(俗稱餿飯味)，因此，它在啤酒中的含量應該被控制，最好能控制在其口味界限以下(01mgL)。 由圖5可知，大體上雙乙酰呈下降趨勢，發(fā)酵過程中，雙乙酰的量雖然少，但一直是下降的，菌體發(fā)酵過程中也能吸收雙乙酰產(chǎn)生其他產(chǎn)物。當雙乙酰降到0.1以下，啤酒就可以飲用。參考文獻1 逯家富.翁連海.徐亞杰.滕利榮 小麥啤酒的生產(chǎn)工藝 期刊論文 -食品工業(yè)科技20062董小雷.周廣田.