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啤酒發(fā)酵酵母擴(kuò)培學(xué)習(xí)資料啤酒廠取得接種酵母的方式有三種方式,其優(yōu)缺點(diǎn)見圖2.1:這三種方式是:購買酵母泥;購買純種酵母;自己保留和培育純種酵母。圖2.1啤酒取得酵母的方式和其優(yōu)缺點(diǎn)第一節(jié)純種酵母的培育一、培育啤酒純種酵母工藝原理酵母是一種兼性微生物,這就是說,細(xì)胞的新陳代謝和繁衍即可以在有氧的狀態(tài)下也可以在無氧的狀態(tài)下進(jìn)行。啤酒酵母菌的的繁衍進(jìn)程分為四個(gè)階段(見圖2.7):1.遲緩期:在此期間,雖有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)存在,但酵母大體不繁衍;2.對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期:此期間酵母繁衍最為迅速;3.穩(wěn)按期:此時(shí),代謝產(chǎn)物CO2和酒精的積累使酵母繁衍逐漸變慢,活菌數(shù)最高;4.衰亡期:營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)耗盡和有毒代謝產(chǎn)物大量積累,酵母菌死亡率增加,活菌數(shù)減少。酵母培育中,最重要的階段是對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,此時(shí)的營(yíng)養(yǎng)、氧氣供給及其他條件如:酵母細(xì)胞濃度和溫度都必需達(dá)到最佳。酵母由于不斷地消耗氧氣,必需持續(xù)通入足夠的無菌空氣。因?yàn)檠鯕馊狈r(shí),其中一部份酵母會(huì)進(jìn)行發(fā)酵,從而產(chǎn)生CO2和酒精,而不是產(chǎn)生新細(xì)胞,這樣生成的有活力的細(xì)胞數(shù)就減少了。
二、啤酒純種酵母的分離培育啤酒酵母的分離培育就是利用特殊的分離技術(shù),將優(yōu)良強(qiáng)壯的單細(xì)胞酵母從原菌中分離出來,加以擴(kuò)大培育,供生產(chǎn)利用。分離培育的方式很多,工廠常常利用的是平板分離法或劃線分離法。取得原菌的方式:(1)從實(shí)驗(yàn)室保留的原菌種中分離,原菌種必需先通過幾回培育活化的再行分離;(2)從生產(chǎn)中的酵母泥或主發(fā)酵液中分離。.平板分離培育法(又稱稀釋分離法,見圖2.2)這種方式簡(jiǎn)單易行,適合于工廠現(xiàn)場(chǎng)利用。先將盛有麥汁的瓊脂試管培育基放在熱水中融化,冷卻至42?45C,再將準(zhǔn)備分離培育的酵母原菌用白金針移植到已融化的培育基內(nèi)。如分離培育發(fā)酵液的酵母,則先使之靜置,傾出上部清液,留少量發(fā)酵液,混合均勻后接種。如分離培育酵母泥,需加少量無無菌水或麥汁,稀釋后再接種。增殖培葬
篇被9ml無菌水\無菌水X無菌水\無的水\無茵水\將分離培育的酵母移植于融化的培育基內(nèi)后,充分振蕩,使混合均勻,用白金針從該試管挑少量移植到第2支試管中,隨即將第1支試管中的培育基傾注在已滅菌的培育皿中,均勻散布在培育皿底面,使之凝固。用一樣方式再從第2支試管移植到第3支,而后第4支試管內(nèi),別離將取樣后的培育基傾注在培育皿內(nèi),如圖所示。然后,將培育皿置25?27C增殖培葬
篇被9ml無菌水\無菌水X無菌水\無的水\無茵水\圖2.2平板分離培養(yǎng)法.劃線分離培育法此法和平板分離法的按照是相似的,各有長(zhǎng)處。劃線法簡(jiǎn)單,速度較快;平板法在平板上分離的菌落單一均勻,取得純種的機(jī)率略高。用接種針挑取適當(dāng)稀釋的菌液,直接在已滅菌的平面皿培育基上劃線(圖2.3),在第3或第4劃線區(qū)可能取得單一菌落。然后將所需要的菌落移植到斜面培育基上,以待進(jìn)一步檢查。這個(gè)方式一般用于分離純化生產(chǎn)上已有的菌種。
圖2.3劃線分離培育法3,4-別離表示第1,2,3,4次劃線區(qū).林德奈氏單細(xì)胞分離培育法(小滴培育法,見圖2.4)此法是由漢生氏單細(xì)胞分離培育法演變而來的。將準(zhǔn)備分離培育的酵母或發(fā)酵液,移植到已滅菌的麥汁培育基中,經(jīng)多次稀釋至每1滴麥汁僅含1個(gè)細(xì)胞為止。在無菌室頂用白金針取稀釋液滴在蓋玻片上,或凹形載玻片孔內(nèi),可滴3?5排,每排3?5個(gè)小點(diǎn),點(diǎn)要均勻,距離要一致。將蓋玻片翻過來,使有小滴的一面面向凹形載玻片的孔穴,穴內(nèi)加1滴無菌水,蓋玻片和載玻片間用凡士林密封。在顯微鏡下檢查每一個(gè)小滴,將只有1個(gè)細(xì)胞的小滴位置記下,如圖所示。將檢片置25?27C培育箱內(nèi),培育2?3天,天天檢查酵母細(xì)胞生長(zhǎng)情況。小滴培育每次應(yīng)做3個(gè)以上的檢片,通過培育后,加以選擇。挑選發(fā)育正常的菌落,用滅菌的三角形濾紙,把菌落吸出。移植到已滅菌的麥汁中,擴(kuò)大培育,經(jīng)生理特性鑒定后供生產(chǎn)利用。圖2.4林德奈氏小滴培育法第二節(jié)啤酒酵母的實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)培啤酒酵母純正與否,對(duì)啤酒發(fā)酵和啤酒質(zhì)量的影響很大。啤酒生產(chǎn)企業(yè)利用的酵母由保留的純種酵母,通過擴(kuò)大培育,達(dá)到必然數(shù)量后,供生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)利用鼻一個(gè)啤酒廠都應(yīng)保留適合本廠利用的純種酵母,以保證生產(chǎn)的啤酒具有穩(wěn)定的風(fēng)格和特性。啤酒酵母擴(kuò)大培育的順序如下:斜面試管(原菌種)一富氏瓶或試管培育一巴氏瓶或三角瓶培育一卡氏罐培育一漢生罐培育一酵母擴(kuò)大培育罐一酵母繁衍罐一發(fā)酵罐。以上從斜面試管到卡氏罐培育為實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大培育階段;漢生罐以后為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)大培育階段。實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大培育酵母的順序:.斜面試管一般是啤酒工廠保藏的純粹原菌或由科學(xué)研究機(jī)構(gòu)和菌種保藏單位供給。.富氏瓶培育富氏瓶?jī)?nèi)盛麥汁10mL滅菌后備用。將種酵母用白金針或巴氏滴管接種于富氏瓶?jī)?nèi),在25?27C保溫箱中培育2?3天,天天按時(shí)搖動(dòng),使沉淀的酵母從頭散布到培育基中。同一種酵母每次培育2?4瓶,擴(kuò)大時(shí)加以選擇。.巴氏瓶培育取500?1000ml的巴氏瓶,加入250?500ml麥汁,加熱煮沸,使瓶?jī)?nèi)蒸汽從側(cè)管噴出,30分鐘后,吸出彎曲管內(nèi)的凝結(jié)水,塞上棉花塞,冷卻備用。在無菌室內(nèi),將試管中的酵母液由側(cè)管接種入巴氏瓶?jī)?nèi)中,在25C保溫箱中培育2天,天天檢查培育情況。為了使啤酒酵母能逐漸適應(yīng)低溫環(huán)境,可將培育溫度適當(dāng)調(diào)節(jié)到20C左右,但培育時(shí)間要略長(zhǎng)一些。巴氏瓶也可用大三角瓶或平底燒瓶代替。.卡氏培育罐實(shí)驗(yàn)室酵母擴(kuò)培一般是利用裝5ml麥汁的容器,將酵母菌接種于此容器中。酵母繁衍分幾回進(jìn)行,把處于高泡階段的培育液倒入大約10倍的容器中。為保證酵母良好快速的生長(zhǎng)繁衍,一般擴(kuò)培倍數(shù)不超過10倍。實(shí)驗(yàn)室酵母擴(kuò)培通常截止到不銹鋼卡氏罐,這是與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)培的連接環(huán)節(jié)。通常所用容器體積及麥汁接種量見表2.1o卡氏罐的容量:小卡氏罐8?10L,大卡氏罐20?25L。表2.1擴(kuò)培容器容積與接種麥汁量容器代號(hào)123容器體積/ml101001000無菌麥汁量/ml550500接種量/ml555總量/ml555555(1)卡氏罐的外形結(jié)構(gòu)(見圖2.5)451245123圖2.5卡氏罐1—空氣過濾器2—緊箍把3—絕緣手柄4一取樣閥5—帶橡皮膜的接種頭(2)卡氏罐培育酵母的操作工藝流程(見圖2.6)卡氏罐有3個(gè)緊箍使其密封,卡氏罐一般都帶有絕緣手柄、無菌空氣過濾器和取樣閥。在卡氏罐內(nèi)注入麥汁,其量約為總?cè)萘康?0?80%,將卡氏罐和麥汁一路加熱煮沸滅菌,然后放置于冰箱或冷房間內(nèi)冷卻至接種溫度備用。在加熱滅菌時(shí),先拔去側(cè)管的棉塞,使蒸汽從側(cè)管和彎曲管噴出30min,停止加熱,然后塞上棉塞,吸去彎曲管內(nèi)的冷凝水。麥汁中增添1L無菌水,以補(bǔ)充水分的蒸發(fā)。大多數(shù)卡氏罐都有帶橡皮膜的接種頭,在無菌條件下通過接頭利用注射器接種。接入酵母時(shí),接種量為100?200ml。通過取樣閥上的無菌空氣接頭,使無菌空氣通過垂直升液管從底部進(jìn)入麥汁以增進(jìn)酵母繁衍。若已達(dá)到期望的酵母細(xì)胞數(shù),則將通過空氣過濾機(jī)的緊縮空氣壓入,酵母菌液從垂直液管和取樣閥被壓出,送入漢生罐。利用后,卡氏罐必需拆開用清洗劑進(jìn)行人工清洗,并于利用前檢查過濾器是不是清潔和完好??ㄊ瞎抟话憬尤??2個(gè)巴氏瓶的酵母液,搖動(dòng)混合均勻后,置于15?20℃下保溫3?5天,即可進(jìn)行擴(kuò)大培育,或可供約100L麥汁發(fā)酵用。一般情況下,卡氏罐的最大工作壓力為0.2MPa。(3)卡氏罐的長(zhǎng)處麥汁殺菌可利用殺菌鍋,也可利用燃?xì)鉅t或電熱爐代替;適于麥汁通氧;給酵母轉(zhuǎn)移提供了安全的條件;較易清洗;運(yùn)輸方便。麥汁量大時(shí),不能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行酵母擴(kuò)培,因?yàn)樗洼敽芾щy。因此,需要在車間的酵母擴(kuò)培設(shè)備中繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)大培育。加熱圖2.6卡氏罐酵母培養(yǎng)流程5.實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大培育的技術(shù)要求(1)一切培育用具必需完全刷洗干凈,塞好棉塞,干熱滅菌,滅菌溫度170℃左右;(2)培育用的培育基,應(yīng)利用現(xiàn)場(chǎng)加酒花的麥汁,加熱煮沸并加蛋白澄清,利用蒸汽間歇滅菌后,在25℃保溫箱中貯存2?3天,證明無污染后,方可利用;(3)每次擴(kuò)大稀釋倍數(shù)約10倍以下;(4)每次移植接種后,要鏡檢酵母細(xì)胞的發(fā)育情況;(5)隨著每階段的擴(kuò)大培育,培育溫度慢慢降低,以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)酵情況;(6)每一個(gè)擴(kuò)大培育階段,均應(yīng)做平行培育:試管4?5只,巴氏瓶2?3個(gè),卡氏罐2個(gè),選擇優(yōu)者進(jìn)行擴(kuò)大培育。圖圖2.8傳統(tǒng)開放式酵母擴(kuò)培第三節(jié)啤酒酵母的車間擴(kuò)培卡氏罐培育后,酵母進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)大培育。酵母擴(kuò)大繁衍的方式可按照工廠具體條件進(jìn)行。啤酒廠一般都有漢生(Hansen)罐培育設(shè)備,可持續(xù)利用1株酵母,反復(fù)多次擴(kuò)培而不需換種,直至酵母出現(xiàn)衰退和染菌等異樣情況。酵母生理狀態(tài)與擴(kuò)培工藝之間的關(guān)系見圖2.7o細(xì)胞數(shù)穩(wěn)定期同化法L聯(lián)統(tǒng)酵母擴(kuò)培圖2.7酵母生理狀態(tài)與擴(kuò)培工藝之間的關(guān)系一、開放式酵母擴(kuò)培生產(chǎn)規(guī)模較小的啤酒廠一般不配置專用的酵母純種擴(kuò)培設(shè)備,有的往往直接從大啤酒廠購買酵母泥。以這種方式進(jìn)行生產(chǎn),雖然啟動(dòng)生產(chǎn)很方便,但由于容器衛(wèi)生和運(yùn)輸問題,實(shí)際上很難保證酵母的衛(wèi)生和質(zhì)量。在這種情況下,啤酒廠可自行實(shí)施酵母的簡(jiǎn)易擴(kuò)培。.傳統(tǒng)的開放式酵母擴(kuò)培方式(見圖2.8)其工作方式與實(shí)驗(yàn)室的擴(kuò)培大致相同。從試管到小三角瓶,再從小三角瓶到4X5L的大三角瓶,酵母數(shù)量慢慢擴(kuò)大。最后用帶蓋的、容量約200L的金屬容器進(jìn)行擴(kuò)培,然后進(jìn)入生產(chǎn),在較小的發(fā)酵池中繼續(xù)增殖和發(fā)酵,其參數(shù)見表2.2。表2.2發(fā)酵池體積與接種酵母液量采用這種方式進(jìn)行擴(kuò)培,人們很方便地就可以夠?qū)⒔湍概嘤簲U(kuò)大化至5噸。從試管到三角瓶的酵母培育要利用無菌麥汁,以后的培育進(jìn)程則全數(shù)利用生產(chǎn)麥汁。.小罐式酵母擴(kuò)培方式這種擴(kuò)培方式是,酵母在一個(gè)容量為40L、且容易清洗的金屬罐中增殖培育。按照生產(chǎn)規(guī)模,也可利用多個(gè)罐。但其中一個(gè)必需作為原種罐,用于下一次擴(kuò)培。此種方式簡(jiǎn)單、方便,是一種很實(shí)用的酵母擴(kuò)培方式。工作方式如下(見圖2.9):圖2.9罐式酵母擴(kuò)培1-40L罐中接種25L嫩啤酒2—純種培養(yǎng)池將一個(gè)罐完全清洗干凈,用蒸汽滅菌,然后接入20L經(jīng)高溫滅菌的無酒花麥汁,在大約20C的溫度下,酵母很快增殖,并形成豐碩的泡沫。這時(shí),把罐中的酵母培育液別離加入到另外4個(gè)已注入20L冷卻麥汁的罐中,通過大約2?4天的培育后,各個(gè)罐中的酵母培育液已達(dá)到高泡階段。這時(shí),應(yīng)及時(shí)將3個(gè)罐中的酵母培育液(約60L)倒入已完全清洗滅菌的純種培育池中。第四個(gè)罐中的酵母培育液則用于下一批次的擴(kuò)培接種。此進(jìn)程可在一按時(shí)間內(nèi)重復(fù)進(jìn)行。二、密閉式酵母擴(kuò)培方式最近幾年來的現(xiàn)代化酵母擴(kuò)培設(shè)備都是在漢生罐的基礎(chǔ)上加以改良的,它由不同規(guī)格的密閉式不銹鋼容器組成的,擴(kuò)大培育在密閉系統(tǒng)中進(jìn)行,直至達(dá)到發(fā)酵罐所需的酵母添加量。由于企業(yè)實(shí)際情況不同,酵母擴(kuò)培的要求也不盡相同,其設(shè)備及擴(kuò)培方式也出現(xiàn)了許形式,本書主要介紹典型的漢生罐培育法、一罐法、兩罐法和持續(xù)增殖法。.漢生罐培育法漢生罐培育系統(tǒng)由1個(gè)麥汁殺菌罐和1?2個(gè)酵母培育罐組成,容積為200?300L,各罐都具有夾套,可以進(jìn)行殺菌、冷卻和保溫,罐上裝有手搖攪拌器或以通風(fēng)攪拌。啤酒廠普遍應(yīng)用的漢生罐酵母擴(kuò)培工藝方式如下:
斜面25℃"10ml試管斜面25℃"10ml試管23℃*50ml三角瓶培養(yǎng)21℃*500ml三角瓶培養(yǎng)19℃*3000ml三角瓶培養(yǎng)17℃15L卡氏罐培養(yǎng)250L漢生罐培養(yǎng)1t1000L增殖罐培養(yǎng)*4000L擴(kuò)大罐培養(yǎng)15℃13℃11℃9℃實(shí)驗(yàn)室按5?10倍擴(kuò)大培育,現(xiàn)場(chǎng)按3?4倍轉(zhuǎn)接,培育到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期結(jié)束前2?3小時(shí)為止,出芽率為75?85%。操作流程:(1)在無菌條件下,用無菌空氣將卡氏罐中的酵母壓入滅菌后漢生罐,通風(fēng)5?10分鐘。(2)同時(shí)將麥汁加入麥汁殺菌罐中,進(jìn)行滅菌,冷卻后打入已加入酵母的漢生罐。(3)維持品溫10?13℃,培育36?48小時(shí),此期間每隔數(shù)小時(shí)通風(fēng)10分鐘。(4)待培育液進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后,將其中85%的酵母移植到下一級(jí)擴(kuò)大培育罐,最后逐級(jí)擴(kuò)培到必然數(shù)量,供現(xiàn)場(chǎng)發(fā)酵利用。(5)漢生罐中剩余15%酵母培育液,加入滅菌冷卻后的麥汁,待起發(fā)后,冷卻備下次擴(kuò)培利用。漢生罐內(nèi)保留的種酵母,應(yīng)每一個(gè)月?lián)Q一次麥汁,并檢查保留的酵母是不是正常,有否污染和變異。正常情況下此種酵母可持續(xù)利用半年左右。.一罐法顧名思義,這種方式只利用一個(gè)擴(kuò)培罐。擴(kuò)培罐帶有加熱和冷卻夾套(見圖2.10)。它的主要特點(diǎn)是,在擴(kuò)培進(jìn)程中,要不斷補(bǔ)充麥汁,一般不對(duì)麥汁進(jìn)行二次滅菌;擴(kuò)培結(jié)束后的酵母液并非全數(shù)打出進(jìn)入發(fā)酵生產(chǎn),而是保留一部份酵母液在擴(kuò)培罐中,這部份培育液作為下一批次擴(kuò)培的接種酵母利用。一罐法酵母擴(kuò)培的關(guān)鍵是,要在酵母的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期進(jìn)行分割。一罐法酵母擴(kuò)培的第一步是將大約1/3的麥汁送入通過嚴(yán)格清洗和滅菌的擴(kuò)培罐中。然后,借助無菌空氣經(jīng)取樣閥將卡氏罐中的純種酵母(約6?7L)壓入擴(kuò)培罐。接著開泵循環(huán)、通風(fēng),并按照需要進(jìn)行冷卻。擴(kuò)培至高泡期即酵母的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí),再補(bǔ)充約1/3的麥汁,繼續(xù)培育。當(dāng)再次達(dá)到高泡期時(shí),補(bǔ)充最后約1/3的麥汁。通過持續(xù)48小時(shí)的培育后,擴(kuò)培結(jié)束,將大部份的擴(kuò)培酵母液泵入發(fā)酵罐。剩余酵母則保留在擴(kuò)培罐內(nèi),作為下一次擴(kuò)培的接種酵母。通過一段時(shí)間的利用后,要將設(shè)備放空,進(jìn)行完全的清洗和滅菌。用這種相對(duì)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的方式,1噸原接種麥汁量在一周內(nèi)可繁衍酵母接種100噸麥汁。然財(cái)口然財(cái)口一罐法的長(zhǎng)處是設(shè)備簡(jiǎn)單,投資低,酵母能夠在最短時(shí)間內(nèi)取得快速生長(zhǎng)。借助控制系統(tǒng)可以維持恒定的條件,從而生產(chǎn)出質(zhì)量恒定的擴(kuò)培酵母。但這種方式存在微生物染菌的風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)闊o法對(duì)麥汁進(jìn)行殺菌。由于在擴(kuò)培罐中始終保留部份酵母作為接種酵母,酵母可能由于突變失去某些特性。3.兩罐法兩罐法是一種傳統(tǒng)的酵母擴(kuò)培方式,在每次擴(kuò)培的起始階段通風(fēng)。酵母不僅處于好氧狀態(tài),還處于厭氧狀態(tài)(猶如后續(xù)的發(fā)酵進(jìn)程),即酵母必需適應(yīng)厭氧環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)互換而獲取較低的能量,其擴(kuò)培倍數(shù)較低,一般為3.5?4倍。兩罐法的特點(diǎn)是,每次培育都需要實(shí)驗(yàn)室純種酵母接種,通過生產(chǎn)擴(kuò)培用于生產(chǎn)后,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完全排空并殺菌,進(jìn)入下一個(gè)培育進(jìn)程。兩罐法擴(kuò)培系統(tǒng)(見圖2.11)主要由預(yù)擴(kuò)培罐(小罐4hl、5hl、6hl)、主擴(kuò)培罐(大罐40hl、50hl、60hl)、循環(huán)泵、酵母輸送、酵母添加、CIP入流和CIP回流組成。另外,還包括產(chǎn)品分派接管盤、本身的CIP裝置和管道和控制柜。擴(kuò)培工藝流程如下:(1)將小罐接滿麥汁;(2)將小罐中的麥汁進(jìn)行殺菌;(3)將殺菌后的麥汁冷卻至接種溫度;(4)將卡氏罐的菌種接到小罐中;(5)在小罐中進(jìn)行酵母擴(kuò)培;(6)將大罐接滿麥汁;(7)將大罐中的麥汁進(jìn)行殺菌;(8)將殺菌后的麥汁冷卻至接種溫度;(9)將小罐和大罐間的管線進(jìn)行殺菌;(10)將小罐中的酵母倒入大罐中;(11)在大罐中進(jìn)行酵母擴(kuò)培;(12)連接大罐至發(fā)酵罐間的管線;(13)對(duì)管線進(jìn)行CIP清洗和蒸汽殺菌;(14)將大罐中的酵母液倒入發(fā)酵罐;(15)對(duì)酵母擴(kuò)培系統(tǒng)進(jìn)行CIP清洗,整個(gè)擴(kuò)培進(jìn)程結(jié)束,開始下一次酵母擴(kuò)培。兩罐法是一種獨(dú)立的、封密式的系統(tǒng),通過麥汁殺菌保證不會(huì)出現(xiàn)染菌情況。自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以靈活地調(diào)整溫度、通風(fēng)和培育時(shí)間。使能生產(chǎn)的酵母質(zhì)量均一。但兩罐法的設(shè)備購買費(fèi)用較高,刷洗和操作比較復(fù)雜。圖圖2.12酵母連續(xù)增殖擴(kuò)培系統(tǒng)圖2.11兩罐法酵母擴(kuò)培系統(tǒng)4.持續(xù)增殖法其工藝流程:首先把麥汁裝入麥汁滅菌罐中,在100℃時(shí)滅菌至少30分鐘,麥汁冷卻至14?16℃?zhèn)溆谩H缓?,在無菌條件下將卡氏罐中的酵母添加到小的增殖罐中,接著將麥汁從滅菌麥汁罐中泵入增殖罐,達(dá)到所需容積后,再進(jìn)行循環(huán)并同時(shí)通風(fēng)(見圖2.12)。容積測(cè)量利用稱量裝置進(jìn)行。為使酵母加速增殖,麥汁必需強(qiáng)烈通風(fēng)。大約一天以后(24?36h),即培育液達(dá)到高泡期時(shí),在無菌條件下將小增殖罐中的培育液泵入下一個(gè)較大的增殖罐中。該進(jìn)程持續(xù)進(jìn)行至達(dá)到所需的酵母量為止。最后,當(dāng)增殖罐中達(dá)到最高酵母量時(shí),將正處于高泡期的嫩啤酒泵入發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵。為確保最佳的發(fā)酵,在發(fā)酵罐中需再次強(qiáng)烈通風(fēng)。增殖罐中要保留必然量的高泡殘液,并當(dāng)即加入無菌麥汁,以開始下一次酵母增殖。清洗增殖罐之前,要把增殖罐中的內(nèi)容物全數(shù)排空。利用這種追加式的酵母擴(kuò)培方式在實(shí)際生產(chǎn)條件下,可在較短時(shí)間距離內(nèi)持續(xù)進(jìn)行純種擴(kuò)培,由此達(dá)到均勻的酵母質(zhì)量。三、純種酵母擴(kuò)培存在的問題酵母擴(kuò)培實(shí)際上是一個(gè)綜合概念,在不同方面存在著各類觀點(diǎn)。因此,有必要進(jìn)一步考慮常常出現(xiàn)的問題。1.酵母擴(kuò)培裝置的設(shè)計(jì)要求為了達(dá)到酵母擴(kuò)培的目的,即在最短時(shí)間內(nèi)取得細(xì)胞數(shù)高、質(zhì)量均一的酵母,在設(shè)計(jì)酵母擴(kuò)培裝置時(shí),必需使其與啤酒廠具體工作條件相適應(yīng)。酵母擴(kuò)培裝置的大體要求如下:(1)達(dá)到足夠量的通風(fēng)和氧氣飽和,至于采用持續(xù)或中斷方式,取決于相應(yīng)的通風(fēng)循環(huán);(2)在擴(kuò)培罐中進(jìn)行均勻的混合和散布,保證酵母細(xì)胞、麥汁和氣泡之間的猛烈接觸;(3)在擴(kuò)培階段和在擴(kuò)培結(jié)束冷卻到接種溫度時(shí)適當(dāng)進(jìn)行溫度控制;(4)在良好的微生物條件下擴(kuò)培;(5)適合的測(cè)量和調(diào)節(jié)技術(shù),保證可再現(xiàn)的流程。2.酵母擴(kuò)培中的酵母管理Wackerbauer教授曾簡(jiǎn)明扼腹地描述了酵母擴(kuò)培的根本任務(wù):“在無菌條件下和最短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)盡可能多的酵母”。良好的酵母管理可以確保發(fā)酵和儲(chǔ)酒階段完美的進(jìn)程,從而保證順暢的啤酒生產(chǎn)。應(yīng)該在完美的微生物條件下和最短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出質(zhì)量均勻的酵母,所生產(chǎn)出的酵母應(yīng)該具有很高的發(fā)酵能力、較低的死酵母數(shù)(<1%),細(xì)胞數(shù)介于0.1?0.15億個(gè)/ml。良好的發(fā)酵管理對(duì)發(fā)酵進(jìn)程、后熟、啤酒的可濾性、抗染菌能力和啤酒質(zhì)量具有特別踴躍的影響。3.是不是有必要對(duì)麥汁再次殺菌有些啤酒廠的擴(kuò)培罐雖然帶有麥汁加熱裝置,但在實(shí)際生產(chǎn)中不對(duì)麥汁進(jìn)行再次殺菌。建議在去酵母間的管道上安裝熱互換器對(duì)麥汁進(jìn)行巴氏殺菌。固然,是不是進(jìn)行殺菌,還取決于各個(gè)啤酒廠的工作條件。4.肯定數(shù)量的最適合方式大體上存在三種可能性:壓差測(cè)量、稱重和流量測(cè)量。采用壓差測(cè)量時(shí),必需把底部的壓力傳感器放在適合的位置上,不然將致使在顯示裝置上出現(xiàn)壓力波動(dòng)。選擇測(cè)量?jī)x器時(shí),必需保證在較低數(shù)量下也能作出反映。計(jì)量稱可以準(zhǔn)確地肯定重量。但必需采用彈性連接,管道連接處不能受力,這對(duì)機(jī)械連接和結(jié)構(gòu)提出了更高的要求,投資費(fèi)用也比較高。若是肯定采用流量測(cè)量,必需注意,不能使混合物中存在氣泡和泡沫,必需考慮適合的流量計(jì)。5.對(duì)酵母進(jìn)行通風(fēng)通入無菌空氣,一方面為了補(bǔ)充所需要的氧氣,另一方面為了排除產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w。在實(shí)際生產(chǎn)中,可以采用不同的通風(fēng)方式。實(shí)際工作中常常采用的通風(fēng)方式有:(1)每5分鐘通風(fēng)1分鐘;(2)在前24小時(shí)內(nèi)每15分鐘通風(fēng)1分鐘,在后24小時(shí)每5分鐘通風(fēng)1分鐘;(3)通風(fēng)量最高為120升/分,使麥汁中的氧含量達(dá)到10?15mg/L。6.最佳擴(kuò)培溫度建議在擴(kuò)培開始時(shí)維持在15℃,然后緩慢降溫到10℃(實(shí)際生產(chǎn)中,常常把擴(kuò)培溫度維持在20℃,擴(kuò)培結(jié)束時(shí)冷卻至接種溫度)。7.對(duì)酵母起泡采取的辦法為了減少泡沫的形成,有些資料中談到了在擴(kuò)培罐中安裝分派帽。這是一種簡(jiǎn)單實(shí)用的設(shè)計(jì),可以避免在擴(kuò)培罐中出現(xiàn)附件。8.應(yīng)該達(dá)到多少細(xì)胞數(shù)傳統(tǒng)擴(kuò)培的目標(biāo)是達(dá)到0.8?1.0x108個(gè)/ml細(xì)胞數(shù)。細(xì)胞數(shù)不能超過1.5X108個(gè)/ml,不然,由于受到麥汁中營(yíng)養(yǎng)成份的限制,將致使酵母的營(yíng)養(yǎng)不良。9.酵母擴(kuò)培質(zhì)量酵母數(shù)不能超過1.5X108個(gè)/ml。必需注意,接種酵母中的死細(xì)胞數(shù)不能>1%,接種濃度介于0.8?1.0X106個(gè)/ml麥汁。同化結(jié)束時(shí)應(yīng)達(dá)到以下指標(biāo):pH值3.8?4.2,乙醇含量為1.0?2.0%(重量比),二氧化碳含量0.5?1.5g/kg。死細(xì)胞數(shù)低于1%(甲基蘭)。10.同化的取歷時(shí)間按照各項(xiàng)報(bào)告表明,可以在24小時(shí)后取用整體積的80?85%。如能維持酵母擴(kuò)培的流程條件,可以維持24小時(shí)的循環(huán)周期。在實(shí)際生產(chǎn)中,通常不準(zhǔn)確區(qū)分各類方式,完全可利用各類轉(zhuǎn)變方式,這取決于各個(gè)企業(yè)的具體生產(chǎn)條件。需要特別肯定的參數(shù)包括擴(kuò)培溫度、通風(fēng)時(shí)間和通風(fēng)距離、麥汁添加量和生長(zhǎng)的時(shí)間階段。這樣,用兩罐法時(shí)也可以將酵母生長(zhǎng)維持在一罐法的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)階段。四、酵母擴(kuò)大培育的幾項(xiàng)原則1.菌種條件酵母擴(kuò)大培育的關(guān)鍵在于利用優(yōu)良的單細(xì)胞動(dòng)身菌。此動(dòng)身菌應(yīng)先經(jīng)生理特性和生產(chǎn)性能鑒定,然后投入應(yīng)用,并保證在擴(kuò)大培育進(jìn)程中無污染、無變異。每一步擴(kuò)大后的殘留液都應(yīng)進(jìn)行無污染和無變異的檢查。2.培育溫度培育前
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