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      利用啤酒酵母誘變改進發(fā)酵工藝

      2014-04-09 00:32:25劉鎮(zhèn)杰
      黑龍江科學 2014年4期
      關鍵詞:麥汁乙酰發(fā)酵液

      劉鎮(zhèn)杰

      (百威英博(牡丹江)啤酒有限公司,黑龍江牡丹江157011)

      1 酵母的誘變及擴大培養(yǎng)

      啤酒酵母在無菌室擴培過程中,利用特定劑量的紫外線進行定向誘變,操作簡單,誘變后的酵母不用篩選,可直接用于大生產(chǎn)。

      1.1 酵母誘變

      將紫外燈安裝在操作臺上方50cm處。

      將用于擴培的酵母菌株放在紫外燈下,定時定量照射,進行誘變。

      誘變之前的酵母發(fā)酵液外觀發(fā)酵度達到70%時,雙乙酰峰值高達0.35mg/L,一周后,雙乙酰還原到0.10mg/L。誘變之后的酵母發(fā)酵液外觀發(fā)酵度達到70%時,雙乙酰峰值0.25mg/L,雙乙酰還原3d,低于0.07mg/L。

      1.2 酵母擴培

      1.2.1 無菌室環(huán)境設施的一般要求

      酵母的初期擴培在無菌室進行。無菌室要求墻壁、地面潔凈光滑,內(nèi)設超凈臺,外設緩沖間,用紫外燈滅菌。

      1.2.2 培養(yǎng)基的制作

      取糖化過濾后的麥芽汁,調(diào)整濃度10±1°P,溫度35℃~40℃,加蛋清攪拌均勻后加熱至沸,30min后過濾、分裝、滅菌備用。

      1.2.3 無菌室擴培流程

      斜面菌種→液體試管活化(25℃24h)→100mL三角瓶(23℃24h)→500mL三角瓶(21℃24h)→2000mL三角瓶(19℃24h)→3000mL卡氏罐(17℃40~48h)使用誘變酵母菌種進行擴培,每次接種2個樣品進行平行培養(yǎng)。擴培中用顯微鏡檢查酵母生長狀態(tài)及發(fā)酵液有無污染雜菌等情況。

      2 酵母菌種的擴大培養(yǎng)

      2.1 封閉式擴培系統(tǒng)

      酵母擴大培養(yǎng)設備由以下幾部分組成:種子罐,有效容量0.5t;一擴罐,有效容量5t;二擴罐,有效容量20t;三擴罐,有效容量50t,擴培罐內(nèi)均設有升溫功能。

      2.2 擴培設備進行CIP清洗與殺菌

      每天對刷罐所用的清洗劑溶液濃度進行測定,確保合格。酵母擴培系統(tǒng)所用的空氣過濾器,每個使用周期滅菌一次。

      2.3 麥芽汁準備

      從沉淀槽接入85℃以上10°P麥汁進入擴培罐,在罐內(nèi)保溫30min,然后降溫到0℃~4℃貯存?zhèn)溆?。一擴罐接入2t,二擴罐接入18t,三擴罐接入30t麥汁。

      2.4 擴培工藝控制

      A.種子罐。種子罐接入卡氏罐酵母擴培液后,分2次添加麥汁。第一次添加150L,麥汁以超出取樣器和溫度測定點為準。溫度15℃發(fā)酵24h;第二次添加麥汁滿罐,溫度15℃發(fā)酵24h。從種子罐倒入一擴培罐后靜止30min,倒回種子罐150L。種子罐降溫到2℃~4℃保種貯存,罐壓0.02MPa。待再擴培前,關冷升溫,添加麥芽汁,按種子罐第一次添加麥汁工藝執(zhí)行。在酵母發(fā)酵液倒出前和添加麥汁后,用無菌空氣從罐底通入種子罐、擴培罐,攪拌5min,攪起沉淀的酵母,以保證發(fā)酵液的均勻。

      B.一擴罐內(nèi)麥汁升溫到14℃后接入種子罐酵母液進行發(fā)酵,壓力0.02MPa,時間24h。第二次添加麥汁3t,溫度13℃,時間24h。

      C.二擴罐內(nèi)麥汁升溫,一擴罐內(nèi)酵母發(fā)酵液全部倒入。溫度控制12℃,壓力0.02MPa,時間24h。

      D.三擴罐內(nèi)麥汁升溫,二擴罐全部倒入。溫度11℃,壓力0.02MPa,24h后倒入四擴錐型罐。

      3 四擴錐型罐

      選容量200t的錐型罐為四擴罐。將三擴50t酵母發(fā)酵液倒入四擴罐,添加10°P麥汁150t,11℃發(fā)酵,24h后按生產(chǎn)需要倒出50t發(fā)酵液分罐進入其他錐型罐。四擴罐余下約150t發(fā)酵液,添加麥汁后按上述工藝發(fā)酵、倒罐。

      4 錐型罐發(fā)酵控制

      酵母菌的生長分為五個階段,即延滯期、對數(shù)生長期、減速期、穩(wěn)定期和死亡期。其中對數(shù)生長期是酵母生長最旺盛時期,此階段細胞以最快的速度生長、繁殖,使用低代數(shù)對數(shù)期的酵母,酯類產(chǎn)物明顯提高,高級醇含量降低,從而優(yōu)化了啤酒的口味。

      A錐型發(fā)酵罐接入冷卻麥汁,滿罐溫度11℃,溶解氧15mg/L。添加酵母后進罐發(fā)酵,酵母細胞數(shù)控制在(1~1.5)× 107個/mL。滿罐24h后排放罐底沉淀物。

      B.控制12℃恒溫發(fā)酵3d左右,外觀發(fā)酵度達到70%,封罐升壓達到0.10MPa,進入雙乙酰還原階段,經(jīng)過紫外線定向誘變的酵母,雙乙酰還原3d左右,即可降到0.06mg/L。

      C.雙乙酰還原達標后,開始降溫。降溫分兩步:第一步,由于錐型罐內(nèi)發(fā)酵液與冷媒比溫差大,冷媒溫度在-6℃±l℃,降溫順利,達到0.2℃/h。溫度降到3℃~5℃,停止降溫,24h后回收酵母。第二步降溫到0℃~1℃,降溫速度控制在0.2℃/h。

      錐型罐底部發(fā)酵液密度加大,酵母將麥汁中營養(yǎng)耗盡,進入生長后期,沉積下來。

      5 后期貯酒

      當錐型罐內(nèi)溫度降到0℃~1℃時,進入后期貯酒階段。分幾天排凈發(fā)酵罐內(nèi)底部沉淀酵母。貯酒期開冷保溫,溫度控制平穩(wěn),不能忽高忽低。罐內(nèi)壓力0.05MPa,15d后酒液成熟。

      6 結(jié)論

      用上述方法進行的啤酒酵母擴培誘變,成品啤酒風味和理化指標并沒有改變,但降低了雙乙酰的生成量,縮短了釀造周期,進而降低了a-乙酰乳酸脫羧酶的添加量,使每t啤酒生產(chǎn)成本可減少4~5元。按照年產(chǎn)20萬t的產(chǎn)量,一年可節(jié)約資金近百萬元。

      啤酒酵母采用此工藝進行擴培繁殖,用分罐法加大了零代酵母數(shù)量,在提高溫度、縮短周期、增加輔料的低成本快速發(fā)酵過程中,運用此獨特的釀造工藝,確保了啤酒風味的穩(wěn)定。

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