啤酒發(fā)酵是一個非常復雜的生物化學變化過程,啤酒生產(chǎn)用的酵母泥一般儲養(yǎng)在酵母盆中,以0.5~2℃的冰水保存,在冷卻的麥汁中添加酵母后,啤酒發(fā)酵即開始。在整個發(fā)酵過程中,酵母先經(jīng)歷有氧呼吸,然后再經(jīng)歷無氧發(fā)酵,這兩個階段相互聯(lián)系,共同構(gòu)成了復雜的啤酒發(fā)酵過程。在啤酒酵母所含酶系的作用下,其主要變化是麥汁中的可發(fā)酵性糖發(fā)酵分解成酒精和CO?,另外還有一系列分解副產(chǎn)物生成,如醇類、醛類、酸類、酯類、酮類和硫化物等。酵母這一微小的生物,不僅是啤酒發(fā)酵的關(guān)鍵驅(qū)動力,更是賦予啤酒獨特風味和口感的靈魂,掌握正確的酵母添加方法,可以釀造處高品質(zhì)、風味獨特的啤酒。本文將詳細介紹天泰啤酒設(shè)備總結(jié)的酵母添加及回收方面的釀造知識,幫助親愛的釀酒師們更好地掌握這門技術(shù),提升啤酒的品質(zhì)和口感。
酵母添加方法
(1)干加法——在酵母接種器內(nèi),放入適量的冷卻麥汁,再將洗滌保存的酵母泥,傾去上部清水,量出所需要的酵母量(0.6%~0.8%),加入接種器內(nèi),使麥汁與酵母混合均勻然后用無菌壓縮空氣將酵母送人發(fā)酵罐與待發(fā)酵的麥汁混合。
(2)濕加法——在酵母接種器內(nèi),加入部分10℃~15℃的麥汁,再加入需要的酵母,保持此溫度10~12個小時,使酵母充分恢復其活性。出芽繁殖后,再利用無菌壓縮空氣,將酵母壓入發(fā)酵罐中與冷麥汁充分混合。
(3)分割法——此法多在培養(yǎng)、擴大第1代種酵母以及生產(chǎn)現(xiàn)場酵母供應不足時使用。方法如下:全量酵母一次加入繁殖罐內(nèi),加麥汁到滿量,繁殖20~24h后,分為兩罐,各追加麥汁到滿量。分割法所追加的麥汁溫度,應等于或稍高于原發(fā)酵液的溫度,以防抑制酵母活性。為了防止雜菌污染,分割時間均應在酵母繁殖達到一定密度[(5~10)×1000000個細胞/毫升]后進行。一般地說,濕加法較干加法有利于縮短發(fā)酵初期的酵母適應期,使酵母較快地進入對數(shù)生長期。
(4)連續(xù)添加法——通風和酵母添加可在一個設(shè)備中進行。為了使酵母均勻分布在發(fā)酵罐中,酵母應在整個麥汁流入過程中均勻添加。酵母添加量通過一個變頻泵控制。生產(chǎn)中主要控制以下參數(shù):①期望達到的酵母細胞數(shù)。②空氣量/毫升麥汁。
(5)追加法——追加法是指把麥汁加入已開始發(fā)酵的發(fā)酵罐中。由于新鮮麥汁的進入,酵母又會立即活化,發(fā)酵直接進行。利用追加法,可以節(jié)約起發(fā)時間。但需要注意的是,追加麥汁的溫度應與發(fā)酵中的嫩啤酒溫度大致相同,否則酵母受冷刺激會導致發(fā)酵緩慢或完全終止。此種方法的優(yōu)點是:縮短了酵母的適應期,加快了發(fā)酵的速度。具體操作方法是:從正處于高泡期的發(fā)酵罐中抽走部分嫩啤酒,泵入其他發(fā)酵罐中繼續(xù)進行常規(guī)發(fā)酵;同時,把相同溫度(8.5℃)的冷卻麥汁打入處于高泡期的發(fā)酵罐中,發(fā)酵罐的麥汁量保持恒定。未發(fā)酵的麥汁在處于高泡期的發(fā)酵罐中與已發(fā)酵的嫩啤酒進行混合,酵母增殖并持續(xù)保持在增殖階段。這種方法常用于傳統(tǒng)發(fā)酵工藝,關(guān)鍵是要對冷麥汁強烈通風,保證酵母增殖。需要注意的是,通風量不足,會延長發(fā)酵時間。
酵母添加量
酵母添加量因酵母活性、麥汁濃度和發(fā)酵工藝等不同而有所差異,原則上以能迅速起發(fā)為度,添加過多或過少均不宜。添加過少,起發(fā)緩慢,酵母增殖時間延長,容易引起染菌并使發(fā)酵時間延長;添加過量,容易引起酵母退化和自溶,給啤酒帶來不愉快的酵母味。一般情況下,麥汁濃度愈高,發(fā)酵溫度愈低,酵母使用代數(shù)高,添加量相對愈高。根據(jù)這一原則,我國10~12°P麥汁的酵母添加量一般為0.4%~0.6%(7~9°P麥汁的為0.3%~0.4%,13~15°P麥汁的為0.5%~0.7%),酵母添加后麥汁中的細胞濃度為(1.5~1.8)×10^7個/mL。近年來,有的啤酒廠為提高發(fā)酵速度,加快設(shè)備周轉(zhuǎn),降低啤酒中雙乙酰含量,將酵母的添加量提高到0.6%~0.8%,尚不致產(chǎn)生不良后果。
酵母回收
沉降于發(fā)酵罐底的酵母,可粗分為三層,上層多為輕質(zhì)酵母細胞,主要由落下的泡蓋和最后沉降下來的酵母細胞組成,混有蛋白質(zhì)和酒花樹脂的析出物及其他雜質(zhì),分離后,可作飼料或進行其他綜合利用。中層為核心酵母,由健壯、發(fā)酵力強的酵母細胞組成,其量占65%~70%,應單獨取出,留作下批種酵母用,顏色較淺。下層為弱細胞和死細胞,由最初沉降下來的顆粒組成,如酒花樹脂、凝固物顆粒等,混有大量沉渣雜質(zhì),可作飼料或棄置不用。
回收原則
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錐形罐發(fā)酵后期,沉積錐底的酵母泥通常受到0.19~0.24MPa的壓力。為了保護酵母,應在壓力條件下排放酵母泥。若在常壓下排放酵母,往往會因壓力突然下降,使酵母細胞受到損傷甚至破裂,增加酵母死亡率;另外,由于驟然降壓,酵母泥中二氧化碳大量逸出,會產(chǎn)生大量泡沫,常使?jié)嵃椎慕湍改喑尸F(xiàn)褐色。當殘?zhí)墙档?.6~3.8°P時或第二次降溫前排放的酵母泥活力最強?;厥盏慕湍笐獫崈?、無雜質(zhì),鏡檢無雜菌,細胞整齊,形態(tài)正常,美蘭染色低于5%。
酵母回收方法
(1)人工回收
酵母回收通常先排出底層酵母和沉積物,廢棄;然后再排出中層優(yōu)質(zhì)酵母泥用于生產(chǎn)。酵母放入備壓0.1~0.15MPa酵母貯存罐中回收完后,再將酵母貯罐的壓力緩慢減至常壓,再從罐底通入無菌空氣進行通氧攪拌,酵母在2℃~3℃下保存;上層酵母也不回收利用。
酵母回收的操作程序是:1.將酵母貯存罐清洗干凈,接入稀釋酵母用的冷卻麥汁(約占酵母泥量的10%~20%)。2.對酵母回收管道進行清洗殺菌。3.通過視鏡觀察,管道中前2~5min的酵母排入下水道,后打開進入閥使酵母進入酵母罐。4.酵母罐用無菌空氣備壓0.1~0.15MPa,在酵母進入時,通過壓力調(diào)節(jié)閥使壓力與發(fā)酵罐保持一致的恒壓狀態(tài)。5.酵母回收完畢后,用水將管道中的酵母推入酵母罐。6.用水清洗酵母回收管道。
(2)利用離心機回收酵母
酵母和發(fā)酵液的相對密度不同,可采用離心機分離酒液和酵母。離心機有多種形式,分離酵母的離心機多采用自開式盤式離心機。為了保持下酒時酒液中的酵母濃度,采用此法,部分酒液不經(jīng)離心,直接與其他離心的酒液混合,使酵母濃度保持在每毫升(5~10)×10^6個細胞。離心后的酵母則進入貯存罐內(nèi)處理。采用此法,操作方便,但離心機及所屬設(shè)施不易滅菌,而且離心過程中,酒液容易吸取氧(0.2mg/L),酒溫升高0.4℃~0.8℃,酵母溫度升至10℃以上,酵母死亡率顯著增加,這是離心機回收酵母的最大缺點。
回收酵母的處理和貯存方法
近代的酵母回收,多直接回收在酵母回收罐內(nèi),罐的容量可容納2~3批同代酵母回收罐內(nèi)附有攪拌器和冷卻設(shè)施。酵母回收后,經(jīng)洗滌或不經(jīng)洗滌(大罐酵母泥一般無須洗滌,有的工藝要求用硬度適當?shù)臐崈衾渌逑唇湍?,以除去雜質(zhì),如出現(xiàn)少量污染菌可用酸洗滌酵母)酵母回收結(jié)束后,應立即進行冷卻,至溫度5℃停止,后進行間接冷卻,使溫度降至2℃。在酵母冷卻的同時,將酵母打循環(huán)在此溫度下,酵母基本處于休眠狀態(tài),不再升溫。為使酵母混合均勻,每天可打循環(huán)1次,每次5至10分鐘。在對回收酵母進行冷卻的同時,應立即將酵母罐緩慢減壓,并防止泡沫的溢出。
回收酵母的活化
回收后的酵母,只經(jīng)過簡單的處理,就可以再次用于接種,雖然操作實用方便,但用量不易準確掌握,且酵母在發(fā)酵過程中,所處環(huán)境為高壓(氣壓、液壓)、厭氧(CO?含量高)酒精含量高的一個環(huán)境,其性能受到抑制,所以酵母在回收后,在進行接種前,很有必要對酵母采取活性恢復的措施。發(fā)酵結(jié)束后,將酵母回收于一個特別的裝置內(nèi),對酵母進行活化。此裝置具備中心及偏心攪拌、充氧脫氣、CIP清洗、冷卻等功能,并可對酵母進行酸洗。
酵母活化的技術(shù)要點
(1)酵母回收后如果近幾天內(nèi)要使用,應立即進行冷卻,至溫度5.0℃停止,并應立即通風,在驅(qū)除CO?的同時,促進酵母的新陳代謝。
(2)如果酵母回收后不立即使用,應緩慢泄壓,并在2℃環(huán)境條件下儲存。否則,酵母性能會衰退?;厥战湍纲A存后,應在接種前4~8h,閉冷卻,打開循環(huán)管路,使酵母循環(huán)10min,停止50min。酵母在打循環(huán)的同時,間歇通風,通風充氧10s,停止120s。這樣能夠使CO?和酒精揮發(fā),改善酵母的外部環(huán)境,使酵母性能逐步恢復,進入耗氧狀態(tài),酵母接種后能馬上進行繁殖。
(3)回收酵母貯存后,如果要取用部分回收酵母,可在接種前4h,將酵母打循環(huán)30min,停止30min,繼續(xù)進行冷卻,然后將所需部分酵母直接添加到麥汁中。酵母罐中剩余酵母不宜久存,最好在15h內(nèi)接種,則酵母會發(fā)生自溶。
酵母活化的優(yōu)點
有壓回收保證酵母回收質(zhì)量;二氧化碳可基本脫除;酵母得到進一步活化,使其在添加前盡早進入發(fā)酵狀態(tài);提供了酵母酸洗的可能性;活化后的酵母質(zhì)量均勻。酵母經(jīng)過活化后,減少了接種后的遲緩期,麥汁能迅速起發(fā),從而縮短了發(fā)酵時間,提高了發(fā)酵罐的利用率,間接地增加了產(chǎn)量。
通過了解上述酵母添加相關(guān)內(nèi)容,相信您能夠更好地控制啤酒的發(fā)酵過程,提升啤酒的品質(zhì)和口感。在天泰,我們始終致力于為您提供最先進、最實用的技術(shù)和設(shè)備支持。