发酵过程中异常情况及解决措施共11页.docx

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发酵过程中异常情况及解决措施共11页

发酵过程中异常情况及解决措施

我国古代的读书人,从上学之日起,就日诵不辍,一般在几年内就能识记几千个汉字,熟记几百篇文章,写出的诗文也是字斟句酌,琅琅上口,成为满腹经纶的文人。

为什么在现代化教学的今天,我们念了十几年书的高中毕业生甚至大学生,竟提起作文就头疼,写不出像样的文章呢?

吕叔湘先生早在1978年就尖锐地提出:

“中小学语文教学效果差,中学语文毕业生语文水平低,……十几年上课总时数是9160课时,语文是2749课时,恰好是30%,十年的时间,二千七百多课时,用来学本国语文,却是大多数不过关,岂非咄咄怪事!

”寻根究底,其主要原因就是腹中无物。

特别是写议论文,初中水平以上的学生都知道议论文的“三要素”是论点、论据、论证,也通晓议论文的基本结构:

提出问题――分析问题――解决问题,但真正动起笔来就犯难了。

知道“是这样”,就是讲不出“为什么”。

根本原因还是无“米”下“锅”。

于是便翻开作文集锦之类的书大段抄起来,抄人家的名言警句,抄人家的事例,不参考作文书就很难写出像样的文章。

所以,词汇贫乏、内容空洞、千篇一律便成了中学生作文的通病。

要解决这个问题,不能单在布局谋篇等写作技方面下功夫,必须认识到“死记硬背”的重要性,让学生积累足够的“米”。

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“教书先生”恐怕是市井百姓最为熟悉的一种称呼，从最初的门馆、私塾到晚清的学堂，“教书先生”那一行当怎么说也算是让国人景仰甚或敬畏的一种社会职业。

只是更早的“先生”概念并非源于教书，最初出现的“先生”一词也并非有传授知识那般的含义。

《孟子》中的“先生何为出此言也？

”；《论语》中的“有酒食，先生馔”；《国策》中的“先生坐，何至于此？

”等等，均指“先生”为父兄或有学问、有德行的长辈。

其实《国策》中本身就有“先生长者，有德之称”的说法。

可见“先生”之原意非真正的“教师”之意，倒是与当今“先生”的称呼更接近。

看来，“先生”之本源含义在于礼貌和尊称，并非具学问者的专称。

称“老师”为“先生”的记载，首见于《礼记?

曲礼》，有“从于先生，不越礼而与人言”，其中之“先生”意为“年长、资深之传授知识者”，与教师、老师之意基本一致。

发酵液的澄清是一种自然的凝聚、沉降悬浮颗粒（包括酵母、冷凝固物等）的过程，这是一种简单但由耗时比较长的形式，这种自然沉降遵循斯托克斯定律（球形物体在流体中运动所受到的阻力，等于该球形物体的半径、速度、流体的黏度与6π的乘积）。

这个定律叫做斯托克斯定律：

如果物体在流体中因自身的重量而下落，根据上面公式，则为最终速度。

）从上式中可以看出，发酵液的澄清即悬浮混浊颗粒的沉降，受混浊颗粒的大小和液体黏度的影响较大，因此，要加速发酵液的澄清，必须设法去减小液体的黏度，增加混浊颗粒相互凝聚成大颗粒的机会。

其次，对自然澄清的形式来说，液体中混浊颗粒的沉降还与沉降的距离、液体的运动程度有关，因为液体的不规则运动和较大的沉降距离都不利于颗粒的沉降，因此贮酒时的静止、罐的直径或高度都是发酵液澄清的重要条件。

1、宋以后，京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称之为“教谕”。

至元明清之县学一律循之不变。

明朝入选翰林院的进士之师称“教习”。

到清末，学堂兴起，各科教师仍沿用“教习”一称。

其实“教谕”在明清时还有学官一意，即主管县一级的教育生员。

而相应府和州掌管教育生员者则谓“教授”和“学正”。

“教授”“学正”和“教谕”的副手一律称“训导”。

于民间，特别是汉代以后，对于在“校”或“学”中传授经学者也称为“经师”。

在一些特定的讲学场合，比如书院、皇室，也称教师为“院长、西席、讲席”等。

贮酒期发酵液澄清不好的原因：

经过规定时间的静止贮酒以后，发酵液仍然混浊不清，造成这种现象的主要原因有：

a）原料质量差（麦芽溶解度差），糖化效果不良，带入后发酵许多

胶黏性物质（如葡聚糖、糊精等），导致发酵液的黏度较高，影响颗粒物质的沉降；

b）贮酒酒龄太短，凝固物颗粒与酵母沉降时间不足；

c）升温糖度提前，导致大量的混浊物质和酵母悬浮，随着温度的不断降低，冷凝固物细粒不断析出，但没有能凝聚成较大颗粒物质沉降；

d）封罐糖度偏高，酵母细胞数偏多，导致后发酵持续时间较长，液体处于运动状态，混浊颗粒不易沉降；

e）发酵温度偏高，发酵液PH偏高，都会影响冷混浊等颗粒物质的凝聚沉降，较高的PH还会使发酵液黏度有所上升，影响澄清；

f）酵母凝聚性能太差，发酵度太低，制麦过程和糖化过程中蛋白质分解程度不足，或是去除冷、热凝固物效率太低，都会影响发酵液的澄清；

g）麦汁或发酵液污染杂菌，发酵液酸化，会使部分凝固物颗粒带有相斥电荷，不能凝聚沉降；

h）添加高泡酒的发酵液静置时间太短。

发酵液澄清不良一般只能通过延长澄清时间或添加澄清剂如单宁、鱼胶等加以处理，对一些因发酵不旺盛或发酵度偏低造成的后发酵液澄清不良，可以添加10-15%的高泡酒加以改善。

如果能控制好原料质量，特别是麦芽的溶解度（蛋白质和葡聚糖等胶体物质的分解程度），控制好麦汁组成（糖化效果）、酵母质量和微生物，加上对发酵温度等一些工艺条件的控制，发酵液澄清不良的情况是可以减少或避免的。

2、发酵降糖太慢：

在主发酵过程中，每天降糖的速度不是完全一致的，在高泡期间降糖速度比较快，在起始发酵和终止发酵前的一段时间内，降糖速度稍慢一些。

所谓降糖速度慢指的是高泡期间降糖值不足1°P。

这种不正常的现象将会影响发酵设备的周转与啤酒的产量。

降糖速度慢大致有以下原因：

1）麦汁组成不良

a）麦汁可发酵性糖偏低，非糖类物质含量偏高，使酵母起发后即停止发酵或发酵迟缓；

b）麦汁a-N偏低；

c）溶解氧含量少；

d）嘌呤核嘧啶类含量不足，影响酵母发酵的速度；

2）酵母质量差

b）酵母菌种不良，发酵性能极差；

c）酵母使用代数较高，死亡率高；

d）酵母衰老，出芽率低，增殖速度慢，或酵母凝聚过早；

e）酵母添加量少，添加后混合不均匀，悬浮酵母细胞数少，起发速度慢；

f）酵母贮养时间长，在添加前没有进行麦汁活化处理，酵母代谢活性较差，酵母的滞缓期相应延长，或是因贮养时间过长，死亡率增加。

3）发酵温度控制不当

a）麦汁冷却温度过低，酵母增殖速度慢，起发速度慢；

b）主发酵冷却速度过快，使发酵液迅速降温，酵母过早凝聚沉降；

c）麦汁PH控制不当；（PH偏低，酵母易沉降，使悬浮细胞数少；PH偏高，使植酸盐不能充分分解为肌醇和磷酸盐，使酵母生长机能受阻，发酵性能降低。

若出现前期酵母降糖速度慢，有以下处理办法：

a）进入高泡期后，降糖速度仍慢，可以暂时不降温，可适当提高温度0.5-1°C或适当追加强壮的酵母和新鲜的麦汁，以维持正常的发酵；

b）如降糖速度随着时间的延长和温度的升高仍没有明显的改善，则可以将此发酵液分割2-3罐，分别追加强壮的酵母和新鲜的麦汁，进行适当的调整与补偿；

3、发酵过程降糖太快:

1）原因：

a）酵母添加量过多，繁殖酵母细胞数太高；

b）酵母添加时，麦汁温度太高，如超过10°C，使酵母迅速增殖，发酵降糖太快；

c）发酵过程温度控制不当，高温持续时间长；

d）麦汁组成很好，可发酵性糖和a-N含量高，供氧过于充足，促使酵母发酵过于旺盛；

2）处理方法:

a）控制酵母添加量；

b）合理控制满罐麦汁温度，控制好发酵温度；

c）调整原辅料配比，调整糖化工艺，控制麦汁组分中可发酵性糖的比例；

d）调整麦汁充氧量，防止充氧过度。

4、发酵罐罐壁结冰

1）原因：

a）冷媒温度太低；

b）发酵罐冷带夹套设计不合理；

c）测温点布置不合理，不能真实反映罐内温度，造成控温误差；

d）罐内酒液对流差。

2）处理方法：

a）控制冷媒温度-4～-6°C,不应低于-8°C；

b）冷却面积，冷却段布置合理，冷媒介质的进口部设计在发酵罐的低温区；

c）测温点部设在冷却带上；

d）低温贮酒时间不宜太长。

5、大罐酵母出现了污染，但生产上又缺少酵母，不能丢弃，应如何处理？

大罐回收酵母一般不清洗，如污染杂菌，可采用酸洗。

首先将食用磷酸用无菌水稀释一倍，酵母泥在低温状态下边搅拌边加入稀释磷酸，使酵母泥PH为2.2-2.8，保持0.5-3hr，即直接接种与麦汁中。

酵母泥PH及处理时间随污染状况定，污染严重，PH应低，时间应长些。

酵母泥处理时间应和使用时间配合好，处理后即可使用。

6、贮酒期结束时，双乙酰含量偏高的原因，如何处理？

迄今为止，已知的啤酒生产中形成双乙酰的途径可能有3个:

i.在酵母合成代谢过程中，当a-酮酸合成缬氨酸的时候会产生一种必然的中间产物，称为a-乙酰乳酸，a-乙酰乳酸通过非酶分解（但需要一定温度条件）即形成双乙酰。

ii.乙酰辅酶A与羟乙基胺素的焦磷酸盐（称活性乙醛）的直接缩合，进一步放出辅酶A而双乙酰。

iii.污染了可以生成双乙酰的杂菌，主要是片球菌。

这三种途径中的第一种产生双乙酰的数量最多，而且不同的酵母菌种，不同的发酵速度，不同的麦汁组成，产生双乙酰及其前驱的数量也不同。

由于双乙酰对酵母菌有毒害作用，所以酵母菌一般具有还原双乙酰的能力，可以把双乙酰还原成丁二醇，从而减少对啤酒口味的影响。

在整个发酵过程中，双乙酰形成和被还原主要在主发酵过程中完成。

这是因为酵母菌在主发酵期间有旺盛的代谢活力，会在合成缬氨酸的同时形成a-乙酰乳酸，而活性乙醛的形成也会产生一定数量的双乙酰。

但是，由于主发酵期间大量的悬浮酵母细胞又会很快将双乙酰还原，所以主发酵是双乙酰大量形成而又大量被还原的过程。

影响和消除双乙酰的方法：

1）减少a-乙酰乳酸的生成：

a）酵母菌株：

现代研究发现，酵母菌株不同，由活性乙醛和酮酸

合成a-乙酰乳酸的缩合酶活性差异很大。

在相同发酵条件下，有的双乙酰峰值达0.8～1.2mg/L，有的仅0.3～0.4mg/L，这也证明前驱物质a-乙酰乳酸合成量有很大差别。

这些低双乙酰峰值的菌株，可以用化学诱变法获得，也可以从传统菌株自然变异中优选出来。

b）提高麦汁中a-N水平：

有实验证实把麦汁中缬氨酸水平从

85mg/L增加到160mg/L，双乙酰峰值从0.85mg/L降低至0.40mg/L。

（表1）

表1.麦汁a-N和双乙酰峰值的关系（mg/L）

a-N含量

100

120

140

160

180

200

220

双乙酰峰值

1.4

1.1

0.9

0.8

0.7

0.6

0.45

2）加速a-乙酰乳酸的非酶氧化分解：

由于a-乙酰乳酸是双乙酰的前驱物质，非酶促氧化分解速度远远低于酵母对双乙酰的酶促还原速度。

a-乙酰乳酸非酶氧化双乙酰酶促还原2,3-丁二醇

这总反应速度取决于非酶氧化分解速度，加快速度也能最终加速双乙酰的含量。

若a-乙酰乳酸不能再发酵前期迅速氧化分解，在发酵后期乃至贮酒期，由于发酵液中氧化还原电位降低，a-乙酰乳酸氧化更困难，它就不能彻底转化成双乙酰而残留于啤酒中。

在灌装以后，由于瓶和罐中存在空气和溶氧，氧化分解反应会继续发生，而此时已经不存在酵母还原酶，导致在包装啤酒中，双乙酰含量回升。

加速a-乙酰乳酸氧化分解的技术有：

提高麦汁溶氧水平，发酵前期适当进行通风搅拌，酵母在发酵前期有强发酵力（生成CO2）和产酸能力，迅速降低发酵液PH（从PH5.4降低至4.4-4.3）。

3）控制和降低酵母的增殖浓度:

a-乙酰乳酸是酵母繁殖细胞的伴随产物，控制增殖浓度是降低a-乙酰乳酸产生的重要因素。

提高酵母接种量，降低酵母在发酵液中的繁殖温度，控制麦汁中a-N水平不高于220mg/L，以抑制酵母增殖浓度，从而控制a-乙酰乳酸的生成量。

现代工艺采用较低接种温度（低于主酵最高温度3～4°C接种），接种后酵母浓度在（1.5-2.0）×107个/ml，主酵中酵母最高浓度控制在（6.0-7.0）×107个/ml，均能有效的降低a-乙酰乳酸的产量。

4）加速双乙酰的还原

a）酵母菌株的影响：

双乙酰前驱物----a-乙酰乳酸产生后被酵母细

胞分泌至发酵液中，非酶氧化形成双乙酰，而双乙酰还原必须依赖于酵母细胞体内的还原酶，也就是双乙酰需进入酵母细胞内才能被还原。

各种啤酒酵母，细胞壁透过双乙酰的能力差异很大，严重影响双乙酰的还原速度。

在双乙酰还原阶段加大罐压（0.14-0.16Mpa），也能促进双乙酰渗透进入细胞被还原。

酵母变异株-----呼吸缺陷型（小菌落变异），由于此酵母缺乏琥珀酸脱氢酶和细胞色素氧化酶，也会减弱双乙酰的还原。

b）双乙酰还原阶段酵母细胞浓度的影响（表2）：

双乙酰还原阶

段依赖于酵母分泌的醇脱氢酶，过低的酵母细胞数必然会影响双乙酰还原。

在现代大罐发酵中，外观糖度降至3.8°P时，一般不分离酵母，悬浮在发酵液中的细胞浓度取决于酵母的凝聚性，但不论酵母的凝聚性如何，其细胞浓度可维持在（1.0-4.0）×107个/ml，因此能加速双乙酰的还原。

表2.酵母细胞浓度对双乙酰还原的影响

细胞浓度（×107个/ml）

双乙酰值（mg/L）

还原时间（d）

2.0

1.0

0.7

0.3

0

0.71

0.72

0.69

0.70

2

0.54

0.63

0.65

0.69

5

0.28

0.36

0.52

060

8

0.15

0.22

0.39

0.55

12

0.10

0.15

0.23

0.43

15

0.08

0.10

0.13

0.35

20

0.06

0.08

0.10

0.30

c）双乙酰还原阶段温度的影响:

提高还原温度是促进双乙酰迅速降低的有效措施（表3）

表3.双乙酰还原温度和双乙酰含量的关系

还原温度°C

双乙酰值（mg/L）

还原时间（d）

18

10

4

0

0

0.74

0.74

0.74

0.74

3

0.20

0.44

0.56

0.68

5

0.08

0.32

0.46

0.62

10

0.03

0.16

0.31

0.45

15

0.03

0.10

0.16

0.36

5）二氧化碳洗涤可以促进凝聚酵母细胞重新悬浮，促进发酵液对流，有利于消除双乙酰，同时也可以将一部分挥发性物质带出。

6）α-乙酰乳酸脱羧酶的加入

将酶制剂а-乙酰乳酸脱羧酶直接加入至冷麦汁中，一起进入发酵罐。

该酶通过迅速脱羧反应，将α-乙酰乳酸转化为3-羟基-2-丁酮，大大降低了酒液中α-乙酰乳酸的积累，从而减少双乙酰的生成和还原时间，缩短了发酵周期。

7）采取措施提高酒液的还原性

尽量减少酒液与氧接触的机会，以阻止α-乙酰乳酸的氧化。

主要从以下几方面控制：

a）滤酒过程中可以添加抗氧化剂等，如添加少量的偏重亚硫酸钾或亚硫酸氢钠等氧化剂，阻止α-乙酰乳酸的氧化。

b）避免清酒在管路中产生涡流现象，这样会使清酒中溶解氧的含量增加。

c）灌装过程中使用二氧化碳备压，并采用二次抽真空，来降低灌装增氧量。

d）采用高压引沫除氧装置，降低瓶颈空气的含量，控制在lml／L以下。

e）啤酒巴氏杀菌温度不宜过高，杀菌强度应控制在15～20PU。

f）加强发酵工艺卫生管理，杜绝杂菌污染。

野生酵母会产生双乙

酰，许多细菌也能产生双乙酰，还有部分细菌虽不能产生双乙酰，但它们会影响到酵母的还原能力，造成双乙酰还原困难，使啤酒中双乙酰含量增加。

因此，在生产过程中，应加强工艺卫生管理，搞好容器的CIP卫生，防止杂菌污染。

7、酵母自溶

原因：

当罐下部温度与中、下部温度差1.5℃—5℃以上时，会造成酵母沉降困难和酵母自溶现象。

罐底酵母泥温度过高（16℃—18℃）、维持时间过长，也会造成酵母自溶，产生酵母味，有时会出现啤酒杀菌后混浊。

解决办法：

检查仪表是否正常；及时排放酵母泥；冷媒温度保持为－4℃，贮酒期上、中、下温度保持在－1℃—1℃之间。

以上所述，均是发酵阶段时常易出现的异常情况，仅供参考。