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啤酒酵母
啤酒酵母
酵母菌(Saccharomyces)的分类
&在分类学上的地位
1真菌门
1子囊菌纲
1原子囊菌亚纲
1内孢霉目
1内孢霉科
1酵母亚科
1酵母属
1酿酒酵母
&人们已知的有1000多个酵母种
啤酒酵母
N啤酒酵母概述及生理特性
N啤酒酵母的生活史及选育方式初步
N啤酒酵母的生产特性
N优良啤酒酵母的评估
啤酒酵母概述及生理特性
A分类学家进行分类时没有考虑次要差异,通常统分为啤酒酵母(SaccharomycesCerevisiae)
A根据生产技术特性以及传统习惯,仍把进行啤酒生产的啤酒酵母分成两类:
8上面啤酒酵母—SaccharomycesCerevisiae
8下面啤酒酵母—SaccharomycesCarlsbergensis
两种啤酒酵母的主要区别
两种啤酒酵母的区别-2
+上面啤酒酵母(爱尔啤酒酵母)
j具有一定的正电荷
k与带有负电荷的二氧化碳吸引形成团粒,浮力大于重力,故上浮至液面,可用撇沫法去除
+下面啤酒酵母(贮藏啤酒酵母,lager酵母)
j带有一定的负电荷
k与二氧化碳互相排斥,酵母始终悬浮于发酵液中,到达一定的发酵度时,即细胞密度达到一定时,重力大于浮力,则沉于器底
啤酒酵母的生理特性
F啤酒酵母的巨大菌落形态
F啤酒酵母的出芽及芽痕
F啤酒酵母的结构
F啤酒酵母的结构
——啤酒酵母的细胞壁结构
——啤酒酵母的细胞膜
酵母巨大菌落形态的作用
*把明胶作为麦汁固化剂,比琼脂作固化剂更能增加菌落形态上的差别特征
*不同的酵母在明胶麦汁平板上的形态不一
"ale酵母每个菌株都具有自己特征性的菌落形态
"Lager酵母不明显,更趋向于具有比较单一的形态。
*主要的缺点:
"为了获得特征性菌落形态,至少要在21℃下培养3周
"不能提供有关个别菌株是否具有酿造价值的信息
*这些照片能够鉴定出其它一些个性,而这些是麦芽制造者、酿造师和科学家不能提供的
酵母的出芽及芽痕
酵母细胞一般以出芽方式繁殖
子细胞长到与母体一样大时,从母细胞脱落,母细胞上留下的痕迹称为“出芽痕”,子细胞上留下的痕迹称为“诞生痕”
酵母细胞壁的同一位点上只能出一次芽。
通过出芽痕的数量可以知道某一细胞的出芽数量。
这可以用来测量细胞的年龄
一般细胞的最多出芽次数为5~6次
酵母细胞的细胞壁结构
(酵母细胞壁是一稳固结构,维持细胞的形状与强度
(细胞壁厚25nm左右,占整个细胞干重的25%
(主要结构是葡聚糖和甘露聚糖,还有少量蛋白质和几丁质
酵母细胞壁成份—j葡聚糖
&位于与质膜相邻的细胞壁内侧,形成葡聚糖层
&是细胞壁的主要结构成份
&去除或降解葡聚糖,将导致整个细胞壁的破坏
酵母细胞壁成份—k甘露聚糖
E是甘露糖单体的聚合物,与蛋白质一起构成细胞壁的外围结构
E去除或降解甘露聚糖,并不会破坏整个细胞壁结构
E如果机械破坏细胞壁,甘露聚糖层破坏后进入啤酒中,则会造成过滤不清的混浊
E甘露聚糖蛋白还会影响啤酒酵母的絮凝性
酵母细胞壁成份—l几丁质
E几丁质是N-乙酰葡萄糖胺为单体的聚合物
E构成细胞壁的最外层——纤维层
E与出芽痕有关,主要位于出芽痕的四周
酵母细胞壁结构—m蛋白质
E占细胞壁干重的10%
E有一部分是与细胞壁相连的酶,如葡聚糖酶,甘露聚糖酶等
E这些酶具有“软化”细胞壁的功能,从而允许芽的形成
酵母细胞壁对啤酒酿造的影响
1细胞强壮时,酵母细胞壁结构紧密,胞内大分子物质无法进入啤酒中
1细胞衰老、发生自溶、或受机械(及酶制剂)的处理后,细胞壁结构被破坏,通透性增加(壁上出现多处孔洞),则许多胞内大分子(水解酶类、蛋白质等)进入啤酒,造成啤酒混浊以及泡沫性能降低(尤其是纯生啤酒)
1有时利用酵母泥pH与啤酒pH的差值测定酵母的活力如何
酵母细胞膜的作用
$在细胞壁内部,是一半透性膜
$能够摄取周围环境的小分子营养物质,同时把胞内的代谢产物排出体外
$酵母的絮凝性与细胞膜的组成有关
$细胞膜受到损伤后,对于染料的通透性也会增加,因此有时根据次甲基兰染色测定死亡率时,有较大的偏差
啤酒酵母生活史及选育
&啤酒酵母的繁殖有无性和有性两种方式
&大部分情况下,啤酒酵母进行无性繁殖,以芽殖的方式传代
&在人为控制的条件下,也可以进行有性繁殖——可以进行细胞杂交
啤酒酵母的无性繁殖周期
ÿ啤酒酵母的生长几乎完全伴随着芽的生长
ÿ在快速生长的酵母培养物中,芽的形成占据整个细胞周期,所有细胞上都可以观察芽的存在。
在生长很慢的酵母培养物中,可以看到不带芽的细胞,芽的形成仅占据细胞周期的部分时间
ÿ通常酵母的细胞周期被定义为一次细胞分裂结束到另一次细胞分裂之间的这一阶段
细胞周期的四个阶段
.可以分成G1、S、G2和M期
.S期是DNA开始合成的时期
.M期是有丝分裂期,染色体分开并分离
.G1期代表界于有丝分裂期与DNA合成期之间的这一时期
.G2期代表界于DNA合成期与有丝分裂期之间的这一时期
啤酒酵母的有性繁殖周期
啤酒酵母有性繁殖
+要进行有性繁殖,必须先形成单倍体的子囊孢子
+啤酒酵母只有在营养极度缺乏的情况下才会形成子囊孢子
+一般情况下野生酵母比培养酵母易形成子囊孢子
呼吸缺陷型突变菌株
R呼吸缺陷型或“小”突变是啤酒酵母中最常出现的突变形式
R由于酵母线粒体DNA片段缺失,形成有缺陷的线粒体基因组,突变的线粒体不能正常合成某种蛋白质。
突变株通常比呼吸正常的普通菌株的菌落(也叫大菌落)要小很多
R发生频率通常为群体数量的0.5%~5%,但有时高达50%
R许多表现型,比如糖的摄取、代谢副产物的形成、对乙醇和温度等胁迫因子的耐受性等发生变化。
R细胞絮凝性、细胞壁和质膜结构以及细胞形态等也受到影响
啤酒酵母呼吸缺陷型的影响
<呼吸缺陷型酵母或具有大量呼吸缺陷型酵母的培养物发酵的啤酒往往具有风味缺陷和发酵上的问题,表现在:
——双乙酰、高级醇的含量偏高
——麦汁发酵速率下降
——死亡细胞数升高
——酵母细胞数和絮凝能力降低
<啤酒酵母生产菌株的呼吸缺陷型要求<1%
啤酒酵母的选育方式
/自发突变株的筛选
/诱发突变
/细胞杂交(包括稀有结合)
/原生质体融合
/DNA重组技术
自发突变株的筛选
h筛选自发突变株是行之有效的酵母改良技术
h避免使用破坏性的诱变剂对啤酒风味的改变
h自发突变率为10-6~10-8,筛选工作量较大
h用葡萄糖类似物2-脱氧葡萄糖作抗性筛子,可获得高麦芽糖利用率的啤酒酵母自发突变株。
同时去除了葡萄糖对摄取麦芽糖的阻遏效应,实现了麦汁的快速发酵,同时成品啤酒的原有风味并没有改变
h利用甲磺隆耐性筛子筛选低双乙酰峰值的啤酒酵母
诱发突变
Ó利用化学或物质诱变物质处理,DNA分子结构发生缺失和损伤,从而引起酵母的变异
Ó把突变率提高至10-4~10-5,大大提高筛选几率
Ó不良之处
——突变菌株往往会失掉亲本菌株许多好的特性,而出现一些不良特性,如发酵时生长变慢、产生不愉快的风味化合物等
——啤酒酵母的多倍体/非整倍体的特性,在传代过程中容易丢失变异的基因,造成回复突变
细胞杂交
%啤酒酵母很难产孢,且为多倍体/非整倍体细胞,很难得到单倍体孢子,进行细胞杂交
%稀少结合(强制接合),不考虑酵母菌株几倍体和接合型的杂交技术,可以进行难以常规杂交技术处理的多倍体/非整倍酵母的杂交改良
%非接合型菌株高密度混合时,会形成一些带有融合核的杂合子,通过相应的选择标记可以分离。
%可能的缺点是啤酒酵母的核基因进行整合时,会同时发生其它亲本(非啤酒酵母)的稀少杂合,带来不希望的特性
啤酒酵母原生质体融合例子
+啤酒酵母(Saccaromycescerevisiae)和糖化酵母(Saccaromycesdiastaticus)融合,新建酵母具有淀粉发酵能力
+絮凝酵母与清酒酵母融合,获得高产乙醇的菌株
+糖化酶母(Saccharomycesdiastaticus)和耐高渗酵母(Saccharomycesrouxii)融合,获得耐渗透压性能改良的菌株
+对啤酒风味改变较大,非特异性
重组DNA技术对啤酒酵母的改良
&从黑曲霉中获得淀粉酶活性
&从枯草芽孢杆菌和大麦中获得葡聚糖酶活性基因
&从肠细菌和醋杆菌中获得a-乙酰乳酸脱羧酶基因
&分泌可去除冷沉淀的胞外蛋白酶以及对酵母的凝聚性进行修饰
重组DNA技术的前景
&是定向的特异性改良
&安全性及伦理等方面存在一定的问题
&啤酒酿造中目前还没有重组酵母菌用于生产
啤酒酵母的生产特性
&对营养物质的吸收与代谢
——对糖的吸收利用
——对氮的吸收利用
——对氧气的利用
——对维生素的需要
&酵母的分泌产物
&啤酒酵母的絮凝性
&酵母的保藏、接种和细胞活力、活性
a.酵母细胞对糖的吸收与代谢
&吸收顺序为:
葡萄糖>果糖>蔗糖>麦芽糖>麦芽三糖
&酵母有编码a-葡萄糖苷酶(MALS),麦芽糖透性酶(MALT)以及同时调节上述基因表达激活子(MALR)的基因。
MALS和MALT的表达调控受麦芽糖的诱导,葡萄糖的阻遏
&当葡萄糖浓度高于1%(w/v)时,MAL基因表达受到阻遏。
麦汁中的葡萄糖是影响麦汁发酵速率的主要因素
&以不能被酵母利用的葡萄糖结构类似物——2-脱氧葡萄糖作抗性筛子,筛选出自发突变的变异株,可以解除葡萄糖对麦芽糖摄取的阻遏效应。
提高麦汁发酵速率
葡萄糖在细胞体内的去处
$首先通过EMP途径形成丙酮酸,然后分成两路:
$进行呼吸作用,细胞数量极剧增加,产生生物能量——消耗葡萄糖的速度较快
$进行发酵,细胞数量增加很少,产生大量的代谢副产物——消耗葡萄糖的速度慢得多
酵母的碳代谢调控
E有氧气存在下,呼吸酶体系占主导,酵母进行呼吸作用——巴斯德效应
E葡萄糖浓度很高时,即使有氧气存在,也是发酵酶体系占主导,酵母进行发酵代谢,即发酵抑制呼吸——反巴斯德效应(Crabtree效应)
E麦芽糖和麦芽三糖对呼吸没有抑制作用
b.酵母细胞对氮的吸收与代谢
+酵母必须从麦汁中吸收一定的氨基酸(转氨基作用)合成自身的蛋白质骨架及核酸类等含氮物质
+对氨基酸的吸收有一定的顺序
+氨基酸谱的组成会影响啤酒的风味
氨基酸的先后利用顺序
酵母对氮的代谢调控
%酵母摄取氨基酸的调控机制十分复杂,包括某些特异的氨基酸载体以及具有广谱底物特异性的氨基酸透性酶。
%麦汁中氮的利用受到透性酶的种类、特异性以及酵母体内氨基酸组成的反馈抑制等因素的调控
%啤酒发酵过程中不利用脯氨酸,但在氧气和线粒体氧化酶存在下,当其它氨基酸被消耗完后,也能同化脯氨酸
影响啤酒风味的氨基酸谱
氨酸酸组成对啤酒风味的影响
<第一组氨基酸可以直接从麦汁中吸收,或在发酵后期由糖代谢及转氨基作用合成
<第二组氨基酸的缺乏,对成品啤酒质量造成直接影响,高级醇过高
<第三组氨基酸的缺乏不直接影响啤酒风味物质,但会扰乱酵母的氮代谢,是影响酵母生长的主要因素,从而间接影响啤酒风味
酵母氮代谢与高级醇的关系
酵母合成氨基酸时需要少量的酮酸,其量受所需氨基酸的反馈抑制
当发酵液中缺乏氨基酸时,对酮酸的反馈抑制建立不起来,酵母会形成过多的酮酸
由于缺乏必要的氮源,氨基酸无法合成,酵母会把过多的酮酸排出体外,形成相应的醇
氨基酸过多时,也会通过相应的转氨基、脱羧基作用形成比氨基碳原子数少一个的相应的高级醇
c.酵母细胞对氧气的利用
C痕量的氧对酵母生长具有良好的刺激作用,是酵母的正常繁殖所必需的,
C麦汁过量充氧对成品啤酒风味有不良影响,并使酵母迟滞期延长、发酵比速率降低、成品啤酒中残糖增多,导致酵母“弱化”
C在厌氧条件下,酵母属菌株需要预形成的固醇和不饱和脂肪酸作为生长因子,作为细胞膜中的脂类,对维持膜的功能与完整性十分关键,其生物合成需要分子氧的参与
脂肪酸的作用-1
c酵母中脂肪酸占脂质70~90%,以C16和C18酸为主
c有氧条件下生长的酵母含有较多的不饱和脂肪酸,其中油酸(C18:
1)是主要成分。
c脂肪酸是决定膜结构、形态以及功能的主要因素,作为偶联氧化磷酸化与ATP合成的辅助因子。
c啤酒酵母和其它酵母种在有氧和厌氧条件下生长都需要不饱和脂肪酸,但呼吸生长时,需要四倍量的不饱和脂肪酸
脂肪酸的作用-2
Y亚麻酸在修饰膜结构方面有一定的作用,并影响与膜相连的酯合成酶活性
Y亚麻酸在酯合成中的作用尚未完全弄清,但是高浓度的亚麻酸对酯的合成有抑制作用
Y麦汁不清亮,亚麻酸含量就越高,因此要控制过滤麦汁的清亮度
脂肪酸的来源
A酵母可以从麦汁中吸收不饱和脂肪酸,麦汁中缺乏时也可以合成
A棕榈酸(C16:
1)和油酸(C18:
1)等不饱和脂肪酸只在有氧条件下合成
A麦汁中的氧只在相对较短的时间(3~9小时)内存在,这一时期内,不饱和脂肪酸的合成比例快速增长
A氧气消耗完后,短链脂肪酸(C6-C12)的合成比例开始增加
固醇的作用
Z酵母固醇含量与所处环境有关,占细胞干重的0.05~0.45%,不到细胞总脂含量的10%,其中麦角固醇是啤酒酵母的主要固醇,占固醇总量的90%
Z固醇与膜的结构和动力学状态有关。
在波动的环境下能调节膜的流动性,如麦角固醇可以增加膜对乙醇和多次冻融抗性
Z乙醇存在时,质膜中麦角固醇的水平下降,会直接导致细胞生存能力的降低
固醇的来源
Z在麦汁中没有任何固醇含量,必须通过细胞合成
Z固醇的生物合成途径十分复杂。
麦角固醇前体的合成可在厌氧条件下进行,但最后合成麦角固醇的反应则需要分子氧的参与
d.酵母对维生素及无机离子的需要
+酿造用麦汁含有丰富的维生素
+包括生物素、硫胺素、泛酸钙、烟酸、核黄素、环己六醇(肌醇)、吡哆素、吡哆醛(维生素B6)和吡哆胺等
+绝大多数啤酒酵母需要生物素,也有许多酵母需要泛酸,有时也需要环己六醇
+上面酵母只需要吡哆素和硫胺素
酵母的分泌产物
有机酸和脂肪酸
高级醇
酯
羰基化合物
含硫化合物
1.有机酸和脂肪酸
>大约有110种有机酸和短链、中链脂肪酸
>部分来源于麦芽和麦汁组分,大部分由酵母代谢产生
>一般用pH和总酸表示,太高会粗糙,酸露头
>啤酒中各种酸的种类及浓度如何,直接影响啤酒的风味与口味
>草酸甚至会影响啤酒的非生物稳定性
2.高级醇
?
所有酒类共有的发酵副产物,也称“杂醇”(油)
?
与氮代谢有极为紧密的关系
?
与乙醇有一合适的比例,即500:
1
?
主要是丙醇、丁醇、戊醇、异戊醇、苯丙醇等
?
高级醇的产生与酵母的生长呈线性相关性
高级醇的产生途径
1高级醇可以在分解途径中产生
——通过氨基酸的转氨基作用形成
——氨基酸含量较高时往往这样形成高级醇
1高级醇也可以在合成途径中形成
——通过合成过多的酮酸,再形成高级醇
——氨基酸含量不足时往往这样形成高级醇
1在发酵的不同阶段,由两条途径产生的高级醇比例也不同
3.酯
.酯是重要的风味化合物,赋予啤酒、葡萄酒以及白酒以花或水果样的香气和风味;适量存在可以接受,但控制不当导致含量不适时,会给啤酒带来令人不能接受的酯香味
.乙醇或长链醇与脂肪酰基辅酶A发生反应生成酯
.在啤酒中共检测出约90种不同的酯
.较为重要的酯包括乙酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸异丁酯、己酸乙酯、2-乙酸苯乙酯等
影响酯含量的因素
*酵母菌株的产酯特性
*发酵温度(+)
*发酵方式(连续>分批)
*接种量(-)
*麦汁充氧(-)
*麦汁浓度(+)
*麦汁组成中C:
N比太高,造成碳会合成过多的乙酰CoA(酯的前体),从而使酯含量升高
4.羰基化合物
&约有200种羰基化合物与啤酒及其它酒精饮的和风味有关
&能影响啤酒风味的羰基化合物主要是各种醛类化合物和连二酮(VDK),最显著的是双乙酰
&羰基化合物对啤酒的风味稳定性有显著影响。
过量的羰基化合物会给啤酒带来老化风味。
醛类化合物会给啤酒带来青草味(丙醇、2-甲基丁醇、戊醇)以及纸板味(反-2-壬烯醛、糠醛)。
5.含硫化合物
K硫化氢
——臭鸡蛋味,适量时表现为新鲜味
K二氧化硫
——燃烧的火柴味
K二甲基硫
——煮熟的蔬菜味、玉米味
啤酒中游离SO2的作用
MSO2在酿酒过程中能起到杀菌、澄清、溶解、增酸和抗氧化的作用
MSO2是有毒无色气体,具有窒息性气味,使人呼吸困难,毒害肺部器官,可引起支气管炎、肺炎
M美国人认为SO2能诱发歇斯底里症
啤酒中SO2的来源
#原料—麦芽、发霉大米、酒花、酿造用水
#生产工艺—糖化或发酵过程中添加亚硫酸盐或偏重亚硫酸钾等抗氧化剂
#为了提高啤酒的抗老化能力,添加过量的抗氧化剂,造成啤酒中游离SO2含量过高
啤酒中游离SO2的含量指标
&根据国家发酵酒卫生标准,游离SO2的含量要求<50mg/L
&美国要求游离SO2含量<10mg/L
&我国绿色食品啤酒标准要求游离SO2含量<15mg/L
啤酒酵母的絮凝性
&“絮凝”是指“在培养基中,酵母细胞从悬浮状态或漂浮于培养基表面的状态下聚集成团或沉降下来的现象”
&絮凝通常发生在酵母细胞分裂停止以后,如酵母细胞絮凝发生在对数生长后期或平衡期
&酵母的絮凝性是啤酒酵母的重要生产特性,是生产能否顺利进行的重要因素
啤酒酵母絮凝机制的几种假说
细胞壁的阴离子成分与Ca2+相连,这些阴离子组分是蛋白质。
絮凝酵母上特异性的甘露糖蛋白在交联的细胞之间以类似外源凝集素的方式作用,钙离子通过结构变化作为配基促进絮凝——较受赞同
“共絮凝”现象:
两株不絮凝的菌株培养物混合在一起时会发生絮凝现象(只在上面啤酒酵母之间发现过)
第三种形式——酵母菌株可以与污染的细菌一起絮凝下来(也只在上面酵母中发现)
啤酒酵母絮凝机制
&絮凝的发生需要有细胞表面蛋白和甘露糖受体的存在。
如果被掩盖、阻碍、抑制或变性等,就不能发生絮凝现象
&理想的啤酒酵母菌株应在发酵末期糖耗尽之前保持单细胞悬浮状态。
随后能迅速从悬浮状态絮凝下来
&细胞絮凝激活或结束细胞处于非絮凝状态的信号是什么?
这至今仍是一个许多学者孜孜以求但仍无法回答的问题
啤酒酵母的保藏方式
M低温(-70℃或液氮)
M冻干
M蒸馏水保藏
M油保藏
M从培养基上连续转接(每两星期转接一次,共进行了两年)
M在固体营养培养基上于21℃长期保存(每六个月转接一次)
M在固体营养培养基上于4℃长期保存(每六个月转接一次)
啤酒酵母保藏方式的评估
*酵母长期保藏不仅需要最佳的细胞存活量,而且应保证酵母自身性质不发生变化
*采用各种方式保藏两年后,检测各种指标,与未保藏的对照菌株进行比较
——麦汁发酵速率
——麦汁中糖摄取效率
——絮凝性能
——发芽能力
——呼吸缺陷型的形成以及复活率
酵母保藏方式的选择
&-70℃保藏的酵母致死率最低且最容易活化。
絮凝性能、麦汁发酵能力、孢子形成能力以及呼吸缺陷型变异株的生成比例也没有受到影响
&营养琼脂斜面4℃保藏,每六个月转接一次的方法次之。
&固体培养基21℃保藏,每六个月转接一次的常规方法最不好,但是最为经济保藏方法
&应绝对避免啤酒酵母的冻干保藏
啤酒酵母的接种
7酵母接种受麦汁浓度、麦汁组成、温度、麦汁充氧程度以及酵母前次使用等影响
7尽可能减少酵母生长的迟滞期,尽快进入发酵状态,阻碍细菌的生长
7接种量在5~20´106个细胞/ml之间(依赖于原麦汁浓度)。
考虑到诸多因素,最适接种量在10~12´106个细胞/ml左右
7无论最初接种量如何,酵母细胞在某一特定环境下,增殖量在单位体积内只能达到某一特定值
啤酒酵母的接种
下面啤酒发酵中,由理论和经验可以概括为:
&每1度麦汁发酵需接种密度为1×106个/mL,但不低于8×106个/mL;
&每1度麦汁主发酵最高温度为1℃,但不低于8℃;
&每1度麦汁发酵麦汁溶氧水平为1mg/L,但不低于8mg/L;
酵母在发酵中增殖遵循:
M=Z0×2n
式中:
M--发酵中酵母最高密度;
Z0—接种活细胞密度;
n—增殖级数。
&理论上认为,为了控制发酵代谢副产物(如高级醇和醛类)不产生过多,应控制n<3。
&发酵中酵母最高密度M受酵母品种、培养基营养状态、发酵温度和溶氧水平和接种量的制约。
对国内多数啤酒厂家使用的酵母,在11°P麦汁,在10~11°P发酵时,一般最高密度可达60~65×106个/mL,若要n小于3,如n=2.5,则65×106=ZO22.5,ZO=11.5×106个/mL。
&接种量过低,酵母增值慢,起酵慢、增殖级数大,发酵中产生的高级醇会增多。
接种量过高,起酵快,降糖快,酵母易衰老,后酵时酵母死亡率增加,酵母自溶分泌高碳链脂肪酸会增加,啤酒易老化。
&大罐接种量的一致性是保证发酵一致性、风味一致性的基础,现代啤酒发酵大罐均很大(100~600M3),而使用的啤酒酵母有一定的凝聚性。
如何保证接种后大罐内酵母分布均匀,这是保证大罐内上、中、下各部发酵均匀一致、少产生有害物质的基础。
大罐接种必须把麦汁、空气、酵母正确地定量添加,而且必须把液-气-固三态乳化成均一的乳化态,一般在泵后通过一台“静态混合器”将三者乳化后进罐。
啤酒酵母的贮存
$酵母应贮存在低温、有无菌水、无菌空气备压防止污染微生物进入、容易清洁的单独罐中
$贮存酵母泥表面有6in深的啤酒或水层,也可以贮存在2%的磷酸二氢钾溶液中,隔氧(同步性)
$啤酒高浓酿造时,首先要用无菌水将酵母泥稀释,降低乙醇浓度(从8.5%(v/v)左右到低于6%)
$复杂的贮存罐带有外源冷却系统(0~4℃)并有低剪切力的搅拌装置,避免出现酵母受损后造成啤酒中无法过滤的甘露聚糖浑浊
酵母细胞内糖原的作用
+糖原是酵母细胞中贮存的主要碳水化合物,其形成与结构与植物中的果胶类似
+在酵母细胞中充当贮存生化能量的仓库,在发酵的迟滞阶段,可以提供细胞合成一些固醇和脂肪酸(如脂类)等物质所需要的能量
+为了合成脂类,酵母会立即代谢它自身存贮的糖原,以满足其对于葡萄糖的需求
酵母体内糖原的变化
(接种后6h内,糖原由细胞干重27%水解至5%,而脂类合成量由细胞干重的5%增加到11.5%。
发酵后期阶段,酵母重新贮存糖原
(酵母中糖原的贮存量受酵母菌株、发酵温度、麦汁浓度以及其他因子的影响。
(酵母在发酵末期贮存的糖原和消耗比例,很大程度上决定了酵母贮存一定时间后的活性以及再次接种到麦汁中的发酵速率
(贮存时条件不佳,可利用碳源和可溶性氮源量十分有限,乙醇浓度较高时,糖原能够提供基础水平的代谢能量,保持细胞活性
贮存条件对胞内糖原的影响
#贮存温度对糖原异化速率有直接影响,贮存温度越高,胞内糖原水平越低,有氧时15℃贮存48h后,胞内仅剩余初始糖原的15%
#酵母贮存时有氧、贮存时间长,胞内糖原水平降低,从而造成接种细胞发酵速率变慢,成品啤酒风味以及稳定性的改变
#贮存时要低温、无氧,保证酵母胞内较高的糖原水平
#最重要的一点是在接种低含量糖原的酵母时应及时调整接种率
酵母胞内海藻糖的作用
&海藻糖是酵母中主要的碳水化合物之一。
由两个葡萄糖单体通过a-1,1-糖苷键连接的非还原性双糖
&海藻糖在细胞渗透压调节中起保护作用,也可在营养耗尽和缺乏的条件下保护细胞
&海藻糖可以提高细胞对高温和低温的抵抗力。
因为海藻糖对细胞膜具有稳定作用。
&乙醇刺激能诱导酵母细胞内海藻糖积累
酵母的洗涤
*有些啤酒厂将酵母洗涤作为日常操作的一部分
*有些啤酒厂只在它们认为回
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- 啤酒 酵母