影响啤酒酵母发酵的因素

影响啤酒酵母发酵的因素

随着人们生活水平的提高，对啤酒质量的要求也越来越高。影响啤酒质量的因素有很多,其中酵母菌种的好坏、性能的优劣对啤酒质量的影响起着至关重要的作用,可以说酵母是啤酒的灵魂。高质量的啤酒离不开性能优良的酵母菌种,因为酵母决定了啤酒发酵的工艺和啤酒的风味,所以控制影响酵母生长和发酵的主要因素显得尤其重要。影响啤酒酵母发酵的主要因素有:充氧、酸碱度、压力、微量元素的含量和温度等。1氧气对发酵过程中教职员工对几个参数的影响1.1连续通氧对酵母数的影响连续通氧、接种后通氧1h或无氧条件下,接种24h后的酵母总数都达到最大值。连续通氧与接种后通氧1h相比较,其酵母数峰值都达到1×108个/mL,而无氧条件下其酵母数峰值仅为6×107个/mL,是通氧条件下的60%。其OD值也与通氧有关,通氧量越大,OD值越大。48h后其细胞存活率都达到95%以上。1.2酵母细胞内脂肪酸含量酵母细胞内海藻糖和肝糖含量从繁殖对数期后一直到高泡期的24h内,都是一个积累过程。连续通氧下脂肪酸含量最高,其中不饱和酸的含量为80%左右。连续通氧和只通氧1h比较,其OD660值与脂肪酸含量密切相关。而通氧1h与厌氧培养比较,其OD660值则与细胞总数密切相关。随着通氧量加大,酵母细胞膜的脂肪酸含量也随之增高,在连续通氧条件下,其中的不饱和脂肪酸含量最高。总之,在有氧条件下,细胞内脂肪酸含量较高;而在无氧条件下,其中的储存糖元含量较高,主要是用来作为储备碳源。无氧条件下培养的酵母其细胞总数、存活率和OD660值最低。连续通氧和通氧1h的值基本相同,都大大高于无氧条件下培养的酵母。因此,通氧(尤其是接种后1h内通氧)对酵母的生长影响很大。有氧培养酵母发酵后胞内脂肪酸含量高于无氧培养酵母。而在三种情况下,脂肪酸含量都是在对数期前期增加,一两个小时内达到最高值,发酵过程中其含量都要减少。1.3不同香辛料提取物的分离纯化有氧和无氧条件下培养的酵母进行发酵试验比较,前者培养2天后其肝糖、脂肪酸、存活率和细胞总数均较高,而其芳香组分含量二者无明显差异。连续通氧与接种后通氧1h相比,后者对酵母生长和发酵都有积极作用,因此,接种后通氧1h是最经济的方法。2ph和压力对母环素的影响2.1啤酒酵母的生长特性常压下,将啤酒酵母置于不同的pH介质下生长一段时间(pH一般为3.6~6.6),经观察发现啤酒酵母在pH为4.6状态下,其活菌数最多,生长最良好,其个体较大呈卵圆形,生命力旺盛的活细胞占70%~80%。而在其它pH条件下,啤酒酵母的细胞形态就相对差些,个体不够饱满,生命力不很旺盛,活菌数少。因此,在实验条件下pH为4.6为啤酒酵母的最佳生长酸碱环境。2.2压力和压力不同的压力对酵母细胞产生了不同程度的影响。经不同压力处理后使细胞失去了较为光滑饱满的外形,而出现细胞破裂,内容物外泄,随压力的增加,小细胞的含量增多,活细胞含量减少,还原美蓝的能力下降。300MPa以上的压力处理,细胞美蓝染色基本为蓝色,细胞碎片多。压力对啤酒酵母的生长速度影响明显,普遍出现生长滞后现象。由于压力改变了细胞内的物理化学平衡,阻碍了细胞的新陈代谢过程,营养物质的分解与合成减缓,导致微生物生长滞后。2.3ph对啤酒酵母杀菌效果的影响在高静压条件下,pH的影响比在常压下pH的影响要小得多。因此,对啤酒酵母加压灭菌效果,pH的变化并不是主要的灭菌影响因子,压力才是主要影响因素,而且高压下pH的影响比常压下pH的影响要小,所以pH在高压处理条件的变化对啤酒酵母杀菌效果无明显的影响。3微量元素与酵母细胞数由于微量元素与酵母的活动密切有关。它们或是酶活性基的成分,或是酶的激活剂。如铁是细胞色素、细胞色素氧代酶和过氧化酶活性基铁卟啉的组成成分;铜是多酚氧化酶的活性基;锌是乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶的活性基,多酶活性靠锌来激活;羧化反应过程要有锰参与。适量的微量元素能促进酵母生长,过量反而会引起毒害作用,特别是一种微量元素单独存在时更为严重。因此,各种微量元素之间需要恰当的配比。各微量元素对酵母生长影响的重要性次序依次为Mn2+、Zn2+、Fe2+和Cu2+。相关性分析结果表明,在酵母生长过程中,微量元素与酵母细胞数相关性多达到显著水平。因此下面分析四种离子交互作用对酵母生长的影响。3.1锌盐对酵母生长的影响通过量,当Zn2+对酵母生长影响:酵母体内锌的含量随着培养基上锌盐的浓度的增加而增加。说明锌盐浓度是影响锌富集的重要因素。酵母本身受其生长环境影响较大,添加适量的锌盐能够提高酵母的活性,酒精度和发酵度有不同程度的提高。其它指标没有不良的变化,但随着锌盐浓度的提高,发酵度有下降的趋势,这说明酵母对锌盐的适应浓度有一定的范围,超过一定的浓度,对酵母的生长反而有抑制作用。添加锌盐使双乙酰形成速度加快,高峰值形成提前,同时双乙酰的还原速度也加快。双乙酰的形成量随着锌盐添加量的提高而减少,还原速度随着锌盐浓度的升高而下降。实验表明,随锌盐浓度的升高酵母的收得率下降。因而,要控制适当的锌盐的浓度,最佳为0.08%。Zn和Mn是酵母细胞生长繁殖所必需的微量元素,Zn是乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶的活性基,Mn是某些酶的激活剂,有时可代替Mg的作用,参与氧化代谢。两者对酵母生长具有明显的交互作用,低浓度的Zn2+和Mn2+具有促进酵母生长作用,在适当浓度的Zn2+和Mn2+协同作用下的酵母繁殖数非常大,酵母的浓度非常大,活力非常高。但当浓度超过一定时,对酵母生长具有抑制作用。因而,要控制适当的锌盐和锰盐的浓度。Zn2+和Mn2+最佳浓度为0.08%。3.2第二、二、e2+m2+生长方面的协同作用Fe是细胞色素的成份和一些酶的激活剂。在较低浓度范围内,Fe2+能促进酵母生长,相反高浓度Fe2+具有抑制作用。在Fe2+和Mn2+交互作用过程中,Fe2+能使酵母耐受较高浓度的Mn2+而生长,这可能与Fe2+的氧化性有关。在适当浓度的Fe2+和Mn2+协同作用下的酵母繁殖数非常大,酵母的浓度非常大,活力非常高。Fe2+和Mn2+最佳浓度分别为1.16%和0.10%。3.3+和m2c+生长的影响Fe2+和Zn2+交互作用对酵母生长的影响与Fe2+和Mn2+的交互作用相似。Fe2+和Zn2+最佳浓度分别为1.22%和0.19%。3.4酵母微量元素的交互作用低浓度的微量元素能促进酵母生长,当在高浓度时,则有抑制和致死酵母作用。在影响酵母生长四种微量元素Mn2+、Zn2+、Fe2+和Cu2+中,前3种微量元素交互作用,Fe2+能提高酵母耐受Mn2+和Zn2+的浓度。试验结果表明:Fe2+在1.13%~1.22%,Mn2+在0.08%~0.10%,Zn2+在0.08%~0.19%范围内,对酵母生长具有较好的促进作用。合适的微量元素的添加能缩短发酵时间一半,提高生产效率一倍,同时能提高酵母的回收率。4控制发酵过程中酵母自溶、储存条件在pH为6.8、酵母浓度为10%、温度为40~60℃时,酵母容易自溶。特别在54℃时,酵母自溶速度更快。NaCl致使酵母细胞质壁分离,从而加速其自溶的进程。发酵过程中应避免出现pH为6.8、温度40~60℃,同时增加NaCl的情况。另外添加剂的加入,或者是回收酵母的储存条件的限制,会导致现象的发生。注意避免浓度不一