正文 第三節 傳統啤酒發酵技術(2 / 3)

(4)使用泵實現酵母的轉移-回收和接種。

(5)回收酵母前對酵母進行評估的手段,如果有汙染,什麼情況下可以接受,是否需要酸洗。

(6)酵母罐、發酵罐的清洗和滅菌,酵母處理中的衛生設備的標準。

2.酵母的添加

(1)酵母添加的要求現代發酵過程要求添加高質量的接種酵母,酵母添加量準確、穩定,能均勻分布在接種麥汁中,酵母添加的時刻有利於酵母活化、代謝產物的形成,並保證酵母添加過程無菌。

接種酵母的質量要求是外觀色澤潔白、凝聚性好、無雜質及黏著現象;鏡檢細胞大小整齊、健壯、無雜菌汙染;酵母細胞活性97%以上;低溫(1~2℃)貯藏時間越短越好,最長不超過3d;使用代數不超過7代。

(2)酵母添加量酵母添加量取決於酵母的生理狀態、酵母濃度的高低、麥汁濃度的高低、麥汁中α-N含量、麥汁中氧含量、所希望的發酵時間的長短、接種溫度的高低等因素。一般來說,酵母使用代數低、強壯,酵母稠度高、接種麥汁濃度不高,麥汁中α-N含量較高、麥汁充氧充分、接種溫度高些,酵母的接種量可以控製低些。高的酵母添加量(25~30)×106個/mL,一般會帶來快速起發,旺盛發酵,發酵時間縮短,可減少高級醇形成,但會導致最高懸浮的酵母數高,不利於酒液澄清、啤酒過濾;其次酵母繁殖倍數低,酵母易衰老,導致酵母逐步退化和自溶,因此酵母使用代數少,需勤換。

酵母的添加量一般為0.6~0.8L稠狀酵母/hL接種麥汁,由於酵母的濃度有區別,可對酵母泥進行離心處理來確定收縮倍數,計算實際的酵母添加量,並保證接種後的麥汁中酵母數應在(10~15)×106個/mL。

(3)酵母的接種溫度酵母的接種溫度對整個發酵過程及啤酒質量都十分重要,應考慮酵母性能、添加量,麥汁成分(糖、氮、氧),最高發酵溫度、發酵時間,啤酒風味、發酵度等。酵母的接種溫度一般低於發酵高泡溫度1.5~2℃,一般酵母的接種溫度控製為7~9℃。

3.酵母的添加方法和方式

(1)酵母的添加方法各啤酒廠有不同的酵母添加方法,常用的添加方法有以下幾種。

①幹式添加法:將酵母泥放入酵母添加器,加入少量冷卻麥汁混勻,直接用無菌壓縮空氣壓入酵母繁殖池的麥汁中。

②濕式添加法:將酵母泥放入酵母添加器,加入1~2倍溫度為8~10℃麥汁混勻,保持此溫度10~12h,使酵母充分恢複活性,再用無菌壓縮空氣壓入酵母繁殖池的麥汁中。

③追加法:酵母繁殖池中的麥汁隻有總量的1/3~1/2,添加全部需要量的酵母,待下一次冷卻麥汁來時,逐漸將酵母繁殖池追加滿。

④分割法:添加酵母後的麥汁,經過數小時起發後,分割到2~3個酵母繁殖池中,再利用下一次的冷卻麥汁,逐漸將酵母繁殖池補滿。一個酵母繁殖池可分割2~3次。此方法常用在回收、保存的酵母量少,不夠添加時。

⑤流加法:在冷卻麥汁的同時,在冷卻後麥汁的管道中,定量添加酵母,一邊通風供氧。此方法麥汁和酵母混合均勻,所需酵母量較少。

⑥返回法添加酵母:將剛回收的酵母(酵母質量符合要求),馬上接種投入使用,這樣可避免酵母貯存時對酵母質量的負麵影響,接種酵母的質量好。

(2)酵母的添加方式

①傳統的酵母添加方式:在麥汁冷卻開始5~10min後,酵母繁殖池有一定量的接種麥汁時,采用無菌壓縮空氣將一定數量的酵母泥,從酵母添加器中壓入到酵母繁殖池中,也可人工用桶將酵母泥倒入酵母繁殖池中。通常情況下將一鍋麥汁所需酵母一次性添加。

②錐形大罐的酵母添加方式:依據是否有酵母貯存罐、是否有添加泵和流量計分為幾種酵母添加方式。最好采用有添加泵和流量計的添加方式,目前的酵母添加泵最好采用軟管泵,軟管泵具有衛生級設計、不易堵塞、能產生較強的壓力而無酵母損傷等優點。

a.沒有采用酵母貯存罐貯存接種酵母、沒有添加泵和流量計的酵母添加:這種酵母添加方式不能在麥汁冷卻的過程中在線添加,一般在麥汁冷卻前將發酵罐中的接種酵母通過罐對罐的方式,依據閥門的開度和時間利用罐壓差,將接種酵母壓入到另外一個發酵罐或管路中,添加後通過冷卻的麥汁將管路中的酵母全部頂入到發酵罐中。由於回收酵母、添加酵母的過程中經過設備少,微生物汙染風險低些,但是控製酵母添加量的準確性、穩定性難度大,添加的酵母可能在大罐中貯存時間長,不利於酵母活力,也易出現酵母自溶,影響啤酒質量。

b.沒有采用酵母貯存罐貯存接種酵母、采用添加泵和流量計的酵母添加:這種酵母添加方式可在麥汁冷卻的過程中在線添加,添加的酵母與冷卻麥汁一起進入發酵罐中,不僅回收酵母、添加酵母的過程中經過設備少,微生物汙染風險較低;而且酵母添加量較準確、穩定,酵母添加時刻可根據工藝的要求進行,不少啤酒廠在生產旺季時使用,一旦發酵罐中酵母沉降且數量充足,經檢測符合接種酵母質量要求,可立刻添加,這樣就相當於返回法酵母添加。可避免酵母在大罐中貯存時間長,有利於接種酵母質量高,減少酵母自溶的可能性。

c.采用酵母貯存罐貯存接種酵母、采用添加泵和流量計的酵母添加:由於采用酵母貯存罐處理回收的酵母且貯存,一般情況下有利於接種酵母活力高,酵母添加量準確、穩定,酵母添加時刻可根據工藝的要求進行,生產中靈活,並且,可采用高溫回收酵母,減少酵母分泌物和自溶的可能性,便於發酵過程中代謝產物的控製。由於回收酵母、添加酵母的過程中經過設備多,微生物汙染風險高些,酵母貯存罐中貯存酵母時冷耗大些。

4.酵母的回收、處理與保存

傳統的前發酵結束後,大量下麵發酵酵母沉積於發酵池底,下酒後應及時回收和處理,正常代數(<8代)還可供下次發酵時再用。傳統錐形大罐發酵工藝是在殘糖徹底發酵、雙乙酰還原並降溫到5℃後低溫回收酵母,目前不少啤酒廠采用高溫回收酵母。

(1)酵母的回收方法無論采用何種發酵方式,從理論上講,沉積於池底的酵母,可分成三層。

①上層多為輕質酵母細胞,主要由落下的泡蓋和最後沉降下來的酵母細胞組成,混有蛋白質和酒花樹脂的析出物及其他雜質,故此層酵母都呈灰褐色,不夠純淨,分離後可作飼料或進行其他綜合利用。

②中層為核心酵母,是酵母旺盛時沉澱下來的,由健壯、發酵力強的酵母細胞組成,其量占65%~70%,酵母很新鮮,發酵力強,夾雜物少,應單獨取出留作下批種酵母用,顏色較淺。

③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,可作飼料或棄置不用。

最好分層回收,隻回收中層。對於傳統發酵池的發酵來說,實際分層回收操作困難,而是用刮板將酵母全部從下酒口刮出來。酵母回收後,通過清洗處理也能達到除雜的效果。

對於采用錐形大罐的發酵來說,通過外觀判斷首先排去錐底下的冷凝固物和死酵母,然後回收所謂的核心層酵母,相當於分層回收酵母。

也可利用酵母和發酵液的相對密度不同,采用離心機分離酒液和酵母。采用離心機回收酵母具有操作方便,回收量大,無須低溫沉降時間等優點。但也具有酒溫會升高,易吸氧,酵母死亡率增大等缺陷。

(2)酵母回收量酵母回收量與原麥汁濃度、酵母本身繁殖能力、酵母添加量、發酵度、發酵時間、下酒溫度有關。

(3)回收酵母的處理和保存酵母保存的原則是確保保存的酵母有活性、活力高,無菌程度高。錐形罐底的壓力、酒中的CO2含量和溫度高,並含有乙醇、CO2,泵和強烈的攪拌引起的剪切力、酸洗處理都會影響酵母的活性、活力,為此,應避免上述不利於酵母質量的因素。首先除去CO2和壓力,在低溫下保存,這樣酵母的代謝作用、生命活動減慢,可延緩其衰老,酵母得以保存;低溫下保存的時間盡可能短,有利於酵母質量。對於貯存酵母來說,高濃度的氧對酵母是有害的。

采用傳統發酵池的回收酵母處理是將回收的酵母放入酵母洗滌槽中,加入2~3倍低溫(2℃左右)的無菌水,攪拌均勻後,用80~100目孔徑的篩子,篩去較大的雜質,漂洗,再加入低溫無菌水,靜置3~4h,倒去上層水後,再用無菌水保存。

對於錐形大罐回收的酵母來說,由於相當於分層回收的酵母,可以不洗滌酵母。但是,位於錐底的酵母中CO2含量高、壓力高、溫度高,沒有營養物質,所以錐底大罐不適合貯存酵母,回收的酵母應在無菌條件下處理:對酵母回收管道、酵母貯存罐、酵母冷卻器進行清洗,殺菌;通過視鏡觀察,管道中前2~5min質量差的酵母排入下水道,然後邊冷卻、邊開始回收;酵母罐用無菌壓縮空氣背壓0.1~0.15MPa。回收完畢,清洗回收管道。

對於錐形大罐回收的酵母來說,達到貯存溫度前對酵母的冷卻是重要的環節,可采用板式換熱器(PHE)冷卻或在帶有酵母攪拌器和冷卻夾套的酵母貯罐中進行。使用板式換熱器可在5s內從15℃降至2℃,在設計良好的酵母貯罐中的冷卻速度大約為1℃/h。

目前,廣泛采用酵母貯存罐貯存酵母泥。其優點是:在回收酵母和接種酵母時靈活;在接種時能評價酵母的性能;取樣和接種前能對酵母均勻處理;在酵母代謝過程變得最慢的環節中,使酵母處於休息的狀態,這樣使接種前的酵母不利用貯存的糖原和海藻糖;通過攪拌、產生氣泡使酵母泥脫氣,並降低酵母貯存時的罐壓,可降低CO2含量;可以進行酸洗以降低或防止細菌汙染的概率;在接種前通風將酵母活化。將回收的酵母馬上接種,酵母貯存時間越短,酵母活力高,無菌程度高。所以生產中采用何種酵母貯存與生產淡旺季、是否連續生產有關。