利用啤酒酵母誘變改進發(fā)酵工藝

劉鎮(zhèn)杰

（百威英博（牡丹江）啤酒有限公司，黑龍江牡丹江157011）

1 酵母的誘變及擴大培養(yǎng)

啤酒酵母在無菌室擴培過程中，利用特定劑量的紫外線進行定向誘變，操作簡單，誘變后的酵母不用篩選，可直接用于大生產(chǎn)。

1.1 酵母誘變

將紫外燈安裝在操作臺上方50cm處。

將用于擴培的酵母菌株放在紫外燈下，定時定量照射，進行誘變。

誘變之前的酵母發(fā)酵液外觀發(fā)酵度達到70%時，雙乙酰峰值高達0.35mg/L，一周后，雙乙酰還原到0.10mg/L。誘變之后的酵母發(fā)酵液外觀發(fā)酵度達到70%時，雙乙酰峰值0.25mg/L，雙乙酰還原3d，低于0.07mg/L。

1.2 酵母擴培

1.2.1 無菌室環(huán)境設施的一般要求

酵母的初期擴培在無菌室進行。無菌室要求墻壁、地面潔凈光滑，內(nèi)設超凈臺，外設緩沖間，用紫外燈滅菌。

1.2.2 培養(yǎng)基的制作

取糖化過濾后的麥芽汁，調(diào)整濃度10±1°P，溫度35℃～40℃，加蛋清攪拌均勻后加熱至沸，30min后過濾、分裝、滅菌備用。

1.2.3 無菌室擴培流程

斜面菌種→液體試管活化（25℃24h）→100mL三角瓶（23℃24h）→500mL三角瓶（21℃24h）→2000mL三角瓶（19℃24h）→3000mL卡氏罐（17℃40～48h）使用誘變酵母菌種進行擴培，每次接種2個樣品進行平行培養(yǎng)。擴培中用顯微鏡檢查酵母生長狀態(tài)及發(fā)酵液有無污染雜菌等情況。

2 酵母菌種的擴大培養(yǎng)

2.1 封閉式擴培系統(tǒng)

酵母擴大培養(yǎng)設備由以下幾部分組成：種子罐，有效容量0.5t；一擴罐，有效容量5t；二擴罐，有效容量20t；三擴罐，有效容量50t，擴培罐內(nèi)均設有升溫功能。

2.2 擴培設備進行CIP清洗與殺菌

每天對刷罐所用的清洗劑溶液濃度進行測定，確保合格。酵母擴培系統(tǒng)所用的空氣過濾器，每個使用周期滅菌一次。

2.3 麥芽汁準備

從沉淀槽接入85℃以上10°P麥汁進入擴培罐，在罐內(nèi)保溫30min，然后降溫到0℃～4℃貯存?zhèn)溆?。一擴罐接入2t，二擴罐接入18t，三擴罐接入30t麥汁。

2.4 擴培工藝控制

A.種子罐。種子罐接入卡氏罐酵母擴培液后，分2次添加麥汁。第一次添加150L，麥汁以超出取樣器和溫度測定點為準。溫度15℃發(fā)酵24h；第二次添加麥汁滿罐，溫度15℃發(fā)酵24h。從種子罐倒入一擴培罐后靜止30min，倒回種子罐150L。種子罐降溫到2℃～4℃保種貯存，罐壓0.02MPa。待再擴培前，關冷升溫，添加麥芽汁，按種子罐第一次添加麥汁工藝執(zhí)行。在酵母發(fā)酵液倒出前和添加麥汁后，用無菌空氣從罐底通入種子罐、擴培罐，攪拌5min，攪起沉淀的酵母，以保證發(fā)酵液的均勻。

B.一擴罐內(nèi)麥汁升溫到14℃后接入種子罐酵母液進行發(fā)酵，壓力0.02MPa，時間24h。第二次添加麥汁3t，溫度13℃，時間24h。

C.二擴罐內(nèi)麥汁升溫，一擴罐內(nèi)酵母發(fā)酵液全部倒入。溫度控制12℃，壓力0.02MPa，時間24h。

D.三擴罐內(nèi)麥汁升溫，二擴罐全部倒入。溫度11℃，壓力0.02MPa，24h后倒入四擴錐型罐。

3 四擴錐型罐

選容量200t的錐型罐為四擴罐。將三擴50t酵母發(fā)酵液倒入四擴罐，添加10°P麥汁150t，11℃發(fā)酵，24h后按生產(chǎn)需要倒出50t發(fā)酵液分罐進入其他錐型罐。四擴罐余下約150t發(fā)酵液，添加麥汁后按上述工藝發(fā)酵、倒罐。

4 錐型罐發(fā)酵控制

酵母菌的生長分為五個階段，即延滯期、對數(shù)生長期、減速期、穩(wěn)定期和死亡期。其中對數(shù)生長期是酵母生長最旺盛時期，此階段細胞以最快的速度生長、繁殖，使用低代數(shù)對數(shù)期的酵母，酯類產(chǎn)物明顯提高，高級醇含量降低，從而優(yōu)化了啤酒的口味。

A錐型發(fā)酵罐接入冷卻麥汁，滿罐溫度11℃，溶解氧15mg/L。添加酵母后進罐發(fā)酵，酵母細胞數(shù)控制在（1～1.5）× 107個/mL。滿罐24h后排放罐底沉淀物。

B.控制12℃恒溫發(fā)酵3d左右，外觀發(fā)酵度達到70%，封罐升壓達到0.10MPa，進入雙乙酰還原階段，經(jīng)過紫外線定向誘變的酵母，雙乙酰還原3d左右，即可降到0.06mg/L。

C.雙乙酰還原達標后，開始降溫。降溫分兩步：第一步，由于錐型罐內(nèi)發(fā)酵液與冷媒比溫差大，冷媒溫度在-6℃±l℃，降溫順利，達到0.2℃/h。溫度降到3℃～5℃，停止降溫，24h后回收酵母。第二步降溫到0℃～1℃，降溫速度控制在0.2℃/h。

錐型罐底部發(fā)酵液密度加大，酵母將麥汁中營養(yǎng)耗盡，進入生長后期，沉積下來。

5 后期貯酒

當錐型罐內(nèi)溫度降到0℃～1℃時，進入后期貯酒階段。分幾天排凈發(fā)酵罐內(nèi)底部沉淀酵母。貯酒期開冷保溫，溫度控制平穩(wěn)，不能忽高忽低。罐內(nèi)壓力0.05MPa，15d后酒液成熟。

6 結(jié)論

用上述方法進行的啤酒酵母擴培誘變，成品啤酒風味和理化指標并沒有改變，但降低了雙乙酰的生成量，縮短了釀造周期，進而降低了a-乙酰乳酸脫羧酶的添加量，使每t啤酒生產(chǎn)成本可減少4～5元。按照年產(chǎn)20萬t的產(chǎn)量，一年可節(jié)約資金近百萬元。

啤酒酵母采用此工藝進行擴培繁殖，用分罐法加大了零代酵母數(shù)量，在提高溫度、縮短周期、增加輔料的低成本快速發(fā)酵過程中，運用此獨特的釀造工藝，確保了啤酒風味的穩(wěn)定。