巴斯德畢赤啤酒酵母發酵指標研究

◎ 袁丹烈

（武漢輕工大學生物與制藥工程學院，湖北 石首 434400）

依照中華人民共和國國家標準GB/T 4927-2008《啤酒》中的定義，啤酒是以麥芽和水為主要原料，加啤酒花，經酵母發酵釀制而成的，含有二氧化碳的，起泡的，低酒精度的發酵酒[1]。啤酒養分豐富，含有多種人體所需成分，如各種蛋白質、無機鹽、維生素、易吸收的低分子糖和蛋白酶等。啤酒酵母指專門用于啤酒釀造工藝中所使用的酵母，啤酒酵母品種多，形態特點各異但大致相同。其細胞形態與其他酵母相同或相似，多為圓球體與橢球體。

1 酵母菌種性能試驗

1.1 材料和試劑

啤酒麥汁，生產酵母，生理鹽水，無菌水以及無菌麥汁等。

1.2 主要儀器

培養皿、10 mL無菌吸管、試管、三角瓶、比重瓶、無菌操作臺、溫度計、火槍、鴨嘴筆以及記號筆等。

1.3 實驗步驟

（1）酵母樣品擴大培養。①把酵母通過斜面移植至10 mL液體試管中。②將10 mL液體分別吸取1 mL分配至9支裝有9 mL無菌水的試管中，分別標記為1～9，再分別從9支試管中吸取1 mL液體至無菌麥汁培養基中，于25～28 ℃的恒溫培養箱中培養2～3 d，并觀察培養基中酵母菌長勢。③選擇長勢良好的菌落移植至5 mL液體試管中標記為1#，2#。④將試管1#，2#進行5 mL液體試管活化（分別取上清液和下部酵母泥的上面部分），分別標記為1#上清、1#下部、2#上清和2#下部（共4只試管）。⑤將④中4支試管進行固體斜面移種分別標記為（1#上上、1#上下、1#下上、1#下下、2#上上，2#上下、2#下上和2#下下）。⑥使用300 mL與500 mL三角瓶對步驟③的剩余樣品進行酵母擴培試驗，（不少于2個平行試驗，最好活化至單樣不少于1 000 mL）。

1.4 理化指標分析

①外觀濃度。利用比重法求得。取一個干凈的比重瓶，測得其重量；將煮沸后的蒸餾水冷卻到15～17 ℃，隨后裝滿比重瓶，放入溫度計，將瓶放置于20 ℃的恒溫水中浸泡15～20 min（當室溫高于20 ℃時應與室溫保持一致），浸泡后取出，擦干毛細管上端的水，隨后蓋上瓶帽；擦干瓶子外壁，稱重讀數。然后用少量發酵液樣品潤洗比重瓶數次，操作步驟同上，測得帶樣品的比重瓶重量，隨后查相對密度附表可得到樣品的外觀濃度n。②發酵度。根據外觀濃度求得外觀發酵度：V1=(10-n)/10×100%，真正發酵度V2=V1×0.819。③雙乙酰。使用鄰苯二胺比色法測量，先將樣品蒸餾，收集雙乙酰，再將鄰苯二胺加入到收集的雙乙酰中，二者發生反應，生成的鹽酸鹽物質在335 nm的波長處有最大吸收峰，可根據吸收峰定量。④總酸。利用酸堿中和原理，用NAOH標準溶液滴定樣品中的酸性物質，用酸度計（pH試紙等）測量滴定終點，根據消耗NAOH標準溶液的體積可以計算出啤酒中總酸的含量[2]。

1.5 菌種性能試驗結果

①從平板長勢情況看，編號9#長勢較好。②由于樣品不夠，此次沒有做多次平行試驗。對樣品進行理化指標分析，其結果如下。原濃度：12.95；發酵度：65.7%；雙乙酰：0.044；pH值：4.64；總酸：1.72。

2 酵母擴培

2.1 材料與方法

啤酒麥汁，生產酵母，生理鹽水，無菌水以及無菌麥汁等。

2.2 儀器

培養皿、10 mL無菌吸管、100 mL培養瓶、1 L培養瓶、5 L培養瓶、25 L卡氏罐、250 L漢生罐、1 500 L培養罐、10 000 L培養罐和20 m3繁殖罐。

2.3 實驗室擴大培養

斜面原菌種→斜面活化→10 mL液體試管→100 mL培養瓶→1 L培養瓶→5 L培養瓶→25 L卡氏罐。

2.4 生產現場擴大培養

25 L卡氏罐→250 L漢生罐→1 500 L培養罐→10 000 L培養罐→20 m3繁殖罐→0代酵母。擴培過程必須為無菌操作，以避免污染雜菌，并且接種量要適當，避免過多浪費原料或過少導致接種失敗。

2.5 擴培試驗數據

根據第一次擴培結果進行1.4的菌種性能試驗后，經理化分析得到的數據如表1。

表1 畢赤酵母現場擴大培養8天（3月17日至3月25日）數據表

2.6 發酵性能分析

2.6.1 啤酒酵母外觀察

酵母的形態結構相對簡單，器官沒有復雜分化，很難區分形態，但當它們開始變異和衰亡時，通常會伴隨著形態與外觀特征的變化。優秀的啤酒酵母的特性通常符合以下特點：菌落形成快，大而飽滿，具有光澤，顏色多為乳白色，在分離培養時容易觀察。微觀觀察，形態為短橢圓形，形狀大小一致，表面光滑，胞內含有少量的和形態不大的液泡與糖原染色體，在營養良好的前提下，培養出的優秀酵母在糖原染色后顏色很濃，深度一般超過85%。雜色素顆粒染色微觀觀察表明，優秀的酵母雜色素顆粒大而暗，其含量也與酵母的發酵和繁殖有聯系。大多數的啤酒酵母通常都以單端芽的形式繁殖，很少會連接成鏈。在離開母細胞之前，芽的體積比本體小，芽與母細胞之間的垂直軸角為300°，這與許多常見的酵母芽不同[2]。

2.6.2 發酵力判斷

所選擇的酵母通常都擁有很強的發酵能力，而且不同品種的啤酒，發酵酵母也不一樣，酵母本身也只能在一定范圍內發酵。當酵母的發酵力下降時，說明其內部可能發生了突變。

2.6.3 二氧化碳失重

酵母的發酵能力越強，產生的二氧化碳越多，整體質量就越輕。在原濃度為12%的麥汁中，性能良好的啤酒酵母能達到3.6 g以上的失重量。通過對質量進行比較，可以判斷發酵速率。

2.6.4 雙乙酰含量

雙乙酰的作用是控制啤酒風味穩定性，并判斷啤酒是否成熟，是啤酒酵母的發酵副產物，它的味道俗稱為餿味，所以含量不適于太高，建議低于0.07 mg·L-1或者更低[2]。

2.6.5 測定發酵度

通過測定發酵前與發酵后的糖度指標，來計算被發酵的糖的百分比，根據發酵液殘糖的外觀濃度可以計算出的外觀發酵度，實際發酵度為根據發酵液除去酒精后，剩余的實際濃度計算出的發酵度。根據發酵程度的不同，可分為3個等級，分別是低發酵度、中發酵度和高發酵度。

2.6.6 發酵液的感官檢查

在啤酒生產的過程中，酵母發酵會產生副產物，這些產物會改變成品啤酒的風味與口味穩定性，導致顏色、口感發生變化；所以，在評價啤酒酵母時，會先由經驗豐富的評酒師對被測樣品做感官檢查，評酒師的建議是評價的一個重要指標。優秀的啤酒酵母所生產的成品啤酒，口味正常，沒有其他味道，并具有正常的酒花香味。更主要的是，成品啤酒應符合該酵母所生產的啤酒的典型味道。

3 酵母總體評價

（1）該酵母最終發酵度為65.7%，達到正常水平，并且在19—23日內二氧化碳減重量皆超過1.5，證明其發酵速度較好。

（2）酵母發酵性能強勁，8 d總二氧化碳失重達到10.85 g，而實際濃度為4.64度，屬于強發酵酵母。

（3）雙乙酰含量0.044 mg·L-1，處于建議值范圍內，對其成品風味穩定性有保障。

總體而言，畢赤啤酒酵母是一款發酵性能強，適宜于大型生產的啤酒酵母，符合優良酵母的條件，發酵強勁，雙乙酰還原穩定，根據發酵度測定為高發酵度酵母。