啤酒的发酵
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
◆麦汁中的DP9－DP12糊精、麦芽四ห้องสมุดไป่ตู้、麦芽 五糖至麦芽九糖等均为不可发酵性糖，又 称非糖。在实际生产中糖与非糖的比例一 般控制为7：3较合适。
◆生产淡色啤酒，可发酵性糖含量略高，发 酵度高，口味清爽；
◆生产浓色啤酒，其非糖比例略高一些，以 增加它的醇厚感。
酵母营养转化示意图
碳水化合物 氮类化合物 矿物质 维生素, 微量元素
第一章 发酵中的物质转化
◆整个发酵过程可大致分为3个阶段：（1）酵母适 应阶段；（2）有氧呼吸阶段；（3）无氧发酵阶 段。发酵变化应看作一个相互关联的过程。
◆发酵期间通过酵母新陈代谢形成的副产物起着特 殊的作用，这些副产物中的某些物质部分又被重 新分解。
◆这些副产物的形成和部分分解与酵母的新陈代谢 密切相关，因此要引起注意。
第一节 发酵机理
◆啤酒发酵是一个复杂的生化和物质转过程。 ◆酵母的主要代谢产物和发酵副产物：
——乙醇和二氧化碳 ——醇类、醛类、酸类、酯类、酮类和硫化 物等物质。
这些发酵产物决定了啤酒的风味、泡沫、 色泽和稳定性等各项理化性能，赋予啤酒 以典型特色。
两个代谢途径
1. EMP—TCA循环 产生酵母繁殖所需能 量 C6H12O6 + 6O2 + 38ADP + 38Pi → 6CO2 + 6H2O + 38ATP + 热能（有氧呼吸）合 2822kJ
啤酒发酵技术的发展
◆缩短发酵时间（原90天，现45天青岛出口啤酒； 原30天，现12～15天），采用一罐法
◆高温发酵，加压发酵，固定化酵母法
◆连续发酵法（多罐法和塔式法）
◆上面发酵技术受青睐（酯香味浓）
◆酵母属兼性微生物，在有氧和厌氧的条件下都能 生存
因所用酵母菌种不同， 可分为上面发酵和下 面发酵两种类型。上面发酵型啤酒采用上面酵母 和较高的发酵温度16～22℃；下面发酵型啤酒采 用下面酵母和较低的发酵温度7～12℃。
糖类代谢顺序
◆麦汁中的可发酵性糖最主要的是麦芽糖 50%
◆麦汁中的糖分并不是同时发酵。酵母最先 作用单糖，然后才能分解多糖。
◆将可发酵性糖分为三类： ——起发酵糖（单糖或己糖）； ——主发酵糖（麦芽糖）； ——后发酵糖（麦芽三糖）。
特殊现象
◆上面酵母，在有葡萄糖的存在下，仍能保持其发 酵麦芽糖和麦芽三糖的能力，因此，上面酵母的 发酵速度相对较快（发酵1/3的棉子糖）
影响糖代谢速度的因素
4. 机械作用：机械运动如循环、搅拌等，可加强酵 母细胞和麦汁的接触，使发酵剧烈进行。
5. 酵母菌种：发酵速度也是每个酵母菌种的遗传特 性，不同酵母菌种的发酵速度也不相同。
6. 压力：在发酵过程中，压力不断上升，这会使发 酵、酵母增殖和发酵副产物的形成逐渐停止。原 因是溶解在啤酒中的CO2量及压力在不断增加。
营养物质 酵母
麦汁
热能
啤酒
产物： 主要代谢产物 其它代谢副产物
表4—1 全麦芽汁可发酵性糖组成
葡萄糖阻遏效应（glucose effect）
当麦汁中含有较多的葡萄糖时，会抑制酵母 细胞分泌麦芽糖渗透酶。没有这种渗透酶 的运载，麦芽糖不能进入细胞内，须待葡 萄糖和果糖的浓度发酵降至一定程度后， 才能消除这种抑制作用，酵母细胞才能分 泌麦芽糖渗透酶，使麦芽糖得以进入细胞 内，再经α-葡萄糖苷酶分解为单糖后，进 行酵解。
CO2 α-酮戊二酸
琥珀酰辅酶A CO2
发酵机理的重要性
▪ 葡萄糖酒精发酵的生化机制是酒精制造和酒类酿 造最基础的理论。（白酒、啤酒、酒精、黄酒、 制醋等）
▪ 对啤酒酿造来说，除发酵代谢产物酒精和CO2是 组成啤酒的最主要成分外，代谢过程中的EMP途 径还是许多代谢产物生成的基础，因而熟知这个 过程对研究其他啤酒风味成分也十分重要。
2. EMP—丙酮酸—酒精发酵途径（人们的 目的） 由葡萄糖发酵生成乙醇的总反应式为：
EMP途径
EMP途径（续）
1葡萄糖 EMP途径
TCA 2丙酮酸 酒精发酵
2乙酰辅酶A
2乙醇 +2 CO2
H2O 草酰乙酸
柠檬酸
苹果酸
反丁烯二酸
TCA循环
H2O 琥珀酸
H2O 顺乌头酸 H2O 异柠檬酸
草酰琥珀酸
◆如用3种氨基酸，同化率可进一步提高8％ ◆含有多种氨基酸的麦汁，其氮的同化率较
高
氨基酸分类
三组AA的重要性
第一组AA易合成，意义不大。 第二组AA浓度比较重要。此类氨基酸不足，必须由酮酸 同
第二节 发酵过程中物质的转化
一、糖类的代谢 ◆麦汁营养丰富，为酵母细胞提供了良好的
生存环境。酵母在麦汁中吸收营养物质， 排泄代谢产物。 ◆糖类物质约占麦汁浸出物的90％，其中葡 萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、麦芽三糖和 棉子糖称为可发酵性糖，是啤酒酵母的主 要碳素营养物质，也是发酵中可利用的物 质。
糖类的代谢
二、氮类物质的代谢
◆吸收方式： 生长旺盛的酵母需要吸收氮元素， 在发酵起始阶段，酵母直接吸收氨基酸；在发酵 阶段主要是氨基酸通过转化而产生新物质，用于 合成细胞的蛋白质和其他的含氮化合物。
◆功能： 麦汁中含有氨基酸、肽类、蛋白质、嘌 呤、嘧啶以及其他多种含氮物质。这些含氮物质 很重要，可供酵母繁殖同化之用，并且对啤酒的 理化性能和风味特点起主导作用。
◆蔗糖也可被酵母发酵，因为酵母细胞壁上有转化 酶（分解酶），因此蔗糖也可以像起发酵糖一样 被酵母利用
影响糖代谢速度的因素
1. 麦汁特性：发酵速度首先取决于麦汁中冷凝固 物和热凝固物的分离程度、麦汁通氧量以及麦 汁的组成。
2. 发酵温度：酒精发酵速度随温度上升明显加快， 而低温下发酵速度会减慢。
3. 酵母浓度：酵母细胞和麦汁之间的接触面积对于 物质转化非常重要。接触面积随酵母细胞浓度 的增加而扩大。酵母量用细胞数个/ ml表示。酵 母细胞数在生长最旺盛阶段可达3~4×107个/ ml， 在某些工艺过程中甚至高达108个／ml。
氨基酸的同化方法
①脱氨 ②转氨
③氧化脱氨
④斯提克（Stickland）反应
AA分为氧化剂、还原剂，两类AA共存时发生分子间 的氧化还原反应，同时两个AA脱去氨基。
方法① ②同化AA约占80%，方法③约占20%， 方法④比例很小
多种氨基酸共存，同化速率较高
◆培养基中，两种氨基酸同时存在，较一种 单独氨基酸的的同化率可提高10％
◆生产淡色啤酒，可发酵性糖含量略高，发 酵度高，口味清爽；
◆生产浓色啤酒，其非糖比例略高一些，以 增加它的醇厚感。
酵母营养转化示意图
碳水化合物 氮类化合物 矿物质 维生素, 微量元素
第一章 发酵中的物质转化
◆整个发酵过程可大致分为3个阶段：（1）酵母适 应阶段；（2）有氧呼吸阶段；（3）无氧发酵阶 段。发酵变化应看作一个相互关联的过程。
◆发酵期间通过酵母新陈代谢形成的副产物起着特 殊的作用，这些副产物中的某些物质部分又被重 新分解。
◆这些副产物的形成和部分分解与酵母的新陈代谢 密切相关，因此要引起注意。
第一节 发酵机理
◆啤酒发酵是一个复杂的生化和物质转过程。 ◆酵母的主要代谢产物和发酵副产物：
——乙醇和二氧化碳 ——醇类、醛类、酸类、酯类、酮类和硫化 物等物质。
这些发酵产物决定了啤酒的风味、泡沫、 色泽和稳定性等各项理化性能，赋予啤酒 以典型特色。
两个代谢途径
1. EMP—TCA循环 产生酵母繁殖所需能 量 C6H12O6 + 6O2 + 38ADP + 38Pi → 6CO2 + 6H2O + 38ATP + 热能（有氧呼吸）合 2822kJ
啤酒发酵技术的发展
◆缩短发酵时间（原90天，现45天青岛出口啤酒； 原30天，现12～15天），采用一罐法
◆高温发酵，加压发酵，固定化酵母法
◆连续发酵法（多罐法和塔式法）
◆上面发酵技术受青睐（酯香味浓）
◆酵母属兼性微生物，在有氧和厌氧的条件下都能 生存
因所用酵母菌种不同， 可分为上面发酵和下 面发酵两种类型。上面发酵型啤酒采用上面酵母 和较高的发酵温度16～22℃；下面发酵型啤酒采 用下面酵母和较低的发酵温度7～12℃。
糖类代谢顺序
◆麦汁中的可发酵性糖最主要的是麦芽糖 50%
◆麦汁中的糖分并不是同时发酵。酵母最先 作用单糖，然后才能分解多糖。
◆将可发酵性糖分为三类： ——起发酵糖（单糖或己糖）； ——主发酵糖（麦芽糖）； ——后发酵糖（麦芽三糖）。
特殊现象
◆上面酵母，在有葡萄糖的存在下，仍能保持其发 酵麦芽糖和麦芽三糖的能力，因此，上面酵母的 发酵速度相对较快（发酵1/3的棉子糖）
影响糖代谢速度的因素
4. 机械作用：机械运动如循环、搅拌等，可加强酵 母细胞和麦汁的接触，使发酵剧烈进行。
5. 酵母菌种：发酵速度也是每个酵母菌种的遗传特 性，不同酵母菌种的发酵速度也不相同。
6. 压力：在发酵过程中，压力不断上升，这会使发 酵、酵母增殖和发酵副产物的形成逐渐停止。原 因是溶解在啤酒中的CO2量及压力在不断增加。
营养物质 酵母
麦汁
热能
啤酒
产物： 主要代谢产物 其它代谢副产物
表4—1 全麦芽汁可发酵性糖组成
葡萄糖阻遏效应（glucose effect）
当麦汁中含有较多的葡萄糖时，会抑制酵母 细胞分泌麦芽糖渗透酶。没有这种渗透酶 的运载，麦芽糖不能进入细胞内，须待葡 萄糖和果糖的浓度发酵降至一定程度后， 才能消除这种抑制作用，酵母细胞才能分 泌麦芽糖渗透酶，使麦芽糖得以进入细胞 内，再经α-葡萄糖苷酶分解为单糖后，进 行酵解。
CO2 α-酮戊二酸
琥珀酰辅酶A CO2
发酵机理的重要性
▪ 葡萄糖酒精发酵的生化机制是酒精制造和酒类酿 造最基础的理论。（白酒、啤酒、酒精、黄酒、 制醋等）
▪ 对啤酒酿造来说，除发酵代谢产物酒精和CO2是 组成啤酒的最主要成分外，代谢过程中的EMP途 径还是许多代谢产物生成的基础，因而熟知这个 过程对研究其他啤酒风味成分也十分重要。
2. EMP—丙酮酸—酒精发酵途径（人们的 目的） 由葡萄糖发酵生成乙醇的总反应式为：
EMP途径
EMP途径（续）
1葡萄糖 EMP途径
TCA 2丙酮酸 酒精发酵
2乙酰辅酶A
2乙醇 +2 CO2
H2O 草酰乙酸
柠檬酸
苹果酸
反丁烯二酸
TCA循环
H2O 琥珀酸
H2O 顺乌头酸 H2O 异柠檬酸
草酰琥珀酸
◆如用3种氨基酸，同化率可进一步提高8％ ◆含有多种氨基酸的麦汁，其氮的同化率较
高
氨基酸分类
三组AA的重要性
第一组AA易合成，意义不大。 第二组AA浓度比较重要。此类氨基酸不足，必须由酮酸 同
第二节 发酵过程中物质的转化
一、糖类的代谢 ◆麦汁营养丰富，为酵母细胞提供了良好的
生存环境。酵母在麦汁中吸收营养物质， 排泄代谢产物。 ◆糖类物质约占麦汁浸出物的90％，其中葡 萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、麦芽三糖和 棉子糖称为可发酵性糖，是啤酒酵母的主 要碳素营养物质，也是发酵中可利用的物 质。
糖类的代谢
二、氮类物质的代谢
◆吸收方式： 生长旺盛的酵母需要吸收氮元素， 在发酵起始阶段，酵母直接吸收氨基酸；在发酵 阶段主要是氨基酸通过转化而产生新物质，用于 合成细胞的蛋白质和其他的含氮化合物。
◆功能： 麦汁中含有氨基酸、肽类、蛋白质、嘌 呤、嘧啶以及其他多种含氮物质。这些含氮物质 很重要，可供酵母繁殖同化之用，并且对啤酒的 理化性能和风味特点起主导作用。
◆蔗糖也可被酵母发酵，因为酵母细胞壁上有转化 酶（分解酶），因此蔗糖也可以像起发酵糖一样 被酵母利用
影响糖代谢速度的因素
1. 麦汁特性：发酵速度首先取决于麦汁中冷凝固 物和热凝固物的分离程度、麦汁通氧量以及麦 汁的组成。
2. 发酵温度：酒精发酵速度随温度上升明显加快， 而低温下发酵速度会减慢。
3. 酵母浓度：酵母细胞和麦汁之间的接触面积对于 物质转化非常重要。接触面积随酵母细胞浓度 的增加而扩大。酵母量用细胞数个/ ml表示。酵 母细胞数在生长最旺盛阶段可达3~4×107个/ ml， 在某些工艺过程中甚至高达108个／ml。
氨基酸的同化方法
①脱氨 ②转氨
③氧化脱氨
④斯提克（Stickland）反应
AA分为氧化剂、还原剂，两类AA共存时发生分子间 的氧化还原反应，同时两个AA脱去氨基。
方法① ②同化AA约占80%，方法③约占20%， 方法④比例很小
多种氨基酸共存，同化速率较高
◆培养基中，两种氨基酸同时存在，较一种 单独氨基酸的的同化率可提高10％