第九章 发酵产品举例

普通啤酒生产工艺
一．啤酒发酵优良酵母的评估及选育
1、啤酒酵母优良性状的评估。 啤酒酵母应具有以下优良性状： ①生长繁殖力强，发酵活力高； ②代谢产物能够赋予啤酒良好的风味； ③聚凝性强,沉降速度快,发酵结束易与发酵液分离, 便于菌体回收。
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一．啤酒发酵优良酵母的评估及选育
2、优良菌种的选育。 ①菌种筛选。 ②诱变育种。 ③杂交育种。例如，通过杂交育种有可能获得凝聚性强的 新菌种、风味良好的新菌种和发酵度比较高的新菌种。 ④细胞融合育种。例如，凝聚性强但发酵度低的菌株和发 酵度高但凝聚性弱的菌株通过细胞融合有可能产生凝聚性 强和发酵度高的新型细胞。
酒花，又称忽布（hop），《本草纲目》上称为蛇麻花，是 一种多年生草本蔓性植物，雌雄异株。啤酒里使用的是长在 雌株上的球花。球花被花苞（苞叶和前叶）重叠包着，花长 成后，根部会生出有粘性像花粉一样的金黄色小颗粒，这种 小颗粒就叫Luplin颗粒。Luplin颗粒里含有苦味物质（啤酒 花浸膏）和芳香物质（蛇麻酮类混合物），它们和花苞中的 “啤酒花单宁酸”一样，是啤酒酿造中不可缺少的有效成分。 古人取为药材。


小麦啤酒（wheat beer）：以小麦芽 (占麦芽的 40%以上)、水 为主要原料酿制,具有小麦麦芽经酿 造所产生的特殊香气的啤酒。除特征性外，其他要 求符合相应类型啤酒的规定 浑浊啤酒（turbid beer）：在成品中含有一定量的 酵母菌或显示特殊风味的胶体物质，浊度大于2.0 EBC 的啤酒。除特征性外，其他要求符合相应类型 啤酒的规定。
在啤酒酿造中，酒花具有不可替代的作用：
1079年，德国人首先在酿制啤酒时添加了酒花，从而使啤 酒具有了清爽的苦味和芬芳的香味。从此后，酒花被誉为 “啤酒的灵魂”，成为啤酒酿造不可缺少的原料之一。 1、使啤酒具有清爽的芳香气、苦味和防腐力。酒花的芳香 与麦芽的清香赋予啤酒含蓄的风味。啤酒、咖啡和茶都以香 与苦取胜，这也是这几种饮料的魅力所在。由于酒花具有天 然的防腐力，故啤酒无需添加有毒的防腐剂。 2、形成啤酒优良的泡沫。啤酒泡沫是酒花中的异律草酮和 来自麦芽的起泡蛋白的复合体。优良的酒花和麦芽，能酿造 出洁白、细腻、丰富且挂杯持久的啤酒泡沫来。 3、有利于麦汁的澄清。在麦汁煮沸过程中，由于酒花添加， 可将麦汁中的蛋白络合析出，从而起到澄清麦汁的作用，酿 造出清纯的啤酒来。
明发现青霉素

二战期间，大规模

World War II, fermented
in large-scale
1. 概
抗生素
述
Introduction Antibiotics
Any organic substances produced by various organisms that have the power of arresting the growth of other
是生物在其生产活动过
程中所产生，并能
1. 2. 3. 4. 5. 6.
概述
1.
2. 3. 4. 5. 6.
Introduction
Research in Lab
生产前期研究
生产菌改良 生产工艺过程 发酵条件的控制 提取和精制
Strain improvement
Production processing Fermentation control Isolation & purification
三．啤酒酿造工艺
1、工艺流程。
原料大麦→清选→分级→浸渍→发芽→干燥→麦芽及辅料
粉碎→糖化→过滤→麦汁煮沸→麦汁沉淀→麦汁冷却→接 种→酵母繁殖→主发酵→后发酵→过滤→包装→杀菌→贴
标→成品。
大麦里有一种叫“六条大麦”的品种，麦穗上子粒排成 6列。用作啤酒原料的主要是“二条大麦”，俗称“啤 酒麦”。这是把六条大麦通过培育，让其中的 4列子粒 退化，只长成相对的两列的品种，麦穗呈扁平状。一般 地说二条大麦粒大、淀粉质多、蛋白质少、麦皮薄、发 芽力旺盛。
第九章 发酵产品举例
§1 啤酒生产

我国啤酒的正规化生产，起源于十九世纪末。五六十年 代，随着国家的经济的复苏和人民生活的改善，政府斥 资兴建了一批啤酒厂，使我国的啤酒生产业初具规模。 至八十年代，我国经济快速增长，啤酒产业也得了空前 的发展，并迅速成为了一个啤酒大国。
早期的啤酒生产，设备落后，且监控过程大多采用人工 方式，再加上啤酒生产的长时性特点，使人工任务量过 大，很容易出现质量问题。后期虽然开始启用一些控制 设备，但多数存在控制过程简单，可视性差，生产过程 数据不能进行有效地保存分析，控制精度和灵活性也欠 佳。随着近些年来计算机的迅速普及，监控组态软件技 术的日益成熟，人们开始运用组态软件进行啤酒生产过 程自动化控制，避免了人为操作的失误，具有足够的灵 活性，控制过程精度也有了很大的进步。
扩培实例步骤

①用20L卡氏罐两个,保证干净无菌状态下,内有实验室的 扩培液,接种到500L种子罐，这一步接种倍数大约在10～15 倍 ②在种子罐中在15~18℃培养两天,以扩大培养倍数在6～8 倍，接种到3KL增殖罐中，在15～16℃培养两天 ③扩大倍数在5～6倍，接种到15KL增殖罐中，在11～13℃ 培养两天 ③扩大倍数在4～5倍，接种到75KL增殖罐中，在10～12℃ 培养两天，加强充氧，进一步扩大到75KL增殖罐中，可供 180KL发酵罐接种使用，或在更进一步扩大到150KL增殖罐 中供发酵使用


果蔬类啤酒 （fruit and vegetable beer） 果蔬汁型啤酒（beer with fruit and vegetable flavor）：添加一定量的果蔬汁，具有其特征性理 化指标和风味，并保持啤酒基本口味。除特征性外， 其他要求符合相应类型啤酒的规定。 果蔬味型啤酒（taste of fruit and vegetable beer）：在保持啤酒基本口味的基础上，添加少量 食用香精，具有相应的果蔬风味。除特征性外，其 他要求符合相应类型啤酒的规定。
• 啤酒酿造是以大麦、水为主要原料，以大米或其它未发芽 的谷物、酒花为辅助原料；大麦经过发芽产生多种水解酶 类制成麦芽；借助麦芽本身多种水解酶类将淀粉和蛋白质
等大分子物质分解为可溶性糖类、糊精以及氨基酸、肽、
胨等低分子物质制成麦芽汁； • 麦芽汁通过酵母菌的发酵作用生成酒精和CO2以及多种营
养和风味物质；最后经过过滤、包装、杀菌等工艺制成
需要B族维生素和P、S、Ca、Mg、K、Fe等无机元素。
兼性厌氧，有氧条件下，将可发酵性糖类通过有氧呼吸作 用彻底氧化为CO2和H2O，释放大量能量供细胞生长；无氧 条件下，使可发性糖类通过发酵作用（EMP途径）生成酒 精和CO2，释放较少能量供细胞生长。 最适生长温度25℃，发酵最适温度10-25℃。最适发酵pH 为4.5-6.5。真正发酵度达60%-65%。
• 附：啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae） 啤酒酵母属于典型的上面酵母，又称爱丁堡酵母。广泛应用于啤 酒、白酒酿造和面包制作。
（一）啤酒酵母的形态特征 细胞呈圆形或短卵圆形，大小为 3～7×5～10μ m，通常聚集在一 起，不运动。单倍体细胞或双倍 体细胞都能以多边出芽方式进行 无性繁殖，能形成有规则的假菌 丝（芽簇），但无真菌丝。有性 繁殖为2个单倍体细胞同宗或异宗 接合或双倍体细胞直接进行减数 分裂形成1～4个子囊孢子。细胞 形态往往受培养条件的影响，但 恢复原有的培养条件，细胞形态 即可恢复原状。
（二）啤酒酵母的培养特征
麦芽汁固体培养，菌落呈乳白色，不透明，有光泽，表 面光滑湿润，边缘略呈锯齿状；随培养时间延长，菌落 颜色变暗，失去光泽。麦芽汁液体培养，表面产生泡沫， 液体变混，培养后期菌体悬浮在液面上形成酵母泡盖。 因此而称上面酵母。
（三）啤酒酵母的生理生化特性
化能异养型，能发酵葡萄糖、果糖、半乳糖、蔗糖、麦芽 糖和麦芽三糖以及1/3的棉子糖，不发酵蜜二糖、乳糖和 甘油醛，也不发酵淀粉、纤维素等多糖。不分解蛋白质， 可同化氨基酸和氨态氮，不同化硝酸盐。


特种啤酒 (special beer)：由于原辅材料、工艺的 改变,使之具有特殊风格的啤酒。 干啤酒 dry beer：真正(实际)发酵度不低于72%,口 味干爽的啤酒。除特征性外，其他要求符合相应类 型啤酒的规定。 冰啤酒 （ice beer）： 经冰晶化工艺处理,浊度小 于等于0.8EBC的啤酒。除特征性外，其他要求符 合相应类型啤酒的规定。
促进CO2在酒液中饱和；同时利用酵母内酶还原双乙酰； ④ 后处理。后发酵结束，酒液经过过滤、装瓶、热
杀菌（60℃ 30min）处理，称为熟啤酒，而不经过热杀菌
的啤酒称为鲜啤酒。
§2 抗 生 素 发 酵 生 产 技 术
抗生素发酵生产技术 Antibiotics Fermentation Production



2、技术要点。 ① 接种与酵母增殖。冷却麦芽汁入酵母繁 殖槽，接种6代以内回收的酵母泥5‰（或 扩大培养的种子液），控制品温6～8℃， 好氧培养12～24h，待起发后入发酵池（罐） 进行主发酵。
② 主发酵。主发酵也称前发酵，可分为四个时期：
起泡期：入发酵池（罐）后4～5h，酵母菌产生的CO2使麦芽汁饱 和，在麦芽汁表面出现白色、乳脂状气泡，称为起泡期。此时不需人 工降温，保持2～3d。 高泡期：随着发酵的进行，酵母菌厌氧代谢旺盛，使泡沫层加厚， 温度升高，发酵进入高泡期。此时需开动冰水人工降温，最高发酵温 度不超过9℃，保持2～3d。
二．啤酒酵母的扩大培养
1、工艺流程。 斜面原种→活化（25℃ 1～2d）→2个100mL富士瓶(25℃ 1～ 2d)→2个1000mL巴士瓶(25℃1～2d)→2个10L卡氏罐(25℃1～2d) →200L汉森式种母罐(15℃ 1～2d)→2t扩大罐(10℃ 1～2d)→10t繁殖 槽→(8℃ 1～2d)→主发酵。 2、技术要点。 ① 温度控制。培养初期，采用酵母菌最适生长温度25℃培养， 之后每扩大培养1次，温度均有所降低，使酵母菌逐步适应低温发酵 的要求。 ② 接种时间。每次扩大培养均采用对数生长期后期的种子液接 种，一般泡沫达到最高将要回落时为对数生长期。 ③ 注意及时通风供氧。从斜面原种至卡氏罐为实验室扩大培养 阶段，应注意每天定时摇动容器，达到供氧目的；从汉森罐至酵母 繁殖槽为生产现场扩大培养阶段，应定时通入无菌压缩空气供氧。