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固定化酵母连续发酵的技术要求有哪些?

一般的啤酒连续发酵虽然发酵速度快、周期短,但也有一定的局限性。它要求啤酒酵母必须满足絮凝性能好、沉淀能力强等特点。同时,后续操作比较烦琐。菌体在发酵液连续流动过程中分布不均匀,难以保证料液先进先出,不利于发酵时间的准确控制。若在连续发酵中采用固定化酵母,不仅可避免上述问题,而且能大大提高生产能力。可将啤酒生产的主发酵与后成熟期从原来的3~4周减至3~4天,这就大大缩短了啤酒酿造时间,有利于企业实现规模效益。对采用此方法酿造的啤酒与传统方法酿造的啤酒相比较,两者在感官品尝和理化指标上相差不大。它可有效地改进啤酒连续发酵的效果,酵母和发酵液容易分离,活性高,可反复多次使用。正是由于这种酿造方法所具有的优势特点,所以目前国内外对固定化酵母连续发酵生产工艺的研究方兴未艾,其应用前景极为广阔。

(1)固定化酵母连续发酵的操作要求

将分批制备及调整好成分的麦汁冷却后保存在0℃的麦汁罐中,使用前应对麦汁进行加热杀菌。将冷却后的麦汁加入到搅拌罐,并加入适量的酵母培养液,混合均匀,在10~12℃进行通风搅拌培养,使游离酵母进行有氧呼吸和迅速繁殖,促进麦汁中氨基酸大量消耗,以保证生产出的啤酒具有清爽、纯正的口感。培养一段时间后将麦汁离心分离,以去除其中的游离酵母,将分离酵母后的麦汁转入另外一个罐中,不断通入CO₂,以脱去麦汁中的空气,这样可以防止固定化酵母进行有氧繁殖,从而迫使酵母进行厌氧发酵。

经碳酸化后的麦汁由下向上流动通过固定化酵母的反应器进行主发酵,主发酵温度维持在8℃左右。,为了确保罐内温度分布均匀,可在罐外安装冷却夹套、罐内铺设冷却管。麦汁在主发酵罐内滞留2天左右,麦汁中大部分的可发酵性糖已被固定化酵母所消耗。

在厌氧状态下,将主发酵后的嫩啤酒加热至60~70℃,保持20~30min。进行这种加热处理的目的是为了将发酵液中绝大多数双乙酰的前体物质α-乙酰乳酸直接转变成无臭的-羟基丁酮,以保证成品啤酒中双乙酰的含量在阈值以下。

将嫩啤酒送入固定化酵母后发酵罐,使之再次与固定化酵母接触,发酵液中的双乙酰在0℃的低温下,通过固定化酵母的后发酵罐能在数小时内衰减到它的阈值之内。这一过程是连续的,嫩啤酒在后发酵罐内的滞留时间为1天左右,连续获得的啤酒经储存、过滤、灌装等工序就可成为成品啤酒。

(2)固定化酵母连续发酵应注意的问题

①固定化酵母所用酵母要经过认真筛选,要求菌种的发酵性能和风味良好,酵母繁殖能力和抗衰老能力强,凝聚性强。

②冷麦芽汁中的冷凝固物要彻底分离,否则会影响固定化床的使用寿命。

③固定后的酵母仍然会增殖和游离出来,发酵期间有大量新生细胞进行发酵作用,也有少量细胞游离出来进入发酵液。

④固定化载体使用一段时间后,会出现崩解现象,需定期更换。

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