啤果汁廠通常忽略了酵母的管理,但是酵母質量對啤果汁質量有重大影響。啤果汁廠怎樣才能使酵母應激?
利用酵母管理實現最佳發酵
在導師Martin Krottenthaler教授博士的指導下,德國Weihenstephan-Triesdorf應用科技大學的Andreas Schabert在畢業論文中指出,在實踐中酵母管理往往得不到必要的重視。為此,他總結了現代酵母管理中的關鍵因素[10]。
圖片來源:站酷海洛
酵母活性與活力
隻要酵母存活,其代謝過程就可以持續,該過程取決于酵母是否經過充分醒發,以及酵母細胞對應激的抵抗力。
除了酵母活性以外,酵母活力(即活細胞的比例)也起着重要作用。如果比例太低,則會降低醒發性,啤果汁的風味也會改變[1-3]。
酵母管理
與水、麥芽和啤果汁花等其他原材料一樣,選擇合适的酵母菌株非常重要。發酵的副産品賦予啤果汁其獨特的香氣和味道。酵母管理就是要在盡可能最佳的生理條件下,以足夠的數量和最短的時間提供高活性的酵母。起步就是利用酵母庫培養純酵母[1,3]。
糖的濃度、麥芽汁中基本營養的供應,氧氣濃度和溫度的控制都會影響酵母的繁殖[4]。在啤果汁廠裡,酵母繁殖通常是通過開放繁殖或封閉繁殖進行。在開放繁殖的情況下,不需要特殊設備,酵母懸浮液繁殖達到所需量為止。
酵母繁殖與同化
封閉條件最常見的方法是繁殖,但酵母增強同化的方法現在越來越流行。繁殖方法在微生物學安全性和自動化方面具有優勢,因為酵母懸浮液可以用無菌空氣同期,并保存在繁殖器中直至達到高克勞森階段。然而,該方法設備昂貴,且要求清潔徹底[5]。
同化的優勢在于,由于麥芽汁持續通氣,酵母菌一直處于繁殖階段,生命力保持很高的狀态。與繁殖相比,好處是自動化生産的複雜性較低[2,5]。
麥芽汁、酵母和發酵劑
發酵技術是指将酵母與發酵麥芽汁混合并通氣。麥芽汁通氣量必須考慮選定的酵母繁殖、酵母添加量和麥芽汁組成的比例,其目的是使氧氣的最大充氣量達到8-10 mg/l。通氣太少會導緻初級發酵變慢,啤果汁質量降低。
當使用加注技術時,如果釀造間隔太長,應确保不是每次釀造都充氣。因為這會導緻酵母呼吸和發酵代謝不斷變化,最終讓發酵副産物延遲和不受控制 [2,1,6]。釀造者通常在第一次釀造時從15-30百萬酵母細胞/毫升開始。然後,在整個加注周期中,酵母細胞可以獲取相同的養分和氧氣供應。由于每個細胞的營養供應較低,過量添加酵母會降低繁殖[2,1,3,7]。
就加注和發酵溫度來說,最重要的是确保發酵酵母和麥芽汁之間的溫差不要太高。盡管較高的發酵溫度會增加酵母的繁殖和發酵強度,但也會導緻乙醇增加,苦味物質的損失增加,泡沫保留降低,從而帶來酵母自溶的風險[8]。儲罐高度和生成的液柱會引起一定的CO2局部壓力。壓力和代謝産物的形成受發酵底物中CO2含量的影響[2]。由于酵母對溫度變化非常敏感,應确保一天中的冷卻不超過1開爾文。
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收獲酵母的處理
采用底部發酵方法時,酵母沉澱在罐的底部,可以很容易地收獲。酵母收獲的正确時機非常重要,因為初次發酵後酵母無法獲得更多的營養,而且酵母會暴露于高水平的CO2和乙醇中,這會帶來額外的應激。
收獲酵母時,應注意使用适當的泵,以避免産生強烈的剪切力。如果不需要立即使用酵母進行發酵,則必須将其冷卻至0-3°C,且絕不能充氣。因為充氣會重新激活新陳代謝:酵母将破壞自身的儲備并被削弱。建議使用外部冷卻器或攪拌器進行冷卻;由于缺乏對流,僅對水箱進行夾套冷卻速度太慢。
可以使用篩網尺寸為0.4-0.5 mm的不鏽鋼振動篩将酵母中的雜質基本過濾掉。這樣做的另一個好處是可以讓酵母釋放應激,同時去除了一部分二氧化碳,較高濃度的二氧化碳會産生細胞毒素作用。此外,過濾可增強酵母的通氣[9,3,6]。
現代系統可以在加注前使酵母活化,從而确保均質化和最大通氣度,促進有氧代謝。另外,可以使用一定量的麥芽汁将酵母菌升至合适的發酵溫度[9]。
熟化與存儲
要确保充分的二次發酵,必須有足夠的可發酵酵母。這個階段酵母的任務是發酵殘留提取物,使啤果汁二氧化碳飽和,将二乙酰基含量降低到低于味覺阈值,并使啤果汁澄清。
為了防止發酵停止和風味穩定性降低,不應使酵母産生應激,每個啤果汁廠都必須根據自己的操作要求調整酵母的管理方式。這樣做的時間和成本将在啤果汁質量提高中獲得回報。
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