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摘 要:啤酒酿造纯净化控制在啤酒生产过程中尤为重要,直接影响到啤酒质量、啤酒风味、啤酒的生物稳定性,本文着重对影响酿造过滤过程纯净化的关键因素进行分析,通过酿造过程微生物等方面的控制来提高啤酒的纯净化。
关键词:啤酒纯净化;酿造过滤;微生物;控制
1 啤酒酿造过程中的有害微生物
1.1 有害微生物种类
(1)霉菌:一般只在发酵贮酒、过滤设备表面,很少在啤酒中繁殖。
(2)野生酵母:指不为生产所利用的酵母、野生酵母和培养酵母具有相似的培养条件,但它们会给啤酒带来异香、异味、浑浊等。
(3)大肠杆菌:是指一群能分解葡萄糖,产酸、产气,兼性厌氧的革兰氏阴性无芽饱杆菌,在啤酒的低PH中不易生长。
(4)巴氏乳酸杆菌:在麦汁中呈短杆状,在啤酒中长杆状,革兰氏阳性、过氧化氢酶阴性,兼性厌氧,不运动,它们在加酒花的啤酒中仍能生长,使啤酒产生浑浊,变味变酸。
(5)醋酸菌:通常为好氧菌,有些可能是微好氧革兰氏阴性、杆状、无芽袍、耐酸耐酒精、对酒花不敏感。
(6)发酵单抱菌:革兰氏阴性杆菌,耐酒精,能产生乙醛、硫化氢等不愉快味道
(7)足球菌:革兰氏阳性、过氧化氢酶阴性、微好氧至厌氧,对酒花不敏感,有的能形成大量双乙酸。
1.2 有害微生物的危害
有害微生物对清酒质量的危害有以下几方面,首先,啤酒总酸升高。有害菌污染后会产生醋酸和乳酸,致使啤酒总酸增加,酸味不协调,甚至引起酸败。其次,啤酒黏度增加,变混影响啤酒外观。一些厌氧菌会分泌黏性物质,增加啤酒黏度,使啤酒出现生物浑浊。如有些乳酸菌属能分泌荚膜多糖使啤酒黏稠。最后,啤酒口味不协调,风味败坏,呈现异杂味,啤酒染菌后会产生多种代谢物,虽然经过巴氏杀菌能杀死污染菌,但其代谢物和细胞内容物却留在啤酒中,使得啤酒出现异杂味。
2 酿造过滤过滤过程啤酒纯净化控制措施
2.1 车间生产现场卫生管理
生产现场必须保持干燥、洁净、无霉菌污染,地而清洁无积水,每周两次用消毒剂灭菌,用刷子擦拭地面,要仔细、全面,墙壁、生产空间、设备表面定期进行灭菌,下水道保持畅通,每周一次用漂白粉乳液涂刷处理,下水道须安装水封,防止异味窜出车间顶棚、空中管路要洁净、无长霉、无长锈。
2.2 规范员工操作,提高他们的意识
定期组织操作工进行微生物知识的培训,使操作上在思想上能够认识到微生物控制在啤酒酿造中的重要性,养成良好的操作习惯和强烈的责任感,自觉地按规程进行各项操作。
2.3 发酵阶段的微生物卫生控制
用于冷麦汁充氧的压缩空气,应经过过滤,为达到无菌要求,设立高空采气装置。空气所用的管道有可能由于不当而进入麦汁、洗涤液、发酵液等液体,较易孽生野生酵母及其它杂菌,对发酵不利,空气管道最好定期进行蒸汽灭菌。若冷却麦汁在冷却、充氧、顶水等过程中,感染大肠杆菌、四联球菌、乳酸菌、细菌等菌,这些细菌微生物伴随麦汁进入发酵罐,会使麦汁变得粘稠、混浊以及析出沉淀物,从而破坏发酵液的生物稳定性能,更有甚者它们中某些代谢产物如硝酸盐能使啤酒酵母中毒、抑制酵母对麦汁的发酵作用。
发酵罐进行CIP清洗后,基本上己是无菌状态。但如取样口、半敞开式温度计探针,这样的卫生死角一般不易清洗干净。成熟酒过滤完后,套筒内残留的发酵液,是细菌微生物孽生的良好培养基和场所。虽经过CIP系统的碱、酸、甲醛、热水等的清洗、熏杀,也只能杀死其中的一小部分细菌微生物,且这些细菌微生物经过抵抗变异,存活能力极强,能给进入其中的发酵液带来污染。最近通过拆洗取样微生物检验,发现有如野生酵母、乳酸杆菌、四联球菌、果胶杆菌等危害性极大的细菌,是造成啤酒异常发酵的因素。由于使用这种温度计探针装置的发酵罐、清酒罐、贮酒罐,无法经常拆洗,应尽快采用封闭式温度计探针装置,以杜绝罐内卫生死角。
2.4 酵母菌种扩培阶段的微生物卫生控制
啤酒酵母菌种扩培一般分为菌种室纯培养阶段和汉生罐后的生产扩培阶段,各阶段应保持一个无菌的培养场所,做好培养基和培养罐等用具的灭菌工作,做好扩培数据记录。如细胞数、细胞死亡率、发芽率、镜检等。由于我厂工作人员的责任心强,至今都没有发生菌种污染杂菌问题。
2.5 成熟酒入清酒罐阶段的微生物卫生控制
现各厂家的过滤系统自动化程度较高,过滤机、过滤纸板、管道及介质等都比较容易清洗,系统封闭性较高,不易染菌,至于回收的成熟啤酒酵母一般比较弱小,酵母细胞死亡率高,不利于再回收使用,应弃置不用。
2.6 设备管理
第一,工艺管路、阀门等设备无跑冒滴漏现象。各设备取样阀、垫圈、视镜、硅胶添加泵活接、预涂泵活接、罐CIP洗罐器和洗球要有拆检计划记录,保证洁净、密封良好。缓冲罐、酒头酒尾罐、清酒罐有开罐检查计划,保证罐内壁和罐底光洁无死角。转接板接口、管路密封圈无破损、无毛刺、内部洁净。每天更换滤酒管路上的阀门阀盖上的酒精棉。第二,CIP系统出口、回路和刷洗液添加罐出口安装过滤器,CIP系统过滤器每月检查和拆洗一次,在CIP回路上安装在线电导率仪。CIP管路无死角,避免CIP刷洗管路接头有焊缝,防止焊缝处破损泄露刷洗液。同时,刷洗结束后,CIP管路内不得残存液体。第三,用气管路刷洗控制。CO2回收管路、除沫器、洗涤塔刷洗、每季度使用热碱刷洗一次,根据微生物和品评状况可以增加刷洗频次,注意刷洗后用CO2吹干管路,可间歇式吹干,提高吹干效果。另外,在气体使用末端安装气体滤芯,滤芯每1-2周进行一次蒸汽杀菌,每年更换一次。第四,用水管路刷洗控制。工艺用水管路利用淡季每年至少进行一次热碱刷洗,反渗透系统要定期清洗,反渗透水罐要视其微生物状况至少每周清洗一次。
2.7 注意对啤酒生产中铁离子的控制
除了对微生物控制外,为避免啤酒中铁离了含量过高,应采取以下控制措施控制铁离子:
首先,对酒良造用水,最好控制铁离子含量不超过 0.3mg/L,其最高极限值不应超过0.5mg/L。通常情况下,对含铁离子较高的酿造用水,需通过强烈通风而使铁离子氧化,然后以卵石和砂过滤将絮凝的氧化物除去。其次,对含铁元素的添加剂,最好不要使用,即便使用的话,也要注意其铁的含量与使用量。最后,啤酒生产过程中最好选用不锈钢容器、管路;如果使用碳钢设备,则应做好相应的防护工作,防止铁离子溶人啤酒中去二特别是诸如发酵罐、清酒罐等与酒液直接接触的容器,均需在其内壁涂一层啤酒专用隔离涂料,并要定期检查涂层是否脱落,一旦脱落,要及时修补。最后,对于高浓稀释的啤酒,要定期检测稀释用水中铁离子的浓度,防止铁离子由稀释水中混入。啤酒灌装时采用优质瓶盖、易拉罐等灌裝容器。
2.8 啤酒酿造过程中锌离子含量的控制
Zn2+在啤酒酿造中的作用在众多的无机离子中仅次于Ca2+,Mg2+,它对啤酒发酵时酵母的生长发育起着举足轻重的作用,适量的 Zn2+对酶的活性、酵母的生长发育、发酵速度、双乙酰的还原、降糖情况起着重要的作用。第一,糖化过程的控制。在制备麦汁时,适当调整糖化工艺,设法提高锌离子的含量,使锌离子含量在麦汁中满足酵母生长发育所需。第二,发酵过程的控制。改进糖化工艺的方法,虽然能提高Zn2+在麦汁中的含量,但糖化参数的改变会对麦汁或啤酒质量有或多或少的负面影响,而且对Zn2+在麦汁中含量也很难控制。
关键词:啤酒纯净化;酿造过滤;微生物;控制
1 啤酒酿造过程中的有害微生物
1.1 有害微生物种类
(1)霉菌:一般只在发酵贮酒、过滤设备表面,很少在啤酒中繁殖。
(2)野生酵母:指不为生产所利用的酵母、野生酵母和培养酵母具有相似的培养条件,但它们会给啤酒带来异香、异味、浑浊等。
(3)大肠杆菌:是指一群能分解葡萄糖,产酸、产气,兼性厌氧的革兰氏阴性无芽饱杆菌,在啤酒的低PH中不易生长。
(4)巴氏乳酸杆菌:在麦汁中呈短杆状,在啤酒中长杆状,革兰氏阳性、过氧化氢酶阴性,兼性厌氧,不运动,它们在加酒花的啤酒中仍能生长,使啤酒产生浑浊,变味变酸。
(5)醋酸菌:通常为好氧菌,有些可能是微好氧革兰氏阴性、杆状、无芽袍、耐酸耐酒精、对酒花不敏感。
(6)发酵单抱菌:革兰氏阴性杆菌,耐酒精,能产生乙醛、硫化氢等不愉快味道
(7)足球菌:革兰氏阳性、过氧化氢酶阴性、微好氧至厌氧,对酒花不敏感,有的能形成大量双乙酸。
1.2 有害微生物的危害
有害微生物对清酒质量的危害有以下几方面,首先,啤酒总酸升高。有害菌污染后会产生醋酸和乳酸,致使啤酒总酸增加,酸味不协调,甚至引起酸败。其次,啤酒黏度增加,变混影响啤酒外观。一些厌氧菌会分泌黏性物质,增加啤酒黏度,使啤酒出现生物浑浊。如有些乳酸菌属能分泌荚膜多糖使啤酒黏稠。最后,啤酒口味不协调,风味败坏,呈现异杂味,啤酒染菌后会产生多种代谢物,虽然经过巴氏杀菌能杀死污染菌,但其代谢物和细胞内容物却留在啤酒中,使得啤酒出现异杂味。
2 酿造过滤过滤过程啤酒纯净化控制措施
2.1 车间生产现场卫生管理
生产现场必须保持干燥、洁净、无霉菌污染,地而清洁无积水,每周两次用消毒剂灭菌,用刷子擦拭地面,要仔细、全面,墙壁、生产空间、设备表面定期进行灭菌,下水道保持畅通,每周一次用漂白粉乳液涂刷处理,下水道须安装水封,防止异味窜出车间顶棚、空中管路要洁净、无长霉、无长锈。
2.2 规范员工操作,提高他们的意识
定期组织操作工进行微生物知识的培训,使操作上在思想上能够认识到微生物控制在啤酒酿造中的重要性,养成良好的操作习惯和强烈的责任感,自觉地按规程进行各项操作。
2.3 发酵阶段的微生物卫生控制
用于冷麦汁充氧的压缩空气,应经过过滤,为达到无菌要求,设立高空采气装置。空气所用的管道有可能由于不当而进入麦汁、洗涤液、发酵液等液体,较易孽生野生酵母及其它杂菌,对发酵不利,空气管道最好定期进行蒸汽灭菌。若冷却麦汁在冷却、充氧、顶水等过程中,感染大肠杆菌、四联球菌、乳酸菌、细菌等菌,这些细菌微生物伴随麦汁进入发酵罐,会使麦汁变得粘稠、混浊以及析出沉淀物,从而破坏发酵液的生物稳定性能,更有甚者它们中某些代谢产物如硝酸盐能使啤酒酵母中毒、抑制酵母对麦汁的发酵作用。
发酵罐进行CIP清洗后,基本上己是无菌状态。但如取样口、半敞开式温度计探针,这样的卫生死角一般不易清洗干净。成熟酒过滤完后,套筒内残留的发酵液,是细菌微生物孽生的良好培养基和场所。虽经过CIP系统的碱、酸、甲醛、热水等的清洗、熏杀,也只能杀死其中的一小部分细菌微生物,且这些细菌微生物经过抵抗变异,存活能力极强,能给进入其中的发酵液带来污染。最近通过拆洗取样微生物检验,发现有如野生酵母、乳酸杆菌、四联球菌、果胶杆菌等危害性极大的细菌,是造成啤酒异常发酵的因素。由于使用这种温度计探针装置的发酵罐、清酒罐、贮酒罐,无法经常拆洗,应尽快采用封闭式温度计探针装置,以杜绝罐内卫生死角。
2.4 酵母菌种扩培阶段的微生物卫生控制
啤酒酵母菌种扩培一般分为菌种室纯培养阶段和汉生罐后的生产扩培阶段,各阶段应保持一个无菌的培养场所,做好培养基和培养罐等用具的灭菌工作,做好扩培数据记录。如细胞数、细胞死亡率、发芽率、镜检等。由于我厂工作人员的责任心强,至今都没有发生菌种污染杂菌问题。
2.5 成熟酒入清酒罐阶段的微生物卫生控制
现各厂家的过滤系统自动化程度较高,过滤机、过滤纸板、管道及介质等都比较容易清洗,系统封闭性较高,不易染菌,至于回收的成熟啤酒酵母一般比较弱小,酵母细胞死亡率高,不利于再回收使用,应弃置不用。
2.6 设备管理
第一,工艺管路、阀门等设备无跑冒滴漏现象。各设备取样阀、垫圈、视镜、硅胶添加泵活接、预涂泵活接、罐CIP洗罐器和洗球要有拆检计划记录,保证洁净、密封良好。缓冲罐、酒头酒尾罐、清酒罐有开罐检查计划,保证罐内壁和罐底光洁无死角。转接板接口、管路密封圈无破损、无毛刺、内部洁净。每天更换滤酒管路上的阀门阀盖上的酒精棉。第二,CIP系统出口、回路和刷洗液添加罐出口安装过滤器,CIP系统过滤器每月检查和拆洗一次,在CIP回路上安装在线电导率仪。CIP管路无死角,避免CIP刷洗管路接头有焊缝,防止焊缝处破损泄露刷洗液。同时,刷洗结束后,CIP管路内不得残存液体。第三,用气管路刷洗控制。CO2回收管路、除沫器、洗涤塔刷洗、每季度使用热碱刷洗一次,根据微生物和品评状况可以增加刷洗频次,注意刷洗后用CO2吹干管路,可间歇式吹干,提高吹干效果。另外,在气体使用末端安装气体滤芯,滤芯每1-2周进行一次蒸汽杀菌,每年更换一次。第四,用水管路刷洗控制。工艺用水管路利用淡季每年至少进行一次热碱刷洗,反渗透系统要定期清洗,反渗透水罐要视其微生物状况至少每周清洗一次。
2.7 注意对啤酒生产中铁离子的控制
除了对微生物控制外,为避免啤酒中铁离了含量过高,应采取以下控制措施控制铁离子:
首先,对酒良造用水,最好控制铁离子含量不超过 0.3mg/L,其最高极限值不应超过0.5mg/L。通常情况下,对含铁离子较高的酿造用水,需通过强烈通风而使铁离子氧化,然后以卵石和砂过滤将絮凝的氧化物除去。其次,对含铁元素的添加剂,最好不要使用,即便使用的话,也要注意其铁的含量与使用量。最后,啤酒生产过程中最好选用不锈钢容器、管路;如果使用碳钢设备,则应做好相应的防护工作,防止铁离子溶人啤酒中去二特别是诸如发酵罐、清酒罐等与酒液直接接触的容器,均需在其内壁涂一层啤酒专用隔离涂料,并要定期检查涂层是否脱落,一旦脱落,要及时修补。最后,对于高浓稀释的啤酒,要定期检测稀释用水中铁离子的浓度,防止铁离子由稀释水中混入。啤酒灌装时采用优质瓶盖、易拉罐等灌裝容器。
2.8 啤酒酿造过程中锌离子含量的控制
Zn2+在啤酒酿造中的作用在众多的无机离子中仅次于Ca2+,Mg2+,它对啤酒发酵时酵母的生长发育起着举足轻重的作用,适量的 Zn2+对酶的活性、酵母的生长发育、发酵速度、双乙酰的还原、降糖情况起着重要的作用。第一,糖化过程的控制。在制备麦汁时,适当调整糖化工艺,设法提高锌离子的含量,使锌离子含量在麦汁中满足酵母生长发育所需。第二,发酵过程的控制。改进糖化工艺的方法,虽然能提高Zn2+在麦汁中的含量,但糖化参数的改变会对麦汁或啤酒质量有或多或少的负面影响,而且对Zn2+在麦汁中含量也很难控制。