发酵食品生产技术.ppt
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1、项目五项目五 啤酒生产技术啤酒生产技术 啤酒发酵技术啤酒发酵技术l将啤酒酵母接种于最终麦汁内,啤酒即开始发酵过程。l前发酵(主发酵)得到未成熟的嫩啤酒l后发酵(贮酒)低温贮藏陈酿,后熟一、啤酒酵母及其培养啤酒酵母及其培养1 1、啤酒酵母的繁殖方式、啤酒酵母的繁殖方式(1 1)无性繁殖)无性繁殖啤酒酵母主要以发芽方式进行繁殖啤酒酵母主要以发芽方式进行繁殖。形成芽胞形成芽胞细胞核分裂细胞核分裂芽胞长大芽胞长大脱落脱落在正常的营养状态下,都以无性繁殖方法进行繁在正常的营养状态下,都以无性繁殖方法进行繁殖。殖。2 2、啤酒酵母的分类、啤酒酵母的分类按来源按来源1 1、培养酵母、培养酵母 培养酵母是在野
2、生酵母经过长时间的驯养,反复使培养酵母是在野生酵母经过长时间的驯养,反复使用和验证,具有正常的生理状态和特性的酵母。用和验证,具有正常的生理状态和特性的酵母。工艺最低发酵温度:工艺最低发酵温度:9 91111;最高;最高35353737。2 2、野生酵母、野生酵母 野生酵母广泛存在于自然界和啤酒厂中,它不为野生酵母广泛存在于自然界和啤酒厂中,它不为生产所控制利用。是与培养酵母的形态和特性不同生产所控制利用。是与培养酵母的形态和特性不同的酵母。野生酵母的存在会导致啤酒产生不良气味的酵母。野生酵母的存在会导致啤酒产生不良气味和啤酒的混浊。和啤酒的混浊。根据酵母在发酵中的物理性质根据酵母在发酵中的物
3、理性质上面酵母:又称为表面酵母或顶面酵母,因为上面上面酵母:又称为表面酵母或顶面酵母,因为上面酵母出芽后,新细胞并不很快分开,而是互相连酵母出芽后,新细胞并不很快分开,而是互相连着,形成芽簇,发酵产生的着,形成芽簇,发酵产生的CO2气泡也被酵母所气泡也被酵母所包围;另外,由于上面酵母具有与包围;另外,由于上面酵母具有与CO2相反电荷,相反电荷,相互吸引结团,这些相互吸引结团,这些簇团比重较发酵液轻,浮在簇团比重较发酵液轻,浮在表面。表面。下面酵母:酵母细胞发芽后很少互相连接,酵母和下面酵母:酵母细胞发芽后很少互相连接,酵母和CO2气泡均带负电荷,故发酵中产生的大量气泡均带负电荷,故发酵中产生的
4、大量CO2气气泡很快脱离细胞而上升,下面的酵母则是始终漂泡很快脱离细胞而上升,下面的酵母则是始终漂浮在发酵液中,发酵终了时,浮在发酵液中,发酵终了时,下面酵母由于由于下面酵母由于由于自身凝结,而使细胞互相凝结成块,其密度大于自身凝结,而使细胞互相凝结成块,其密度大于发酵液的密度而沉于发酵容器的底部。发酵液的密度而沉于发酵容器的底部。l上面啤酒酵母:啤酒酵母、,1843年汉森从英国爱丁堡啤酒厂中分离。著名的品种有:英国爱丁堡、中国2241号l下面啤酒酵母:卡尔酵母,汉森从丹麦嘉士伯啤酒厂中分离,著名的品种有:丹麦嘉士伯、捷克皮尔森、荷兰酵母、青岛酵母、首啤酵母、德国多特蒙德酵母、德国褔路贝尔酵母
5、l根据发酵期间酵母的状况:l(1)凝集酵母:容易凝集沉淀或凝集后浮于液面的酵母,前者为下面酵母,后者为上面酵母。l发酵初期酵母是分散的,当达到某发酵度,酵母在发酵液发酵初期酵母是分散的,当达到某发酵度,酵母在发酵液中细胞密度突然降低,器底逐渐沉结酵母凝块,发酵结束中细胞密度突然降低,器底逐渐沉结酵母凝块,发酵结束时,发酵液中细胞密度很低时,发酵液中细胞密度很低0.31100.31106 6个个/mL/mL,即使强烈,即使强烈振动打散凝块,静置短时间也立即形成凝块。振动打散凝块,静置短时间也立即形成凝块。l(2)粉状酵母:不容易凝集沉淀而长时间悬浮于发酵液中的酵母称为粉状酵母或絮状酵母。(3 3
6、)絮凝性酵母絮凝性酵母介于粉末型酵母和凝聚性酵母之间,发酵减介于粉末型酵母和凝聚性酵母之间,发酵减弱后,酵母开始形成并不紧密的絮状沉淀,发弱后,酵母开始形成并不紧密的絮状沉淀,发酵结束时,器底形成较多沉淀,经振荡,酵母酵结束时,器底形成较多沉淀,经振荡,酵母较快分散,静置一段时间,又能重新沉降。较快分散,静置一段时间,又能重新沉降。发酵度发酵度表示麦芽汁接种酵母后浸出物被发表示麦芽汁接种酵母后浸出物被发酵的程度。(用酵的程度。(用F表示)表示)粉末型酵母和凝聚性酵母粉末型酵母和凝聚性酵母区别区别:酵母分类见书p111-112区别内容区别内容凝聚酵母凝聚酵母粉末酵母粉末酵母发酵时的发酵时的情况情
7、况易凝聚易凝聚不易凝聚不易凝聚发酵终了发酵终了凝聚快,沉淀致密凝聚快,沉淀致密或于液面形成致密或于液面形成致密的厚层的厚层长时间悬浮发长时间悬浮发酵液中,很难酵液中,很难沉淀沉淀发酵液澄发酵液澄清情况清情况较快较快不易不易发酵度发酵度较低较低较高较高3、优良酵母的评估、优良酵母的评估 (1 1)形态学上的要求)形态学上的要求(A A)细胞的形态:圆形、卵圆形、椭圆形)细胞的形态:圆形、卵圆形、椭圆形短轴:长轴短轴:长轴=1=1:1.01.01.51.5,优良菌株在,优良菌株在1 1:1.11.11.31.3之间。之间。(B B)细胞大小:)细胞大小:(3 37 7)(5 51010)mm大型细
8、胞大型细胞 (6.86.88.08.0)(8.08.09.09.0)mm中小型细胞中小型细胞(3.6(3.66.5)6.5)(6.0(6.08.0)m8.0)ml(C)菌落特征:l乳白色、不透明,有光泽、表面光滑、湿润,边缘整齐,但随着培养时间的延长,菌落光泽逐渐变暗。(2 2)生理学要求)生理学要求繁殖速度繁殖速度 1515繁殖的滞缓期应繁殖的滞缓期应 2h.2h.1515平均世代时间应平均世代时间应 8h.8h.1515和和1010繁殖时间,两者平均世代时间相繁殖时间,两者平均世代时间相差愈小,反映菌株对温度适应性大,有利于控差愈小,反映菌株对温度适应性大,有利于控制。制。(3 3)发酵力
9、的要求)发酵力的要求(A A)酵母麦汁极限发酵度)酵母麦汁极限发酵度在最有利的发在最有利的发酵温度酵温度2527 2527。C C时,酵母对麦汁中可发酵性糖时,酵母对麦汁中可发酵性糖类的最大可能发酵程度。类的最大可能发酵程度。实际上主要反映酵母对麦汁中麦芽三糖的发实际上主要反映酵母对麦汁中麦芽三糖的发酵能力和发酵极限。酵能力和发酵极限。(B B)起酵速度)起酵速度起酵时间起酵时间麦汁接种酵母发酵后,酵母适麦汁接种酵母发酵后,酵母适应新环境,有一个明显的滞缓期,以后细胞数应新环境,有一个明显的滞缓期,以后细胞数增殖至(增殖至(20252025)10 106 6个个/ml/ml,发酵液表面有白,发
10、酵液表面有白泡沫出现,从接种至起白沫总称为起酵时间。泡沫出现,从接种至起白沫总称为起酵时间。(C C)发酵速度)发酵速度快速发酵菌株,不但缩短发酵周期,而且发酵快速发酵菌株,不但缩短发酵周期,而且发酵快,快,PHPH降低快,有利于获得淡爽风格的啤酒,降低快,有利于获得淡爽风格的啤酒,啤酒稳定性好。啤酒稳定性好。(D D)啤酒主发酵度)啤酒主发酵度优秀啤酒的发酵度大多在优秀啤酒的发酵度大多在6568%6568%。(E E)麦汁极限发酵度()麦汁极限发酵度(F F极极)和啤酒发酵度)和啤酒发酵度(F F啤啤)优良啤酒:优良啤酒:F F极极-F-F啤啤=F1.0%=F100mg/L100mg/L,啤
11、酒口味变差,啤酒口味变差 (C C)影响啤酒高级醇含量的主要因素:)影响啤酒高级醇含量的主要因素:酵母菌种酵母菌种接种量接种量接种量小,有利于高级醇的生成。接种量小,有利于高级醇的生成。只有提高酵母添加量至一定倍数时,高级醇的生只有提高酵母添加量至一定倍数时,高级醇的生成量才会显著降低。成量才会显著降低。酵母增殖的影响酵母增殖的影响高级醇是酵母增殖、合成细胞蛋白质的副产物,高级醇是酵母增殖、合成细胞蛋白质的副产物,增殖倍数越多,形成的高级醇就越多。增殖倍数越多,形成的高级醇就越多。控制控制增殖倍数增殖倍数34倍较好。倍较好。酵母增殖培养过程中,生长受到抑制时,高级酵母增殖培养过程中,生长受到抑
12、制时,高级醇产生量高。醇产生量高。保证酵母的正常生长。保证酵母的正常生长。麦汁浓度和麦汁成分麦汁浓度和麦汁成分适量的氨基氮可促进酵母繁殖,生成适量的高适量的氨基氮可促进酵母繁殖,生成适量的高级醇;级醇;当氨基氮含量过高,氨基酸脱羧会形成高级醇;当氨基氮含量过高,氨基酸脱羧会形成高级醇;麦芽汁中缺乏镁离子、泛酸等营养物质,高级麦芽汁中缺乏镁离子、泛酸等营养物质,高级醇生成量偏高;醇生成量偏高;麦汁浓度过高,高级醇生成量偏高;麦汁浓度过高,高级醇生成量偏高;麦汁麦汁pHpH越高,越有利于高级醇生成,一般越高,越有利于高级醇生成,一般5.25.65.25.6。麦芽汁充氧量的影响麦芽汁充氧量的影响充氧
13、量偏高,高级醇的生成就会增加。充氧量偏高,高级醇的生成就会增加。麦芽汁的充氧量一般控制麦芽汁的充氧量一般控制810mg/L810mg/L。发酵条件发酵条件发酵方式:加压发酵可以抑制高级醇生成;发酵方式:加压发酵可以抑制高级醇生成;搅拌发酵可以促进高级醇生成;搅拌发酵可以促进高级醇生成;发酵温度:温度越高,高级醇生成越多;发酵温度:温度越高,高级醇生成越多;发酵度:发酵度高,高级醇生成越多。发酵度:发酵度高,高级醇生成越多。酵母自溶酵母自溶主发酵结束后,大部分酵母沉积于发酵罐底,主发酵结束后,大部分酵母沉积于发酵罐底,如果不及时排放,引起酵母自溶,容易导致高如果不及时排放,引起酵母自溶,容易导致
14、高级醇含量升高。级醇含量升高。原料的影响原料的影响啤酒中高级醇的含量与麦芽品种、质量优劣友啤酒中高级醇的含量与麦芽品种、质量优劣友关。关。麦芽汁中氨态氮含量过高时,通过埃尔利希机麦芽汁中氨态氮含量过高时,通过埃尔利希机制形成高级醇;麦芽汁中氨态氮含量过低时,制形成高级醇;麦芽汁中氨态氮含量过低时,通过糖代谢合成氨基酸,若缺乏氮源,会导致通过糖代谢合成氨基酸,若缺乏氮源,会导致由酮酸形成高级醇。由酮酸形成高级醇。连二酮连二酮连二酮是双乙酰和连二酮是双乙酰和2 2,3 3戊二酮的总称。戊二酮的总称。2 2,3 3戊二酮在啤酒中含量较低,对啤酒风戊二酮在啤酒中含量较低,对啤酒风味不起什么作用。味不起
15、什么作用。双乙酰对啤酒风味起主要作用,其风味界双乙酰对啤酒风味起主要作用,其风味界限值为限值为0.150.150.20 ppm0.20 ppm,含量过高就会出现,含量过高就会出现馊饭味。馊饭味。贮酒过程中以此作为啤酒成熟的标准规定值。贮酒过程中以此作为啤酒成熟的标准规定值。连二酮的形成连二酮的形成直接由乙酰辅酶直接由乙酰辅酶A A和活性乙醇缩合而成和活性乙醇缩合而成由由a-a-乙酰乳酸的非酶分解形成双乙酰乙酰乳酸的非酶分解形成双乙酰影响双乙酰生成的因素影响双乙酰生成的因素酵母菌种酵母菌种不同酵母菌种产生不同酵母菌种产生双乙酰能力不同,对双乙酰双乙酰能力不同,对双乙酰还原能力也不同。还原能力也不
16、同。繁殖期的幼酵母、贮存时间过长的酵母、传代繁殖期的幼酵母、贮存时间过长的酵母、传代过多的酵母、营养不良的酵母等还原过多的酵母、营养不良的酵母等还原双乙酰能双乙酰能力较弱。力较弱。麦芽汁中的氨基酸的种类和含量麦芽汁中的氨基酸的种类和含量麦芽汁中缬氨酸含量高可减少麦芽汁中缬氨酸含量高可减少乙酰乳酸的生成,乙酰乳酸的生成,从而减少双乙酰的形成。从而减少双乙酰的形成。巴氏灭菌前的巴氏灭菌前的a-a-乙酰乳酸含量乙酰乳酸含量若啤酒杀菌前的若啤酒杀菌前的a-a-乙酰乳酸含量高,高温时乙酰乳酸含量高,高温时遇到氧气将形成较多的遇到氧气将形成较多的双乙酰。双乙酰。生产过程的染菌情况生产过程的染菌情况若发酵生
17、产中污染杂菌,若发酵生产中污染杂菌,双乙酰含量明显会升双乙酰含量明显会升高。高。酵母自溶情况酵母自溶情况若酵母细胞自溶后的若酵母细胞自溶后的a-a-乙酰乳酸进入啤酒,乙酰乳酸进入啤酒,经氧化转化为经氧化转化为双乙酰。双乙酰。降低双乙酰的措施降低双乙酰的措施提高麦汁中缬氨酸的含量提高麦汁中缬氨酸的含量通过反馈作用,抑制从丙酮酸合成缬氨酸通过反馈作用,抑制从丙酮酸合成缬氨酸的支路代谢作用;的支路代谢作用;一般,一般,12%12%的麦汁的的麦汁的a-a-氨基酸含量应控制在氨基酸含量应控制在180ml/L180ml/L以上。以上。加速加速a-a-乙酰乳酸的分解速度乙酰乳酸的分解速度提高发酵温度提高发酵
18、温度通风搅拌通风搅拌降低接种麦汁的降低接种麦汁的PHPH值至值至4.44.4左右左右利用酵母还原双乙酰利用酵母还原双乙酰主发酵结束前适当保持较高的发酵温度,或者主发酵结束前适当保持较高的发酵温度,或者进行后发酵时保存适量的酵母,利用酵母的还进行后发酵时保存适量的酵母,利用酵母的还原酶,将双乙酰还原为原酶,将双乙酰还原为2 2,3 3丁二醇。丁二醇。利用利用COCO2 2洗涤,排除双乙酰洗涤,排除双乙酰下酒后,利用后发酵产生的下酒后,利用后发酵产生的COCO2 2,或人工充,或人工充COCO2 2进行洗涤,可将挥发性的双乙酰带走。进行洗涤,可将挥发性的双乙酰带走。控制酵母的增殖量。控制酵母的增殖
19、量。a-a-乙酰乳酸是在酵母繁殖期形成的,适当增加乙酰乳酸是在酵母繁殖期形成的,适当增加酵母接种量,有利于减少双乙酰的产生。酵母接种量,有利于减少双乙酰的产生。酸类酸类啤酒中的酸类约有啤酒中的酸类约有100种,酸是啤酒的主要种,酸是啤酒的主要呈味物质。呈味物质。适量的酸赋予啤酒柔和和清爽的口感。适量的酸赋予啤酒柔和和清爽的口感。啤酒中的总酸来自麦芽等原料、糖化发酵啤酒中的总酸来自麦芽等原料、糖化发酵的反应产物、水和工艺加酸。的反应产物、水和工艺加酸。啤酒中的酸类含量最多是乙酸,其对啤酒啤酒中的酸类含量最多是乙酸,其对啤酒风味影响较大。若发酵前期污染野生酵母、风味影响较大。若发酵前期污染野生酵母
20、、醋酸菌或发酵后期污染异型乳酸菌,就会醋酸菌或发酵后期污染异型乳酸菌,就会产生大量乙酸。因此,啤酒中有机酸的种产生大量乙酸。因此,啤酒中有机酸的种类、含量可作为判断发酵是否正常的标志。类、含量可作为判断发酵是否正常的标志。醛类醛类啤酒中的醛类来自麦芽汁煮沸中美拉德反啤酒中的醛类来自麦芽汁煮沸中美拉德反应和啤酒发酵过程中醇类的前驱物质或氧应和啤酒发酵过程中醇类的前驱物质或氧化物。化物。对啤酒风味影响较大的是乙醛、糠醛和反对啤酒风味影响较大的是乙醛、糠醛和反-2-壬烯醛。壬烯醛。乙醛主要来自丙酮酸,当乙醛含量过高时,乙醛主要来自丙酮酸,当乙醛含量过高时,啤酒呈腐败性气味、刺激性辛辣感等。利啤酒呈腐
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