啤酒酵母扩大培养的研究(1)

四，．１食品与崖谚Ｓｉｃｈ哪Ｆ咖ｄ●ｎｄＦｔｎ嘲缸ｔｉｏ－啤酒酵母扩大培养的研究李勤（四川工商职业技术学院，都江堰６１１８３０）摘要：啤酒酵母的好坏直接影响啤酒的质量，而啤酒酵母的扩大培养又是微生物工作的核心，本文从酵母菌株的选择等几个方面研究了啤酒酵母扩大培养的关键所在。从而保证啤酒的质量。关键词：啤酒酵母；扩大培养；关键中图分类号：Ｔｓ２６２．５文献标识码：Ａ文章编号：１６７ｌ－６８９２（２００６）０２－００３４—０００３ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＡｍｐＩｉｆｉｃａｔｉｏｎＣｕｌｔｕｒｅｏｆＢｅｅｒＹ．ｅａｓｔＬＩＱｉｌｌ（ｉＳ鼬“口疗７０ｃ＾ｎＤＺｃｌｇ矿口耐点ｂ博办ｌ哪（＇０她聊矗”ｚ鲁９，口打Ｉ舭，ｌｇｄｈＡｂｓｔ憎ｃｔ：Ｂｅｅｒｙｅａｓｔｃａｎ６ｌ１８３０）ｅｆｆ托ｔｔｈｅｑｕａｌ时ｏｆｂｅｅｒ’ａｎｄｔｈｅａｎｌｐＪｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｕＪｔｕｒｅｏｆｂｅｅｒｙｅａｓｔｉｓｅｎｓｕｒｅａｋｅｙｐｏｉｎｔｏｆｍｉｓｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｒｅｓｅａｒｃｈ．ＴｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｂｅｅｒｙｅａＳｔｓ缸．ａｉｎｗａＳｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉＩｌｏｒｄｅｒｔｏｐａｐｅｒ．ｍｅｑｕａｌ时ｏｆｂｅｅｒｉｎＫｅｙｗＯｒｄｓ：Ｂｅｅｒｙｅａｓｔ；ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｕｌｔｕｒｅ；ｋｅｙｐｏｉｎｔ啤酒酵母的扩大培养是啤酒厂微生物工作的核心。从斜面种子到卡氏罐为实验室扩大阶段。汉生罐以后的培养为生产现场扩大培养阶段。目的是及时向生产中提供优良、强壮的酵母，以保证正常生产的进明符合要求的酵母细胞中选择，酵母细胞分离应在对数生长期完成。可用平板分离和划线培养法分离，目前比较好的方法是林德纳小滴培养法，该方法将许多单个酵母细胞在８℃～１０℃条件下进行繁殖培养，这一温度与主发酵温度吻合，整个培养过程在显微镜下行和良好的啤酒质量。最能决定啤酒品质的是酵母，最能影响酿造工艺的和控制的也是酵母，酵母的扩大培养过程应根据工，一的实际情况及麦汁生产的节奏合进行，通过显微镜跟踪观察每株酵母细胞不同生长阶段的生长情况，由此挑选出优良的、强壮的菌株，啤酒酵母在显微镜下的形态特征大致如下图：借助无菌过滤纸条汲取健壮的酵母菌落，并把它置于无菌麦芽汁中培养。若酵母不立即使用，可将分理安排，其酵母扩大培养的关键在于：第一选择优良的单细胞出发菌株，第■在扩大培养中要保证酵母纯种、强壮、无污染，选用的扩大培养方法应达到无菌程度高、操作简单和灵活性强等。作为一般的啤酒工厂，其菌种已经确定，在扩大培养过程中，保证菌种本身的特性和不受污染成为扩大培养的关键。１离出的酵母保存在麦汁琼脂固体斜面培养基上。２扩培过程中的无菌操作啤酒的发酵是采用纯菌种发酵，扩培的过程是建立在纯种的基础之上的，扩培过程中无菌操作技术是选择优良的单细胞酵母菌株获得优良的酵母菌株，应从已被用于生产并被证扩大培养的关键。扩培包括实验室扩大培养和生产现收稿日期：２００６－０４－０７作者简介：李勤，实验师。研究方向：生物化学和微生物方面的研究。万方数据　第４２卷（总第１３Ｏ期）李勤：啤酒酵母扩大培养的研究３５场扩大培养，实验室扩大培养要注意培养器皿、培养基的无菌；移种操作的无菌，生产现场扩大培养要注意设备的无菌，培养过程中调节温度的空气，环境的无菌，从汉生罐以后，从进入麦汁进罐至移种结束，必须保证汉生罐正压在操作，其罐压力２０ＫＰａ～３０ＫＰａ，这是保证无菌操作的重要条件。３培养基的选择麦芽汁是啤酒工厂普遍选用的培养基，但是绝对不代表用来酿造啤酒的麦芽汁都是优良的培养基。而且麦芽汁的组成差异是造成扩大培养的关键，应选优良的麦芽做培养基，以保证培养基组成合理，满足酵母生长繁殖的需要。关于培养基的选择现举例说明：设接种的酵母细胞密度为１．Ｏ×１０７个／ｍｌ，培养增殖至８．０×１０７个／ｍｌ，每ｌ亿个酵母细胞（含水７５％）细胞重７．１４ｍｇ，酵母中含氮８．５４％（绝干计），则每升麦汁中含有的细胞数为：（８．０×１０７一１．０×１０７个／ｍ１）×１０００ｍｌ＝７．Ｏ×１０１０个每升发酵液中含有酵母重：７．０×ｌｏｌ。×罟＝４．９９８×１０３ｍｇ则每升发酵液新增细胞的含氮量为：４．９９８×１０３（１—７５％）×８．５４％＝１０６．７ｍｇ酵母在扩培过程中酵母对ａ一氨基氮的活化水平为５０％，为了使酵母增殖，麦汁中ａ一氨基氮水平为１０６．７÷５０％＝２１３．４ｍｇ甩。根据以上计算得知酵母在扩培过程中，从卡式罐至后面的各级扩大培养应采用头道麦汁同时要注意麦汁的麦芽糖含量（总氮大于８００ｍｇ／Ｌ～ｌ０００ｍｇ／Ｌ、ａ一氨基氮大于２２０ｍｇ／Ｌ）。４接种时间的确定酵母在扩培过程中，必须经过延缓期，对数生长期，饱和期，对数死亡期等各阶段，移种的最佳时期应该是对数生长期前２ｈ～３ｈ，它对生长期的后期非万　方数据常关键，理论上通常用培养时间做横坐标，酵母数做纵坐标，对酵母数与时间求二次倒数，其倒数值为负数时，是最佳的转种时间。但实际生产过程中这样做非常麻烦，生产过程中一般以下面方法来确定酵母的接转种最佳时间。４．１时间估计法在酵母扩大培养过程中，通常饱和期的酵母细胞数可达９．Ｏ～１２×１０７个／ｍｌ，移种期控制在７．Ｏ×１０７个／ｍｌ为最佳。根据相关资料报道，啤酒酵母的倍增时问与温度的关系如下：培养温度（℃）３６３３２８１８１２ｌＯ８６倍增时间（ｈ）３．８１．８２．４３．７６．０９．０２４４０假如我们采用１０℃培养，查倍增时间为９ｈ。接种后细胞密度为１．５×１Ｏ，个／ｍｌ，规定移种细胞密度为７．５×ｌＯ，个／ｍｌ。求：培养时间即移种时间酵母在对数增殖期遵循如下增殖公式２ｎ．ａｎ＝Ａ式中ｎ：为增殖次数ａｎ：为起始增殖细胞密度，它不等于起始细胞密度，一般接种后仅有５０％以下细胞能出芽增殖，余下细胞虽然可能是活细胞，但不出芽．设ａｎ＝１．５×１０，×５０％个／ｍｌＡ：移种时细胞密度贝０ｌ０９２“＝ｌｏｇ二二．ｎ：ｌｏｇ昙：ｌｏｇ揣ｎ＝！！＝：！：三丕！Ｑ：兰Ｑ：§＝＝３．３２２ｌｏｇ２ｌ０９２在一定温度范围内，某个温度下酵母培养时间Ｔ估算遵循以下公式：Ｔ＝Ｔ。＋ｎＴ。式中Ｔ。：延缓期时间（ｈ）和培养温度有关，比如在１０℃培养一般为６ｈ～１３ｈ，取８ｈ。在１２℃时为６ｈ。Ｔ：酵母在培养温度下培养时间（ｈ）Ｔ。：倍增时间（ｈ）；若采用ｌＯ℃培养，查表Ｔ．＝９ｈ，Ｔ＝８＋３．３２２２×９．Ｏ＝３７．９（ｈ）若采用１２℃培养，则Ｔ．＝６ｈ，１≮＋３．３２２×６＝２５．９（ｈ）由以上计算，如在１Ｏ℃培养需要３８ｈ移种，如在１２℃培养需要２６ｈ移种。也就是说在不同的温度下移种的时问是不同的。在实验室扩培过程中如采用１７℃培养，经过三天对两个罐的测试情况如下：根据上述统计情况，在生产过程中实验室的转种时间一般控制在３０ｈ左右。４．２降糖判别法啤酒工厂酵母培养在实验室和现场扩大培养，啤酒酵母一般都在ｌｌ。Ｐ～ｌ２。Ｐ麦汁中通风培养，当酵母使麦汁还原糖降到７Ｐ～８Ｐ时，酵母增殖曲线一万方数据　啤酒酵母扩大培养的研究

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

李勤， LI Qin

四川工商职业技术学院,都江堰,611830四川食品与发酵

SICHUAN FOOD AND FERMENTATION2006，42(2)1次

1.金风燮.安家彦 酿酒工艺与设备选用手册 20032.王文甫 啤酒生产工艺 19973.顾国贤 酿酒工艺学

4.重庆啤酒厂攀枝花分厂产品质量部

1.期刊论文 韩志芳 浅谈啤酒酵母扩培过程的技术问题 -酿酒2003,30(5)

酵母质量直接影响啤酒的发酵和啤酒质量.菌种的保藏、扩培设备的优劣,扩大培养过程的合理控制,关系到酵母的质量.

2.学位论文 周汝雁 啤酒酵母扩培过程智能温度控制系统研究与设计 2003

在啤酒生产过程中,啤酒酵母的良种选育和扩大培养对保持啤酒质量稳定、口味纯正起着决定性的作用.随着中国啤酒生产企业生产规模的日益扩大,以及生产过程自动化水平的不断提高,啤酒酵母的扩培就成为保持菌株纯化繁殖、缩短繁殖时间、满足发酵生产需求的重要环节.该文在分析研究了国内外连续过程控制及控制方法的研究成果基础上,结合啤酒酵母扩培过程的控制要求,根据扩培系统组成和扩培工艺过程特点,对扩培过程温度控制方法进行了多方案分析及仿真研究,针对一种采用国际先进扩培工艺的密闭连续式啤酒酵母扩培系统,研究设计了采用变结构模糊控制方法的智能温度控制系统,应用于YCC-1型啤酒酵母扩培自动控制系统.实现了模糊控制方法在啤酒酵母扩培过程自动控制中的实际工程应用,控制效果良好.在上述研究工作和实际工程应用的基础上,提出了通过建立啤酒酵母扩培过程的人工神经网络模型,对扩培过程进行动态预测的方法,为实现扩培过程智能化程度更高的控制提供了理论模型和控制方法.

3.期刊论文 盛孝红.唐颖 啤酒酵母管理的研究与探讨 -啤酒科技2002,\"\"(6)

酵母质量的好坏直接影响啤酒质量,酵母菌种的保藏、酵母扩大培养及生产中酵母的回收、酵母保存等环节至关重要.本文就抓好酵母管理,提高酵母质量进行研究与探讨.

4.期刊论文 张波.王军厚.于红 谈啤酒酵母管理 -酿酒科技2003,\"\"(5)

酵母管理是啤酒厂的核心工作,要生产出优质啤酒,必须要高度重视酵母管理工作.1.做好酵母的菌种保藏和扩大培养工作.菌种的保藏应专人专职管理,扩大培养应注意:培养温度;扩大比例;麦汁追加时间;通氧频率及通氧量;麦汁组分及澄清度;无菌条件.2.适时地进行菌种的分离纯化及选育.3.了解并针对啤酒生产过程中存在的问题,对酵母管理工作进行不断地创新.(丹妮)

5.学位论文 许祯莹 富铁酵母菌的制备及其对仔猪的生物学效价 2009

本文进行两个试验确定了富铁酵母菌培养的适宜参数并考察了在50 L发酵罐中扩大培养所制得的酵母铁产品对仔猪的生物学效价，旨在能够研制出高效利用的铁源新产品。

试验一，研究啤酒酵母菌生长特性以及不同pH和培养基起始铁浓度对酵母菌生长的影响，驯化菌株的耐铁能力，筛选培养基的最佳起始铁浓度，确定富铁酵母生产的适宜参数。结果表明：啤酒酵母菌适应起始pH值为5～7，偏酸性；培养时间为48h；确定培养基铁浓度为800 mg/L时开始驯化菌株以制备耐铁酵母菌。利用驯化后的酵母菌，在起始pH值为6．0，铁添加量为800 mg/L的条件下，150 r/min，30℃振荡培养48 h，酵母菌的生长量为12．9g/L，菌体铁的含量可达23．94 mg/g风干菌体，有机化程度为98．14％。根据此参数在50L发酵罐扩大试验中制备的酵母铁产品的产量为26．5g/L，菌体铁含量为25．51 mg/g，有机化程度为97．84％。

试验二，比较酵母铁作为新型铁源添加剂与硫酸亚铁对仔猪的生物学效价。本实验采用2×4因子试验设计，将35头21d DLY仔猪按性别、体重和窝别随机分为7个处理，分别饲喂基础饲粮及以酵母铁或硫酸亚铁添加80、120、180 mg Fe/kg的试验饲粮。每个处理5个重复，每个重复1头仔猪。仔猪单栏饲养，自由采食，自由饮水。实验以半纯合缺铁饲粮饲喂28 d，以建立临界缺铁动物模型，模型建立后进入试验期，分别饲喂不同来源、不同水平的补铁饲粮10 d。结果表明：（1）血红蛋白、血清铁经耗竭后分别降低了22．46％、27．91％，血清总铁结合力和铜蓝蛋白经耗竭后分别提高了

169．92％、27．22％，建立起了仔猪临界缺铁模型。（2）酵母铁组仔猪ADG、ADFI值随铁添加量的增加而升高，并当其为120 mg/kg时，ADG、ADFI值最高，显著高于对照组（P<0．01），之后趋于平缓。而硫酸亚铁组仔猪ADG、ADFI随铁添加量的增加而缓慢增加。饲粮铁源对仔猪各项生长性能指标影响不显著（P>0．05）。（3）随饲粮铁水平的增加，仔猪血常规、血清铁、铁蛋白、转铁蛋白有提高的趋势，而铜蓝蛋白和总铁结合力有降低的趋势。酵母铁的影响程度大于硫酸亚铁。尤其以添加120 mg/kg酵母铁的效果最佳。硫酸亚铁在机体脾脏、肝脏、心脏三种内脏器官中铁含量均极显著高于酵母铁。（4）利用斜率比法，不同判据指标得到的酵母铁相对生物学效价不同。血红蛋白、血清铁、血清总铁结合力和铜蓝蛋白可以作为适合本试验条件的评价不同铁源的生物学效价的指标。设硫酸亚铁为100％，酵母铁的平均相对生物学效价为113．56％。由此可见，随饲粮铁水平的增加，仔猪血常规、血清铁、铁蛋白、转铁蛋白有提高的趋势，而铜蓝蛋白和总铁结合力有降低的趋势。硫酸亚铁在机体脾脏、肝脏、心脏三种内脏器官中铁含量均极显著高于酵母铁。酵母铁的生物学效价优于硫酸亚铁，尤其以添加120 mg/kg酵母铁的效果最佳。

本试验研究的表明，啤酒酵母在28～30℃条件下，起始pH值6，铁离子浓度为800 mg/L的培养基中培养48 h可生产出含铁量达25．51 mg/g风干菌体，生物学利用效率较高的酵母铁产品。血红蛋白、血清铁、血清总铁结合力和铜蓝蛋白可以作为适合本试验条件的评价不同铁源的生物学效价的指标。设硫酸亚铁为100％，酵母铁的平均相对生物学效价为113．56％。

6.期刊论文 江玉萍.江华 谈啤酒酵母的管理工作 -闽西职业大学学报2004,6(3)

啤酒酵母是啤酒厂的命脉,酵母管理是啤酒厂的核心工作.要生产出优质啤酒,必须高度重视并做好酵母的培养和扩大培养、酵母的菌种保藏、菌种的分离纯化及选育、生产过程中各工序的微生物检查等方面的酵母管理工作.

7.期刊论文 夏雪 浅谈啤酒酵母的管理 -啤酒科技2005,\"\"(3)

本文从酵母菌种保藏、酵母扩大培养、生产酵母的使用管理、酵母菌种育种等方面进行论述,说明建立一个良好的酵母管理体系对啤酒厂的正常生产和品质保证是十分重要的.

8.学位论文 陈小波 基于免疫遗传算法的酵母扩培系统研究 2009

啤酒行业是我国酿酒工业中最年轻、发展最快的行业。而现在国内一些中小规模啤酒企业的生产状况滞后于啤酒的发展趋势，迫切需要通过自动化技术来提高产品的市场竞争能力。在啤酒生产过程中，啤酒酵母的良种选育和扩大培养对保持啤酒质量稳定、口味纯正起着决定性的作用。因此，提高酵母扩培阶段的自动化水平对啤酒生产企业来说，显得尤为重要。

本文以啤酒酵母扩培系统的设计为背景展开研究。首先通过对酵母扩培系统的组成和过程控制要求的分析，对温度控制提出了相应的控制方案，即对每一级扩培分阶段进行控制：降温阶段采用单输入单输出（SISO）模糊控制器，以罐内温度与设定温度的偏差作输入，阀门开度作输出，随着偏差的减小，逐渐减小阀门的开度使温度降至设定值；恒温过程采用广泛应用于工业过程控制系统中的PID控制。由于酵母扩培过程存在诸多不确定因素，导致PID参数的整定和其控制性能不能令人满意，因此本文引入免疫遗传算法来优化PID参数。仿真结果表明基于免疫遗传算法整定的PID控制效果要优于传统的单纯形法整定的PID控制。

在此基础上，分别应用组态王和STEP7对整个系统的软、硬件结构进行了分析和设计。其中，上位机系统为用户提供完整的实时运行状态信息，并接受用户的操作命令；下位机系统完成了数据采集，酵母扩培工艺过程自动控制等功能。整个系统实现了酵母扩培工艺的数字化管理和自动化控制，降低了操作人员的劳动强度，提高了啤酒酵母的品质和经济效益。目前该系统运行稳定，控制效果良好。

9.期刊论文 高建梅 啤酒酵母若干问题的探讨 -啤酒科技2005,\"\"(6)

本文提出了生产中统一酵母使用代数;对实验室阶段酵母保种和培养;生产现场酵母扩大培养及生产中的酵母使用等进行了论述,并对生产过程中酵母管理存在的问题提出了改进意见.

10.期刊论文 李永仙.顾国贤.LI Yong-xian.GU Guo-xian 啤酒工厂酵母管理 -酿酒科技2005,\"\"(3)

啤酒厂的酵母管理工作非常重要.①双乙酰还原结束后,应低温贮酒,彻底分离酵母泥,以降低酵母的死亡与自溶,保证酿造的啤酒有纯正风味.②大生产扩培麦汁辅料比不宜超过25%.扩培麦汁不必绝对无菌.③酵母扩大培养采用逐级降低温度的方法,并注意溶氧水平的控制.④保证大罐接种量的一致性.⑤建议在主酵结束封罐后,先降低发酵罐锥底温度再迅速从罐底回收种酵母泥.⑥在2℃以下饲养种酵母8～12 h,用5%稀磷酸进行酸洗.⑦及时分离发酵罐内沉淀的酵母.(陶然)

1.刘敏.王彦恩.杨秀芬 啤酒酿造过程中高级醇含量的控制[期刊论文]-食品与发酵科技 2009(3)

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