第五章啤酒發(fā)酵

1、第一節(jié) 啤酒酵母第五章第五章 啤酒發(fā)酵啤酒發(fā)酵 人類(lèi)釀酒的歷史比人類(lèi)文明還早，但對(duì)釀酒本質(zhì)的認(rèn)識(shí)卻很晚。1680年荷蘭列文-虎克制作原始顯微鏡；小圓物1818捷克斯洛伐克科學(xué)家愛(ài)文斯本活的生物1837法國(guó)拉圖勒、德國(guó)施旺以出芽的方式繁殖，并將其命名為“糖真菌”，后來(lái)，梅因在分類(lèi)時(shí)命名，法國(guó)路易-巴斯德確立發(fā)酵生物學(xué)，德國(guó)漢遜進(jìn)行單細(xì)胞分離和純種培養(yǎng)。 酵母：能使含糖液體自然發(fā)酵，生成二氧化碳和酒精，液面上生成“膜”，器底形成沉淀的生物，統(tǒng)稱(chēng)為“酵母”。 廣義上說(shuō)，凡是單細(xì)胞、繁殖時(shí)間較長(zhǎng)的低等真核生物，統(tǒng)稱(chēng)為“酵母”。一、酵母的分類(lèi)一、酵母的分類(lèi) 酵母在分類(lèi)學(xué)上屬于真菌門(mén)-子囊菌綱-原子囊亞綱

2、-內(nèi)孢霉目-酵母科-出芽酵母亞科-酵母屬-種：用于釀造的有兩個(gè)種：上面酵母上面酵母上面啤酒、下面酵母下面酵母下面啤酒。啤酒專(zhuān)業(yè)刊物：S.cerevisiae 上面酵母 S.carlsbergensis 下面酵母一般M書(shū)刊將S.cerevisiae 稱(chēng)為啤酒酵母（上面酵母）. 啤酒酵母（上面酵母）.麥汁中培養(yǎng)三天，按長(zhǎng)寬比分三組1）長(zhǎng)寬比1-2，圓形或卵形，用于生產(chǎn)酒精和白酒2）長(zhǎng)寬比1：2，用于啤酒、果酒和面包發(fā)酵3）大于2，耐高滲透壓，用于糖蜜酒精和朗姆酒生產(chǎn)。 沒(méi)有蜜二糖酶，只能發(fā)酵1/3棉子糖，不能發(fā)酵乳糖。能發(fā)酵葡萄糖，麥芽糖，蔗糖。 葡萄汁酵母 能發(fā)酵全部棉子糖。沿用卡爾酵母老名稱(chēng)。

3、 發(fā)酵結(jié)束時(shí)，酵母很快凝結(jié)成塊并沉積到發(fā)酵容發(fā)酵結(jié)束時(shí)，酵母很快凝結(jié)成塊并沉積到發(fā)酵容器底部，又稱(chēng)器底部，又稱(chēng)下面發(fā)酵酵母下面發(fā)酵酵母 圓形，卵形，橢圓形或長(zhǎng)圓形 各大型啤酒廠(chǎng)有自己獨(dú)特的菌株，長(zhǎng)期馴養(yǎng)、選育獲得。差別在于繁殖速率，增值倍數(shù)，凝聚性，耐性，抗性等生產(chǎn)特性上。 獨(dú)特的菌株形成釀造技術(shù)和啤酒風(fēng)味的多樣化。上面酵母與下面酵母主要區(qū)別對(duì)棉子糖的發(fā)酵能對(duì)棉子糖的發(fā)酵能力不同力不同-鑒別兩種鑒別兩種酵母的主要特征。酵母的主要特征。 對(duì)棉子糖的發(fā)酵能力不同，是鑒別兩種酵母的主要特征。 棉子糖的構(gòu)成：-半乳糖-葡萄糖-果糖 -半乳糖與-葡萄糖是以-1.6糖苷鍵連接，-葡萄糖與-果糖是以1-2

4、糖苷鍵連接。要打開(kāi)-1.6糖苷鍵，需要有密二糖酶；要打開(kāi)1-2 糖苷鍵，需要有轉(zhuǎn)化酶（蔗糖酶）。上面酵母細(xì)胞內(nèi)因沒(méi)有密二糖酶，所以只能發(fā)酵1/3棉子糖；下面酵母細(xì)胞內(nèi)即有密二糖酶、也有轉(zhuǎn)化酶，所以能全部發(fā)酵棉子糖。二、結(jié)構(gòu) 為真核生物，有細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，細(xì)胞之內(nèi)有細(xì)胞器。三、生活史 雙倍體細(xì)胞，17對(duì)染色體。形成子囊孢子時(shí)減數(shù)分裂。子囊孢子脫離母體出芽形成單倍體 有兩種類(lèi)型生活史。同宗結(jié)合沒(méi)有單倍期，異宗結(jié)合有。四、啤酒酵母的凝絮性四、啤酒酵母的凝絮性上面啤酒酵母：發(fā)酵時(shí)隨CO2漂浮在液面上，發(fā)酵終了形成酵母泡蓋，長(zhǎng)時(shí)間放置很少沉淀。發(fā)酵1/3下面酵母下面酵母：發(fā)酵過(guò)程中酵母分散，發(fā)酵終了酵母

5、凝結(jié)成塊，沉于容器底部。可發(fā)酵全部棉子糖鑒別特征 ： 棉子糖 果糖 葡萄糖 半乳糖 蔗糖 蜜二糖 轉(zhuǎn)化酶 蜜二糖酶下面酵母按凝聚性分：粉末、凝聚性、絮凝性 啤酒酵母的凝絮特性是重要的生產(chǎn)特性，會(huì)影響酵母回收再利用于發(fā)酵的可能，影響發(fā)酵速率和發(fā)酵度，影響啤酒過(guò)濾方法的選擇，乃至啤酒風(fēng)味。1.啤酒酵母絮凝性分類(lèi) 1）酵母飄浮在發(fā)酵液表面，很難下沉，細(xì)胞之間比較分散的酵母叫粉末酵母粉末酵母。特點(diǎn)是：發(fā)酵度比較高，但發(fā)酵液不易澄清。 2）發(fā)酵初期酵母分散，達(dá)到某發(fā)酵度，細(xì)胞在啤酒發(fā)密度降低。發(fā)酵將近結(jié)束時(shí)，酵母凝聚細(xì)胞互相凝集形成菌團(tuán)而沉淀在容器的底部。容易發(fā)生凝聚的酵母叫凝聚酵母凝聚酵母。 特點(diǎn)是：

6、發(fā)酵度比較低，發(fā)酵液澄清快。 凝聚點(diǎn)：發(fā)酵液中酵母細(xì)胞密度突然降低，形成凝塊時(shí)的發(fā)酵度。 3）絮凝性酵母：發(fā)酵減弱后，酵母形成絮狀沉淀，技術(shù)上器底形成沉底，振蕩后很快分散，靜置一段時(shí)間重新沉降。用于快速發(fā)酵制造清爽型啤酒。2.凝聚理論：不甚清楚，一般認(rèn)為與酵母的遺傳基因有關(guān)，至于是一個(gè)基因控制還是多個(gè)基因控制，觀點(diǎn)不一。一般資料認(rèn)為凝聚性受基因FLO1和FLO5控制。五、卡爾酵母的一般特性五、卡爾酵母的一般特性；細(xì)胞卵圓形、圓形、橢；3.58.0 5.011m菌落乳白色，邊緣波浪性不整齊，突起，易挑起；可發(fā)酵葡、果、蔗、麥、麥芽三糖、半乳糖、棉子糖、密二糖。不能發(fā)酵異麥芽糖、異麥三糖、麥芽四糖

7、、糊精、淀粉。六、優(yōu)良酵母的評(píng)估和篩選方法：六、優(yōu)良酵母的評(píng)估和篩選方法： 啤酒工廠(chǎng)使用的啤酒酵母需經(jīng)反復(fù)使用和考驗(yàn)，具有正常生理狀態(tài)和特性，適合啤酒生產(chǎn)要求的培養(yǎng)酵母。 對(duì)啤酒酵母的基本要求是：發(fā)酵力高，凝聚力強(qiáng)、沉降緩慢而徹底，繁殖能力適當(dāng)，生理性能穩(wěn)定，釀制出的啤酒風(fēng)味好。1、評(píng)估：、評(píng)估： 形態(tài)學(xué)上形態(tài)學(xué)上細(xì)胞形態(tài)：酵母細(xì)胞短軸：長(zhǎng)軸細(xì)胞形態(tài)：酵母細(xì)胞短軸：長(zhǎng)軸=1 ：11.5，均均勻的形狀和大小，平滑而薄的細(xì)胞膜，細(xì)胞質(zhì)透勻的形狀和大小，平滑而薄的細(xì)胞膜，細(xì)胞質(zhì)透明均一。明均一。細(xì)胞大?。褐行⌒图?xì)胞大小：中小型 啤酒酵母在麥芽汁固體培養(yǎng)基上菌落呈乳白色啤酒酵母在麥芽汁固體培養(yǎng)基上菌落

8、呈乳白色至微黃褐色，表面光滑但無(wú)光澤，邊緣整齊或呈至微黃褐色，表面光滑但無(wú)光澤，邊緣整齊或呈波狀。波狀。2.生理特性要求生理特性要求 (1)凝聚性凝聚性 (2)發(fā)酵度發(fā)酵度 (3)酵母死滅溫度酵母死滅溫度（4）產(chǎn)孢能力）產(chǎn)孢能力（5） 雙乙酰峰值和還原速度雙乙酰峰值和還原速度（6） 酵母對(duì)壓力的耐受性酵母對(duì)壓力的耐受性（7） 酵母的風(fēng)味和泡沫性穩(wěn)定性酵母的風(fēng)味和泡沫性穩(wěn)定性2.主要的生理特性要求 生理上選代數(shù)低，繁殖速度快，增殖級(jí)數(shù)大，發(fā)酵液中細(xì)胞濃度高的菌株。參考指標(biāo)見(jiàn)P180 (1)凝聚性凝聚性凝聚性不同，酵母的沉降速度不同，發(fā)酵度也有差凝聚性不同，酵母的沉降速度不同，發(fā)酵度也有差異。啤酒

9、生產(chǎn)一般異。啤酒生產(chǎn)一般選擇凝聚性比較強(qiáng)的酵母選擇凝聚性比較強(qiáng)的酵母。常選用凝聚點(diǎn)常選用凝聚點(diǎn)45%的酵母。的酵母。 (2)發(fā)酵度發(fā)酵度反應(yīng)酵母對(duì)麥芽汁中各種糖的利用情況，正常的啤反應(yīng)酵母對(duì)麥芽汁中各種糖的利用情況，正常的啤酒酵母能發(fā)酵葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖和麥芽三糖等。一般酒酵母能發(fā)酵葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖和麥芽三糖等。一般啤酒酵母的真正發(fā)酵度應(yīng)為啤酒酵母的真正發(fā)酵度應(yīng)為5068左右。左右。最終發(fā)酵度（發(fā)最終發(fā)酵度（發(fā)酵度極限）酵度極限） 也叫最大外觀發(fā)酵度也叫最大外觀發(fā)酵度。測(cè)定方法是向協(xié)定麥汁中加1%的強(qiáng)壯酵母，在2530保溫箱中使之發(fā)酵至不發(fā)生氣泡，發(fā)酵液澄清為止，然后測(cè)其濃度

10、帶入公式計(jì)算出的發(fā)酵度即為發(fā)酵度極限。 （4） 雙乙酰峰值和還原速度雙乙酰峰值和還原速度 優(yōu)良啤酒：雙乙酰峰值低，出現(xiàn)早，主酵后期還原優(yōu)良啤酒：雙乙酰峰值低，出現(xiàn)早，主酵后期還原快，含量下降迅速。且雙乙酰的前驅(qū)物質(zhì)在啤酒中快，含量下降迅速。且雙乙酰的前驅(qū)物質(zhì)在啤酒中殘留較少，成品啤酒中雙乙酰的含量少。世界各國(guó)殘留較少，成品啤酒中雙乙酰的含量少。世界各國(guó)優(yōu)秀淺色啤酒的雙乙酰含量均在優(yōu)秀淺色啤酒的雙乙酰含量均在0.030.06g/L。 （5） 酵母對(duì)壓力的耐受性酵母對(duì)壓力的耐受性 大罐發(fā)酵采用的酵母應(yīng)有較強(qiáng)的耐壓性。大罐發(fā)酵采用的酵母應(yīng)有較強(qiáng)的耐壓性。 （6） 酵母的風(fēng)味和泡沫性穩(wěn)定性酵母的風(fēng)味和

11、泡沫性穩(wěn)定性 優(yōu)良酵母要求連續(xù)發(fā)酵優(yōu)良酵母要求連續(xù)發(fā)酵10代以上代以上，發(fā)酵度、發(fā)酵速，發(fā)酵度、發(fā)酵速度、雙乙酰的含量、酒的風(fēng)格沒(méi)變化。產(chǎn)生的泡沫度、雙乙酰的含量、酒的風(fēng)格沒(méi)變化。產(chǎn)生的泡沫潔白細(xì)膩如奶油狀。潔白細(xì)膩如奶油狀。(7)酵母死滅溫度酵母死滅溫度是指一定時(shí)間內(nèi)使酵母死滅的是指一定時(shí)間內(nèi)使酵母死滅的最低溫度，可作為鑒別菌株的內(nèi)容之一。最低溫度，可作為鑒別菌株的內(nèi)容之一。一般啤一般啤酒酵母的死滅溫度在酒酵母的死滅溫度在5253，若死滅溫度增高，若死滅溫度增高，則說(shuō)明酵母變異或污染野生酵母。則說(shuō)明酵母變異或污染野生酵母。 （8）產(chǎn)孢能力一般啤酒酵母生產(chǎn)菌種都不能）產(chǎn)孢能力一般啤酒酵母生產(chǎn)菌

12、種都不能產(chǎn)生孢子或產(chǎn)孢能力極弱，而某些野生酵母能很產(chǎn)生孢子或產(chǎn)孢能力極弱，而某些野生酵母能很好產(chǎn)孢。根據(jù)此特性，可判別啤酒酵母是否混入好產(chǎn)孢。根據(jù)此特性，可判別啤酒酵母是否混入野生酵母。野生酵母。 篩選篩選在正常的情況下，篩選工作每年應(yīng)進(jìn)行在正常的情況下，篩選工作每年應(yīng)進(jìn)行12次，特別次，特別是在停產(chǎn)大修開(kāi)工前應(yīng)進(jìn)行一次。如果在生產(chǎn)中發(fā)生是在停產(chǎn)大修開(kāi)工前應(yīng)進(jìn)行一次。如果在生產(chǎn)中發(fā)生問(wèn)題了。應(yīng)及時(shí)做這項(xiàng)工作。問(wèn)題了。應(yīng)及時(shí)做這項(xiàng)工作。1、材料：保存的斜面、高泡酒、沉淀酵母泥、材料：保存的斜面、高泡酒、沉淀酵母泥2、處理：材料、處理：材料89 P麥汁活化麥汁活化23次次25，2d，用，用0.05

13、%EDTA-Na稀釋至稀釋至10-610-7，澆雙重皿各三個(gè)。，澆雙重皿各三個(gè)。27C培養(yǎng)培養(yǎng)23天，取正常菌落。剔出形態(tài)變異的菌種，天，取正常菌落。剔出形態(tài)變異的菌種，選擇細(xì)胞大小、形態(tài)正常的菌落反復(fù)選擇細(xì)胞大小、形態(tài)正常的菌落反復(fù)2-3次分離。次分離。分離單細(xì)胞分離單細(xì)胞-多級(jí)分離培養(yǎng)多級(jí)分離培養(yǎng)-發(fā)酵性能評(píng)定發(fā)酵性能評(píng)定-投入生產(chǎn)。投入生產(chǎn)。a、單細(xì)胞分離：從平板分離獲得的菌落在進(jìn)行單細(xì)胞分離，由一個(gè)細(xì)胞菌株培養(yǎng)后選若干菌株接入到試管中繼續(xù)培養(yǎng)。b、進(jìn)行形態(tài)和生理特性檢驗(yàn)，通過(guò)檢驗(yàn)獲得符合生產(chǎn)菌株。c、進(jìn)行生產(chǎn)規(guī)模的實(shí)驗(yàn)，中試或大試確定生產(chǎn)菌株12支七、啤酒酵母擴(kuò)大培養(yǎng)1、出發(fā)菌株：保藏

14、菌株、外購(gòu)2、簡(jiǎn)易擴(kuò)培過(guò)程：斜面- 4只810%203d- 4只810%無(wú)花183d 1L 810%無(wú)花1546d 20L卡氏罐1012%有花麥汁10L/只10121015d200L種子罐1012%100120L/只10121012d-1.01.2m3繁殖槽. 培養(yǎng)成熟后，放走上層嫩酒，留部分酵母泥，加麥汁保持1213，通風(fēng)20min/12h，發(fā)酵度3035%，60106個(gè)/mL降溫至23低溫貯存，以后重復(fù)進(jìn)行。 斜面試管富氏瓶培養(yǎng) 巴氏瓶培養(yǎng)漢森罐培養(yǎng) 酵母繁殖槽 主發(fā)酵池a、從保存的菌種中分離。b、從生產(chǎn)中的酵母泥或主發(fā)酵液中分離。擴(kuò)培過(guò)程 富氏瓶 巴氏瓶 卡氏罐 漢森罐 容量 20 ml

15、 5001000ml 1020L 150250L裝麥汁量 10 ml 250500ml 510L 100200L麥汁濃度（%） 810 810 1012 1012 酒花 無(wú) 無(wú) 有 有培養(yǎng)溫度（） 2527 2025 1520 1015培養(yǎng)時(shí)間（d） 23 23 46 46擴(kuò)大倍數(shù) 25 20 20試管到漢森罐這一步在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，工廠(chǎng)把漢森罐作為保存菌種的手段。漢森罐內(nèi)始終保存一部分酵母菌，一般200L，每個(gè)月把上面的酵母液放走180L，保存20L酵母泥，補(bǔ)充180L滅菌的麥汁，保持7-12繁殖。在漢生罐留下的約15左右的酵母培養(yǎng)液中，加入滅菌冷卻后的麥汁，待起發(fā)后，準(zhǔn)備下次擴(kuò)大培養(yǎng)用。保存種

16、酵母的室溫一般控制在23，罐內(nèi)保持正壓（0.020.03MPa），以防空氣進(jìn)入污染。實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大培養(yǎng)的技術(shù)要求 應(yīng)按無(wú)菌操作的要求對(duì)培養(yǎng)用具和培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌； 每次擴(kuò)大稀釋的倍數(shù)約為1020倍； 每次移植接種后，要鏡檢酵母細(xì)胞的發(fā)育情況； 隨著每階段的擴(kuò)大培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度要逐步降低，以使酵母逐步適應(yīng)低溫發(fā)酵； 每個(gè)擴(kuò)大培養(yǎng)階段，均應(yīng)做平行培養(yǎng)：試管45個(gè)，巴氏瓶23個(gè)，卡氏罐2個(gè)，然后選優(yōu)進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)大培養(yǎng)的原則是：生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)大培養(yǎng)的原則是：（1）注意）注意控制溫度順序降低控制溫度順序降低，擴(kuò)培稀釋倍數(shù)不宜太大，以，擴(kuò)培稀釋倍數(shù)不宜太大，以45倍為宜，如果必要，可以追加麥汁。每次擴(kuò)大培

17、養(yǎng)倍為宜，如果必要，可以追加麥汁。每次擴(kuò)大培養(yǎng)的倍數(shù)約為的倍數(shù)約為510倍。倍。 （2）注意）注意移植的時(shí)間移植的時(shí)間，應(yīng)在酵母的增殖率開(kāi)始回降以前，應(yīng)在酵母的增殖率開(kāi)始回降以前移植，這個(gè)時(shí)候酵母出芽率在移植，這個(gè)時(shí)候酵母出芽率在90%以上，死亡率最小，以上，死亡率最小，移植后可迅速增殖。移植后可迅速增殖。（3）注意）注意通風(fēng)供通風(fēng)供氧，每次移植追加麥汁后，都要進(jìn)行適量氧，每次移植追加麥汁后，都要進(jìn)行適量的通風(fēng)，保證發(fā)酵麥汁中具有的通風(fēng)，保證發(fā)酵麥汁中具有810mg/L的溶解氧。的溶解氧。（4）每一步）每一步擴(kuò)大后的殘留液都應(yīng)進(jìn)行有無(wú)污染、變異的檢擴(kuò)大后的殘留液都應(yīng)進(jìn)行有無(wú)污染、變異的檢查查。

18、（5）每擴(kuò)大一次，溫度都應(yīng)有所降低，但降溫幅度不宜太）每擴(kuò)大一次，溫度都應(yīng)有所降低，但降溫幅度不宜太大。大。斜面試管斜面試管(原菌種原菌種)酵母活化酵母活化液體試管培養(yǎng)（液體試管培養(yǎng)（10mL，28，2-3天）天）小三角小三角瓶培養(yǎng)（瓶培養(yǎng)（1 (1020)，25）大三角瓶培養(yǎng)（大三角瓶培養(yǎng)（1 (1020)，23）卡氏罐培養(yǎng)（卡氏罐培養(yǎng)（510L，20，3-5天）天）漢森罐培養(yǎng)漢森罐培養(yǎng)（100L，1315，2天）天）一級(jí)酵母繁殖罐，一級(jí)酵母繁殖罐，12-13二級(jí)二級(jí)酵母繁殖罐，酵母繁殖罐，1112發(fā)酵，發(fā)酵，10逐級(jí)遞降溫度培養(yǎng)法逐級(jí)遞降溫度培養(yǎng)法l在漢森罐以前各級(jí)，由于采用較高培養(yǎng)溫度在

19、漢森罐以前各級(jí)，由于采用較高培養(yǎng)溫度(25-27)，酵母，酵母倍增時(shí)間短，無(wú)菌操作條件好，可采用倍增時(shí)間短，無(wú)菌操作條件好，可采用1 1020的擴(kuò)培比例的擴(kuò)培比例l漢森罐以后各級(jí)采用低溫培養(yǎng)漢森罐以后各級(jí)采用低溫培養(yǎng)(13)，酵母倍增時(shí)間長(zhǎng)，雜，酵母倍增時(shí)間長(zhǎng)，雜菌污染機(jī)會(huì)多，擴(kuò)大比宜小，一般為菌污染機(jī)會(huì)多，擴(kuò)大比宜小，一般為1 45。 擴(kuò)大比應(yīng)遵循的原則是：擴(kuò)大比應(yīng)遵循的原則是：名詞：發(fā)酵度：發(fā)酵過(guò)程中浸出物濃度下降的百分率。發(fā)酵度：發(fā)酵過(guò)程中浸出物濃度下降的百分率。外觀發(fā)酵度：生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)用糖度表測(cè)量發(fā)酵液的濃外觀發(fā)酵度：生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)用糖度表測(cè)量發(fā)酵液的濃度計(jì)算得到的發(fā)酵度。度計(jì)算得到的發(fā)酵度。真

20、發(fā)酵度：將酒中乙醇蒸發(fā)之后，在用水補(bǔ)充至真發(fā)酵度：將酒中乙醇蒸發(fā)之后，在用水補(bǔ)充至原體積，然后測(cè)其發(fā)酵度。原體積，然后測(cè)其發(fā)酵度。 真發(fā)酵度真發(fā)酵度=外觀發(fā)酵度外觀發(fā)酵度 0.819發(fā)酵度極限發(fā)酵度極限最大外觀最大外觀：全部可發(fā)酵性糖都被：全部可發(fā)酵性糖都被發(fā)酵完畢測(cè)出的外觀發(fā)酵度。發(fā)酵完畢測(cè)出的外觀發(fā)酵度。 成品酒的發(fā)酵度應(yīng)接近發(fā)酵度極限。成品酒的發(fā)酵度應(yīng)接近發(fā)酵度極限。影響啤酒質(zhì)量的主要因素：1、麥汁組成分2、啤酒酵母的品種和菌株特性3、投入發(fā)酵的酵母數(shù)量和質(zhì)量4、發(fā)酵容器的幾何形狀：影響發(fā)酵流態(tài)，酵母分布，CO2排出。5、發(fā)酵工藝條件：PH值、溫度、溶氧水平、發(fā)酵時(shí)間等。第二節(jié)第二節(jié) 啤

21、酒發(fā)酵機(jī)理啤酒發(fā)酵機(jī)理麥汁中糖的組成麥汁中糖的組成：麥汁的浸出物中，糖占90% ；其中，單糖10%，蔗糖5%；麥芽糖占45-50%；麥芽三糖占10-15%界限糊精（DP48）占20-25%等。可發(fā)酵糖及順序可發(fā)酵糖及順序： 葡萄糖 果糖蔗糖 麥芽糖麥芽三糖 一、糖類(lèi)發(fā)酵一、糖類(lèi)發(fā)酵 葡萄糖、果糖能直接透過(guò)酵母細(xì)胞壁并受到酵母細(xì)胞壁中磷酸化酶的作用而磷酸化磷酸化； 蔗糖必須先受到酵母細(xì)胞壁分泌的轉(zhuǎn)化酶轉(zhuǎn)化酶水解成葡萄糖、果糖后才能滲透進(jìn)入細(xì)胞； 麥芽糖、麥芽三糖要與細(xì)胞壁分泌的麥芽糖麥芽糖滲透酶滲透酶結(jié)合后才能輸送到酵母體內(nèi)，被水解酶水解后進(jìn)入代謝途徑。 當(dāng)麥汁中含有高于當(dāng)麥汁中含有高于0.2%

22、0.5%葡萄糖濃度時(shí)，葡萄糖濃度時(shí)，會(huì)抑制酵母分泌麥芽糖滲透酶，抑制麥芽糖的發(fā)酵，會(huì)抑制酵母分泌麥芽糖滲透酶，抑制麥芽糖的發(fā)酵，當(dāng)?shù)陀诋?dāng)?shù)陀?.2%時(shí)，抑制解除，麥芽糖開(kāi)始發(fā)酵。這稱(chēng)時(shí)，抑制解除，麥芽糖開(kāi)始發(fā)酵。這稱(chēng)“葡萄糖阻遏效應(yīng)葡萄糖阻遏效應(yīng)”。 蔗糖轉(zhuǎn)化酶與麥芽糖滲透酶之間也存在競(jìng)爭(zhēng)性抑制（在發(fā)酵旺盛階段暫時(shí)減慢）。麥芽三糖滲透酶也受到麥芽糖的阻遏，當(dāng)麥汁還有1%麥芽糖，麥芽三糖就很難發(fā)酵。l 啤酒酵母對(duì)糖的發(fā)酵都是通過(guò)啤酒酵母對(duì)糖的發(fā)酵都是通過(guò)EMP途徑生成丙酮酸后，途徑生成丙酮酸后，進(jìn)入有氧進(jìn)入有氧TCA循環(huán)或無(wú)氧分解途徑。酵母在有氧下經(jīng)過(guò)循環(huán)或無(wú)氧分解途徑。酵母在有氧下經(jīng)過(guò)TCA循

23、環(huán)可以獲得更多的生物能，此時(shí)無(wú)氧發(fā)酵被抑制，循環(huán)可以獲得更多的生物能，此時(shí)無(wú)氧發(fā)酵被抑制，稱(chēng)為巴斯德效應(yīng)。稱(chēng)為巴斯德效應(yīng)。 巴士德效應(yīng)巴士德效應(yīng)反巴士德效應(yīng)反巴士德效應(yīng)”(或稱(chēng)或稱(chēng)“克拉勃脫效應(yīng)克拉勃脫效應(yīng)”) ：l在發(fā)酵基質(zhì)在發(fā)酵基質(zhì)(麥芽汁麥芽汁)中含有較高的中含有較高的葡萄糖葡萄糖(包括果糖包括果糖)濃度濃度(0.41.0%以上以上)時(shí)時(shí),分子氧存在不能抑制發(fā)酵分子氧存在不能抑制發(fā)酵,有有氧呼吸反而受到一定抑制，氧呼吸反而受到一定抑制，這稱(chēng)這稱(chēng)“反巴士德效應(yīng)反巴士德效應(yīng)”(或或稱(chēng)稱(chēng)“克拉勃脫效應(yīng)克拉勃脫效應(yīng)”)。因此，在麥芽汁接種酵母后主。因此，在麥芽汁接種酵母后主要是無(wú)氧酵解途徑，也存

24、在有少量有氧呼吸代謝。要是無(wú)氧酵解途徑，也存在有少量有氧呼吸代謝。 EMP C2H5OH+CO2+能量+4ATP無(wú)O2糖發(fā)酵糖丙酮酸 CO2+H2O+能量+38ATP有O2TCA循環(huán)C12H22O11+H2O+4ADP+4Pi-4 C2H5OH+4CO2+4ATP+Q糖代謝反應(yīng)式：100g麥芽糖理論上可產(chǎn)酒精53.8g可發(fā)酵糖可發(fā)酵糖只有9596%糖轉(zhuǎn)化為酒精和和CO2，是代謝的主，是代謝的主產(chǎn)物；產(chǎn)物； 1.52.5%轉(zhuǎn)化為其他發(fā)酵副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為其他發(fā)酵副產(chǎn)物高級(jí)醇有機(jī)酸、脂類(lèi)等，2.02.5%作為碳骨架合成新酵母細(xì)胞。作為碳骨架合成新酵母細(xì)胞。二、含氮物的變化二、含氮物的變化下降下降 麥汁接

25、種后，酵母必需吸收麥汁中的含氮物，用于合成酵母蛋白、核酸和其它含氮化合物，形成新酵母細(xì)胞。接種1520106個(gè)/ml高泡6070106個(gè)/mL 酵母對(duì)氨基酸的利用發(fā)酵初期：酵母對(duì)氨基酸的利用發(fā)酵初期： A A組：只有組：只有8 8種氨基酸迅速吸收，種氨基酸迅速吸收，麥汁中其麥汁中其它氨基酸只是緩慢地吸收或不吸收。它氨基酸只是緩慢地吸收或不吸收。 天冬酰胺、絲氨酸、蘇氨酸、賴(lài)氨酸、天冬酰胺、絲氨酸、蘇氨酸、賴(lài)氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺。精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺。 B B組：組：緩慢吸收。緩慢吸收。只有當(dāng)前面只有當(dāng)前面8 8種氨基酸濃種氨基酸濃度下降度下降50%50%以后以后, ,酵母才分泌其它氨基酸的酵母才分泌其它氨基酸的輸送酶輸送酶, ,輸送其它氨基酸進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)。輸送其它氨基酸進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)。 纈氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、組氨酸。組氨酸。 C C組：組：后期吸收。后期吸收。