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家酿啤酒基础知识分享之二:神奇的酵母

3月13号晚上9点,“提高精酿技术1群”进行了第二期的语音直播。主题围绕酵母进行。酵母在几千年啤酒酿造过程中,一直是一个神秘的存在。就连德国《啤酒纯酿法》最初对于啤酒原料的规定,开始并没有酵母这一项。后来随着人们对酵母在啤酒中的作用的认识加深,酵母终于成为啤酒四大原料之一。因为酵母用肉眼看不见,摸不着,所以要了解这个神秘的小家伙,是得费一番功夫。

此次直播者为群友“随心所欲”,主持者为群副。分享者分别为群友海港,黄民,群副,随心所欲,隋新,张岩,感谢他们的付出。现『家酿魔法庄园』得到群主海港的授权将内容整理如下。

下周分享主题:酵母的扩培实操讲解和酵母回收的相关问题;

时间为:3月26号晚9点。

一、自己培养的酵母冷藏不超过多长时间为宜,20l的投入量应该是多少?(海港准备)

培养的酵母保藏方法有很多种,有液体管保藏,斜面保藏,液体石蜡保藏等等。目前最常用的保藏方法是斜面培养。(具体扩培的方法下周会专题讲解,这次先简单的说说)斜面培养的定义:将菌种接种于适宜的培养基中,最适条件下培养,待生长充分后,于4℃进行保存并间隔一定时间(大约3个月)进行移植,保藏时间依生物的种类而不同,酵母菌两个月一次。形式如下图。 

二.20l啤酒的酵母投入量是多少?(海港准备)

小包11克左右的量。多一点少一点,关系不大。

三.酵母与发酵温度,发酵时长的关系(海港准备)

特殊的酵母我们不做讨论,只说一般的,上面酵母在15~22℃发酵,下面酵母在5~13℃。

酵母与发酵时长的关系如下图:

干投酵母和提前活化有区别吗?(隋新准备)

生命离不开水,自然状态的酵母细胞含水量在70%以上,酵母细胞吸收溶解在水体中的营养物质,然后在细胞质中进行代谢,这一切都离不开水。酿酒工业中,通过酵母对糖类的发酵作用,形成酒精和二氧化碳以及其它风味化合物,赋于各种酒以特殊的风味。

传统上,在酿酒厂内,则是将自行培养的新鲜酵母培养液直接用于生产。由于鲜酵母含水分为70-73%,需要在低温下保藏和运输,保存期短(在0℃保存20天左右),因此在使用上受到很大的限制。随着酒精活性干酵母工业化生产的实现,现在许多厂家都开始使用活性干酵母,这对简化酒厂生产工艺、稳定产品质量都有很大的帮助。

在自酿群体中,活性干酵母的应用非常广泛,如果没有掌握好干酵母的活化技术,导致活细胞率降低,降低了酵母菌的抗杂性能及双乙酰还原力等,会对啤酒的质量有一定的影响。

下面,我们来谈谈如何正确地活化酵母?

1.温度对活化效果的影响

活性干酵母的含水率为5%左右,在活化过程中,含水率很低的活性干酵母突然与水混合式,酵母细胞中的一些物质将向细胞外渗透,特别是在冷水中复水时这种渗透现象更为严重。适度的高温是的细胞内半透膜的形成,其可以阻止细胞内物质的流失;过高的温度导致细胞内部蛋白质变性,导致酵母细胞的早衰与死亡,适合的活化温度在理论上选择30-43℃之间,最主要要根据具体的使用品种来确定,例如BRY-97酵母菌的推荐活化温度为30-35℃,这个参数从产品说明书获得。

2.活化液的选择

教材上经常提到,活化液可以采用自来水、2-4%的白糖或红糖溶液、稀释的糖化液。考虑到材料的便利性,我们推荐使用稀释的糖化液,由一份糖化液加三份水组成。水必须是经过煮沸冷却后使用,也可以使用瓶装水。

海港插入一句:上面简单的说就是(也是一位老师说的):活化酵母建议两种水:一种是白开水,把水烧开后,冷却到二三十度左右,另外一种是用糖度为2~5°p的弱麦汁,千万不要用纯净水。

3.活化液的用量

活性干酵母恢复至自然状态必须吸收大量水分,一半去复水活化液的用量为活性干酵母的20倍左右(重量比),使用10g的干酵母,活化液的使用量为200mL。

4.干酵母复水活化的时间

复水活化液为稀糖化液,复水活化的时间可在15分钟至8小时范围内。若采用较长的活化时间可适当减少干酵母的投入量。例如,如BRY-97酵母菌的推荐活化时间为60min以内,这个参数从产品说明书获得。

5.酵母浆与麦汁的温差

我们把活化后的活化液称之为酵母浆,在接种于麦汁中的时候,一定要降低两者之间的温差,可以向酵母浆中加入一定的麦汁,酵母浆与麦汁的温度差在10℃以内,最好是调整至麦汁的温度。

6.酵母活化的容器

酵母活化必须在干净、无菌的容器中完成。活化容器必须提前灭菌,并冷却到适宜的温度。

四、酵母发酵生命周期(黄民准备)

啤酒发酵时,酵母在麦汁中要经过四个阶段。

1.接种酵母后,开始进入延滞期。在此阶段,酵母努力尽快繁殖。这个阶段关键的成分是糖原,一种储存在酵母细胞内的糖类,被分解成葡萄糖以提供繁殖所需的能量。如果接种的酵母数不足(或酵母的糖原含量少),那么啤酒中含有过量的双乙酰(黄油或奶油糖果味)。所以合适的酵母培养至关重要。

2.延滞期过后,酵母迅速进入有氧呼吸,也称为生长阶段。在这个阶段,通过细胞分裂,酵母细胞呈对数生长。这个阶段的关键成分是氧和各种营养物质。细胞将继续生长,直到耗尽氧气和营养。

3.一旦酵母耗尽麦汁中氧气,发酵阶段就开始了。酵母细胞将糖转化为二氧化碳、酒精和啤酒风味物质。随着糖类的消耗,啤酒的糖度将迅速降低。发酵阶段一般需要3-7天。

沉淀是发酵的最后阶段。酵母开始形成团块并沉淀在发酵罐底部的过程称为絮凝沉淀。这个阶段,酵母也将储存繁殖所需的糖原,并准备进入休眠状态。有些酵母絮凝的速度比其他的要快,所以絮凝沉淀的时间长短因酵母种类而异。

五、酵母的特性(黄民准备)

为特定风格的啤酒选择适当的酵母,需要了解酵母的主要特性:

1.发酵度: 这是指被酵母转化为酒精和二氧化碳的糖百分比。具有高发酵度的酵母会给啤酒一种干爽的的口味。低发酵度的酵母一般会保留较多酯类、麦芽和其他味道,形成醇厚而丰富的风味。

2.沉淀性: 沉淀性是指酵母在发酵完成以后絮凝并沉淀到发酵桶底部的程度。低沉淀性的酵母常被称为“粉末状”酵母。高沉淀性酵母倾向在发酵结束前就已经沉淀下来,导致啤酒口感比较复杂和糖度偏高。低沉淀性酵母比如拉格酵母能保证发酵完成,形成清爽的口味,但难以把酵母从啤酒中过滤出来。

3.温度范围: 不同的酵母菌种耐受不同的温度。艾尔酵母喜欢高一点的温度。高温发酵会产生较多酯类,而低温发酵则会形成较干爽的风味。

4.耐酒精度: 多数酵母都对酒精浓度很敏感,将难以发酵高原麦汁浓度的麦汁。香槟、红酒、或其他耐酒精的酵母常用于一发,或者在二发时添加以保证高原麦汁浓度啤酒(比如大麦酒)的充分发酵。

5.啤酒风味: 每种酵母都能为啤酒带来不同而丰富的风味。一个好的例子是带酵母的小麦啤酒,酵母赋予了啤酒显著的丁香味和香蕉味。根据啤酒的风格来选择合适的酵母是保证啤酒风味的最佳办法。 

六、啤酒酵母死亡及自溶的因素(黄民准备)

啤酒酿造中啤酒酵母是至关重要的。由于酿造过程中许多环境因素的影响,会有一部分酵母死亡,甚至产生自溶。当啤酒中有 5%以上的啤酒酵母自溶时,啤酒会产生明显的酵母味、苦味和涩味,并伴随出现其它方面的质量问题。自溶酵母都是衰老的死酵母,实际酿造中不可能完全防止酵母细胞的自溶,只能控制酵母细胞自溶的限度。下面谈谈环境因素对酵母死亡及自溶的影响。

1.麦汁

麦汁通氧、培养温度等条件一定的情况下,麦汁的营养成分对啤酒酵母的代谢非常重要。麦汁中α- 氨基氮、可发酵性糖、PH值、无机离子及生长素等营养成分不合理,会导致酵母营养缺乏、代谢缓慢、酵母衰老,从而引起酵母的死亡及自溶的可能性。

如麦汁的冷凝固物析出不彻底,带入发酵必然妨碍酵母的繁殖、代谢,降低酵母的活性,使酵母细胞衰老、死亡及自溶。

2.无机离子

麦汁中锌离子的含量不得小于 0.25mg/L,但是不要超过2mg/L。如果锌离子含量不足,乙醇脱氢酶等胞内酶活力明显下降,引起酵母增殖缓慢、发酵速度减慢;如果锌离子浓度过高,可以促进酵母的生长代谢,但是酵母极易衰老、自溶。麦汁中的铜离子含量高于0.lppm时,易诱变酵母,抑制酶的活性。铅离子、二价锡离子、六价铬离子等重金属离子,对酵母有毒性,会使啤酒酵母失去活性。麦汁中铁离子含量高于1.0mg/L时。也会使酵母早衰,增加死亡及自溶的概率。

亚硝酸根离子对酵母细胞有强烈的毒性,使啤酒酵母失去活性。氟离子、硝酸根离子也会改变酵母遗传,抑制发酵和酵母生长,氧化硅离子与蛋白质结合形成硅体混浊,在发酵时形成胶团,吸附在酵母表面,降低酵母的代谢能力。麦汁中有效磷含量不足时啤酒酵母的整个生活过程都会受到不良影响。

3.溶解氧

当麦汁中溶解氧不足时,啤酒酵母增殖率下降,新增健壮的啤酒酵母减少,易造成酵母细胞的衰老死亡。在汉逊罐或啤酒酵母贮存罐保存酵母时,酵母接触氧,可能会加剧酵母的死亡及自溶。

4.发酵条件

发酵液温度忽高忽低,还原期升温、升压过迟。都会促进啤酒酵母的退化,增加死亡率。发酵、双乙酰还原结束后,应及时排放锥型罐底部的啤酒酵母,如果排放不净,底部降温困难,温度上升,易引起酵母死亡、自溶。

酵母泥不经洗涤(传统发酵中)直接用于其它锥型罐做种酵母,必然带人部分衰老、死亡的酵母,增加自溶的机会。

5.温度

在低温条件下,酵母也能发生自溶,只不过是自溶速度缓慢。随着温度的上升,啤酒酵母细胞的自溶增加。提高发酵温度,可以使酵母代谢作用加快,缩短发酵时间,但是容易导致有害副产物生成量的增加,而且加速啤酒酵母衰老。

锥型罐、酵母贮存罐的设计不当,即最底部没有供冷系统或保温装置,沉积在底部的啤酒酵母温度比上部高3~6℃,增加了酵母的死亡率。

6.压力

发酵液封罐压力过高,一些酵母细胞会死亡。酵母回收、添加时,压差变化太大,会引起酵母细胞壁的爆裂,增加酵母死亡率。

7.酵母添加量

繁殖罐或发酵罐中满罐酵母数过高(大于28.00X 106个/ml),麦汁中的α一氨基氮迅速被同化,会造成酵母繁殖生长代数相对较少,即新增酵母浓度过低,后期缺乏营养,酵母极易衰老死亡。如果自溶酵母再接种使用,会引起恶性循环。

8.杂菌

发酵液中野生酵母及杂菌的浸人必然使啤酒酵母受到伤害,表现出较高的死亡率。

9.酒花

麦汁中添加酒花的浓度很高,也会使酵母活性受到影响。

10.酶制剂

发酵液中添加酶制剂时酵母使用代数不宜过高,因为酶制剂会促进酵母细胞的溶解,导致死亡率增加。因此使用酶制剂必须要慎重,做到添加量准确,添加时间合理,酶制剂质量要高。

啤酒酵母能分泌多种自溶酶,这些自溶酶的最适宜PH值为6~8。发酵液PH过高或过低,都不利于酵母正常生长和发酵。

11.冲洗时间

繁殖罐、锥型罐、贮存罐用二氧化氯或过氧化氢杀菌后,用清水冲洗时间过短(15分钟以内)氯离子浓度会超过100mg/L,可使啤酒酵母早衰,所以,杀菌后用清水冲洗时间应达40分钟以上。 

七、做一批啤酒需要的酵母数量(黄民准备)

需要的酵母数量与你使用酵母的类型、麦汁数量和糖度有关。

艾尔啤酒:每毫升每度(°P)麦汁需要75万个酵母细胞,即0.75×106个/(mL·°P);

拉格啤酒:每毫升每度(°P)麦汁需要150万个酵母细胞,即1.5×106个/(mL·°P);

举个例子, 20升比重为12°P的艾尔发酵需要1800亿个酵母细胞。 

八、酵母的包装规格(黄民准备)

知道了每批啤酒需要的酵母细胞数量,下一步你需要弄清楚如何满足这种需求。

干酵母包装酵母数量相当丰富,每克含有180亿个酵母细胞。进口的干酵母的小包装是5克,大包装是11.5克,计算一下数量,5克的包装含有900亿个酵母细胞,11.5克的包装含有2070亿个酵母细胞。干酵母本身不需要酵母培养,只要你投放足够的酵母包。一般情况下,在接种酵母之前20分钟,每克酵母用10毫升41℃的温开水将其活化。

美国进口的液体酵母瓶装的含800-1200亿个酵母细胞,平均1000亿个细胞;袋装的大袋含1000亿个,小袋装含80-200亿个酵母细胞。因为1000亿个酵母细胞少于1800亿个细胞,还是不足以酿制20升艾尔,所以,这就意味着大多数情况下,如果使用液体酵母酿制20升啤酒时将需要酵母扩培。

九、酵母的活性(黄民准备)

上述数据指的是液体或干酵母的包装量。但不幸的是,在保存期间干、液体酵母都会失活,老化的酵母活性会降低。活酵母的百分比就叫做酵母的活性。一个新包装的酵母有100%的活性,但随着时间推移就会减少活性,液体酵母的活性指标比在干酵母中更重要。

干酵母有较长的保质期,室温下每年死亡20%,如果冷藏每年死亡4%。

液体酵母必须冷藏,保质期5-6个月, 30天后每瓶酵母活性能达到75-85%,第一个月就损失20%。我们综合这些损失,液体酵母的活性请看下面图表。

     


1个月-80%活性

2个月-64%活性

3个月-51%活性

4个月-41%活性

5个月-33%活性

6个月-26%活性

6个月的酵母虽然只有26%的活性,也可以做酵母培养,但是你计算培养液量的时候需要把活性计算在内。 

十、什么是酵母(群副准备)

酵母是一种真菌,酵母吸收麦芽汁中可发酵糖转变成酒精和二氧化碳,当然还有一些化合物,在科学角度来讲我们喝的啤酒是属于酵母的排泄物。 

十一、艾尔酵母(ale)(群副准备)

艾尔酵母又称桶上发酵酵母,因其发酵时会在麦汁上形成很浓很厚的泡沫层,漂浮在麦汁表面。发酵温度为10-24℃,在12℃以下就会休眠停止工作,温度适宜又会继续工作。艾尔酵母具有高脂香,高酒精度,水果味丰富的特点。艾尔突出果香。
常见的艾尔酵母:

1.s04:发酵温度为12-25℃ ,发酵速度快,脂香丰富 ,沉淀性好,适合英式淡色,苦啤 IPA。

2.T58 :发酵温度15-20℃,果香味和辛辣味比较突出, 残糖低,适合比利时三料和四料以及俄罗斯帝王世涛。

3.M27 发酵温度 18-32℃,发酵温度高,具有辛辣,水果,胡椒的味道。

4.us05 发酵温度 15-22℃,美式风格酵母,二乙酰含量低,平衡性好,口味干净,沉淀一般,适合美式艾尔,IPA。

十二、拉格酵母(lager)(群副准备)

拉格酵母又称桶下发酵酵母,因其沉淀性好,不像艾尔酵母漂浮在上面,温度7-15℃,突出麦芽的香味和口味。

w34/70 :发酵温度9-22℃ 沉淀性好,徳式麦香型,发酵特性良好,干净麦香味,由于发酵温度高也可用于家酿。

s189 :发酵温度 9-15℃ 适用于比尔森。

不同的配方使用不同的酵母,可以酿出不同口味的啤酒,一般大厂都有自己的酵母菌种。 

十三、酵母发酵过程中产生的化合物(群副准备)

高级醇:过量会让人头疼,宿醉,快去发酵酵母产生的高级醇多。

双乙酰 :可以让啤酒口味更加成熟,可以给啤酒带来奶油的风味,过量会产生腐烂的味道。

二甲基硫醚:给啤酒增加麦芽的口感,如果过量会有烤甜玉米得味道。

酯:啤酒香味主要来源 。

还会形成各种酸以及其他物质。 

十四、酵母术语(随心所欲准备)

发酵度 酵母把糖转化成酒精和二氧化碳发酵度=(OG-FG)/OG*100%

OG:麦芽起始比重

FG :麦芽终点比重

发酵度影响酒的口感,如果发酵程度高,啤酒口味较干,酒精度高。

发酵程度低,口味较厚,酒精度低。 

十五、群沉淀效果(群副准备)

沉淀效果表明酵母结块沉淀效果,沉淀效果好的酵母,啤酒中悬浮数量少,酒体清澈,反之。有些酵母会在发酵未完成时沉淀下去,使发酵不完全,容易产生大量双乙酰。比如有些啤酒风味完全来自于酵母,这类酒酵母希望他一直悬浮在酒液中。 

十六、酵母发酵因素(随心所欲准备)

麦汁营养,酵母需要氨基酸,糖类,其他物质来维持生命,如果麦芽汁中含量过少,或有一部分需要在不可发酵糖中获取,可想而知酵母的生存状态,酵母也是属于有氧工作。

一定选择健康的酵母,酵母形式分为干酵母和液体酵母。

一般干酵母能酿出好啤酒。

十七、酵母活化(随心所欲准备)

一般使用酵母前都要活化。因为活化后的酵母可以提供足够数量的活酵母,来确保发酵,麦芽汁中糖分太高,酵母吸收不到足够的水分

活化 将酵母放到35℃左右的水中等到麦芽汁冷却加入

检测酵母 将酵母放入35℃左右的水中搅拌均匀,保鲜膜封住10分钟,加入一勺冷却的麦芽糖,放到温暖的地方观察是否冒泡翻腾

问题讨论:

十八:二发放多少糖?

有个简单的公式:1升发酵液放4g糖增加1体积的二氧化碳。然后根据自己想要的杀口感,计算下就可以了。

比如:一般的杀口感2.5个体积,所以理论上1L放10g糖就可以,但考虑到家酿可能含有残余酵母等,加8克左右即可。 

十九、酵母在瓶内二发和一发一样吗?

最主要的区别的有两个:一是二发是为了增加啤酒中的二氧化碳,同时不希望酵母再产生风味,因为一发就已经确定了风味,不希望二发再产生风味变数。

另外一个区别在于发酵环境不同,主发酵里营养很丰富,而瓶内营养很匮乏,这就会对酵母的代谢产生影响,因为生产因子如氨、糖等物质都比较缺乏,再加上高压,二发可能会对啤酒风味有影响。

二十:酵母二发的温度

这里说的艾尔类型,皮尔森一般不建议二发,对于加了酵母后的瓶内二发,一般建议装瓶后在20℃下放三天,然后再移到11℃下静置。20℃左右是酵母适应繁殖阶段,温度过低不适合酵母生长繁殖,温度过高会影响酒体风味。

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