利用啤酒酵母诱变改进发酵工艺

刘镇杰

（百威英博（牡丹江）啤酒有限公司，黑龙江牡丹江157011）

1 酵母的诱变及扩大培养

啤酒酵母在无菌室扩培过程中，利用特定剂量的紫外线进行定向诱变，操作简单，诱变后的酵母不用筛选，可直接用于大生产。

1.1 酵母诱变

将紫外灯安装在操作台上方50cm处。

将用于扩培的酵母菌株放在紫外灯下，定时定量照射，进行诱变。

诱变之前的酵母发酵液外观发酵度达到70%时，双乙酰峰值高达0.35mg/L，一周后，双乙酰还原到0.10mg/L。诱变之后的酵母发酵液外观发酵度达到70%时，双乙酰峰值0.25mg/L，双乙酰还原3d，低于0.07mg/L。

1.2 酵母扩培

1.2.1 无菌室环境设施的一般要求

酵母的初期扩培在无菌室进行。无菌室要求墙壁、地面洁净光滑，内设超净台，外设缓冲间，用紫外灯灭菌。

1.2.2 培养基的制作

取糖化过滤后的麦芽汁，调整浓度10±1°P，温度35℃～40℃，加蛋清搅拌均匀后加热至沸，30min后过滤、分装、灭菌备用。

1.2.3 无菌室扩培流程

斜面菌种→液体试管活化（25℃24h）→100mL三角瓶（23℃24h）→500mL三角瓶（21℃24h）→2000mL三角瓶（19℃24h）→3000mL卡氏罐（17℃40～48h）使用诱变酵母菌种进行扩培，每次接种2个样品进行平行培养。扩培中用显微镜检查酵母生长状态及发酵液有无污染杂菌等情况。

2 酵母菌种的扩大培养

2.1 封闭式扩培系统

酵母扩大培养设备由以下几部分组成：种子罐，有效容量0.5t；一扩罐，有效容量5t；二扩罐，有效容量20t；三扩罐，有效容量50t，扩培罐内均设有升温功能。

2.2 扩培设备进行CIP清洗与杀菌

每天对刷罐所用的清洗剂溶液浓度进行测定，确保合格。酵母扩培系统所用的空气过滤器，每个使用周期灭菌一次。

2.3 麦芽汁准备

从沉淀槽接入85℃以上10°P麦汁进入扩培罐，在罐内保温30min，然后降温到0℃～4℃贮存备用。一扩罐接入2t，二扩罐接入18t，三扩罐接入30t麦汁。

2.4 扩培工艺控制

A.种子罐。种子罐接入卡氏罐酵母扩培液后，分2次添加麦汁。第一次添加150L，麦汁以超出取样器和温度测定点为准。温度15℃发酵24h；第二次添加麦汁满罐，温度15℃发酵24h。从种子罐倒入一扩培罐后静止30min，倒回种子罐150L。种子罐降温到2℃～4℃保种贮存，罐压0.02MPa。待再扩培前，关冷升温，添加麦芽汁，按种子罐第一次添加麦汁工艺执行。在酵母发酵液倒出前和添加麦汁后，用无菌空气从罐底通入种子罐、扩培罐，搅拌5min，搅起沉淀的酵母，以保证发酵液的均匀。

B.一扩罐内麦汁升温到14℃后接入种子罐酵母液进行发酵，压力0.02MPa，时间24h。第二次添加麦汁3t，温度13℃，时间24h。

C.二扩罐内麦汁升温，一扩罐内酵母发酵液全部倒入。温度控制12℃，压力0.02MPa，时间24h。

D.三扩罐内麦汁升温，二扩罐全部倒入。温度11℃，压力0.02MPa，24h后倒入四扩锥型罐。

3 四扩锥型罐

选容量200t的锥型罐为四扩罐。将三扩50t酵母发酵液倒入四扩罐，添加10°P麦汁150t，11℃发酵，24h后按生产需要倒出50t发酵液分罐进入其他锥型罐。四扩罐余下约150t发酵液，添加麦汁后按上述工艺发酵、倒罐。

4 锥型罐发酵控制

酵母菌的生长分为五个阶段，即延滞期、对数生长期、减速期、稳定期和死亡期。其中对数生长期是酵母生长最旺盛时期，此阶段细胞以最快的速度生长、繁殖，使用低代数对数期的酵母，酯类产物明显提高，高级醇含量降低，从而优化了啤酒的口味。

A锥型发酵罐接入冷却麦汁，满罐温度11℃，溶解氧15mg/L。添加酵母后进罐发酵，酵母细胞数控制在（1～1.5）× 107个/mL。满罐24h后排放罐底沉淀物。

B.控制12℃恒温发酵3d左右，外观发酵度达到70%，封罐升压达到0.10MPa，进入双乙酰还原阶段，经过紫外线定向诱变的酵母，双乙酰还原3d左右，即可降到0.06mg/L。

C.双乙酰还原达标后，开始降温。降温分两步：第一步，由于锥型罐内发酵液与冷媒比温差大，冷媒温度在-6℃±l℃，降温顺利，达到0.2℃/h。温度降到3℃～5℃，停止降温，24h后回收酵母。第二步降温到0℃～1℃，降温速度控制在0.2℃/h。

锥型罐底部发酵液密度加大，酵母将麦汁中营养耗尽，进入生长后期，沉积下来。

5 后期贮酒

当锥型罐内温度降到0℃～1℃时，进入后期贮酒阶段。分几天排净发酵罐内底部沉淀酵母。贮酒期开冷保温，温度控制平稳，不能忽高忽低。罐内压力0.05MPa，15d后酒液成熟。

6 结论

用上述方法进行的啤酒酵母扩培诱变，成品啤酒风味和理化指标并没有改变，但降低了双乙酰的生成量，缩短了酿造周期，进而降低了a-乙酰乳酸脱羧酶的添加量，使每t啤酒生产成本可减少4～5元。按照年产20万t的产量，一年可节约资金近百万元。

啤酒酵母采用此工艺进行扩培繁殖，用分罐法加大了零代酵母数量，在提高温度、缩短周期、增加辅料的低成本快速发酵过程中，运用此独特的酿造工艺，确保了啤酒风味的稳定。