发布信息

酵母系列(27)啤酒质量检测(常规检测)

作者:本站编辑      2023-08-24 08:57:52     74

一、例行麦汁检测

麦芽汁的检测是检测酿造过程的加热部分是否洁净的简单、有效方式。麦芽汁冷却后,接种酵母之前取出少量样品检测。操作过程中的每一步都可以采集多个样品进行检测,帮助冷却部分排除许多问题。采集好样本,就开始培养它们,看看有无污染菌的生长。1~2d之后,如果很快看到杂菌生长,就可以知道存在污染问题的是哪个环节了。这里有基本的操作步骤:

材料如下:

(1)无菌样品收集容器。

(2)恒温箱或保温箱。

(3)摇床(可选)。

步骤如下:

(1)接种酵母前,从发酵罐取麦芽汁到无菌样品瓶中。

(2)在30℃的恒温箱中培养3天,如果条件允许,最好将其放在恒温摇床中。

(3)从第一天开始,检查菌膜、气泡、异味。

(4)有关结果参考表如下:

培养时间
                          结果
1d非常脏。清洗热交换器和软管,啤酒需要倒掉。
2-3d
污染严重。这个问题需要解决,啤酒很可能会受到影响,不要从这批啤酒中收集酵母重复使用。
3-6d
轻微的污染、清洁问题。啤酒可能受到影响。

7d及以上

非常干净,继续保持。

麦芽汁的检测还包括其稳定性,看看接种或接种过程是否引入了污染菌。

材料如下:

(1)无菌样品收集容器。

(2)环己酰亚胺溶液。

(3)恒温箱或保温箱。

(4)摇床(可选)。

步骤如下:

(1)接种酵母以后,从发酵罐中取麦芽汁放到无菌样品瓶中。

(2)向每100mL样品中加入1mL的环已酰亚胺溶液。此样品有毒,请标记

清楚。

(3)在30℃的恒温箱中培养3d,如果条件允许,最好放在恒温摇床中。

(4)检查菌膜、气泡、异味。因为有毒,切勿品尝。

(5)有关结果,请参考上表,并与未接种酵母的发酵液的结果做对比。

(6)安全妥善处置样品。

上述方法也可以检测已包装的啤酒,以检查包装过程的稳定性。取一瓶啤酒,放置在30℃条件下,长期观察啤酒的情况,也可以取一些样品,添加环己酰亚胺,但要特别小心,以防有人无意中品尝啤酒。

二、例行发酵液检测

每一批啤酒都应该进行发酵液的测试(也称例行发酵度测试)。麦芽汁充气、接种和准备发酵时,无菌操作收集麦芽汁样品,采集样品要足够多,以便进行相对密度测试和其他计划内的测试。通过高温有氧发酵去检测极限发酵度,最终的相对密度通常略低于主发酵,啤酒酿造者曾称之为极限发酵度测试。

材料如下:

(1)无菌样品收集容器。

(2)恒温箱或保温箱。

(3)摇床或磁力搅拌器(可选)。

步骤如下:

(1)从发酵罐中取样品到无菌瓶中。

(2)将其放置在摇床或磁力搅拌器上,在27℃条件下培养。

(3)发酵结束,测定发酵液的相对密度,这是最低相对密度,表示酵母和麦芽汁发酵的极限发酵度。

这个发酵试验比主发酵更快达到发酵终点,这个信息有助于主发酵做出判断。如果主发酵提早结束,那么可以判断出可能达到的发酵度水平。如果需要根据发酵度调整主酵温度,就会知道选择哪个温度发酵可以达到极限发酵度。

三、双乙酰检测

大型啤酒厂用气相色谱法测量双乙酰水平(或者用分光光度法测量总的双乙酰水平)。气相色谱仪或者分光光度计超出了很多小型酿酒厂和多数家庭酿酒者的购买能力,但是这里有一个简单的、非定量的方法来检测啤酒中是否有潜在的双乙酰。双乙酰前体分子通过氧化转变为双乙酰,在实验室可以开展这种反应,利用热和氧使啤酒中无味的前体物质在短时间内转变为双乙酰。

材料如下:

(1)两个玻璃试管。

(2)铝箔盖。

(3)热水浴锅。

(4)冰水浴锅。

(5)温度计。

步骤如下:

(1)加热水浴锅中的水到60~71℃。

(2)在每个玻璃试管中装入收集的啤酒,并且覆盖铝箔盖。

(3)把一个试管放在热水浴中,另一个置于室温中。

(4)10~20min后取出热水浴中的啤酒,冷却到与另一管啤酒相同的温度。可以采用冰浴将其快速冷却。

(5)取走铝箔盖,闻样品的气味。如果其中一种样品或者两种样品中都有像黄油一样的双乙酰气味,说明啤酒有双乙酰前体。如果有双乙酰出现,不要去除啤酒中的酵母或者包装啤酒,让酵母继续发酵,然后每天持续检查,将发酵温度提高几度,能够促进双乙酰还原。如果已经去除了啤酒中的酵母,那么加入一些高活力的酵母非常有效。

四、分光光度法测双乙酰

如果具备使用分光光度计的条件,可以量化啤酒中的双乙酰水平。

试剂如下:

(1)萘酚溶液4g萘酚(CHH)溶解在100mL异丙醇中,加入约0.5g植物活性炭,并振荡30min混匀,然后过滤。将滤液贮存在棕色试剂瓶中,避光放置。

(2)KOH-肌酸溶液0.3g肌酸溶解在80mL400g/LKOH溶液中,过滤。贮存在瓶中,冷藏。

(3)双乙酰母液准备500mg/L的双乙酰水溶液。贮存在棕色试剂瓶中,冷藏。

(4)双乙酰工作液使用前取1mL母液用水稀释到100mL,此时浓度为5mg/L。

仪器如下:

(1)分光光度计。

(2)蒸馏设备,全部为玻璃材质。

(3)10mL容量瓶。

(4)50mL量筒。

(5)石棉网。

校准方法如下:

在10mL容量瓶分别加入0.5mL,1.0mL,1.5mL,3.0mL和4.0mL的双乙酰工作液,准备制作标准曲线。在每个容量瓶中加水定容至约5mL,用5mL水作为空白试剂对照。按照下面第二步操作。

步骤如下:

(1)准备去CO2的啤酒100mL,蒸馏到50mL量筒,其中装5mL水。收集15mL蒸馏酒用水稀释至25mL,用移液枪吸取5mL到10mL容量瓶中。

(2)显色。取1mL萘酚溶液[试剂(1)]加入每个容量瓶中,振荡混匀;加入0.5mLKOH-肌酸溶液「试剂(2)1一次最多4或5个容量瓶;写好标记,剧烈振荡1min。晃动5~6min的空白试剂为对照,测量530nm处的吸光度。以相同操作测量完所有样品。

(3)双乙酰含量以mg/L为单位,绘制这些吸光度数值的标准曲线。从这个曲线读出未知浓度,并计算啤酒的双乙酰含量。

五、发酵实验

实验室发酵实验的目的是以更小的规模模拟生产发酵,1.5L是一个有效实验量。酿酒者利用这个方法可以尝试使用新的酵母菌株或多种菌株,不仅可以测试发酵度,也可以测试发酵速率和啤酒风味物质;可以一次运行多个测试,而且不会太麻烦。针对每一个测试收集1.5L热麦汁(煮沸过并加了酒花的)到一个大无菌瓶中,麦芽汁冷却至发酵温度,然后参考正常的酿造标准充入氧气,为避免产生泡沫,此时也可以加人非常少量的无菌消泡剂。通过无菌操作将1.5L麦芽汁转移到发酵容器中。

接下来可以为每个实验按照合适的接种量来接种酵母了。接种量尽可能准确至关重要,因为规模越小的发酵越容易在接种量上发生偏差。与所有发酵一样,包括实验室规模发酵,从投放酵母到发酵完成,都应该监测并记录发酵温度;另外,每次发酵都要连续7d记录每日相对密度。温度控制是完美发酵的最重要参数,否则,发酵的啤酒尝起来与主生产发酵的啤酒不一样。绘制发酵液相对密度的变化曲线,可以直观地比较不同批次之间的发酵度差别,除此之外,还可以分析啤酒的其他控制参数,如苦味和风味物质。这种实验室规模可以提供足够的啤酒用于测量每天相对密度,以及用于后酵的分析。

六、酵母菌种的需氧量

不同酵母菌种对氧气的需求量不同。一些酵母只需要低水平的溶氧量,而另一些则需要高水平的溶氧量才能达到适当的发酵度絮凝性强的酵母菌株往往需要较高的含氧量。使酵母在发酵过程中对氧气需求低,溶氧量也可能影响其生存能力和循环利用的代数。要记住需氧量与增殖方式之间有一定的关联,例如,对氧气需求高的菌株繁殖时需要更多的氧以便顺利完成发酵。酿造酵母需要进行这个测试以明确每株菌种的需氧量,最好是用不同代数、不同贮存条件的酵母进行6次以上的检测。

材料如下:

(1)溶氧计。

(2)搅拌器。

(3)发酵实验装置。

操作步骤如下:

(1)每株菌种设置4次发酵实验。

(2)4次实验分别充入0mg/L,2mg/L,5mg/L和10mg/L的氧气。

(3)实验的接种量是10个/mL麦芽汁。

(4)每24h记录一次发酵液密度,记录7d。

●假设10mg/L充氧测试是极限发酵度实验,2d内达到50%发酵度的最低充

氧水平是衡量酵母需氧量的依据。测试也可以以非量化的方式进行,无需发酵实验,通过改变不同酿造中的溶氧水平来估算需氧量。

●低,需要少于5mg/L的含氧量。

●中等,需要5mg/L的含氧量。

●高,需要10mg/L或者更高含氧量。

如何利用酵母菌种需氧水平计算发酵一批啤酒酵母所需的溶氧量,目前还没有明确的方法,但菌种的需氧水平有助于对发酵过程的调控。如果正在使用需氧量高的菌株进行发酵,应确保充入足够的氧气:如果正在使用需氧量低的菌株进行实验,降低溶氧水平可能有助于形成好的风味。

●高需氧量,控制充氧10~14mg/L。

●中等需氧量,控制充氧10 mg/L。

●低需氧量,控制充氧7~10mg/L。

七、糖原的碘检测

酵母以糖原的形式贮存碳水化合物,与人类贮存脂肪相似。酵母在发酵结束时就会积累糖原,因为缺乏糖原,酵母会饥饿。酵母在贮存期依赖糖原生存,并目酵母在加入麦芽汁的初期也依赖贮存的糖原生存。酵母接种到麦芽汁的初期利用糖原进行代谢,如果酵母自身贮存了足够糖原,起酵速度会更快。检测酵母中贮存糖原的量有复杂的方法(酶解法)和简单的方法(用分光光度计测量碘液的颜色)。

材料如下:

(1)可见光分光光度计。

(2)1cm比色皿。

(3)移液器。

步骤如下:

(1)酵母样品放在冰上,以防糖原分解。

(2)样品浓度:4mg干酵母,或者是20~25mg鲜酵母。

(3)用蒸馏水配制碘/碘化钾试剂(1mg/mL碘溶解在10mg/mL碘化钾中)。

(4)酵母悬浮在试剂中,立即测量660nm波长处的吸光度。

(5)使用未染色的酵母作为空白对照。

(6)计算糖原浓度x,单位为mg/mL。吸光度与糖原浓度成比例,如下所示。

x=(y-0.26)/1.48

式中 y吸光度

如果没有分光光度计,可以直接估计糖原浓度。富含糖原(约1mg/mL)的细胞能够被试剂染成深棕色,糖原浓度低(0.1mg/mL)的细胞被染成黄色。

八、呼吸缺陷(小)突变体测试

啤酒酵母最常见的突变体之一是呼吸缺陷型突变体,又称小突变。这种突变改变了酵母的呼吸能力。所以它们在有氧平板上生长得非常小(因此命名为小突变体)。如果突变积累到酵母种群的1%以上,可能导致发酵性能差或出现风味问题,如酚类和双乙酰。

材料如下:

(1)麦芽琼脂平板。

(2)琼脂。

(3)2个无菌的250mL玻璃瓶。

(4)蒸馏水。

(5)氯化三苯基四氮唑(TTC)。

(6)NaHPO(无水的,相对分子质量为120.0)。

(7)NaHPO(无水的,相对分子质量为141.96)。

注意:处理TTC时必须戴手套、眼罩和面罩。

步骤如下:

(1)将酵母样品稀释至500~1000个细胞/mL。将0.1mL酵母溶液涂布在麦

芽琼脂平板上。重复实验,每个酵母样品制作5个平板。

(2)在27℃培养平板2~3d。

(3)准备覆盖液:

溶液A:在无菌的500mL玻璃瓶中加入:①1.26gNaHzPO4;②1.16g

NazHPO4;③3g琼脂。加入蒸馏水至体积为100mL,漩涡振荡混匀,保持瓶盖松弛。

溶液B:在另一个无菌的500mL玻璃瓶中加入0.2gTTC,加入蒸馏水至体积为100mL,漩涡振荡混匀,瓶盖不拧紧。

(4)每个溶液在121℃下进行高压灭菌15min。当两种溶液温度降到约55℃时,将这两种溶液混合。

(5)用大约10mLTTC溶液覆盖每个平板,确保菌落被完全覆盖。27℃下培养平板1~3h,并立即记录结果。平板培养时间更长或将平板冷藏,再进行计数,都会使TTC氧化,进而影响测试结果。

(6)染上粉色或红色的菌落是正常的,不改变颜色的菌落是有呼吸缺陷的。

(7)计算染色和未染色的菌落数量,来确定培养酵母中呼吸缺陷型突变体的百分比,可接受的水平是1%以内。

九、酵母抽提物蛋白胨葡萄糖培养基(YPD或者YEPD)

YPD可以制成液体培养基或固体培养基。有的检测需要使用平板和斜面,有时也可以用麦芽汁培养基。酵母扩培需要使用麦芽汁培养基而不是YPD。YPD不含麦芽糖,因此它不适合扩培酵母。

材料如下:

(1)酵母提取物。

(2)琼脂。

(3)蛋白胨。

(4)蒸馏水。

(5)葡萄糖。

(6)无菌玻璃瓶。

制备液体培养基的步骤如下:

(1)称量10g酵母提取物、20g蛋白胨和10g葡萄糖,置于无菌玻璃瓶中。

(2)加入蒸馏水到1L。

(3)盖紧盖子,振荡混匀。

(4)松开盖子,用锡箔纸盖住,在瓶子上写上日期和培养基类型。

(5)在高压灭菌锅或者压力锅中以121℃灭菌15mino

(6)培养基冷却后再使用。

(7)或者在高压灭菌后加入无菌葡萄糖,避免碳水化合物被分解。

制备固体培养基的步骤如下:

(1)称量10g酵母提取物、20g蛋白胨、20g葡萄糖和20g琼脂,置于无菌玻璃瓶中。

(2)加入蒸馏水到1L。

(3)紧紧盖上盖子,摇匀。松开盖子并用微波炉来溶解固体,小心避免培养基沸腾,接触瓶子时要小心,因为瓶子会很烫。

(4)琼脂溶解后用锡箔纸覆盖瓶盖,在瓶子上写上日期和培养基类型。

(5)高压灭菌锅或者压力锅中以121℃灭菌15min。

(6)培养基冷却至约55℃,然后倒平板。

相关内容 查看全部