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啤酒酵母酵母菌(Saccharomyces)的分類& 在分類學上的地位 1真菌門 1子囊菌綱 1原子囊菌亞綱 1內(nèi)孢霉目 1內(nèi)孢霉科 1酵母亞科 1酵母屬 1釀酒酵母& 人們已知的有1000多個酵母種啤酒酵母N 啤酒酵母概述及生理特性N 啤酒酵母的生活史及選育方式初步N 啤酒酵母的生產(chǎn)特性N 優(yōu)良啤酒酵母的評估啤酒酵母概述及生理特性A分類學家進行分類時沒有考慮次要差異，通常統(tǒng)分為啤酒酵母（Saccharomyces Cerevisiae)A根據(jù)生產(chǎn)技術特性以及傳統(tǒng)習慣，仍把進行啤酒生產(chǎn)的啤酒酵母分成兩類： 8上面啤酒酵母Saccharomyces Cerevisiae 8下面啤酒酵母Saccharomyces Carlsbergensis兩種啤酒酵母的主要區(qū)別兩種啤酒酵母的區(qū)別-2+ 上面啤酒酵母（愛爾啤酒酵母） j具有一定的正電荷 k與帶有負電荷的二氧化碳吸引形成團粒，浮力大于重力，故上浮至液面，可用撇沫法去除+ 下面啤酒酵母（貯藏啤酒酵母，lager酵母） j帶有一定的負電荷 k與二氧化碳互相排斥，酵母始終懸浮于發(fā)酵液中，到達一定的發(fā)酵度時，即細胞密度達到一定時，重力大于浮力，則沉于器底啤酒酵母的生理特性F啤酒酵母的巨大菌落形態(tài)F啤酒酵母的出芽及芽痕F啤酒酵母的結構F啤酒酵母的結構 啤酒酵母的細胞壁結構 啤酒酵母的細胞膜酵母巨大菌落形態(tài)的作用*把明膠作為麥汁固化劑，比瓊脂作固化劑更能增加菌落形態(tài)上的差別特征*不同的酵母在明膠麥汁平板上的形態(tài)不一 ale酵母每個菌株都具有自己特征性的菌落形態(tài) Lager酵母不明顯，更趨向于具有比較單一的形態(tài)。*主要的缺點： 為了獲得特征性菌落形態(tài)，至少要在21下培養(yǎng)3周 不能提供有關個別菌株是否具有釀造價值的信息*這些照片能夠鑒定出其它一些個性，而這些是麥芽制造者、釀造師和科學家不能提供的酵母的出芽及芽痕,酵母細胞一般以出芽方式繁殖,子細胞長到與母體一樣大時，從母細胞脫落，母細胞上留下的痕跡稱為“出芽痕”，子細胞上留下的痕跡稱為“誕生痕”,酵母細胞壁的同一位點上只能出一次芽。通過出芽痕的數(shù)量可以知道某一細胞的出芽數(shù)量。這可以用來測量細胞的年齡,一般細胞的最多出芽次數(shù)為56次酵母細胞的細胞壁結構(酵母細胞壁是一穩(wěn)固結構，維持細胞的形狀與強度(細胞壁厚25nm左右，占整個細胞干重的25%(主要結構是葡聚糖和甘露聚糖，還有少量蛋白質(zhì)和幾丁質(zhì)酵母細胞壁成份j葡聚糖&位于與質(zhì)膜相鄰的細胞壁內(nèi)側，形成葡聚糖層&是細胞壁的主要結構成份&去除或降解葡聚糖，將導致整個細胞壁的破壞酵母細胞壁成份k甘露聚糖E是甘露糖單體的聚合物，與蛋白質(zhì)一起構成細胞壁的外圍結構E去除或降解甘露聚糖，并不會破壞整個細胞壁結構E如果機械破壞細胞壁，甘露聚糖層破壞后進入啤酒中，則會造成過濾不清的混濁E甘露聚糖蛋白還會影響啤酒酵母的絮凝性酵母細胞壁成份l幾丁質(zhì)E幾丁質(zhì)是N-乙酰葡萄糖胺為單體的聚合物E構成細胞壁的最外層纖維層E與出芽痕有關，主要位于出芽痕的四周酵母細胞壁結構m蛋白質(zhì)E占細胞壁干重的10%E有一部分是與細胞壁相連的酶，如葡聚糖酶，甘露聚糖酶等E這些酶具有“軟化”細胞壁的功能，從而允許芽的形成酵母細胞壁對啤酒釀造的影響1細胞強壯時，酵母細胞壁結構緊密，胞內(nèi)大分子物質(zhì)無法進入啤酒中1細胞衰老、發(fā)生自溶、或受機械（及酶制劑）的處理后，細胞壁結構被破壞，通透性增加（壁上出現(xiàn)多處孔洞），則許多胞內(nèi)大分子（水解酶類、蛋白質(zhì)等）進入啤酒，造成啤酒混濁以及泡沫性能降低（尤其是純生啤酒）1有時利用酵母泥pH與啤酒pH的差值測定酵母的活力如何酵母細胞膜的作用$在細胞壁內(nèi)部，是一半透性膜$能夠攝取周圍環(huán)境的小分子營養(yǎng)物質(zhì)，同時把胞內(nèi)的代謝產(chǎn)物排出體外$酵母的絮凝性與細胞膜的組成有關$細胞膜受到損傷后，對于染料的通透性也會增加，因此有時根據(jù)次甲基蘭染色測定死亡率時，有較大的偏差啤酒酵母生活史及選育&啤酒酵母的繁殖有無性和有性兩種方式&大部分情況下，啤酒酵母進行無性繁殖，以芽殖的方式傳代&在人為控制的條件下，也可以進行有性繁殖可以進行細胞雜交啤酒酵母的無性繁殖周期啤酒酵母的生長幾乎完全伴隨著芽的生長在快速生長的酵母培養(yǎng)物中，芽的形成占據(jù)整個細胞周期，所有細胞上都可以觀察芽的存在。在生長很慢的酵母培養(yǎng)物中，可以看到不帶芽的細胞，芽的形成僅占據(jù)細胞周期的部分時間通常酵母的細胞周期被定義為一次細胞分裂結束到另一次細胞分裂之間的這一階段細胞周期的四個階段.可以分成G1、S、G2和M期.S期是DNA開始合成的時期.M期是有絲分裂期，染色體分開并分離 .G1期代表界于有絲分裂期與DNA合成期之間的這一時期. G2期代表界于DNA合成期與有絲分裂期之間的這一時期啤酒酵母的有性繁殖周期啤酒酵母有性繁殖+要進行有性繁殖，必須先形成單倍體的子囊孢子+啤酒酵母只有在營養(yǎng)極度缺乏的情況下才會形成子囊孢子+一般情況下野生酵母比培養(yǎng)酵母易形成子囊孢子呼吸缺陷型突變菌株R呼吸缺陷型或“小”突變是啤酒酵母中最常出現(xiàn)的突變形式R由于酵母線粒體DNA片段缺失，形成有缺陷的線粒體基因組，突變的線粒體不能正常合成某種蛋白質(zhì)。突變株通常比呼吸正常的普通菌株的菌落(也叫大菌落)要小很多R發(fā)生頻率通常為群體數(shù)量的0.5%5%,但有時高達50%R許多表現(xiàn)型，比如糖的攝取、代謝副產(chǎn)物的形成、對乙醇和溫度等脅迫因子的耐受性等發(fā)生變化。R細胞絮凝性、細胞壁和質(zhì)膜結構以及細胞形態(tài)等也受到影響啤酒酵母呼吸缺陷型的影響呼吸缺陷型酵母或具有大量呼吸缺陷型酵母的培養(yǎng)物發(fā)酵的啤酒往往具有風味缺陷和發(fā)酵上的問題，表現(xiàn)在： 雙乙酰、高級醇的含量偏高 麥汁發(fā)酵速率下降 死亡細胞數(shù)升高 酵母細胞數(shù)和絮凝能力降低啤酒酵母生產(chǎn)菌株的呼吸缺陷型要求果糖蔗糖麥芽糖麥芽三糖&酵母有編碼a-葡萄糖苷酶(MAL S)，麥芽糖透性酶(MAL T)以及同時調(diào)節(jié)上述基因表達激活子(MAL R)的基因。MAL S 和MAL T的表達調(diào)控受麥芽糖的誘導，葡萄糖的阻遏 &當葡萄糖濃度高于1%(w/v)時，MAL基因表達受到阻遏。麥汁中的葡萄糖是影響麥汁發(fā)酵速率的主要因素 &以不能被酵母利用的葡萄糖結構類似物2-脫氧葡萄糖作抗性篩子，篩選出自發(fā)突變的變異株，可以解除葡萄糖對麥芽糖攝取的阻遏效應。提高麥汁發(fā)酵速率葡萄糖在細胞體內(nèi)的去處$首先通過EMP途徑形成丙酮酸，然后分成兩路： $進行呼吸作用，細胞數(shù)量極劇增加，產(chǎn)生生物能量消耗葡萄糖的速度較快 $進行發(fā)酵，細胞數(shù)量增加很少，產(chǎn)生大量的代謝副產(chǎn)物消耗葡萄糖的速度慢得多酵母的碳代謝調(diào)控E有氧氣存在下，呼吸酶體系占主導，酵母進行呼吸作用巴斯德效應E葡萄糖濃度很高時，即使有氧氣存在，也是發(fā)酵酶體系占主導，酵母進行發(fā)酵代謝，即發(fā)酵抑制呼吸反巴斯德效應（Crabtree效應)E麥芽糖和麥芽三糖對呼吸沒有抑制作用b.酵母細胞對氮的吸收與代謝+酵母必須從麥汁中吸收一定的氨基酸(轉氨基作用)合成自身的蛋白質(zhì)骨架及核酸類等含氮物質(zhì)+對氨基酸的吸收有一定的順序+氨基酸譜的組成會影響啤酒的風味氨基酸的先后利用順序酵母對氮的代謝調(diào)控%酵母攝取氨基酸的調(diào)控機制十分復雜，包括某些特異的氨基酸載體以及具有廣譜底物特異性的氨基酸透性酶。%麥汁中氮的利用受到透性酶的種類、特異性以及酵母體內(nèi)氨基酸組成的反饋抑制等因素的調(diào)控%啤酒發(fā)酵過程中不利用脯氨酸，但在氧氣和線粒體氧化酶存在下，當其它氨基酸被消耗完后，也能同化脯氨酸影響啤酒風味的氨基酸譜氨酸酸組成對啤酒風味的影響第一組氨基酸可以直接從麥汁中吸收，或在發(fā)酵后期由糖代謝及轉氨基作用合成 第二組氨基酸的缺乏，對成品啤酒質(zhì)量造成直接影響，高級醇過高大約有110種有機酸和短鏈、中鏈脂肪酸部分來源于麥芽和麥汁組分，大部分由酵母代謝產(chǎn)生一般用pH和總酸表示，太高會粗糙，酸露頭啤酒中各種酸的種類及濃度如何，直接影響啤酒的風味與口味草酸甚至會影響啤酒的非生物穩(wěn)定性2.高級醇?所有酒類共有的發(fā)酵副產(chǎn)物，也稱“雜醇”(油)?與氮代謝有極為緊密的關系?與乙醇有一合適的比例，即500：1?主要是丙醇、丁醇、戊醇、異戊醇、苯丙醇等?高級醇的產(chǎn)生與酵母的生長呈線性相關性高級醇的產(chǎn)生途徑1高級醇可以在分解途徑中產(chǎn)生 通過氨基酸的轉氨基作用形成 氨基酸含量較高時往往這樣形成高級醇1高級醇也可以在合成途徑中形成 通過合成過多的酮酸，再形成高級醇 氨基酸含量不足時往往這樣形成高級醇1在發(fā)酵的不同階段，由兩條途徑產(chǎn)生的高級醇比例也不同3.酯.酯是重要的風味化合物，賦予啤酒、葡萄酒以及白酒以花或水果樣的香氣和風味；適量存在可以接受，但控制不當導致含量不適時，會給啤酒帶來令人不能接受的酯香味.乙醇或長鏈醇與脂肪?；o酶A發(fā)生反應生成酯.在啤酒中共檢測出約90種不同的酯.較為重要的酯包括乙酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸異丁酯、己酸乙酯、2-乙酸苯乙酯等 影響酯含量的因素*酵母菌株的產(chǎn)酯特性*發(fā)酵溫度（+）*發(fā)酵方式（連續(xù)分批）*接種量（-） *麥汁充氧（-）*麥汁濃度（+）*麥汁組成中C：N比太高，造成碳會合成過多的乙酰CoA（酯的前體），從而使酯含量升高4.羰基化合物&約有200種羰基化合物與啤酒及其它酒精飲的和風味有關&能影響啤酒風味的羰基化合物主要是各種醛類化合物和連二酮(VDK)，最顯著的是雙乙酰&羰基化合物對啤酒的風味穩(wěn)定性有顯著影響。過量的羰基化合物會給啤酒帶來老化風味。醛類化合物會給啤酒帶來青草味(丙醇、2-甲基丁醇、戊醇)以及紙板味(反-2-壬烯醛、糠醛）。5.含硫化合物K硫化氫臭雞蛋味，適量時表現(xiàn)為新鮮味K二氧化硫燃燒的火柴味K二甲基硫煮熟的蔬菜味、玉米味啤酒中游離SO2的作用M SO2在釀酒過程中能起到殺菌、澄清、溶解、增酸和抗氧化的作用MSO2是有毒無色氣體，具有窒息性氣味，使人呼吸困難，毒害肺部器官，可引起支氣管炎、肺炎M美國人認為SO2能誘發(fā)歇斯底里癥 啤酒中SO2的來源#原料麥芽、發(fā)霉大米、酒花、釀造用水#生產(chǎn)工藝糖化或發(fā)酵過程中添加亞硫酸鹽或偏重亞硫酸鉀等抗氧化劑#為了提高啤酒的抗老化能力，添加過量的抗氧化劑，造成啤酒中游離SO2含量過高啤酒中游離SO2的含量指標&根據(jù)國家發(fā)酵酒衛(wèi)生標準，游離SO2的含量要求50mg/L&美國要求游離SO2含量10mg/L&我國綠色食品啤酒標準要求游離SO2含量15mg/L啤酒酵母的絮凝性& “絮凝”是指“在培養(yǎng)基中，酵母細胞從懸浮狀態(tài)或漂浮于培養(yǎng)基表面的狀態(tài)下聚集成團或沉降下來的現(xiàn)象”&絮凝通常發(fā)生在酵母細胞分裂停止以后，如酵母細胞絮凝發(fā)生在對數(shù)生長后期或平衡期&酵母的絮凝性是啤酒酵母的重要生產(chǎn)特性，是生產(chǎn)能否順利進行的重要因素啤酒酵母絮凝機制的幾種假說細胞壁的陰離子成分與Ca2+相連，這些陰離子組分是蛋白質(zhì)。絮凝酵母上特異性的甘露糖蛋白在交聯(lián)的細胞之間以類似外源凝集素的方式作用，鈣離子通過結構變化作為配基促進絮凝較受贊同“共絮凝”現(xiàn)象：兩株不絮凝的菌株培養(yǎng)物混合在一起時會發(fā)生絮凝現(xiàn)象（只在上面啤酒酵母之間發(fā)現(xiàn)過）第三種形式酵母菌株可以與污染的細菌一起絮凝下來（也只在上面酵母中發(fā)現(xiàn) ） 啤酒酵母絮凝機制&絮凝的發(fā)生需要有細胞表面蛋白和甘露糖受體的存在。如果被掩蓋、阻礙、抑制或變性等，就不能發(fā)生絮凝現(xiàn)象&理想的啤酒酵母菌株應在發(fā)酵末期糖耗盡之前保持單細胞懸浮狀態(tài)。隨后能迅速從懸浮狀態(tài)絮凝下來 &細胞絮凝激活或結束細胞處于非絮凝狀態(tài)的信號是什么？這至今仍是一個許多學者孜孜以求但仍無法回答的問題 啤酒酵母的保藏方式M低溫(-70或液氮)M凍干M蒸餾水保藏M油保藏M從培養(yǎng)基上連續(xù)轉接(每兩星期轉接一次，共進行了兩年)M在固體營養(yǎng)培養(yǎng)基上于21長期保存(每六個月轉接一次)M在固體營養(yǎng)培養(yǎng)基上于4長期保存(每六個月轉接一次)啤酒酵母保藏方式的評估*酵母長期保藏不僅需要最佳的細胞存活量，而且應保證酵母自身性質(zhì)不發(fā)生變化*采用各種方式保藏兩年后，檢測各種指標，與未保藏的對照菌株進行比較 麥汁發(fā)酵速率 麥汁中糖攝取效率 絮凝性能 發(fā)芽能力 呼吸缺陷型的形成以及復活率酵母保藏方式的選擇&-70保藏的酵母致死率最低且最容易活化。絮凝性能、麥汁發(fā)酵能力、孢子形成能力以及呼吸缺陷型變異株的生成比例也沒有受到影響&營養(yǎng)瓊脂斜面4保藏，每六個月轉接一次的方法次之。&固體培養(yǎng)基21 保藏，每六個月轉接一次的常規(guī)方法最不好，但是最為經(jīng)濟保藏方法 &應絕對避免啤酒酵母的凍干保藏 啤酒酵母的接種7酵母接種受麥汁濃度、麥汁組成、溫度、麥汁充氧程度以及酵母前次使用等影響7盡可能減少酵母生長的遲滯期，盡快進入發(fā)酵狀態(tài)，阻礙細菌的生長7接種量在520106個細胞/ml之間(依賴于原麥汁濃度)。考慮到諸多因素，最適接種量在1012106個細胞/ml左右7無論最初接種量如何，酵母細胞在某一特定環(huán)境下，增殖量在單位體積內(nèi)只能達到某一特定值啤酒酵母的接種下面啤酒發(fā)酵中，由理論和經(jīng)驗可以概括為：& 每1度麥汁發(fā)酵需接種密度為1106個/mL，但不低于8106個/mL；& 每1度麥汁主發(fā)酵最高溫度為1，但不低于8；& 每1度麥汁發(fā)酵麥汁溶氧水平為1mg/L，但不低于8mg/L；酵母在發(fā)酵中增殖遵循：M=Z02n式中：M-發(fā)酵中酵母最高密度； Z0接種活細胞密度； n增殖級數(shù)。 & 理論上認為，為了控制發(fā)酵代謝副產(chǎn)物（如高級醇和醛類）不產(chǎn)生過多，應控制n24h），在接種前需提前23h對酵母儲罐進行通風，使酵母復蘇，形成芽尖，接種后起酵速率不會降低。 3酵母泥的酸洗& 目前大生產(chǎn)的技術和控制水平還很難做到發(fā)酵液中絕對無雜菌，多數(shù)廠家排放3代以后的酵母泥的雜菌大多在102103個，這樣的酵母泥如不經(jīng)過酸洗處理，已不再適合作種酵母，尤其在釀制純生啤酒時，3代以后的酵母應當廢棄。& 酵母泥的酸洗處理就是在從酵母回收罐泵出冷卻的酵母泥中用定量泵添加稀磷酸（5%），調(diào)節(jié)酵母泥pH2.83.0，維持2h后立即使用，如果加磷酸時再添加50mg/L的Nisen效果會更好，可殺滅酵母泥中90%的污染細菌。罐內(nèi)pH會隨著存放時間延長而升高，不許進一步調(diào)節(jié)。 1酵母泥的pH值& 酵母體內(nèi)平衡的pH為6.57.0，發(fā)酵后期發(fā)酵液的pH為4.24.4，如果酵母體內(nèi)物質(zhì)滲漏會使酵母外圍發(fā)酵液pH升高，胞內(nèi)物質(zhì)滲漏越多，pH升高越大，采用pH大小可以反映酵母胞壁滲漏程度。pH的測定方法如下：先測啤酒pH1，如=4.2，再取此啤酒的酵母，用6000r/min離心10min后，酵母形成泥狀，分離澄清的啤酒，再測此澄清后的啤酒的pH2，則pH= pH2-pH1。& pH在0.10.3，表示正常或接近正常，此酵母泥可以作為種酵母；pH在0.30.5，表示已泄露，但不嚴重，此酵母泥尚可作種酵母；pH在0.51.0，表示泄露嚴重，風味改變大，應廢棄此酵母。 2酵母細胞壁結構：酵母細胞壁外層和中層的甘露聚糖、-葡聚糖很易脫落（大剪切力輸送酵母泥也會引起脫落），使酵母泥變得粘稠，進入啤酒會增加啤酒的霧濁，過濾困難。3酵母的吸附：酵母在發(fā)酵時會吸收a-酸和多酚，在壁膜間積累并氨化和聚合，若氧化a-酸和聚酚泄漏進入啤酒，會增加啤酒不愉快后苦味和澀味。4胞內(nèi)脂肪泄漏會降低啤酒的泡持性。5胞內(nèi)長鏈脂肪酸泄漏，氧化后就形成啤酒的老化味。6胞內(nèi)H2S很容易泄漏，只要啤酒中達到50 ng/L，就會形成酵母臭。 7胞內(nèi)含氮物質(zhì)常以高肽泄漏，降低啤酒非生物穩(wěn)定性。8胞內(nèi)蛋白酶A和肽結合沒有活性，在泄漏時肽會脫落，形成活性很強的蛋白酶A，它在啤酒中切割泡沫蛋白，使泡沫活性變差。單罐釀造超長時間貯酒（如大于2月），或純生啤酒裝瓶后超過1個月，啤酒泡持性會變得很差。但在經(jīng)過熱消毒的啤酒，蛋白酶A在58以上就開始鈍化，喪失活性。9胞內(nèi)貯存肝糖（主要是海藻糖）泄漏，會使啤酒碘值不正常，有時可達0.30.4，使啤酒非生物穩(wěn)定性變差。 總結 總之，成也酵母，敗也酵母。因此，不論釀造何類型的啤酒，在雙乙酰還原結束后，貯酒期降低酵母死亡、自溶，酒溫越底越好，分離酵母泥越徹底越好，這樣才能保證釀造啤酒有純正優(yōu)良的風味。 啤酒酵母的活性與活力k酵母的活性(生存能力)定義為樣品中活細胞的比例k酵母的活力定義為酵母活動的量度或發(fā)酵性能，即強壯酵母的比例k有許多標準可用來評估酵母細胞活性和活力。同一酵母樣品所測得的活性會因所選的標準不同而不同。有時同時測定這兩個參數(shù)來了解酵母的生理狀態(tài) 特殊染色法$次甲基蘭是用于酵母細胞活性染色的常用染料之一?；罴毎軌蚪到膺@種染料，從而在顯微鏡下觀察時細胞呈無色，而死細胞由于不能還原該染料而被其染為深蘭色$但是對于次甲基蘭無法正確檢測酵母的活力$使用適當?shù)木彌_液以及次甲基紫，能較為準確的測定細胞的活性；其它染料還有苯胺藍$還可以用熒光染色方法評估酵母細胞的活性與活力電容測定法該方法的原理是應用活細胞膜內(nèi)電荷累積形成電容。死細胞不能夠產(chǎn)生這種電容。酵母活細胞的生物量與電容之間存在著線性關系 指示活性的繁殖能力測試法%載玻片培養(yǎng)利用酵母的增殖測定酵母活性%將一小滴酵母培養(yǎng)物置于載玻片上的營養(yǎng)瓊脂膜上培養(yǎng)約18小時后，顯微觀察形成的微克隆%能夠形成微克隆的單細胞被認為有活性，比平板計數(shù)法花的時間少得多，但比起染色法來，仍然要花費很多時間%在測定較低的酵母細胞活性時具有較高的精確度 酸化力法(由Opekarova和Sigler兩人建立(添加葡萄糖后，測定懸浮的酵母細胞體外pH值的下降。(該方法在檢測酵母代謝活力有較大差別時很有效(需要酵母樣品進行徹底洗滌，且樣品數(shù)量要多胞內(nèi)pH值法(ICP)?ICP法是利用一種pH敏感的熒光物質(zhì)檢測單個細胞或細胞群體內(nèi)的胞內(nèi)pH?活躍酵母細胞的胞內(nèi)pH并不因環(huán)境pH的下降而下降，但活力下降的細胞則會由于外界pH的下降而導致胞內(nèi)pH的下降?該方法比酸化力法更敏感，能檢測出酵母細胞活力的細微變化?需要價格非常昂貴的儀器酵母活力的脅迫應答測定法3酵母活力可以認為是酵母活動或發(fā)酵性能的量度，也定義為酵母細胞忍受或克服脅迫條件的能力3因而可以將細胞活力和酵母細胞對脅迫因子，如乙醇、熱