技能训练3 啤酒主发酵
一、能力目标
学习啤酒主发酵的过程，掌握酵母发酵规律。
二、工作原理
酵母菌是一种兼性厌氧微生物，先利用麦汁中的溶解氧进行好氧生长，然后利用EMP途径进行厌氧发酵生成酒精。显然，对于同样体积的液体培养基，用粗而短的容器盛放和用细而长的容器盛放相比，氧更容易进入液体，因而前者降糖较快（所以测试啤酒生产用酵母菌株的性能时，所用液体培养基至少要1．5m深，才接近生产实际）。定期摇动容器，既能增加溶解氧，也能改善液体各成分的流动，最终加快菌体的生长过程。这种有酒精产生的静止培养比较容易进行，因为产生的酒精有抑制杂菌生长的能力，允许一定程度的粗放操作。由于培养基中糖的消耗，CO2与酒精的产生，相对密度不断下降，可用糖度表监视。若需分析其他指标，应从取样口取样测定。
三、实训材料
带冷却装置的发酵罐（50L、100L），若无发酵装置，可将玻璃缸放于生化培养箱中进行微型静止发酵。
四、操作要点
将糖化后冷却至10℃左右的麦汁送入发酵罐，接入酵母菌种，然后充氧，以利于酵母菌生长，同时使酵母在麦汁中分散均匀，待麦汁中的溶解氧饱和后，酵母进入繁殖期，约20h后，溶解氧被消耗，逐渐进入主发酵。由于发酵罐密闭，很难看清发酵的整个过程，建议一个组在1000mL玻璃缸中进行啤酒主发酵小型试验。具体方法如下。
①洗标本缸，缸口用8层纱布包扎后，进行高压灭菌。
②将协定法糖化得到的麦汁加水至600mL，再加葡萄糖使糖度达到10°Bx，灭菌，冷却后摇动充氧，沉淀，将上清液以无菌操作方式倒入已灭菌的标本缸中。
③接入50mL酵母菌种，在10℃生化培养箱中发酵，每天观察发酵情况。
④主发酵：于10℃发酵7d。一般主发酵整个过程分为酵母繁殖期、起泡期、高泡期、落泡期和泡盖形成期等五个时期。仔细观察各时期的区别。
⑤主发酵测定项目：接种后取样作第一次测定，以后每过12h或24h测1次直至结束。全部数据叠画在1张方格纸上，纵坐标为7个指标，横坐标为时间。共测定下列几个项目：a．糖度（用糖度表测）；b．细胞浓度、出芽率、染色率；c．酸度；d．α－氨基酸态氮；e．还原糖；f．酒精度；g．pH；h．色度；i．浸出物浓度；j．双乙酰含量。
发酵液的取样方法如下。
若在发酵罐中发酵，可从取样开关处直接取样（先弃去少量发酵液）。
若无取样开关，可用一灭过菌的乳胶管，深入发酵池面下20cm处，用虹吸法使发酵液流出，弃去少量先流出的发酵液，然后用一清洁干燥的三角瓶接取发酵液作样品。
注意事项：除少数特殊的测定项目外，应将发酵液在两干净的大烧杯中来回倾倒50次以上，以除去CO2，后过滤，滤液用于分析。分析工作应尽快完成。
五、实训报告
写出书面实训报告。
六、实训思考题
1．画出发酵周期中主发酵7个指标的曲线图，并解释它们的变化。
2．啤酒发酵中，双乙酰是如何形成的？怎样控制？
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