CN108165501A - 一株啤酒酿酒酵母菌及其培养方法与应用 - Google Patents

一株啤酒酿酒酵母菌及其培养方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一株啤酒酿酒酵母菌及其培养方法与应用，于2017年5月26日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏编号为：CGMCC NO.14195。本发明的啤酒酿酒酵母菌起发快，污染风险低，细胞间质量的一致性和稳定性高，用于发酵得到的啤酒果香浓郁，发酵风味清新，总酸产量较普通的艾尔啤酒略高0.1‑0.5g/100mL，乙酸乙酯产量一般为25‑35ppm，符合比利时风格小麦啤酒的风味特征。

Description

一株啤酒酿酒酵母菌及其培养方法与应用
技术领域
本发明涉及一株啤酒酿酒酵母菌及其培养方法与应用，属于啤酒发酵用微生物技术领域。
背景技术
近几年，国内的啤酒消费市场出现结构性变化，即啤酒生产总量在下降，并非是各类啤酒产品的全线萎缩，主要是低端类产品的消费需求缩减，高端类产品的消费需求在上升，如风格各异、品类繁多的精酿啤酒，诸如小麦啤酒、世涛啤酒、IPA等多种品类相继出现，而不再是瓶装Lager型、淡黄色的比尔森啤酒一枝独秀。
以上啤酒消费市场结构的变化和以美国为代表的国际范围内精酿啤酒产业崛起不无关系，但是与其不相匹配的是，精酿啤酒的菌种种类和加工技术发展与之脱节，跟不上步伐，国内在菌种资源储备方面明显不足，很少有国内自主研发的、专用酵母可供选择，只有国外进口的干粉酵母可用。而干粉酵母因制备过程经过干燥、高温等过程，酵母的存活率较低，起发较慢，易形成污染，而且酿造成本也较高。
针对现有市场需求的不足，有必要研发或选育一株适用于比利时风格小麦啤酒专用的酿酒酵母。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一株啤酒酿酒酵母菌及其培养方法与应用。
本发明的技术方案如下：
一株啤酒酿酒酵母菌(saccharomyces cerevisiae)菌株ZN65，2017年5月26日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏编号为：CGMCC NO.14195。
根据本发明，一株啤酒酿酒酵母菌的培养方法，包括步骤：
酿酒酵母菌活化后培养制备酿酒酵母菌种子液步骤；
酿酒酵母菌种子液扩大培养步骤。
根据本发明优选的，所述的酿酒酵母菌活化后培养制备酿酒酵母菌种子液步骤是：先用试管麦芽汁培养基将保存在斜面培养基上的酿酒酵母菌株活化，得活化的酿酒酵母菌株；活化的酿酒酵母菌株接种到液体种子培养基中培养，得到酿酒酵母菌种子液。
根据本发明优选的，所述的斜面培养基为麦芽汁和琼脂的混合，琼脂的添加量占麦芽汁质量的1.5-2％，高温灭菌，备用。
根据本发明优选的，种子培养温度为15-26℃，培养时间为16-24h。
根据本发明优选的，所述的种子培养基为麦芽汁培养基。
根据本发明优选的，所述的酿酒酵母菌种子液扩大培养步骤是：取扩大培养基接入酿酒酵母菌种子液，混合均匀，在温度为15-26℃条件下培养24-30小时，搅拌均匀，酿酒酵母菌种子液的接种量为300-1000万/mL。
根据本发明优选的，所述的扩大培养基为麦芽汁培养基。
根据本发明优选的，酿酒酵母菌种子液的接种量为600-800万/mL，发酵温度为18-22℃，培养时间为28小时。
本发明的麦芽汁培养基为现有常规技术，麦芽汁培养基属于天然培养基，非复配型的，市场购得或通过大麦芽糖化-过滤-洗糟-煮沸-回旋沉淀-降温-调整糖度-杀菌-降温制得。麦芽汁培养基的制备方法：每1000克麦汁使用150-200g麦芽，将大麦芽加入500-800mL水中，65℃保温60-120h，升温至78℃过滤，过滤快结束时使用78℃水洗糟，收集麦汁至1100-1300ml，煮沸60-90min，煮沸期间添加或不添加酒花，酒花加量0-1g/L,煮沸结束后旋转沉淀15-45min，吸取上清液，沉淀排掉,调整至合适柏拉图浓度，110-125℃下杀菌15-50min，降温，即得麦芽汁培养基。
上述培养方法中未详细限定的均按照现有技术。
一株啤酒酿酒酵母菌(saccharomyces cerevisiae)菌株的应用，用于发酵生产比利时小麦啤酒，按照酵母细胞数量计，啤酒酿酒酵母菌的接种量为100-1000万/mL麦汁。
啤酒酿酒酵母菌用于发酵生产比利时小麦啤酒方法，包括步骤如下：
原料分粉碎、糖化、过滤、煮沸、漩沉、麦汁冷却、接种啤酒酿酒酵母菌(saccharomyces cerevisiae)、发酵、后储。
根据本发明优选的，发酵生产比利时小麦啤酒原料组成及重量比如下：
麦芽类原料：16-18％，风味原料：80-81％，白糖1-2％；
其中，麦芽类原料中，普通大麦芽60-70％，麦仁10-20％，小麦芽5-15％，
风味原料：包含酒花、橙皮、芫荽籽；其中酒花使用量8-10ppm，其中苦花和香花各占一半；橙皮使用量300-500ppm；芫荽籽使用量200-400ppm。
本发明与现有技术相比具有的优点及有益效果：
1、起发快，污染风险低：本发明的啤酒酿酒酵母菌在培养结束后不进行热风干燥等任何下游处理，存活率和活性保留完整，存活率高于99％，肝糖染色率超过85％，处于旺盛状态，接种以后的细胞延滞期较短，快速进入对数期，与目前国内精酿啤酒生产中常用的干粉酵母相比，具有起发快，发酵周期短、沉降性好的特点。而目前干粉酵母由于经过热处理，细胞膜受到损伤，接种后其需要更长的适应时间，故延滞期长12-24h，给麦汁带来染菌的风险。
2、细胞间质量的一致性和稳定性高：本发明与目前精酿啤酒干粉酵母活化、培养的培养基不同，干粉酵母使用人工配制培养基，而本发明的啤酒酿酒酵母菌培养基质是麦芽汁，与生产啤酒使用的基质相同，故在应用啤酒酿造中无需考虑酵母的适应性和基质变化对酵母生产的影响问题，保证细胞质量的一致性以及酿造啤酒质量的稳定性。同时本发明的啤酒酿酒酵母菌可重复利用，酵母细胞在一个啤酒酿造周期结束后，沉降至发酵容器的底部，进行回收使用，一般可重复使用3-6次。
3、风味典型，特征性明显。本发明的啤酒酿酒酵母菌发酵得到的啤酒果香浓郁，发酵风味清新，总酸产量较普通的艾尔啤酒略高0.1-0.5g/100mL，乙酸乙酯产量一般为25-35ppm，符合比利时风格小麦啤酒的风味特征。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施例来进一步清楚地解释本发明，但是不以任何方式构成对本发明的限制。
实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法；下述实施例中的百分含量，如无特别说明，均为质量百分含量。
酿酒酵母菌的分离：
本发明的酿酒酵母菌分离自新鲜的德式小麦啤酒发酵液(使用常规发酵方法得到的德式小麦啤酒的新鲜发酵液)，首先通过麦芽汁培养基多次培养使菌体达到一定密度、再通过多次平板划线，挑选外观整齐的菌落、最后通过啤酒发酵过程跟踪和结果检测等指标筛选得到该菌株。
性能指标筛选时首先以菌种的凝聚性、发酵度、降糖速度为指标进行初筛，酵母凝聚性检测采用本斯实验法，初筛选过程中，菌种的凝聚性为0.6-0.8mL；凝聚性低于0.6mL，导致发酵结束酒液中的酵母不能及时沉降，酒体浑浊，难于过滤，且这些酵母在酒液中会通过自溶产生酵母臭味；凝聚性高于0.8mL，酵母在和培养和发酵过程总是快速沉降在容器底部，一方面不利于酵母进行繁殖和代谢，影响发酵导致风味不足；另一方面，过度沉降会使酵母沉积压实，在过滤工序中对过滤设备和过滤介质形成阻塞，影响顺利的生产进行；发酵度以真正发酵度计算，发酵度为63-73％，降糖速度为表观降糖速度，即使用麦芽汁糖度计进行测定，主酵期间平均降糖速度为0.1-0.2°P/h。
以菌种的凝聚性为0.6-0.8mL、发酵度63-73％、降糖速度0.1-0.2°P/h，啤酒中的双乙酰含量低于0.1mg/L为指标初步筛选的酵母为目标酵母，再以发酵所得啤酒的代表性风味物质和总酸进行再次筛选，风味以醇酯比为参数控制，需要通过气相色谱检测获取数据，醇酯比以2.5-5.0为宜；发酵结束啤酒中的总酸含量1.5-2.5g/100ml，得到符合比利时风格小麦啤酒的风味的酵母菌种，经重复性实验验证菌种的稳定性，即得到该菌株，该菌株是Ale型酵母。
实施例1
一株啤酒酿酒酵母菌(saccharomyces cerevisiae)菌株ZN65，于2017年5月26日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏编号为：CGMCC NO.14195。
一株啤酒酿酒酵母菌的培养方法，包括步骤如下：
(1)酿酒酵母菌种子液制备
A、用麦芽汁斜面培养基将酿酒酵母菌株活化，得活化的酿酒酵母菌株；斜面培养基为麦芽汁和琼脂的混合，琼脂的添加量占麦芽汁质量的1.5％，高温灭菌，备用。
B、将活化的酿酒酵母菌株接种到麦芽汁培养基中，于16℃下培养24h，得到酿酒酵母菌种子液；
(2)将酿酒酵母菌种子液接种到麦芽汁培养基中，混合均匀，在温度为22℃条件下发酵28小时，搅拌均匀，酿酒酵母菌种子液的接种量为800万/mL。
应用：
啤酒酿酒酵母菌(saccharomyces cerevisiae)菌株的应用，用于发酵生产比利时小麦啤酒，接种量200万/mL。
发酵生产比利时小麦啤酒原料组成及重量比如下：
麦芽类原料：18％，风味原料：80％，白糖2％；
其中，麦芽类原料中，普通大麦芽70％，麦仁15％，小麦芽15％，
风味原料：包含酒花、橙皮、芫荽籽；其中酒花使用量8ppm，其中苦花和香花各占一半；橙皮使用量300ppm；芫荽籽使用量200ppm。
发酵工艺：18-20℃发酵3天封罐，封罐时加入橙皮，封罐8天后降温至0-2℃，后储即可。以11.6°P麦汁发酵为例，所得比利时小麦啤酒的指标：酒精4±0.2g/100g，发酵度67±1.5％，酸度1.9±0.2g/100mL,醇酯比4±0.4。乙酸乙酯27±3ppm，乙酸异戊酯≤7ppm。
实验例：
发酵度适宜范围：63.0％-71.0％。，发酵度低会造成啤酒发酵不彻底，口感粘口，易污染变质；发酵过高则会使酒液中残留的大分子糖类物质过少，使得口感淡薄，饱满度不足，饮后产生酸感。
啤酒的风味，包含醇、醛、酸、酯四大类，本发明研究过程以气相色谱法检测了18种主要风味物质的含量。其中比利时小麦啤酒菌种发酵以乙酸乙酯为主要酯香风味，25-35ppm较适宜，乙酸异戊酯含量较少，7ppm以下，；而德式小麦中乙酸乙酯，乙酸异戊酯(一种果香，类似香蕉和橡胶水的味道)和4-VG(4-乙烯基愈疮木酚)(一种酚香，类似丁香花的味道)三种风味物质含量都较多，分别达30-45ppm，7-10ppm，2-3ppm，三种物质互相映衬形成特有的德式小麦啤酒风格；醛类的代表性成分乙醛，代表啤酒的发酵成熟程度，发酵不完全的酒液乙醛含量较高，有生青味道，类似青草味，发酵成熟的正常酒液中乙醛含量应≤4.0ppm；醇类物质主要指以异戊醇和苯乙醇为代表的高级醇，适量的醇含量可以提高啤酒的风味饱满度，过高则会使啤酒上头。故啤酒中风味物质的含量除了要关注特定成分外，综合性评价指标“醇酯比”也很重要，可以反映风味的协调性，一般而言，lager型啤酒酯香较弱，醇酯比稍高，5.0以上；而ale型啤酒因酯香较浓，故醇酯比较低，一般在2.5-5.0较适宜。Lager啤酒的总酸较低，一般1.4-1.8g/100mL，而小麦啤酒，尤其是比利时小麦由于酯香浓郁，稍高的酸感才能较酯香平衡使酒体协调，故总酸在1.7-2.2g/100mL之间较适宜。
实施例2
同实施例1所述的啤酒酿酒酵母菌的培养方法，不同之处在于：
步骤B、将活化的酿酒酵母菌株接种到麦芽汁培养基中，于24℃下培养18h，得到酿酒酵母菌种子液；
步骤(2)将酿酒酵母菌种子液接种到麦芽汁培养基中，混合均匀，在温度为22℃条件下发酵30小时，搅拌均匀，酿酒酵母菌种子液的接种量为600万/mL。

Claims (12)

1.一株啤酒酿酒酵母菌(saccharomyces cerevisiae)菌株ZN65，2017年5月26日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏编号为：CGMCC NO.14195。
2.一株啤酒酿酒酵母菌的培养方法，包括步骤：
酿酒酵母菌活化后培养制备酿酒酵母菌种子液步骤；
酿酒酵母菌种子液扩大培养步骤。
3.根据权利要求2所述的啤酒酿酒酵母菌的培养方法，其特征在于，所述的酿酒酵母菌活化后培养制备酿酒酵母菌种子液步骤是：先用试管麦芽汁培养基将保存在斜面培养基上的酿酒酵母菌株活化，得活化的酿酒酵母菌株；活化的酿酒酵母菌株接种到液体种子培养基中培养，得到酿酒酵母菌种子液。
4.根据权利要求3所述的啤酒酿酒酵母菌的培养方法，其特征在于，所述的斜面培养基为麦芽汁和琼脂的混合，琼脂的添加量占麦芽汁质量的1.5-2％，高温灭菌，备用。
5.根据权利要求3所述的啤酒酿酒酵母菌的培养方法，其特征在于，种子培养温度为15-26℃，培养时间为16-24h。
6.根据权利要求3所述的啤酒酿酒酵母菌的培养方法，其特征在于，所述的种子培养基为麦芽汁培养基。
7.根据权利要求2所述的啤酒酿酒酵母菌的培养方法，其特征在于，所述的酿酒酵母菌种子液扩大培养步骤是：取扩大培养基接入酿酒酵母菌种子液，混合均匀，在温度为15-26℃条件下培养24-30小时，搅拌均匀，酿酒酵母菌种子液的接种量为300-1000万/mL。
8.根据权利要求7所述的啤酒酿酒酵母菌的培养方法，其特征在于，所述的扩大培养基为麦芽汁培养基。
9.根据权利要求7所述的啤酒酿酒酵母菌的培养方法，其特征在于，酿酒酵母菌种子液的接种量为600-800万/mL，发酵温度为18-22℃，培养时间为28小时。
10.一株啤酒酿酒酵母菌(saccharomyces cerevisiae)菌株的应用，用于发酵生产比利时小麦啤酒，按照酵母细胞数量计，啤酒酿酒酵母菌的接种量为100-1000万/mL麦汁。
11.根据权利要求10所述的啤酒酿酒酵母菌(saccharomyces cerevisiae)菌株的应用，其特征在于，啤酒酿酒酵母菌用于发酵生产比利时小麦啤酒方法，包括步骤如下：
原料分粉碎、糖化、过滤、煮沸、漩沉、麦汁冷却、接种啤酒酿酒酵母菌(saccharomycescerevisiae)、发酵、后储。
12.根据权利要求11所述的啤酒酿酒酵母菌(saccharomyces cerevisiae)菌株的应用，其特征在于，发酵生产比利时小麦啤酒原料组成及重量比如下：
麦芽类原料：16-18％，风味原料：80-81％，白糖1-2％；
其中，麦芽类原料中，普通大麦芽60-70％，麦仁10-20％，小麦芽5-15％，
风味原料：包含酒花、橙皮、芫荽籽；其中酒花使用量8-10ppm，其中苦花和香花各占一半；橙皮使用量300-500ppm；芫荽籽使用量200-400ppm。
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