淺談啤酒發(fā)酵工藝畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　論文題目：淺談啤酒發(fā)酵工藝</p><p>　　專業(yè)班級：09生物技術及應用2</p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　指導老師： </b></p>&l

2、t;p>　　日 期：2012年5月24日</p><p><b>　　畢業(yè)論文任務書</b></p><p>　　論文題目： 淺談啤酒發(fā)酵工藝</p><p>　　論文主要內容及技術參數(shù)：啤酒發(fā)酵的工藝參數(shù)包括：（1）發(fā)酵周期，由產(chǎn)品類型、質量要求、酵母性能、接種量、發(fā)酵溫度、季節(jié)等確定，一般12～24天。（2）酵母接種量，一般

3、根據(jù)酵母性能、代數(shù)、衰老情況、產(chǎn)品類型等決定。（3）發(fā)酵最高溫度和雙乙酰還原溫度，啤酒旺盛發(fā)酵時的溫度稱為發(fā)酵最高溫度，雙乙酰還原溫度是指旺盛發(fā)酵結束后啤酒后熟階段（主要是消除雙乙酰）時的溫度，一般雙乙酰還原溫度等于或高于發(fā)酵溫度，這樣既能保證啤酒質量又利于縮短發(fā)酵周期。（4）罐壓，根據(jù)產(chǎn)品類型、麥汁濃度、發(fā)酵溫度和酵母菌種等的不同確定。（5）滿罐時間，從第一批麥汁進罐到最后一批麥汁進罐所需時間稱為滿罐時間。（6）發(fā)酵度，可分為低發(fā)酵度

4、、中發(fā)酵度、高發(fā)酵度和超高發(fā)酵度</p><p>　　要求完成的主要內容及達到的技術指標： </p><p>　　工作進度要求： </p><p><b>　　論文目錄</b></p><p>　　摘 要根據(jù)工業(yè)啤酒發(fā)酵生產(chǎn)過程及方法，粗略的介紹其生產(chǎn)流程及現(xiàn)狀，同時介紹對一些發(fā)酵啤酒的啤酒酵母的培育的選擇情況，

5、各種經(jīng)過培育之后的啤酒酵母和傳統(tǒng)啤酒酵母相比之間所具有的優(yōu)勢等。</p><p>　　關鍵詞：啤酒發(fā)酵，啤酒酵母，露天錐形發(fā)酵罐，菌種培育</p><p><b>　　正文</b></p><p><b>　　1</b></p><p>　　啤酒是在二十世紀初傳入中國的，在傳入中國之后，特別是近幾十

6、年，啤酒工業(yè)在中國有了飛速發(fā)展，現(xiàn)如今，中國已經(jīng)是世界上第一大啤酒生產(chǎn)國家。作為第一，我國更應該將這項技術進行深刻的研究，是這項技術得到發(fā)展。</p><p>　　啤酒發(fā)酵過程是指啤酒酵母在一定條件下，利用麥汁中的可發(fā)酵性物質而進行的正常生命活動，而啤酒就是啤酒酵母在生命活動之中所產(chǎn)生的產(chǎn)物。由于酵母菌類型的不同，發(fā)酵的條件和產(chǎn)品要求、風味等的不同，造成發(fā)酵方式也不相同。根據(jù)酵母發(fā)酵類型不同可把啤酒分成上面發(fā)酵啤

7、酒和下面發(fā)酵啤酒。一般可以把啤酒發(fā)酵技術分為傳統(tǒng)發(fā)酵技術和現(xiàn)代發(fā)酵技術?，F(xiàn)代發(fā)酵主要有圓柱露天錐形發(fā)酵罐發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵和高濃稀釋發(fā)酵等方式，目前主要采用圓柱露天錐形發(fā)酵罐發(fā)酵。</p><p>　　啤酒釀造的原料為大麥﹑釀造用水﹑酒花﹑酵母以及淀粉質輔助原料(玉米﹑大米﹑大麥﹑小麥等)和糖類輔助原料等。其生產(chǎn)大致可分為麥芽制造﹑啤酒釀造﹑啤酒灌裝3個主要過程。</p><p>　　現(xiàn)在啤酒

8、生產(chǎn)的方法主要有七種，分別是：（1）濃醪發(fā)酵﹕1967年開始應用于生產(chǎn)。是采用高濃度麥汁進行發(fā)酵﹐然後再稀釋成規(guī)定濃度成品啤酒的方法。它可在不增加或少增加生產(chǎn)設備的條件下提高產(chǎn)量。原麥汁濃度一般為16°P左右。（2）快速發(fā)酵﹕通過控制發(fā)酵條件﹐在保持原有風味的基礎上﹐縮短發(fā)酵周期﹐提高設備利用率﹐增加產(chǎn)量?？焖侔l(fā)酵法工藝控制條件為﹕在發(fā)酵過程某階段提高溫度﹔增加酵母接種量﹔進行攪拌。（3）連續(xù)發(fā)酵﹕1906年已有啤酒連續(xù)發(fā)酵的

9、方案﹐但直到1967年才得到工業(yè)化的應用。主要應用國家有新西蘭﹑英國等。由于菌種易變異和雜菌的污染以及啤酒的風味等問題﹐使啤酒連續(xù)發(fā)酵工藝的推廣受到限制。（4）圓柱圓錐露天發(fā)酵罐﹕目前最常用的啤酒生產(chǎn)方法，1966年起開始應用于生產(chǎn)。其主要優(yōu)點為﹕可縮短發(fā)酵周期﹐節(jié)約投資﹐回收CO2和酵母簡便﹐有利于實現(xiàn)自動控制。目前單罐容積在600Kl的已很普遍﹐材質一般為不銹鋼。（5）純生啤酒的開發(fā)﹕隨著除菌過濾﹑無菌包裝技術的成功﹐自70年代開始

10、開發(fā)了不經(jīng)巴氏殺菌而能長期保存的純生啤酒。由于口味好﹐很受消費者歡迎。目前有的國家純生啤酒已占整個啤酒產(chǎn)量的50％。（6）</p><p>　　圓柱露天錐形發(fā)酵罐發(fā)酵是目前世界上最常用的發(fā)酵方法，該發(fā)酵方法的罐主體呈圓柱形，罐頂為圓弧狀，底部為圓錐形，具有相當?shù)母叨龋ǜ叨却笥谥睆剑?，罐體設有冷卻和保溫裝置，為全封閉發(fā)酵罐。圓柱錐形發(fā)酵罐既適用于下面發(fā)酵，也適用于上面發(fā)酵，加工十分方便。德國釀造師發(fā)明的立式圓柱錐形

11、發(fā)酵罐由于其諸多方面的優(yōu)點，經(jīng)過不斷改進和發(fā)展，逐步在全世界得到推廣和使用。我國自20世紀70年代中期，開始采用這種方法，目前國內啤酒生產(chǎn)幾乎全部采用此發(fā)酵法。</p><p>　　圓柱露天錐形發(fā)酵罐發(fā)酵有以下特點（1）底部為錐形便于生產(chǎn)過程中隨時排放酵母，要求采用凝聚性酵母。（2）罐本身具有冷卻裝置，便于發(fā)酵溫度的控制。生產(chǎn)容易控制，發(fā)酵周期縮短，染菌機會少，啤酒質量穩(wěn)定。（3）罐體外設有保溫裝置，可將罐體置于

12、室外，減少建筑投資，節(jié)省占地面積，便于擴建。（4）采用密閉罐，便于CO2洗滌和CO2回收，發(fā)酵也可在一定壓力下進行。即可做發(fā)酵罐，也可做貯酒罐，也可將發(fā)酵和貯酒合二為一，稱為一罐發(fā)酵法。（5）罐內發(fā)酵液由于液體高度而產(chǎn)生CO2梯度。通過冷卻控制，可使發(fā)酵液進行自然對流，罐體越高對流越強。由于強烈對流的存在，酵母發(fā)酵能力提高，發(fā)酵速度加快，發(fā)酵周期縮短。（6）發(fā)酵罐可采用儀表或微機控制，操作、管理方便。（7）錐形罐既適用于下面發(fā)酵，也適用

13、于上面發(fā)酵。（8）可采用CIP自動清洗裝置，清洗方便。（9）錐形罐加工方便，實用性強。（10）設備容量可根據(jù)生產(chǎn)需要靈活調整。</p><p>　　錐形罐發(fā)酵方法的組合形式：（1）發(fā)酵——貯酒式，兩個罐要求不一樣，耐壓也不同，但對于現(xiàn)代釀酒工藝的應用不大。（2）發(fā)酵——后處理式，即一個罐進行發(fā)酵，另一個罐為后熟處理。對發(fā)酵罐而言，將可發(fā)酵性成分一次完成，基本不保留可發(fā)酵性成分，發(fā)酵產(chǎn)生的CO2全部回收并貯存?zhèn)溆茫?/p>

14、然后轉入后處理罐進行后熟處理。其過程為將發(fā)酵結束的發(fā)酵液經(jīng)離心分離，去除酵母和冷凝固物，再經(jīng)薄板換熱器冷卻到貯酒溫度，進行1～2天的低溫貯存后開始過濾。（3）發(fā)酵——后調整式，即前一個發(fā)酵罐類似一罐法進行發(fā)酵、貯酒，完成可發(fā)酵性成分的發(fā)酵，回收CO2、回收酵母，進行CO2洗滌，經(jīng)適當?shù)牡蜏刭A存后，在后調整罐內對色澤、穩(wěn)定性、CO2含量等指標進行調整，再經(jīng)適當穩(wěn)定后即可開始過濾操作。</p><p>　　啤酒發(fā)酵的

15、工藝參數(shù)包括：（1）發(fā)酵周期，由產(chǎn)品類型、質量要求、酵母性能、接種量、發(fā)酵溫度、季節(jié)等確定，一般12～24天。（2）酵母接種量，一般根據(jù)酵母性能、代數(shù)、衰老情況、產(chǎn)品類型等決定。（3）發(fā)酵最高溫度和雙乙酰還原溫度，啤酒旺盛發(fā)酵時的溫度稱為發(fā)酵最高溫度，雙乙酰還原溫度是指旺盛發(fā)酵結束后啤酒后熟階段（主要是消除雙乙酰）時的溫度，一般雙乙酰還原溫度等于或高于發(fā)酵溫度，這樣既能保證啤酒質量又利于縮短發(fā)酵周期。（4）罐壓，根據(jù)產(chǎn)品類型、麥汁濃度、

16、發(fā)酵溫度和酵母菌種等的不同確定。（5）滿罐時間，從第一批麥汁進罐到最后一批麥汁進罐所需時間稱為滿罐時間。（6）發(fā)酵度，可分為低發(fā)酵度、中發(fā)酵度、高發(fā)酵度和超高發(fā)酵度。</p><p>　　錐形發(fā)酵罐發(fā)酵啤酒對工藝的要求為：（1）有效的控制原料質量和糖化效果，每批次麥汁組成應均勻。（2）大罐的容量應與每次糖化的冷麥汁量以及每天的糖化次數(shù)相適應。（3）冷麥汁的溫度控制要考慮每次麥汁進罐的時間間隔和滿罐的次數(shù).。（4）

17、冷麥汁溶解氧的控制，根據(jù)酵母添加量和酵母繁殖情況而定。（5）控制發(fā)酵溫度應保持相對穩(wěn)定，避免忽高忽低。（6）應盡量進行CO2回收，以便于進行CO2洗滌、補充酒中CO2和以CO2背壓等。 　?。?）發(fā)酵罐最好采用不銹鋼材料制作，以便于清洗和殺菌.。</p><p>　　錐形發(fā)酵罐發(fā)酵的操作步驟一般為：（1）接種，選擇已培養(yǎng)好的酵母菌作為種子，接種量以滿罐后酵母數(shù)在（1.2～1.5）×10個/ml為準。（2

18、）滿罐時間，滿罐時間不超過24h，擴培時可根據(jù)啟發(fā)情況而定。（3）主發(fā)酵，此時溫度控制在十度左右。（4）雙乙酰還原，主發(fā)酵結束后，關閉冷媒升溫至12℃進行雙乙酰還原。（5）降溫，雙乙酰還原結束后降溫。（6）貯酒，在零下一攝氏度左右的溫度下貯酒，貯酒時間為淡季7天，旺季3天。</p><p>　　在發(fā)酵的過程中，如果酵母緊缺的話還可以在雙乙酰還原后期進行一步酵母菌的回收操作。</p><p>

19、;　　在發(fā)酵的過程當中，啤酒酵母所起到的作用是不可替代的，同時，研究新型的啤酒酵母之后應用于實踐，對工業(yè)生產(chǎn)啤酒將有十分巨大的作用，所以，對新型啤酒酵母的發(fā)展也是在啤酒發(fā)酵研究當中所不可缺少的。</p><p>　　在啤酒發(fā)酵過程中，乙醇脫氫酶是釀酒的一種阻礙酶，敲出編碼它的基因可以是釀酒成品量獲得提高，在敲出了sfa1基因后，可以獲得乙醇合成量得到提高的基因突變株。突變株的乙醇產(chǎn)率可以提高8%。</p&g

20、t;<p>　　破壞啤酒酵母工業(yè)菌株YSF31的adh2基因，在其基因位點插入來源于YSF31的GSH1基因和銅抗性篩選標記CUP1基因。通過銅抗性篩選轉化子，經(jīng)PCR和乙醇脫氫酶Ⅱ活性測定，可獲得一種啤酒酵母工程菌，實驗表明，自克隆菌株乙醇脫氫酶Ⅱ活性是受體菌的65%，谷胱甘肽含量比受體菌高34%，其他發(fā)酵指標沒有明顯變化，這一技術有十分重要的應用價值。可以參考作為啤酒釀造菌。</p><p>　

21、　將啤酒酵母的ECM25基因進行敲除，在有氧條件下GSH分泌量在對數(shù)生長期比原菌高21%（11度時）和15%（28度時），同時，在錐形瓶中連續(xù)發(fā)酵后，轉化菌成品酒中GSH含量分別提高32%和14%，其它常規(guī)指標沒有明顯的差別，說明這是一種有抗老化能力的優(yōu)良啤酒酵母菌種，可以提高啤酒風味的穩(wěn)定性。</p><p>　　二氧化硫在啤酒中具有抗氧化的功能，所以控制其產(chǎn)量對降低啤酒的氧化作用，提高啤酒的風味就有十分重要的

22、作用，通過克隆MET14基因，重組表達質粒在啤酒工業(yè)酵母中表達，產(chǎn)生高二氧化硫產(chǎn)量啤酒酵母工業(yè)菌株，對構建新型優(yōu)良啤酒酵母工程菌有十分重大的意義。</p><p>　　雙乙酰是啤酒中的重要風味物質，它的形成與消除是啤酒風味成熟的重要限速步驟。通過基因工程手段修飾異亮氨酸-結氨酸生物合成途徑，可以降低雙乙酰的形成，從而構建出一種新型的啤酒酵母菌種。</p><p>　　在現(xiàn)今的社會之中，啤酒

23、被人們所廣泛接受，如何讓啤酒對人類健康有所幫助，將啤酒變的更加具有風味和便于生產(chǎn)等等工業(yè)方面的難題，都在等著人們去一步步的發(fā)掘，在研究生產(chǎn)方法和新型菌株構建方面，這是不可缺少的，所以，在以后這方面技術將得到更大的發(fā)展。</p><p><b>　　1.1</b></p><p><b>　　1.1.1</b></p><p&g

24、t;<b>　　1.1.</b></p><p><b>　　1.1.3</b></p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　1、侯植悌，露天錐形發(fā)酵罐淺談，釀酒，1986（04）</p><p>　　2、劉文蘭，錐形罐啤酒發(fā)酵工藝設計中相關的幾個要點，

25、食品與發(fā)酵工業(yè)，1991（05）</p><p>　　3、Dequin S. The potential of genetic engineering for improving brewing. Wine-making and baking yeasts.Applied Microbiology and Biotechnology,2001</p><p>　　4、Russell DW,

26、Smith M,Williamson VM. Nucleotide sequence of the yeast alcohol dehydrogenase Ⅱ gene.Journal of Biological Chemistry,1983(04)</p><p>　　5、Kaneda H. Reducing activity and flavor stability of beer.Master Brew A

27、ssoc Am,2000</p><p>　　6、宋浩雷，敲除sfa1基因提高釀酒酵母乙醇合成能力的研究，微生物學報，2007,34（3），421~425</p><p>　　7、蔡勇，低乙醇脫氫酶Ⅱ活性的抗老化啤酒酵母工程菌的構建，微生物學報，2008，35（8），1171~1175</p><p>　　8、張吉娜，低雙乙?？估匣【平湍腹こ叹臉嫿ǎ锕こ虒W報

28、，2005,21（6），942~946</p><p>　　9、張一心，啤酒酵母ECM25/YJL201W基因敲除對啤酒風味穩(wěn)定性的影響，生物工程學報，2008,24（8），1420~1427</p><p>　　10、曲娜，高SO2產(chǎn)量啤酒酵母工業(yè)菌株的構建，微生物學報，2006,46（1），38~42</p><p>　　11、史文慧，用分子生物學法提高酵母茵產(chǎn)

29、乙醇的研究，工業(yè)微生物，2002,32（1）</p><p><b>　　致謝 </b></p><p>　　感謝xx老師對我的無私支持與幫助，使我在短時間內完成了畢業(yè)論文，在此我向他們表示感謝！ </p><p>　　還有我的班主任xx老師及舍友們在生活上對我的幫助，在此我對他們表示感謝！</p><p>　　最

30、要感謝的是我的父親、母親和家人的關愛和培養(yǎng)。特別是我的父母，他們雖然年齡漸大，但卻默默的負擔起家中所有的負擔，始終如一的鼓勵我完成學業(yè)，他們鼓勵的話語和對我未來的寄托是我求學的無窮動力。</p><p>　　求學歷程是艱苦的，但又是快樂的。三年中結識的各位學習和生活上的摯友讓我得到了人生中最大的一筆財富。在此，也對他們表示衷心的感謝！</p><p>　　感謝湖北輕職院為我提供的良好的學習