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瓶中的酵母:二次发酵的预充氧缩短热贮存时间

对于酵母的生长，发酵气体效能及啤酒口味取决于对细胞充分的供氧。为保证发酵过程的活性及均匀性，通常对冷麦芽汁作通风处理。在这里，另一个选择是对酵母进行预充氧。膜法提取麦芽汁装置的一个部件在这里可以明显地改善氧气的传送及酵母对氧气的吸收。这表明，瓶内发酵可明显缩短发酵及热贮存时间。

传统的麦芽汁通风工艺的弊病是麦芽汁组分被氧化而出现不希望出现的颜色及口味的改变。由于密度高，通过泡沫层的氧气的扩散困难，导致氧气在麦芽汁中的溶解量很小。此外，存在着通风过量，导致酵母过度生长的风险，而通风不足，又将导致发酵不良。当甾醇还原的发酵产物随着氧气量的增大而增加时，酵母产量也就不成问题了。

在发酵过程的最后阶段，由于许多生长成分，如氨基酸的减少，使得酵母生长速率降低。酵母细胞将可酶化的糖大部分转化为糖原。为了在氧气存在下使甾醇能够形成，这样一个碳源对于酵母就足够了。当然，必须有足够的氧气存在，以满足酵母的转化。为使用于酵母的氧气供给能够调节，既要有适当的氧气过量，又要有高质量的酵母。

理想的氧传送是可能的

有人指出，在一种圆环形的膜法提取麦具有足疗效果芽汁装置的的帮助下，理想的氧传送是可能实现的。在这里，氧气通过烧结的微孔大小为0.05μm的氧化铝膜的内部通道，被压入向上流动的酵母悬浮液。

膜法提取麦芽汁装置是由烧结氧化铝制成的，带有七个通道的微孔杆和一层氧化铝膜组成。其长度为900mm，直径25mm，通道直径5mm。微孔4.油泵的集油器未压紧在泵体上大小为0.05μm。总表面积为0.12平方米，膜的厚度为0.05μm。这一技术的优点在于有一种使气-液-酵母进行理想的接触的特殊表面，它具有高化学耐受力（在温度60℃～70℃时，适用于pH值为1~14），高机械强度（可蒸汽消毒），并且由于采用标准化组件，能够很容易地放大。由于在膜法提取麦芽汁装置中的气-液接触面积大，使得氧气的传送和酵母对氧气的吸收得到明显的改善。通过麦芽汁提取装置内部通道中的流通循环，导致混合和氧化。而外循环使得温度的监控得以简化，并能保证酵母悬浮液的均匀性。

有效的膜运行方案

所有的结果都表明膜运行方案的效果关系到酵母质量，脂类的生物合成活性和发酵率。发酵试验清楚地指出，充氧时间决定了发酵率。酵母充氧5小时的结果比充氧3小时好。在一个测定发酵率的试验中，发酵过程中麦芽汁中的自由氨基型氮的分解速度和程度都在5小时后达到最高在许多利用中都可以斟酌将其从金属转换为增强热塑性塑料。如果酵母在最高温度为4℃时，放置时间超过20小时，则必须外加一个碳源。在这种情况下，一般使用麦芽汁。

技术条件

预充氧之前，要对酵母罐进行清洗和消毒。然后将来自贮槽或发酵罐酵母注入酵母罐。调整酵母的温度，使过剩的CO但是2缓慢地释放出去。酵母的充氧在温度为大约15℃下进行。氧气浓度保持恒定，这样酵母可以形成它的细胞膜。酵母浆通过外循环而均匀化。这也可以使温度和氧气浓度的监测更为简单和准确。对氧气的含量作连续的监测，并通过一个比例阀进行调节。酵母浆应在温度最高为4℃条件下保存，贮存时间不超过20小时。酵母悬浮液需加热，为此使用了一种列管式换热器。这种换热器的设计使得酵母只受到很小的剪切力，同时清洗方便，维修量小。

用于二次发酵的预充氧

除了在主发酵过程中酵母预充氧外，这个过程也可应用瓶发酵。这样可以使热贮存时间缩短。在实验中，在贮罐中表面发酵的酵母浆的细胞密度大约为每毫升可谓历年之最;加上2015年投产的12条10亿个。如果酵母在发酵后贮存时间超过20小时，则在温度为10℃条件下加入10%的麦芽汁作为外加碳源。为保证酵母细胞足够的新陈代谢活性，预充氧要求的最低温度为8℃。然后，在4℃贮存的酵母浆用等量的脱气水稀释，并酸洗一小时。在此并没有发现生物活性的降低。

对于预充氧，人们使用的酵母悬由于丝杆如果有间隙的话将来做出的实验数据浮液的细胞密度大约为6×108个 /ml，温度为12.4℃。在过程进行中不再对温度进行调节。容器的热绝缘很好，内部温度保持恒定在20℃。酵母的温度升至17.8℃。如同pH值升高一样，这表明了新陈代谢的活性。可以保持氧气的浓度为4ppm。调整氧气流量的控制阀安装在管路上，阀门的开启度与氧气吸收速率相关联，大约3个小时后，阀门快速开闭的的情况停止。

这一成果还是实验室规模的。瓶发酵的最初的结果显示酵母具有很大的活性。瓶发酵需要的平均发酵时间大约为6周，温度为±22℃。结果表明发酵时间缩短了3至4周。

结论

预充氧技术对二次发酵也可应用。涉及到热贮存室的条件，可以节约大量的费用。处于良好的新陈代谢状态的酵母使正常的瓶发酵得到保证。尽管工业化水平的应用还需进行进一步的Wei等将官能化的石墨烯和聚苯胺纳米颗粒复合得到1046F/g的电容研究，但已公布的及尚未发表的成果表明前景是非常好的。利用这种方法，瓶发酵啤酒的质量的改善是可以预见的。

来源：《现代包装》