La fermentación de la cerveza es un proceso de cambio bioquímico muy complejo. El lodo de levadura utilizado para la producción de cerveza se almacena generalmente en una cuba de levadura y se conserva en agua helada a 0,5~2℃. Tras añadir la levadura al mosto enfriado, comienza la fermentación de la cerveza. Durante todo el proceso de fermentación, la levadura experimenta primero una respiración aeróbica y después una fermentación anaeróbica. Estas dos etapas están interconectadas y juntas constituyen un complejo proceso de fermentación de la cerveza. Bajo la acción del sistema enzimático contenido en la levadura de cerveza, el principal cambio consiste en que el azúcar fermentable del mosto se fermenta y descompone en alcohol y CO₂, y se generan una serie de subproductos de la descomposición, como alcoholes, aldehídos, ácidos, ésteres, cetonas y sulfuros. La levadura, un organismo diminuto, no sólo es la fuerza motriz clave de la fermentación de la cerveza, sino también el alma que le confiere un sabor y un gusto únicos. Dominar el método correcto de adición de levadura permite elaborar una cerveza única y de gran calidad. Este artículo presentará en detalle los conocimientos de adición y recuperación de levadura resumidos por Tiantai Beer Equipment para ayudar a los queridos cerveceros a dominar mejor esta tecnología y mejorar la calidad y el sabor de la cerveza.
Método de adición de levadura
(1) Método de adición en seco - poner una cantidad adecuada de mosto enfriado en el inoculador de levadura, luego verter el agua limpia sobre el lodo de levadura lavado y conservado, medir la cantidad necesaria de levadura (0,6%~0,8%), añadirla al inoculador, mezclar uniformemente el mosto y la levadura y, a continuación, utilizar aire comprimido estéril para enviar la levadura al tanque de fermentación y mezclarla con el mosto que se va a fermentar.
(2) Método de adición húmeda - añadir parte del mosto a 10℃~15℃ en el inoculador de levadura, y después añadir la levadura necesaria, y mantener esta temperatura durante 10~12 horas para permitir que la levadura recupere completamente su actividad. Después de la gemación y la reproducción, utilice aire comprimido estéril para presionar la levadura en el tanque de fermentación y mezclarla completamente con el mosto frío.
(3) Método de división: este método se utiliza principalmente para cultivar y expandir la primera generación de levadura cuando el suministro de levadura es insuficiente en el lugar de producción. El método es el siguiente: se añade toda la levadura al tanque de cría de una sola vez, se añade mosto hasta la cantidad completa, y después de 20~24 horas de cría, se divide en dos tanques y se añade mosto a cada tanque hasta la cantidad completa. La temperatura del mosto añadido por el método de división debe ser igual o ligeramente superior a la temperatura del líquido de fermentación original para evitar la inhibición de la actividad de la levadura. Para evitar la contaminación por bacterias extrañas, el tiempo de división debe llevarse a cabo después de que la levadura haya alcanzado una cierta densidad [(5~10)×1000000 células/ml]. En general, el método de adición húmeda es más propicio para acortar el periodo de adaptación de la levadura en la fase inicial de la fermentación que el método de adición seca, de modo que la levadura pueda entrar más rápidamente en el periodo de crecimiento logarítmico.
(4) Método de adición continua: la ventilación y la adición de levadura pueden realizarse en un solo dispositivo. Para que la levadura se distribuya uniformemente en el tanque de fermentación, la levadura debe añadirse uniformemente durante todo el proceso de entrada de mosto. La cantidad de levadura añadida se controla mediante una bomba de frecuencia variable. En la producción se controlan principalmente los siguientes parámetros: ① El número previsto de células de levadura. ② La cantidad de aire/ml de mosto.
(5) Método adicional - El método adicional consiste en añadir mosto al tanque de fermentación que ha iniciado la fermentación. Debido a la entrada de mosto fresco, la levadura se activará inmediatamente y la fermentación procederá directamente. El método adicional puede ahorrar tiempo de fermentación. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la temperatura del mosto adicional debe ser aproximadamente la misma que la temperatura de la cerveza joven en la fermentación, de lo contrario, la estimulación en frío de la levadura hará que la fermentación sea lenta o se interrumpa por completo. Las ventajas de este método son: acortar el periodo de adaptación de la levadura y acelerar la velocidad de fermentación. El método de operación específico es: sacar parte de la cerveza joven del tanque de fermentación en el período de alta formación de espuma y bombearla a otros tanques de fermentación para continuar la fermentación convencional; al mismo tiempo, bombear el mosto enfriado de la misma temperatura (8,5℃) al tanque de fermentación en el período de alta formación de espuma, y la cantidad de mosto en el tanque de fermentación permanece constante. El mosto sin fermentar se mezcla con la cerveza joven fermentada en el tanque de fermentación en el período de alta formación de espuma, y la levadura prolifera y continúa permaneciendo en la etapa de proliferación. Este método se utiliza a menudo en los procesos de fermentación tradicionales. La clave está en ventilar fuertemente el mosto frío para garantizar la proliferación de la levadura. Hay que tener en cuenta que una ventilación insuficiente prolongará el tiempo de fermentación.
Cantidad de adición de levadura
La cantidad de levadura añadida varía en función de la actividad de la levadura, la concentración de mosto y el proceso de fermentación. En principio, se basa en la capacidad de iniciar rápidamente la fermentación. No es aconsejable añadir ni demasiada ni muy poca. Si se añade demasiado poco, la fermentación será lenta, se prolongará el tiempo de proliferación de la levadura y es fácil que se produzca una infección bacteriana y se prolongue el tiempo de fermentación; si se añade demasiado, es fácil que se produzca la degradación y autolisis de la levadura, lo que dará a la cerveza un desagradable sabor a levadura. En términos generales, cuanto mayor sea la concentración de mosto, menor será la temperatura de fermentación, mayor la generación de levadura y mayor la cantidad de adición. De acuerdo con este principio, en mi país la cantidad de adición de levadura para el mosto de 10~12°P es generalmente de 0,4%~0,6% (0,3%~0,4% para el mosto de 7~9°P, 0,5%~0,7% para el mosto de 13~15°P), y la concentración de células en el mosto tras la adición de levadura es de (1,5~1,8)×10^7 células/mL. En los últimos años, algunas cervecerías han aumentado la cantidad de levadura añadida a 0,6%~0,8% para aumentar la velocidad de fermentación, acelerar la rotación del equipo y reducir el contenido de diacetilo en la cerveza, sin causar consecuencias adversas.
Recuperación de la levadura
La levadura que se deposita en el fondo del tanque de fermentación puede dividirse a grandes rasgos en tres capas. La capa superior está formada principalmente por células de levadura ligeras, compuestas sobre todo por el tapón de burbujas caído y las células de levadura que se depositan en último lugar, mezcladas con precipitados de proteínas y resina de lúpulo y otras impurezas. Tras la separación, puede utilizarse como pienso o para otros usos. La capa intermedia es el núcleo de levadura, que se compone de células de levadura fuertes y fermentativas, que representan 65%~70%. Debe extraerse por separado y reservarse para el siguiente lote de levadura. El color es más claro. La capa inferior son las células débiles y las células muertas, que se componen de partículas que sedimentan primero, como resina de lúpulo, partículas de coagulante, etc., mezcladas con una gran cantidad de impurezas de sedimento, que pueden utilizarse como pienso o desecharse.
Principio de recuperación:
En la última fase de la fermentación en tanque cónico, el lodo de levadura depositado en el fondo del cono suele estar sometido a una presión de 0,19~0,24MPa. Para proteger la levadura, el lodo de levadura debe descargarse bajo presión. Si la levadura se descarga bajo presión normal, las células de levadura se dañarán a menudo o incluso se romperán debido a la caída repentina de la presión, aumentando la tasa de mortalidad de la levadura. Además, debido a la repentina caída de presión, se escapará una gran cantidad de dióxido de carbono del lodo de levadura, lo que producirá una gran cantidad de espuma, haciendo que a menudo el lodo de levadura blanco parezca marrón. El lodo de levadura descargado cuando el azúcar residual desciende a 3,6~3,8°P o antes del segundo enfriamiento es el más activo. La levadura recuperada debe estar limpia y libre de impurezas, libre de bacterias extrañas bajo examen microscópico, con células ordenadas y morfología normal, y tinción con azul de metileno inferior a 5%.
Método de recuperación de la levadura:
(1) Recuperación manual - la recuperación de levadura normalmente descarga primero la levadura del fondo y el sedimento y los desecha; después descarga la capa intermedia de lodo de levadura de alta calidad para la producción. Después de recuperar la levadura en un tanque de almacenamiento de levadura con una presión de reserva de 0,1~0,15MPa, la presión del tanque de almacenamiento de levadura se reduce lentamente a la presión normal, y se introduce aire estéril desde el fondo del tanque para aireación y agitación. La levadura se almacena a 2℃~3℃; la capa superior de levadura no se recicla.
El procedimiento operativo para la recuperación de la levadura es el siguiente: 1. Limpiar el tanque de almacenamiento de levadura y conectarlo al mosto enfriado para diluir la levadura (que representa aproximadamente 10%~20% de la suspensión de levadura). 2. Limpiar y esterilizar la tubería de recuperación de levadura. 3. Observe a través de la mirilla que la levadura de la tubería durante los primeros 2~5 minutos se vierte al desagüe y, a continuación, abra la válvula de entrada para permitir que la levadura entre en el tanque de levadura. 4. El tanque de levadura se presuriza con aire estéril a 0,1~0,15MPa. Cuando la levadura entra, la presión se mantiene consistente con el estado de presión constante del tanque de fermentación a través de la válvula reguladora de presión. 5. Una vez finalizada la recuperación de la levadura, utilice agua para empujar la levadura de la tubería al tanque de levadura. 6. 6. Limpie la tubería de recuperación de levadura con agua.
(2) Utilizar una centrifugadora para recuperar la levadura - la densidad relativa de la levadura y del líquido de fermentación es diferente, por lo que se puede utilizar una centrifugadora para separar el licor y la levadura. Hay muchos tipos de centrifugadoras, y la centrifugadora para separar la levadura utiliza sobre todo una centrifugadora de discos de apertura automática. Para mantener la concentración de levadura en el vino en el momento de servirlo, se utiliza este método. Parte del vino no se centrifuga y se mezcla directamente con otro vino centrifugado para mantener la concentración de levadura en (5~10)×10^6 células por mililitro. La levadura después de la centrifugación se procesa en un tanque de almacenamiento. Este método es fácil de manejar, pero la centrifugadora y sus instalaciones no son fáciles de esterilizar. Además, durante el proceso de centrifugación, el vino es fácil de absorber oxígeno (0,2mg/L), la temperatura del vino aumenta en 0,4℃~0,8℃, la temperatura de la levadura aumenta por encima de 10℃, y la tasa de mortalidad de la levadura aumenta significativamente. Esta es la mayor desventaja de la recuperación de levadura por centrifugación.
Métodos de procesamiento y almacenamiento de levadura recuperada:
En los tiempos modernos, la recuperación de la levadura se realiza principalmente de forma directa en tanques de recuperación de levadura. La capacidad del tanque puede acomodar 2~3 lotes de levadura de la misma generación. El tanque de recuperación está equipado con un agitador e instalaciones de refrigeración. Tras la recuperación de la levadura, ésta puede lavarse o no (los grandes botes de lodo de levadura generalmente no necesitan lavarse. Algunos procesos requieren que la levadura se lave con agua fría limpia de dureza adecuada para eliminar las impurezas. Si aparece una pequeña cantidad de bacterias contaminantes, la levadura puede lavarse con ácido). Una vez terminada la recuperación de la levadura, ésta debe enfriarse inmediatamente a una temperatura de 5,0℃, y después enfriarse indirectamente para reducir la temperatura a 2℃. Mientras se enfría, se hace circular la levadura. A esta temperatura, la levadura está básicamente inactiva y ya no se calienta. Para mezclar uniformemente la levadura, puede hacerse circular una vez al día, de 5 a 10 minutos cada vez. Mientras se enfría la levadura recuperada, el tanque de levadura debe despresurizarse inmediatamente de forma lenta para evitar el desbordamiento de espuma.
Activación de la levadura recuperada
La levadura recuperada puede utilizarse de nuevo para la inoculación tras un simple tratamiento. Aunque la operación es práctica y cómoda, la dosificación no es fácil de captar con precisión. Además, durante el proceso de fermentación, la levadura se encuentra en un entorno con alta presión (presión atmosférica, presión hidráulica), anaeróbico (alto contenido de CO₂) y alto contenido de alcohol, y su rendimiento se ve inhibido. Por lo tanto, después de recuperar la levadura, antes de la inoculación, es necesario tomar medidas para restaurar la actividad de la levadura. Tras la fermentación, la levadura se recupera en un dispositivo especial para su activación. Este dispositivo tiene funciones como agitación central y excéntrica, oxigenación y desgasificación, limpieza CIP, enfriamiento y un lavado ácido de la levadura.
Puntos técnicos de la activación de la levadura:
(1) Si la levadura se va a utilizar en los días siguientes a su recuperación, debe enfriarse inmediatamente a una temperatura de 5.0℃ y ventilarse inmediatamente para eliminar el CO2 y promover el metabolismo de la levadura.
(2) Si la levadura no se utiliza inmediatamente después de la recuperación, debe despresurizarse lentamente y almacenarse a 2℃. De lo contrario, el rendimiento de la levadura disminuirá. Después de almacenar la levadura recuperada, debe cerrarse y enfriarse durante 4~8h antes de la inoculación, y la tubería de circulación debe abrirse para hacer circular la levadura durante 10min y detenerse durante 50min. Mientras la levadura circula, debe ventilarse intermitentemente, ventilando y oxigenando durante 10s y parando durante 120s. Esto puede volatilizar el CO2 y el alcohol, mejorar el ambiente externo de la levadura, restaurar gradualmente el rendimiento de la levadura, entrar en el estado de consumo de oxígeno, y la levadura puede reproducirse inmediatamente después de la inoculación.
(3) Una vez almacenada la levadura recuperada, si desea utilizar parte de la levadura recuperada, puede hacerla circular durante 30 minutos 4 horas antes de la inoculación, parar durante 30 minutos, seguir enfriando y, a continuación, añadir la parte necesaria de la levadura directamente al mosto. La levadura restante en el depósito de levadura no debe almacenarse durante mucho tiempo. Lo mejor es inocularla antes de 15 horas, de lo contrario la levadura se autolizará.
Ventajas de la activación de la levadura:
La recuperación presurizada garantiza la calidad de la recuperación de la levadura; el dióxido de carbono puede eliminarse básicamente; la levadura se activa adicionalmente para que pueda entrar en estado de fermentación lo antes posible antes de la adición; se ofrece la posibilidad de decapado de la levadura; la calidad de la levadura activada es uniforme. Una vez activada la levadura, se reduce el período de retraso tras la inoculación y el mosto puede fermentarse rápidamente, acortando así el tiempo de fermentación, mejorando la tasa de utilización del tanque de fermentación y aumentando indirectamente la producción.
Al comprender el contenido anterior relacionado con la adición de levadura, creo que puede controlar mejor el proceso de fermentación de la cerveza y mejorar la calidad y el sabor de la cerveza. En Tiantai, siempre nos comprometemos a proporcionarle la tecnología y el soporte de equipos más avanzados y prácticos.
