Er zijn verschillende manieren voor brouwerijen om geënte gist te verkrijgen. Ze kunnen ofwel rechtstreeks gist kopen, zuivere gist kopen of zelf zuivere gist kweken en uitzetten.
Van de brouwerijen waarmee Tiantai heeft samengewerkt, hebben de meeste grote brouwerijen de neiging om pure gist zelf te bewaren en uit te breiden. Kleine ambachtelijke brouwerijen daarentegen kopen gist vaak rechtstreeks van leveranciers. Sommige kleinere bedrijven kunnen zuivere gist kopen van een "gistbank" en deze dan uitbreiden om een consistente bierkwaliteit te garanderen. Deze verschillende benaderingen benadrukken de diversiteit en flexibiliteit van brouwerijen in hun gistaankoopstrategieën.
Kweken van zuivere gist
Gist is een facultatief micro-organisme en kan zowel in een aërobe als in een anaërobe omgeving metaboliseren en reproduceren. De reproductie van biergist vindt plaats in vier fasen: de vertragingsfase, de exponentiële groeifase, de stabiele fase en de vervalfase.
Lagefase: Tijdens deze beginfase staat de voortplanting van gist bijna stil.
Exponentiële groeifase: Dit is de meest actieve periode, waarin het aantal gistcellen snel groeit met een verbazingwekkende exponentiële snelheid.
Stabiele fase: De groei vertraagt door de ophoping van fermentatieproducten, maar het aantal levensvatbare cellen bereikt in deze periode zijn piek.
Vervalfase: Voedingsstoffen raken uitgeput, metabolieten hopen zich op en de celdood neemt toe.
De exponentiële groeifase is cruciaal voor een succesvolle kweek en vereist een nauwkeurige controle van verschillende omstandigheden, waaronder voeding, zuurstoftoevoer, celconcentratie en temperatuur. Voortdurende toevoer van steriele lucht is bijzonder belangrijk; onvoldoende zuurstof dwingt gist tot anaerobe fermentatie, wat resulteert in de productie van CO₂ en alcohol. Dit heeft op zijn beurt een negatieve invloed op het aantal levensvatbare cellen en belemmert een efficiënte voortplanting van gist.
De scheidings- en kweektechnologie van biergist is gericht op het verkrijgen van hoogwaardige, robuuste eencellige gist uit de oorspronkelijke cultuur door middel van specifieke scheidingsmethoden, om zo aan de productiebehoeften te voldoen door middel van uitgebreide kweek. Dit proces is een belangrijke schakel in de industriële productie.
De meest gebruikte scheidingsmethoden in brouwerijen zijn de platenscheidingsmethode en de streepjesscheidingsmethode. De plaatscheidingskweekmethode, ook bekend als de verdunningsscheidingsmethode, is eenvoudig en gemakkelijk uit te voeren, waardoor deze bijzonder geschikt is voor activiteiten in brouwerijen op locatie. De strepenscheidingskweekmethode wordt daarentegen meestal gebruikt om bestaande stammen tijdens de productie te scheiden en te zuiveren.
Uitbreiding laboratorium
De basis van bierproductie hangt af van het gebruik van zuivere en krachtige gist. Deze gisten zijn meestal afkomstig van zuivere stammen die door de brouwerij worden bewaard. Na een zorgvuldig proces van expansie en opkweek wordt de gist opgekweekt tot de benodigde hoeveelheid voor de productie. De zuiverheid van biergist is cruciaal, omdat het een aanzienlijke invloed heeft op het gistingsproces en de kwaliteit van het eindproduct. Daarom moet elke brouwerij de zuivere gisten die aan haar productiebehoeften voldoen op waarde schatten en goed bewaren om ervoor te zorgen dat het bier zijn unieke stijl en hoge kwaliteit behoudt.
Het expansie- en kweekproces van biergist verloopt volgens een systematische en wetenschappelijke aanpak, die de volgende fasen omvat: schuine reageerbuis (oorspronkelijke stam) → Fuchs kolf of reageerbuiskweek → Pasteur kolf of driehoekige kolfkweek → Karlsruhe kruikkweek → Hansen kruikkweek → gist expansie kweekbak → gist vermeerderingstank → fermentatie tank. Bij het kweken van gist in het laboratorium moeten de volgende technische richtlijnen worden gevolgd voor een succesvolle kweek:
I. Alle kweekapparatuur moet grondig worden gereinigd en met droge hitte worden gesteriliseerd.
II. Het kweekmedium bestaat uit wort met toegevoegde hop. Na verhitting, koken, eiwitklaring en intermitterende stoomsterilisatie moet het 2-3 dagen warm worden gehouden en kan het pas worden gebruikt nadat bevestigd is dat het vrij is van verontreiniging.
III. De verdunningsfactor voor elke expansiekweek moet maximaal 10 keer zijn.
IV. Na elke transplantatie en inoculatie moet de ontwikkeling van de gistcellen onder een microscoop worden onderzocht.
V. Naarmate de kweek vordert, moet de temperatuur geleidelijk worden verlaagd om beter aan te sluiten bij de omstandigheden van fermentatie ter plaatse.
VI. In elk stadium van de expansiekweek moeten parallelle culturen worden uitgevoerd, zoals 4-5 reageerbuisculturen, 2-3 pasteurflesculturen en 2 Karlsruhe-potculturen, om de beste giststam voor verdere expansie te identificeren.
Uitbreiding werkplaats
Na de Karl Fischer tankcultuurfase gaat de gist naar de productiefaciliteit voor een expansiekweek. De methode voor het expanderen en vermeerderen van gist kan flexibel worden aangepast aan de specifieke omstandigheden van de bierproductie-installatie. Brouwerijen zijn meestal uitgerust met Hansen tankcultuurapparatuur, wat aanzienlijke voordelen biedt. Met deze apparatuur kan dezelfde giststam continu worden gebruikt voor meerdere expansiekweken zonder dat de stam hoeft te worden vervangen, behalve wanneer de gist moet worden vervangen als gevolg van factoren zoals natuurlijk verval of besmetting.
Het expansieproces van biergist kan over het algemeen worden onderverdeeld in twee modi: open en gesloten. Elke modus heeft zijn eigen kenmerken en toepasbare scenario's. Bierproductiebedrijven kunnen de meest geschikte expansiemethode kiezen op basis van hun productieprocessen en -omstandigheden om ervoor te zorgen dat de gist onder optimale omstandigheden wordt vermeerderd, waardoor een stabiele en hoogwaardige fermentatiebasis voor de bierproductie ontstaat.
Principes van gistexpansiecultuur
I. Stam selectie: De eerste vereiste voor een gist-expansiekweek is het selecteren van startculturen van hoge kwaliteit met één cel. De stammen moeten onderworpen worden aan strenge evaluaties van hun fysiologische eigenschappen en productieprestaties om er zeker van te zijn dat er geen contaminatie of variatie optreedt tijdens het expansieproces. Na elke expansiestap is het essentieel om de resterende vloeistof grondig te controleren op tekenen van contaminatie of variatie.
II. Temperatuurregeling van de kweek: Om de proliferatie van gist te maximaliseren, wordt de optimale temperatuur in de vroege kweekfasen ingesteld op 25°C. Naarmate de kweekschaal toeneemt, moet de temperatuur geleidelijk verlaagd worden om fermentatie bij lage temperatuur mogelijk te maken. Elke verlaging moet echter gematigd zijn om remming van de gistactiviteit te voorkomen. Als de temperatuur daalt, moet de kweektijd worden verlengd in overeenstemming met de verdunningssnelheid.
III. Optimalisatie van de kweektijd: Om de stagnatieperiode van de gistgroei te verkorten en de totale kweektijd te verkorten, is het raadzaam om de gist te transplanteren tijdens de logaritmische groeifase. Tijdens deze fase is het aantal kiemen van de gist het hoogst en het sterftecijfer het laagst, wat een snelle proliferatie na het overplanten mogelijk maakt.
IV. Strategie voor beademing en zuurstoftoevoer Er is enige discussie over het gebruik van continue of intermitterende beademing. In het beginstadium, met een hoog glucosegehalte in het kweekmedium, kan intermitterende ventilatie effectiever zijn. Naarmate de kweek toeneemt, vooral eenmaal in de productielocatie, is het cruciaal om de ventilatie en zuurstoftoevoer op de juiste manier te beheren en ervoor te zorgen dat na elke toevoeging van wort het zuurstofgehalte in de gegiste wort op 8-10 mg/L wordt gehouden.
V . Toevoer van voedingsstoffen: Een voedingsrijk kweekmedium van hoge kwaliteit is essentieel voor het kweken van gist. Tijdens de laboratoriumfase wordt aanbevolen mout van hoge kwaliteit te gebruiken met een hoog gehalte aan α-amino-stikstof, zonder hulpstoffen, en goed verwerkt en gesteriliseerd. In de expansiekweek op de productielocatie moet productiewort worden gebruikt, waarbij ervoor moet worden gezorgd dat het α-amino stikstofgehalte hoger blijft dan 200 mg/L.
VI. Overweging van uitzettingsgetal: Het uitzettingsgetal moet flexibel worden aangepast op basis van de werkelijke omstandigheden. In het laboratoriumstadium laten superieure omstandigheden een hoger expansievoud toe. Tijdens de expansiekweek na de Hansen-tank, waar de temperaturen lager zijn en de gistverdubbeling langer duurt, is een expansiemultiplicator van ongeveer 1:5 echter te verkiezen.
VII. Gegarandeerde steriliteit van het wort: Tijdens de expansiekweek op de productielocatie wordt meestal koude wort gebruikt. Dit is echter gevoelig voor besmetting tijdens het transport. Daarom moeten er doeltreffende maatregelen worden genomen om de steriliteit van de wort te behouden.
Het gistexpansiesysteem verhoogt geleidelijk de zuivere gist die in de brouwerij is opgeslagen tot de hoeveelheid die nodig is voor de productie, waardoor brouwerijen onafhankelijke gistproductie kunnen bereiken. Dit proces garandeert de zuiverheid en kwaliteit van de gist, waardoor de smaakkwaliteit van het bier wordt gestabiliseerd. Het systeem omvat het kweken en scheiden in het laboratorium en na het kweken en expanderen in potten van Karlsruhe en Hansen wordt de gist opgeslagen voor toekomstig gebruik voordat hij in biergistingtanks wordt geplaatst. Dit systeem is vooral geschikt voor grootschalige brouwerijen met een professioneel brouwteam en complete apparatuur.
