Пивное брожение - это очень сложный процесс биохимических изменений. Дрожжевой раствор, используемый для производства пива, обычно хранится в дрожжевом бассейне и выдерживается в ледяной воде при температуре 0,5~2℃. После добавления дрожжей в охлажденное сусло начинается брожение пива. В течение всего процесса брожения дрожжи сначала подвергаются аэробному дыханию, а затем анаэробному брожению. Эти два этапа взаимосвязаны и вместе составляют сложный процесс брожения пива. Под действием ферментной системы, содержащейся в пивных дрожжах, основное изменение заключается в том, что ферментируемый сахар в сусле сбраживается и разлагается на спирт и CO₂, при этом образуется ряд побочных продуктов разложения, таких как спирты, альдегиды, кислоты, эфиры, кетоны и сульфиды. Дрожжи, крошечный организм, являются не только ключевой движущей силой брожения пива, но и душой, которая придает пиву уникальный аромат и вкус. Освоив правильный метод добавления дрожжей, можно сварить качественное и уникальное пиво. В этой статье мы подробно познакомим вас со знаниями о добавлении и восстановлении дрожжей, обобщенными компанией Tiantai Beer Equipment, чтобы помочь уважаемым пивоварам лучше освоить эту технологию и улучшить качество и вкус пива.
Метод добавления дрожжей
(1) Метод сухого добавления - поместите соответствующее количество охлажденного сусла в дрожжевой инокулятор, затем слейте чистую воду поверх промытого и сохраненного дрожжевого раствора, отмерьте необходимое количество дрожжей (0,6%~0,8%), добавьте их в инокулятор, равномерно перемешайте сусло и дрожжи, а затем с помощью стерильного сжатого воздуха отправьте дрожжи в бродильную емкость для смешивания с суслом, которое будет сбраживаться.
(2) Метод влажного добавления - добавьте часть сусла при температуре 10℃~15℃ в дрожжевой инокулятор, а затем добавьте необходимые дрожжи и поддерживайте эту температуру в течение 10~12 часов, чтобы дрожжи полностью восстановили свою активность. После размножения с помощью стерильного сжатого воздуха выдавите дрожжи в бродильную емкость и полностью перемешайте их с холодным суслом.
(3) Метод разделения - этот метод в основном используется для выращивания и расширения первого поколения дрожжей, когда на производстве недостаточно дрожжей. Метод заключается в следующем: добавьте все дрожжи в емкость для разведения за один раз, добавьте сусло до полного объема, а после разведения в течение 20~24 часов разделите ее на две емкости и добавьте сусло в каждую емкость до полного объема. Температура сусла, добавляемого методом разделения, должна быть равна или немного выше температуры исходной жидкости для брожения, чтобы предотвратить ингибирование активности дрожжей. Чтобы предотвратить заражение посторонними бактериями, разделение следует проводить после того, как дрожжи достигнут определенной плотности [(5~10)×1000000 клеток/мл]. В целом, метод влажного добавления более благоприятен для сокращения периода адаптации дрожжей на ранней стадии брожения, чем метод сухого добавления, так что дрожжи могут быстрее вступить в период логарифмического роста.
(4) Метод непрерывного добавления - вентиляция и добавление дрожжей могут осуществляться в одном устройстве. Чтобы дрожжи равномерно распределялись в бродильной емкости, их следует добавлять равномерно в течение всего процесса поступления сусла. Количество добавляемых дрожжей регулируется насосом с переменной частотой. На производстве в основном контролируются следующие параметры: ① Ожидаемое количество дрожжевых клеток. ② Количество воздуха/мл сусла.
(5) Дополнительный метод - дополнительный метод заключается в добавлении сусла в бродильную емкость, в которой уже началось брожение. Благодаря попаданию свежего сусла дрожжи сразу же активируются, и брожение пойдет напрямую. Дополнительный метод позволяет сэкономить время брожения. Однако следует отметить, что температура дополнительного сусла должна быть примерно такой же, как и температура молодого пива в процессе брожения, иначе холодная стимуляция дрожжей приведет к замедлению или полному прекращению брожения. Преимуществами этого метода являются: сокращение периода адаптации дрожжей и ускорение скорости брожения. Конкретный метод работы заключается в том, что часть молодого пива из бродильной емкости в период высокой пены отбирается и перекачивается в другие бродильные емкости для продолжения обычного брожения; в то же время в бродильную емкость в период высокой пены перекачивается охлажденное сусло той же температуры (8,5℃), и количество сусла в бродильной емкости остается постоянным. Неферментированное сусло смешивается с ферментированным молодым пивом в бродильной емкости в период высокой пены, и дрожжи размножаются и продолжают оставаться на стадии размножения. Этот метод часто используется в традиционных процессах брожения. Ключевым моментом является сильная вентиляция холодного сусла для обеспечения пролиферации дрожжей. Следует отметить, что недостаточная вентиляция приведет к увеличению времени брожения.
Количество добавляемых дрожжей
Количество добавляемых дрожжей варьируется в зависимости от активности дрожжей, концентрации сусла и процесса брожения. В принципе, оно основано на способности быстро начать брожение. Не рекомендуется добавлять слишком много или слишком мало. Если добавить слишком мало, брожение будет медленным, время размножения дрожжей затянется, легко вызвать бактериальную инфекцию и увеличить время брожения; если добавить слишком много, легко вызвать деградацию и автолиз дрожжей, что придаст пиву неприятный дрожжевой вкус. В целом, чем выше концентрация сусла, тем ниже температура брожения, тем выше образование дрожжей и тем больше количество добавляемых дрожжей. В соответствии с этим принципом, количество добавляемых дрожжей в сусло 10~12°P в моей стране обычно составляет 0,4%~0,6% (0,3%~0,4% для сусла 7~9°P, 0,5%~0,7% для сусла 13~15°P), а концентрация клеток в сусле после добавления дрожжей составляет (1,5~1,8)×10^7 клеток/мл. В последние годы некоторые пивоварни увеличили количество добавляемых дрожжей до 0,6%~0,8%, чтобы увеличить скорость брожения, ускорить оборот оборудования и снизить содержание диацетила в пиве, не вызывая при этом негативных последствий.
Восстановление дрожжей
Дрожжи, оседающие на дно бродильной емкости, можно условно разделить на три слоя. Верхний слой - это в основном легкие дрожжевые клетки, состоящие из упавшей крышки пузырька и дрожжевых клеток, осевших последними, смешанных с осадками белка и хмелевой смолы и другими примесями. После отделения он может быть использован в качестве корма или для другого комплексного использования. Средний слой - это основные дрожжи, которые состоят из сильных и ферментирующих дрожжевых клеток, составляющих 65%~70%. Его следует извлечь отдельно и зарезервировать для следующей партии дрожжей. Цвет более светлый. Нижний слой - это слабые клетки и мертвые клетки, состоящие из частиц, которые оседают первыми, таких как смола хмеля, частицы коагулянта и т.д., смешанные с большим количеством примесей осадка, которые могут быть использованы в качестве корма или отброшены.
Принцип восстановления:
На поздней стадии брожения в коническом резервуаре дрожжевой шлам, осевший на дно конуса, обычно находится под давлением 0,19~0,24 МПа. Чтобы защитить дрожжи, дрожжевой осадок должен выгружаться под давлением. Если дрожжи выгружаются под обычным давлением, дрожжевые клетки часто повреждаются или даже разрываются из-за резкого падения давления, что увеличивает смертность дрожжей. Кроме того, из-за резкого падения давления из дрожжевого раствора выйдет большое количество углекислого газа, что приведет к образованию большого количества пены, из-за чего белый дрожжевой раствор часто становится коричневым. Дрожжевой раствор, выгруженный при снижении остаточного сахара до 3,6~3,8°P или перед вторым охлаждением, является наиболее активным. Восстановленные дрожжи должны быть чистыми и свободными от примесей, без посторонних бактерий при микроскопическом исследовании, с аккуратными клетками и нормальной морфологией, а окрашивание метиленовым синим должно быть менее 5%.
Метод восстановления дрожжей:
(1) Ручное восстановление - при восстановлении дрожжей обычно сначала выгружают донные дрожжи и осадок и выбрасывают их; затем выгружают средний слой высококачественного дрожжевого раствора для производства. После восстановления дрожжей в резервуаре для хранения дрожжей с резервным давлением 0,1~0,15 МПа, давление в резервуаре для хранения дрожжей медленно снижается до нормального давления, и стерильный воздух вводится из нижней части резервуара для аэрации и перемешивания. Дрожжи хранятся при температуре 2℃~3℃; верхний слой дрожжей не перерабатывается.
Процедура восстановления дрожжей выглядит следующим образом: 1. Очистите емкость для хранения дрожжей и соедините ее с охлажденным суслом для разбавления дрожжей (составляет около 10%~20% дрожжевой суспензии). 2. Очистите и простерилизуйте трубопровод для регенерации дрожжей. 3. Наблюдайте через смотровое стекло, что дрожжи в трубопроводе в течение первых 2~5 минут сливаются в канализацию, а затем откройте впускной клапан, чтобы дрожжи попали в дрожжевой резервуар. 4. В дрожжевой резервуар подается стерильный воздух под давлением 0,1~0,15 МПа. Когда дрожжи поступают в бак, давление поддерживается в соответствии с постоянным давлением в бродильном баке с помощью клапана регулирования давления. 5. После завершения восстановления дрожжей, используйте воду, чтобы протолкнуть дрожжи в трубопроводе в емкость для дрожжей. 6. Очистите трубопровод восстановления дрожжей водой.
(2) Используйте центрифугу для извлечения дрожжей - относительная плотность дрожжей и жидкости для брожения различна, поэтому для разделения жидкости и дрожжей можно использовать центрифугу. Существует множество типов центрифуг, и для разделения дрожжей чаще всего используется центрифуга с самооткрывающимся диском. Этот метод используется для того, чтобы сохранить концентрацию дрожжей в вине при подаче на стол. Часть вина не центрифугируется, а непосредственно смешивается с другим отцентрифугированным вином, чтобы сохранить концентрацию дрожжей на уровне (5~10)×10^6 клеток на миллилитр. Дрожжи после центрифугирования перерабатываются в резервуаре для хранения. Этот метод прост в эксплуатации, но центрифугу и ее оборудование нелегко стерилизовать. Кроме того, в процессе центрифугирования вино легко поглощает кислород (0,2 мг/л), температура вина повышается на 0,4℃~0,8℃, температура дрожжей повышается до 10℃, а смертность дрожжей значительно увеличивается. Это самый большой недостаток восстановления дрожжей в центрифуге.
Методы переработки и хранения восстановленных дрожжей:
В современное время дрожжи в основном непосредственно восстанавливаются в резервуарах для восстановления дрожжей. Емкость бака может вмещать 2~3 партии дрожжей одного поколения. Резервуар для восстановления оснащен мешалкой и охлаждающим оборудованием. После восстановления дрожжей их можно мыть или не мыть (большие банки с дрожжевым раствором обычно не нуждаются в промывке. В некоторых процессах дрожжи необходимо промыть чистой холодной водой соответствующей жесткости для удаления примесей. Если появляется небольшое количество загрязняющих бактерий, дрожжи можно промыть кислотой). После завершения промывки дрожжи следует немедленно охладить до температуры 5,0℃, а затем косвенным охлаждением снизить температуру до 2℃. Во время охлаждения дрожжи циркулируют. При этой температуре дрожжи находятся в состоянии покоя и больше не нагреваются. Для равномерного перемешивания дрожжей их можно циркулировать один раз в день, по 5-10 минут. Во время охлаждения восстановленных дрожжей необходимо сразу же медленно сбросить давление в емкости с дрожжами, чтобы предотвратить переливание пены.
Активация восстановленных дрожжей
Восстановленные дрожжи можно снова использовать для инокуляции после несложной обработки. Хотя эта операция практична и удобна, дозировку нелегко точно определить. Кроме того, во время процесса брожения дрожжи находятся в среде с высоким давлением (давление воздуха, гидравлическое давление), анаэробной среде (высокое содержание CO₂) и высоким содержанием спирта, и их производительность снижается. Поэтому после извлечения дрожжей, перед инокуляцией, необходимо принять меры по восстановлению активности дрожжей. После брожения дрожжи восстанавливаются в специальном устройстве для активации. Этот аппарат выполняет такие функции, как центральное и эксцентрическое перемешивание, оксигенация и дегазация, CIP-очистка, охлаждение и кислотная промывка дрожжей.
Технические моменты активации дрожжей:
(1) Если дрожжи должны быть использованы в течение следующих нескольких дней после восстановления, их следует немедленно охладить до температуры 5,0℃ и проветрить, чтобы удалить CO2 и стимулировать метаболизм дрожжей.
(2) Если дрожжи не используются сразу после восстановления, их следует медленно разгерметизировать и хранить при температуре 2℃. В противном случае производительность дрожжей снизится. После хранения восстановленных дрожжей их следует закрыть и охладить в течение 4~8 часов перед инокуляцией, а затем открыть циркуляционный трубопровод для циркуляции дрожжей в течение 10 минут и остановить на 50 минут. Пока дрожжи циркулируют, их следует периодически вентилировать, проветривая и насыщая кислородом в течение 10 с и останавливая на 120 с. Это поможет улетучить CO2 и спирт, улучшить внешнюю среду дрожжей, постепенно восстановить производительность дрожжей, войти в состояние потребления кислорода, и дрожжи смогут размножаться сразу после инокуляции.
(3) После хранения восстановленных дрожжей, если вы хотите использовать часть восстановленных дрожжей, вы можете циркулировать дрожжи в течение 30 минут за 4 часа до инокуляции, остановиться на 30 минут, продолжить охлаждение, а затем добавить необходимую часть дрожжей непосредственно в сусло. Оставшиеся в дрожжевом баке дрожжи не следует хранить долгое время. Лучше всего инокулировать их в течение 15 часов, иначе дрожжи автолизируются.
Преимущества активации дрожжей:
Восстановление под давлением обеспечивает качество восстановления дрожжей; углекислый газ может быть в основном удален; дрожжи дополнительно активируются, чтобы они могли войти в состояние брожения как можно раньше перед добавлением; обеспечивается возможность травления дрожжей; качество активированных дрожжей является однородным. После активации дрожжей период задержки после инокуляции сокращается, и сусло может быть быстро сброжено, тем самым сокращая время брожения, улучшая коэффициент использования бродильной емкости и косвенно увеличивая выход продукции.
Понимая вышеупомянутое содержание, связанное с добавлением дрожжей, я верю, что вы сможете лучше контролировать процесс брожения пива и улучшить его качество и вкус. В компании Tiantai мы всегда стремимся предоставить вам самые передовые и практичные технологии и оборудование.
