Существует несколько способов получения закваски для пивоваренных заводов. Они могут либо приобрести дрожжи напрямую, либо купить чистые дрожжи, либо вырастить и развести чистые дрожжи самостоятельно.
Среди пивоваренных заводов, с которыми работала компания Tiantai, большинство крупных пивоваренных заводов, как правило, сами сохраняют и расширяют чистые дрожжи. В отличие от них, небольшие ремесленные пивоварни часто покупают дрожжи напрямую у поставщиков. Некоторые небольшие компании могут приобретать чистые дрожжи в "банке дрожжей", а затем расширять его для обеспечения стабильного качества пива. Эти разные подходы подчеркивают разнообразие и гибкость стратегий пивоваренных компаний по приобретению дрожжей.
Культивирование чистых дрожжей
Дрожжи, являясь факультативным микроорганизмом, могут метаболизировать и размножаться как в аэробной, так и в анаэробной среде. Размножение пивных дрожжей происходит в четыре этапа: лаг-фаза, фаза экспоненциального роста, стабильная фаза и фаза распада.
Лаг-фаза: На этой начальной стадии размножение дрожжей практически не происходит.
Фаза экспоненциального роста: Это самый активный период, когда количество дрожжевых клеток растет с поразительной экспоненциальной скоростью.
Стабильная фаза: Рост замедляется из-за накопления продуктов ферментации, но количество жизнеспособных клеток в это время достигает своего пика.
Фаза распада: Питательные вещества истощаются, метаболиты накапливаются, а скорость гибели клеток возрастает.
Фаза экспоненциального роста является критической для успешного культивирования, требуя точного контроля различных условий, включая питание, подачу кислорода, концентрацию клеток и температуру. Непрерывное поступление стерильного воздуха особенно важно; недостаток кислорода заставляет дрожжи подвергаться анаэробной ферментации, что приводит к образованию CO₂ и спирта. Это, в свою очередь, негативно сказывается на количестве жизнеспособных клеток и препятствует эффективному размножению дрожжей.
Технология разделения и культивирования пивных дрожжей направлена на получение высококачественных и прочных одноклеточных дрожжей из исходной культуры с помощью специальных методов разделения, что позволяет удовлетворить производственные потребности за счет расширенного культивирования. Этот процесс является ключевым звеном в промышленном производстве.
На пивоваренных заводах обычно используются такие методы разделения, как метод разделения на пластины и метод разделения на полосы. Метод разделения культур на пластины, также известный как метод разведения, прост и легок в исполнении, что делает его особенно подходящим для работы на месте на пивоваренных заводах. Напротив, метод разделения культур на полосы обычно используется для разделения и очистки существующих штаммов в процессе производства.
Расширение лаборатории
Основа производства пива зависит от использования чистых и энергичных дрожжей. Эти дрожжи обычно получают из чистых штаммов, сохраненных на пивоварне. После тщательного процесса разведения и культивирования дрожжи выращиваются до тех пор, пока не достигнут необходимого для производства количества. Чистота пивных дрожжей имеет решающее значение, поскольку она существенно влияет на процесс брожения и качество конечного продукта. Поэтому каждая пивоварня должна ценить и правильно сохранять чистые дрожжи, отвечающие ее производственным потребностям, чтобы пиво сохраняло свой уникальный стиль и высокое качество.
Процесс размножения и культивирования пивных дрожжей осуществляется на основе систематического и научного подхода, который включает следующие этапы: наклонная пробирка (исходный штамм) → колба Фукса или культура в пробирке → колба Пастера или культура в треугольной колбе → культура в банке Карлсруэ → культура в банке Хансена → бак для размножения дрожжей → бак для размножения дрожжей → бак для ферментации. При выращивании дрожжей в лаборатории для успешного культивирования необходимо соблюдать следующие технические рекомендации:
I. Все оборудование для культивирования должно быть тщательно очищено и простерилизовано сухим жаром.
II. Культуральная среда состоит из сусла с добавлением хмеля. После нагревания, кипячения, осветления белков и периодической паровой стерилизации ее необходимо выдержать в тепле в течение 2-3 дней, а использовать можно только после того, как убедитесь, что она не загрязнена.
III. Коэффициент разведения для каждой экспансивной культуры должен поддерживаться на уровне не более 10 раз.
IV. После каждой пересадки и инокуляции развитие дрожжевых клеток следует изучать под микроскопом.
V. По мере продвижения стадии культивирования температуру следует постепенно снижать, чтобы она лучше соответствовала условиям ферментации на месте.
VI. На каждом этапе расширения культуры следует проводить параллельные культуры, например, 4-5 культур в пробирке, 2-3 культуры в колбе Пастера и 2 культуры в банке Карлсруэ, чтобы определить лучший штамм дрожжей для дальнейшего расширения.
Расширение мастерской
После завершения этапа выращивания в резервуаре Карла Фишера дрожжи поступают в производственный цех для размножения. Метод расширения и размножения дрожжей может быть гибко настроен в зависимости от конкретных условий на заводе по производству пива. Пивоваренные заводы, как правило, оснащены оборудованием для выращивания танковой культуры Hansen, которое обладает значительными преимуществами. Это оборудование позволяет постоянно использовать один и тот же штамм дрожжей для нескольких экспансивных культур без необходимости замены штамма, за исключением случаев, когда дрожжи нуждаются в замене из-за таких факторов, как естественный спад или загрязнение.
Процесс цехового расширения пивных дрожжей можно разделить на два режима: открытый и закрытый. Каждый режим имеет свои характеристики и применимые сценарии. Заводы по производству пива могут выбрать наиболее подходящий метод расширения, исходя из своих производственных процессов и условий, чтобы обеспечить размножение дрожжей в оптимальных условиях, создавая стабильную и качественную основу для брожения при производстве пива.
Принципы экспансивной культуры дрожжей
I. Отбор штаммов: Первое требование к культуре экспансии дрожжей - это отбор высококачественных одноклеточных стартовых культур. Штаммы должны пройти строгую оценку своих физиологических характеристик и производственных показателей, чтобы гарантировать отсутствие контаминации или отклонений в процессе экспансии. После каждого этапа экспансии необходимо тщательно проверять остаточную жидкость на наличие любых признаков загрязнения или отклонений.
II. Контроль температуры культуры: Для максимального размножения дрожжей оптимальная температура на ранних стадиях культивирования устанавливается на уровне 25°C. По мере увеличения масштаба культуры температуру следует постепенно снижать, чтобы обеспечить низкотемпературную ферментацию. Однако каждое снижение должно быть умеренным, чтобы не допустить ингибирования активности дрожжей. При снижении температуры время культивирования должно быть увеличено в соответствии со степенью разбавления.
III. Оптимизация времени культивирования: Чтобы сократить период стагнации роста дрожжей и уменьшить общее время культивирования, рекомендуется пересаживать дрожжи во время логарифмической фазы роста. В этой фазе скорость размножения дрожжей максимальна, а смертность минимальна, что обеспечивает быстрое размножение после пересадки.
IV. Вентиляция и стратегия подачи кислорода: Существуют некоторые споры относительно того, какую вентиляцию использовать - непрерывную или прерывистую. На ранних стадиях, при высоком содержании глюкозы в культуральной среде, прерывистая вентиляция может быть более эффективной. По мере расширения масштабов культивирования, особенно на производственной площадке, очень важно правильно управлять вентиляцией и подачей кислорода, обеспечивая, чтобы после каждого добавления сусла содержание кислорода в сброженном сусле поддерживалось на уровне 8-10 мг/л.
V . Обеспечение питательными веществами: Для культивирования дрожжей необходима богатая питательными веществами высококачественная культуральная среда. На лабораторном этапе рекомендуется использовать высококачественный солод с высоким содержанием α-аминного азота, без вспомогательных материалов, правильно обработанный и стерилизованный. При выращивании культуры на производстве следует использовать производственное сусло, при этом содержание α-аминоазота должно быть выше 200 мг/л.
VI. Учет коэффициента расширения: коэффициент расширения должен гибко регулироваться в зависимости от фактических условий. На лабораторном этапе более благоприятные условия позволяют использовать более высокую кратность расширения. Однако во время размножения культуры после резервуара Хансена, когда температура ниже и время удвоения дрожжей больше, предпочтительнее использовать кратность размножения примерно 1:5.
VII. Гарантия стерильности сусла: При выращивании культуры на производственной площадке обычно используется холодное сусло. Однако оно подвержено загрязнению во время транспортировки. Поэтому необходимо принять эффективные меры для поддержания стерильности сусла.
Система расширения дрожжей постепенно увеличивает количество чистых дрожжей, хранящихся на пивоварне, до необходимого для производства количества, позволяя пивоварням достичь независимого производства дрожжей. Этот процесс обеспечивает чистоту и качество дрожжей, тем самым стабилизируя вкусовые качества пива. Система включает в себя лабораторное культивирование и разделение, а после культивирования и разведения в банках Карлсруэ и Хансена дрожжи хранятся для дальнейшего использования перед помещением в танки для брожения пива. Эта система особенно подходит для крупных пивоваренных заводов с профессиональной командой пивоваров и полным оборудованием.
