乳酸菌对啤酒发酵的影响 毕业论文

乳酸菌对啤酒发酵的影响 毕业 题 目:乳酸菌对啤酒发酵的影响 学 院: 化学与材料工程学院 专业名称: 生物工程 学 号: 学生姓名: 指导教师: 2012 年 6 月 22 日 乳酸菌对啤酒发酵的影响 The effect of lactic acid bacteria on beer fermentation 要 摘 本文以啤酒的发酵的相关步骤和乳酸菌特性、酸化技术在啤酒酿造中的应用进 行了综述，利用乳酸菌对啤酒生产糖化过程进行生物酸化，不仅可降低麦汁和糖化 醪的pH值、增强酶活、提高生物稳定性，而且有利于降低成本、改善啤酒的质量， 生产出优质绿色的啤酒，还介绍乳酸菌的检测方法以及对啤酒发酵后期的污染问题 应对措施。 关键词 乳酸菌;啤酒发酵;酸化;抗菌 Abstract In this paper the steps of beer fermentation and lactic acid bacteria characteristics, acidizing technology in beer brewing are reviewed, using lactic acid bacteria in beer brewing process of biological acidification, can not only reduce the wort and wort pH value, enhanced enzyme activity, improve the biological stability, but also beneficial to reduce cost, improve the quality of the beer, production of quality green beer, also introduced the detection method of lactic acid bacteria as well as on beer fermentation period pollution problems countermeasures. Keywords Lactic acid bacteria; beer fermentation; acidification;Antibacterial 2 目 录 1 引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 2 啤酒发酵中用到的乳酸菌„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3 生物酸化技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3.1乳酸菌酸化麦芽„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.2乳酸菌酸化麦芽汁„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 4 乳酸菌的抗菌作用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 5 乳酸菌对啤酒发酵的污染及检测方法„„„„„„„„„„„„„„„„„7 6 结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 8 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 8 3 1. 引言 在啤酒酿造过程中，通常在酸化、洗槽、煮沸时添加酸来调节PH值，使酶活到最佳，从而降低麦汁和啤酒色度，提高麦汁浸出率，增强麦汁煮沸时的凝结，减少非生物浑浊。在工厂中，多数是通过添加无机酸或食用乳酸来调节酸度，但无机酸的添加不符合食品的绿色健康要求，发达国家已禁止使用无机酸调酸，要求使用乳酸，而乳酸成本较高，且乳酸中残留的一些杂质会影响啤酒质量。采用乳酸菌进行生物酸化来调节PH值可以弥补这些缺陷，且应用前景广泛。 2(啤酒发酵中用到的乳酸菌 乳酸菌指发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称。这是一群相当庞杂的细菌，目前至少可分为18个属，共有200多种;有呈球状的，像乳酸球菌(Lactocuccus)、迷走球菌(Vagococcus)、链球菌(Streptococcus)、明串珠菌(Leuconostoc) 和片球菌(Pediococcus)等;有呈杆状的，孢子乳酸(Sporolactobucillus)、菌双歧杆菌(Bifidobactrium)、肉食杆菌(Caronobacterium)和乳酸杆菌(Lactobacillus)等。 用于啤酒生物酸化技术的乳酸菌菌种要易于分离、纯化和培养。现如今工业上主要用于生物酸化技术的乳酸菌有植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、乳酸乳杆菌(Lactobacillus lactis)、短乳杆菌(LactobacillusBrevis)等。 这些菌种可在不含酒花的麦芽汁环境中能很好地生长，产乳酸量高，基本只生产L-乳酸，不生成双乙酰、胺类物质及其它影响啤酒风味与口味的不利成分;同时这些菌种自身还含有可分解淀粉等物质的酶系，充分利用麦汁中可利用的一切物质，防止与抑制其它杂菌的生长，而且对酒花苦味物质极为敏感，一旦添加了酒花就会死亡，在麦汁煮沸时可被杀死。 3. 生物酸化技术 生物酸化技术应用于啤酒生产中，主要应用在麦汁制备阶段，通过酸化麦芽、 4 糖化醪和麦汁可以降低pH值，增加主要酶(β-葡聚糖、蛋白酶)的活性，这样可以促进β-葡聚糖的水解，提高过滤速度;加快蛋白质水解，增加可溶性氮含量。另外，乳酸菌还可分泌抗菌物质，提高生物稳定性，从而提高啤酒的质量。应用乳酸菌的生物酸化技术调节啤酒生产过程中的pH值，可分为酸化麦芽和酸化麦芽汁方面。 3.1 乳酸菌酸化麦芽 在适宜的条件下发酵制得乳酸菌培养液，用培养液浸泡绿麦芽或干麦芽，然后干燥，最后利用酸麦芽在糖化投料中进行配比使用，使醪液、麦汁的特性与组成得以改善。乳酸菌酸化麦芽可以促进β-葡聚糖水解，而β-葡聚糖是否降解充分是影响成品啤酒质量的关键。未降解的β-葡聚糖和多酚类、蛋白质联合作用形成一种浅褐色物质，导致啤酒非生物性浑浊。生物酸化技术可提高麦芽中β-葡聚糖酶活性，大大降低β-葡聚糖含量，使麦芽醪的过滤速度增强，乳酸菌酸化麦芽可以提高可溶性氮含量，而可溶性氮含量的提高可以赋予啤酒醇厚丰满的口感并改善啤酒的泡持性。乳酸菌本身能分泌一定量的分解淀粉、蛋白质和葡聚糖等物质的酶类，在酸化麦芽时能提供额外的水解酶。利用乳酸菌酸化含50%大麦的麦芽与未酸化的含50%大麦的麦芽相比，结果发现用乳酸菌酸化的麦芽可预防50%大麦的麦芽酶含量减少，从而节约原料成本。 3.2 乳酸菌酸化麦芽汁 和麦芽酸化相比, 糖化醒和麦芽汁的生物酸化技术已经成熟。现在已经采用分批、半连续、连续或固定化培养乳酸菌技术来进行生物酸化, 多采用半连续培养方法。糖化醒酸化后, 麦芽汁酸化后,一般麦芽汁酸化比糖化醒酸化效果要好, 操作和使用更方便。这样会使啤酒口味圆润，泡沫持久细腻。但也存在苦味值损失大、可凝固性氮水平较高等缺点。为此, 可以采用煮沸过程中添加酸化麦芽汁。 在啤酒酿造糖化阶段，研究表明，糖化醒酸化后,pH=5.4-5.6.麦芽汁酸化后,pH=5.1-5.2。丁燕研究发现，酸化麦汁的添加量从0增加到35%时，麦芽醪的pH值相应地从6.0降到5.2。现在研究结果表明，酸化麦汁可以降低糖化醪pH值，增加酶活，降低生产成本，还能提高啤酒质量，且乳酸菌生物酸化法生产的啤酒在品质上与传统方法生产的啤酒无明显差异。 5 4.乳酸菌对杂菌的影响 乳酸菌能够产生各种抑菌物质, 其中乳酸菌素就是乳酸菌产生的一种生物活性物质, 它可以抑制革兰氏阳性菌、食品腐败菌及一些病原菌，抑制腐败致病菌的系列防止蛋白质发酵。1928 年Rogers 等首次报了由乳酸链球菌产生的对乳酸杆菌有抑制作用的物质乳酸链球菌素;英国的Brewing Research Foundation Lyttel Hall, Nutfield, Redhill Surrey RHI 4HY，他们认为乳酸链球菌素能提高啤酒的稳定性。 乳酸链球菌素对于生长和发酵阶段的啤酒酵母活率没有影响, 在低pH、酒花物质的环境, 乳酸链球菌素活性几乎不受影响, 但是却能够有效的抑制啤酒中已发现的所有的革兰氏阳性腐败菌, 从而提高啤酒的生物稳定性，而且因为乳酸链素是一种生物活性肽，所以利用乳酸菌素还可以避免巴氏杀菌所带来的“杀菌味”和“ 老化味”, 从而保持啤酒的新鲜度。 5.乳酸菌对啤酒风味的影响及检测方法 在麦汁制造过程中，乳酸菌发挥积极作用，经煮沸后被杀死，并不会影响啤酒后期的发酵。但在后期啤酒发酵过程中，乳酸菌却是主要的污染菌。某些乳杆菌能引起双乙酰含量剧增，使啤酒带有强烈的“馊饭味”。L. Brevis能利用淀粉和糊精，加速发酵液的稀化，影响啤酒的成熟。此外，在啤酒发酵中乳酸菌的生长繁殖条件和啤酒酵母很相似，会与酵母进行营养竞争，影响酵母的代谢、增殖，导致降糖异常，pH值变化异常，影响啤酒发酵，致使啤酒酸败、变味、黏稠以及生物混浊。 乳酸菌大多属于兼性厌氧或严格厌氧细菌，难以培养和鉴定。长期以来一直使用选择性培养基，但是培养时间长，至少需要一周左右。虽然世界各国已经开发了 很多培养基，但缺少特异性培养基。现在已经研究出许多新的鉴别方法在啤酒生产过程中应采取有效的方法快速、准确地检测乳酸菌是否存在。目前，快速检测方法主要包括:ATP生物发光检测、免疫学检测、基于核酸的分子生物学检测(PCR及其衍生技术)等。杨波等根据乳酸菌16S rDNA序列的特征，通过PCR技术准确检测并鉴定出了短乳杆菌等8种对啤酒有害的乳酸菌。 6 这些有害菌可能存在于发酵罐、管道、阀门污垢、啤酒残液以及回收酵泥中。及时对管道及设备进行酸碱液清洗，同时将酵母使用代数控制在3代以下，即可有效控制乳酸菌对啤酒发酵的污染，保持啤酒的生物稳定性。 6.结论 酒发酵过程中，利用乳酸菌的生物技术来调节糖化老大pH值，不仅克服了添加食用乳酸成本高的缺点，而且还解决了添加无机酸的非绿色化问题，同时可有效的加速糖化进程、提高酶活、降低葡聚糖含量、增加可溶性氮含量和抑制杂菌生长，从而提高啤酒非生物和生物的稳定性，改善啤酒风味。 随着消费者保健理念的提高，绿色啤酒将成为21世纪啤酒行业的发展方向。利用乳酸菌生物酸化技术生产的啤酒不仅口味柔和，而且绿色纯净，既符合当代人对绿色食品的需求又可以减少生产周期，节约综合成本，应用前景广阔。 致谢 在这里首先要感谢我的指导老师曹芳老师，还要感谢大学三年来所有的老师，为我们打下生物工程专业基础，同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次学年论文才会顺利完成。 湖北理工学院化材学院四年来对我的大力栽培。 在这里，对所有支持和帮助过我的领导、老师和同学们，我仅用一句话来表明我无法言语的心情:感谢你们～ 由于本人学识能力有限,定有许多不足之处,恳请答辩场各位老师多多指正.同时, 衷心的感谢参加我学位论文评阅和答辩的各位专家教授～ 参考文献 [1]高桂凤,任铮宁. 乳酸菌对啤酒生产的影响,J,. 吉林农业科技学院报, 2011, 20(1): 19-22. 7 [2]刘翠花, 赵辉, 王葳. 乳酸菌在啤酒工业中研究进展,J,. 中国酿造, 2010, 220(7): 10-12. [4] 王子栋, 王春丽.生物酸化技术在啤酒生产中的应用,J,.啤酒科技,2010 第07期 ，杨开，孙培龙. 啤酒中乳酸杆菌的分离纯化和鉴定[J]. 酿酒，2005(1):58-61. [5] 赵敏 [6]成堃, 于同立. 啤酒酵母菌的分离与鉴定,J,. 中国酿造, 2007, 166(1): 50-52. [7]徐春. 乳酸菌在啤酒糖化中的应用,J,. 食品研究与开发,2007,28(12): 106-109. [8]朱林江, 郑飞云, 李崎. 啤酒腐败菌的检测方法[J]_食品科学, 2007, 28(1): 360-365. 8