固定化酵母發(fā)酵生產啤酒飲料配方的開發(fā)
啤酒是一種營養(yǎng)豐富的大眾化飲科,郁液體面包”之美稱,我們從應用的角度出發(fā),在實驗室的規(guī)模上對固定化酵母發(fā)酵啤酒飲料進行了試驗,其結果可為中、小啤酒企業(yè)技術改造提供依據(jù)。
試驗方法及步驟
米曲汁的制備:將100g大米加200mL的水于1000mL燒杯中,蒸煮1h做成稀飯。待冷卻至60C時,加5000U的糖化酶6g保持在58-60℃水浴中,并不時的攪拌糖化3h過濾,并加硫酸氨和磷酸氫二鉀各Q1g及硫酸鎂a05g以補充營養(yǎng)。
制斜面及滅菌:在已洗滌的6支試管中加入10mL米曲汁,并在3支中加入瓊脂且作標記。取2個250mL的錐形瓶,各加入150mL的米曲汁,再把6支試管和2支盛有米曲汁的錐形瓶,膠頭滴管(取下膠頭的)用報紙包好滅菌,121C,20min.擺斜面,等作標記的瓊脂不燙手時,擺成斜面,斜面的長度為試管的12352.4.3斜面活化將啤酒酵母原種接種到斜面,在28C培養(yǎng)24h.
液體試管活化:將斜面接種到液體試管中,在28C振蕩(160ymi)培養(yǎng)24h.
250mL錐形瓶液體擴大培養(yǎng)將液體試管中接種到250mL錐形瓶中,在28C振蕩(100場時培養(yǎng)24h.
麥汁的制備及滅菌:稱取100g干燥麥芽,研磨,加200mL65C的熱水,在60℃的水浴鍋中糖化3h直至碘液檢查糖化完全后,將其煮沸,過濾。在121℃,滅菌20m in.2.5%海藻酸鈉、1.5%氯化鈣、生理鹽水的配制及滅菌。
制作固定化酵母:取5mL酵母培養(yǎng)液,水浴加熱至35C,加入到滅菌后溫度降至45C左右的海藻酸納中,混勻,再用無菌滴管緩慢而穩(wěn)定地將酵母培養(yǎng)液和海藻酸鈉的混合物滴加到50mL氯化鈣中,邊滴邊搖錐行瓶,鈣化30min即可見到凝膠珠。
洗滌固定化酵母:倒去氯化鈣溶液,用生理鹽水洗滌3次。
發(fā)酵:向盛有固定化酵母的錐行瓶中加入150mL麥芽汁,于28℃,靜置1周
過濾發(fā)酵液,回收固定化酵母,用生理鹽水洗滌,用于下次發(fā)酵。
將濾液巴氏殺菌(水浴保溫70℃ 15mij.
取50mL濾液加100mL水,水浴蒸餾,測定酒精度。測定結果酒精度為3%~4%VdL.
討論
固定化方法的選擇:酵母細胞固定化常用的方法有三種。第一種是載體結合法,即以不溶于水的多糖、蛋白質合成多聚體用無機材料為載體,通過物理吸附、離子鍵、共價鍵等作用將酵母細胞直接結合到載體上。此法簡便易行,但容易受到周圍環(huán)境的影響,使用范圍局限性較大。第二種是交聯(lián)法,即利用雙官能團交聯(lián)劑(如戊二醛等)將酵母細胞互相交聯(lián)而固定的。此法由于交聯(lián)劑大多帶有毒性,很難找到低毒或無毒的交聯(lián)劑,此法難以得到推廣應用。第三種方法是包埋法,即采用多聚體的載體直接將酵母細胞包埋在其中。這是目前微生物細胞固定化技術中最為有效、最為常用的方法。我們采用海藻酸鈉作包理劑。
固定化生長細胞的相對活性固定化生長細胞對游離細胞的乙醇產率和轉化酶活力相對活性隨時間的變化。固定化細胞初期的活性有相當大的降低。這是由手固定化反應時部分細胞死亡、酶的構象變化以及凝膠傳質阻力等因素的影響。但經過一定時間的培養(yǎng)增殖后活性便可上升,4d后相對活性達到100%.
發(fā)酵過程中乙醇、還原糖含量和OD值的變化隨著發(fā)酵的進行,乙醇濃度逐漸增加,糖濃度逐漸減少,在第一周期開始時第一天內存在誘導期,然后是乙醇濃度的迅速上升和糖濃度的迅速下降。最后是上升和下降的速度變得平緩。與菌濃度相應,在初期單位體積內活細胞較少,需要時間去增殖,只有細胞量達到一定濃度后,反應才能迅速進行,在后期由于乙醇濃度增加造成的產物抑制,使速度變慢,曲線變得平緩。第二周期不需細胞增殖期,一開始反應便能迅速進行,乙醇濃度急劇上升,糖濃度急劇下降,直至產物抑制起作用才使反應速度變得緩慢。第三周期以后上升和下降更為迅速,且周期變得越來越短,但產物抑制的平緩段仍十分明顯。濃度變化的趨勢是周期越來越短,曲線愈加徒直,反應變得快速而徹底。這可歸因于細胞濃度的持續(xù)增加,部分活細胞還可從球粒表面脫落進醒液,另一方面每周期的出料使抑制物質徹底釋放,都更有利于發(fā)酵的加速進行和周期的縮短。酵液OD值的改變是由于底物消耗和產物生成引起的光學性質變化所致,OD值的變化與糖濃度的消耗曲線十分相似。
結論
該工藝生產啤酒飲料具有投資少,發(fā)酵速度快,適宜于中、小型企業(yè)生產。