浅谈啤酒酵母的研发

徐春婷 潘焕敏

麒麟啤酒（珠海）有限公司 产品开发科

浅谈啤酒酵母的研发

徐春婷 潘焕敏

麒麟啤酒（珠海）有限公司 产品开发科

由于工艺调整对啤酒缺陷的改善不彻底，以及达不到对研发啤酒新品时所要求的差异化，因此考虑引入新型啤酒酵母进行研究，包括了上面和下面酵母。在进行了长达几年的研究开发后，最终发现了一株符合要求的下面酵母菌株。

啤酒 新酵母 开发前言：众所周知，啤酒酵母是啤酒的灵魂，决定了啤酒最终的口味风格。大部分啤酒厂无论是对于产品改善，还是产品研发，基本上都主要针对工艺进行调整，或者调整原辅料比例或者使用新型酒花，或者调整糖化、发酵条件，再或者调整过滤度数等达到所要求的口味风格。但不可否认的是，以上各种调整都没有使用新酵母来的快速、彻底和稳定，尤其是对于一些固有的口味缺陷的改善，如高级醇偏高，乙醇偏高，双乙酰还原偏慢，酒龄偏长，有机酸生成量偏高，酒液风格不够柔和等，另外，新产品的研发也可以考虑使用风格特殊的酵母，达到与现有啤酒风格迥异，有足够差异化的目的。

不过，正因为新酵母可以带来如此众多的好处，所谓高回报必然伴随着高风险，新酵母的引入和评估就显得十分重要和谨慎了。本文就如何引入新酵母及如何评估新酵母给出了一些应用经验，以供同行借鉴。

1.研发背景

公司从2003-2004年开始逐渐出现啤酒上头投诉，与当时啤酒销量逐渐上升有关。对于导致啤酒上头的原因，国内啤酒行业已研究多年，基本理论是认为酵母在发酵过程中产生的高级醇类副产物是导致上头的最主要原因，这些物质包括总高级醇、乙醛和一些酯类物质等。这些副产物的生成量与诸多因素相关，例如：酵母菌株、发酵温度、接种量、麦汁充氧量、酿造浓度、发酵程度等等，其中影响最大的就是酵母菌株，高级醇生成量差异高达50%～100%。

与当时市面上的某品牌的主流产品比较，我们发现二者之间的确存在相当大的差异，而这样大的差异（总醇相差23ppm），只是单纯通过调整工艺，诸如降低发酵温度、降低酿造浓度、降低充氧量等常规手段是无法达成的。如下表所示：

另外，广东啤酒市场竞争激烈，市场对啤酒口味的要求不断提升，通过开发新酵母，提升啤酒品质也是提升产品竞争力的有效途径。

现行12度 竞品12度 差值乙醛ppm 4.79 6.37 -1.62总醇ppm 92.58 69.39 23.19总酯ppm 20.77 17.45 3.32

2.研发目标

考虑到减少上头是主要目的，因此较少的高级醇生成量是首要目标，其次要兼顾口味、发酵性能、凝聚性等的要求。

●发酵性能：真正发酵度64～68%，稳定发酵至少3代。11℃+15℃发酵条件下，12度成品酒精可控制在5.0±0.3%vol，双乙酰还原时间≤14天，酒龄≤18天，其他理化指标需符合国标GB4927的要求。

●酵母活力：3代后回收酵母活力≥90%。

●酵母凝聚性：发酵结束降温至0℃时，悬浮酵母数≤10百万个/ml，酵母回收量至少满足下一代2个罐的使用。

●高级醇生成量：三醇（异戊醇、正丙醇、异丁醇）之和目标：70±5ppm，乙醛目标：≤4ppm，五酯（乙酸乙酯、乙酸异戊酯、甲酸乙酯、辛酸乙酯、己酸乙酯）之和目标：18±2ppm。

●感官风味：酒液无异杂味，无刺激感、上头感，口感柔和，香气清新，与现行酒液风格接近，但喜好度更高。

3.引入&评估新酵母流程

3.1 引入新酵母流程

出售酵母的机构分布广泛，项目开始时可先由网络查询为主，然后通过参加一些学术交流或会议，尽量收集这方面的信息。另外，海外的菌株可能涉及报关的问题，最好规避，否则到货期无限延长。

3.2 评估新酵母流程

常规实验室扩培完成后，取得2000ml扩培液，即进入小试车间扩培阶段。小试车间扩培阶段包括30L和300L阶段，取得足量的回收酵母后进入正式的工艺测试阶段。

实验室扩培条件：

扩培条件 说明30L阶段将4*500ml扩培液全部倒入60L扩培罐中。麦汁：全麦11度 温度：20℃左右时间：48hr 充氧：连续不间断充氧受设备条件所限，该扩培罐无制冷夹套，只能选择常温扩培300L阶w将30L扩培液全部打入发酵 罐控温进行0代发酵麦汁：全麦11度 温度：16℃时间：糖度＜3度，芽生率为0时，降温回收酵母充氧：连续不间断充氧回收酵母前检测悬浮酵母数需低于＜10×106个/ml才进行回收操作

车间扩培条件：

连续3代发酵工艺：

成品：12度成品进行理化全分析、GC分析、感官品评等，各数据均以连续3代的平均数为准。

4.研发结果

4.1 酵母来源

4.1.1 日本麒麟酿造研究所（Kirin Brewery Company,Co.Ltd.）

4.2.2 美国Siebel学院（Siebel Institute of Technology ）

4.2.3 美国Whitelas实验室(White Labs，Inc.)

4.2.4 德国慕尼黑理工大学 生命科学院(Yeastservice weihenstephan)

4.2.5 德国杜门斯学院V.I.S.P.Dr.Wolfgang Stempfi

4.2.6 德国柏林啤酒酿造学院（VLB）

4.2.7 江南大学生物工程学院

4.2.8 拉曼公司 拉曼啤酒事业部

4.2.9 安琪酵母股份有限公司

4.2.10 美国Wyeast laboratories Inc.

4.2 菌株评估结果

关键指标达标结果表

4.3 部分菌落及细胞形态图片

不同的酵母巨大菌落形态有明显不同，区别主要在顶端、表面湿润及光泽程度等；细胞形态则稍有不同，多为圆形、卵圆形，梨形等。另外，细胞内容物有时也是特征之一。

本研究为凸显巨大菌落形态，采用稀释涂布法，25℃培养7天，然后拍摄巨大菌落。细胞形态则挑取少许制水片观察并拍照。

选取了有明显特征菌落形态的菌株进行展示，如下图。

5.结果讨论

本研究时长近5年，最终发现了一株符合要求的下面菌株，来自德国。发酵性能强于现行酵母，双乙酰还原快，沉降优良，香气清新，GC数据良好，尤其乙醛达到优秀水平，口味接近现行酵母，但更加柔和，有回甘。选择该酵母最后进入下一步的中试。

另外，在新酵母开发项目过程中有部分心得与诸位同行共享：

a)新酵母的性能指标目标在项目开展前应做详细的探讨和规定，充分考虑现行生产的要求及新产品研发的需要。另外，对于GB4927国标要求的各项理化指标也要全部符合。

b)引入酵母前期咨询&技术沟通以邮件和电话形式为主，需留下记录。并要求机构尽量提供尽可能详细的菌株资料，越详细越好。另外，保种前需要对菌株进行活化。前期咨询&技术沟通非常重要，因为很有可能菌株并不是需要的类型，对于这点的控制，最好能要求对方提供该菌株的试酿数据，单单只是上面或下面菌株，或者再加上适合酿造的温度（这个温度范围往往都十分宽广）都是远远不够的。对于菌株适合酿造何种类型的啤酒，采用的糖化及发酵工艺，所得到成品的理化及GC数据等，均可以对出售酵母的机构提出要求。

c)感官品评时所采用的现行酒液，应当使用与新酵母相同的同一套设备酿造，以消除设备系统误差。

d)从本公司的研究来看，引入的菌株大部分在发酵力和GC指标方面均可达标，但感官风味达成难度较高。这与现行的酵母风味良好有关。对于虽然不达标但也较为接近目标的菌株可做进一步的研究，例如大幅度变更工艺，考察其口味的变化程度及喜好程度等，对菌株做深层次的研究开发。

e)引入酵母项目在前期沟通方面可能需要大量的时间，因此导致项目时间较长，甚至可能长达几年。在这方面，开展项目前就要做好时间方面的预算。

f)现代啤酒使用的啤酒酵母随着互联网的发展易取得性越来越高，但根据出售结构的不同，每株酵母价格差异也非常大，从几百元到几万元不等。从本次研究开发来看，价格越贵的酵母并非指标越好，实际性能是否符合需求还需要进行大量试验。

除此以外，本文还就如何引入新酵母及如何评估新酵母给出了一些应用经验，以供同行借鉴。主要内容包括：引入酵母流程、评估酵母流程、酵母来源机构以及菌株评估的结果等。