浅谈酿造微生物管理

陈秀俊　英博双鹿啤酒集团有限公司



浅谈酿造微生物管理

陈秀俊英博双鹿啤酒集团有限公司

啤酒的适饮性是由啤酒的外观和啤酒内在质量来决定的，而啤酒的外观包括了酒体清亮度、颜色色泽、泡沫持久性等，并通过嗅觉和味觉来综合感觉，好的啤酒会让消费者产生一种心情愉快的喝酒享受。酿造阶段是啤酒生产的开头和重点，其大部分的啤酒特性都是在酿造阶段完成，而微生物质量直接影响到啤酒的外观以及口感以及啤酒的保质期，因此微生物管理也是啤酒酿造阶段的日常工作重点。下面结合实际生产过程中的管理以及实践对酿造微生物产生影响的几大方面进行一个总结，不足之处请指正。

一、微生物对啤酒的影响

一般来说微生物对啤酒的影响主要有：

1） 外观影响：酒体浑浊、产生沉淀或菌膜，泡沫异常；

2） 化学影响，微生物代谢产生非正常口味有机酸，双乙酰、酚，发酵度过高等；

3） 感官影响：异味，口味异常；

4） 物理影响：酒体喷涌，瓶内压力升高产生爆瓶风险等。

二、啤酒酿造阶段常见的微生物情况

啤酒发酵本身需要微生物的存在，而这个微生物就是我们通常所说的啤酒酵母，对啤酒生产来说除了啤酒酵母外其他的微生物都是属于异种微生物，是生产过程中不需要的，是我们生产过程中要预防滋生或存在的。

啤酒中的微生物按照是否需氧可以分为需氧、兼性厌氧、绝对厌氧微生物。

1）需氧微生物：需氧菌生存需要氧气，它不能长期在啤酒中生长，也不会破坏啤酒，它的数量可以表明酿造过程是否干净，它的存在说明卫生开始变差。

2）兼性厌氧微生物，该种微生物能在有氧或无氧环境下生存，如啤酒培养酵母、野生酵母（除啤酒培养酵母外的酵母一律为野生酵母）、霉菌等。啤酒生产过程中麦汁中加入氧气和酵母过程是需氧过程，到发酵后期氧气逐渐减少，酒精和CO2含量上升，酵母也能存活进行发酵，到酒液澄清阶段需要把酵母去除，特别是生产纯生啤酒，酒液过滤后不再有热杀菌阶段，清酒内酵母达到一定数量的也会导致啤酒的浑浊等问题。野生酵母和霉菌存在说明酒体卫生状况变差，也会影响产品的风味和外观。

3）厌氧微生物：厌氧菌能在无氧的环境下生存。厌氧菌是啤酒绝对的有害菌，这些菌存在一定会造成啤酒的生物稳定性差，而啤酒中常见的有害菌有四联球菌、乳酸杆菌、小球菌、果胶杆菌等，是生产过程一定要预防产生有害菌，是啤酒生产过程中重点监控的对象。要做好日常的清洗工作，利用微生物检测手段，监控清洗效果及卫生状态。

三、酿造微生物管理的重点

微生物管理细节到每个过程每个角落，而因为其中一步未按照要求来就有可能导致微生物的滋生，在糖化热区最后过程温度接近100℃，在高温状态下微生物极难生存，因此在旋涡沉淀到薄板冷却器前很难有微生物生存，而在麦汁冷却开始一直到过滤结束进清酒罐都属于酿造微生物重点管理的区域，现在我们按照工艺来一一描述酿造微生物管理控制的各个方面。

1、麦汁冷却

麦汁冷却是把高温的定型麦汁冷却到适合酵母生长的温度。麦汁冷却使用的是板式换热器，冷却介质是2-4℃的冰水。在冷却过程中，薄板有一段区域是属于微生物生长和繁殖最佳温度区域，因此在板式换热器清洗要求有正洗和反洗的过程，为保证麦汁冷却效果以及微生物控制，该2种方式穿插使用。从每次薄板拆开检修看，麦汁侧不锈钢板光亮如新，冷却麦汁的微生物也一直很好，说明正反洗效果明显。

2、麦汁充氧

麦汁充氧处微生物管理的重点是压缩空气的过滤系统中滤芯选择和滤芯的更换周期，滤芯的杀菌。一般麦汁充氧用的过滤系统是四级过滤系统，孔径从大到小，最小的孔径为0.2um。糖化有生产时每天都应进行3Bar以上蒸汽杀菌30分钟，保证滤芯内的无菌状态。滤芯使用一段时间后要进行更换，一般来说半年左右需要更换一次。微生物检测人员对无菌空气应不定期抽样检查微生物情况。

3、酵母添加以及酵母管理

酵母添加因我们工厂没有相应的酵母储罐，而是使用流量计罐对罐的添加，那对酵母的要求就是种酵母出来的发酵罐的满罐微生物应该是合格的，不合格的酵母不进入下批次的罐内。严格保证扩培酵母即0代酵母的微生物一定是合格的。

4、发酵罐清洗

应该说发酵罐清洗是酿造微生物管理的重点关注以及最优先分析的点，它包括了发酵罐设备情况，清洗工艺等，下面主要罗列出清晰过程主要的问题。

1）发酵罐洗罐器位置，洗罐器位置应该保持与发酵罐罐顶泡盖位置相匹配两者之间的距离差距太大会导致清洗效果不好。固定式洗罐器或旋转式洗罐器都有一定的要求，洗罐器的形状以及洗罐器孔的分布等都会影响到洗罐效果。洗罐效果一般要求在半年度打开罐底罐顶装置进行检查清洗效果，评价依据就是泡盖位置有没有清洗干净。

2）洗罐工艺

a）发酵罐滤空一般要求在8小时内清洗，不得长时间空罐不清洗。下图为例子（老罐的日常清洗要求）

b）压缩空气吹排，压缩空气压力和时间，质量和成本的最佳结合点。我们根据有效碱快速指示法（用5ml吸管移液5ml待测碱液即吹排后开始碱洗回流管上电导率较稳定时在回流管取样），置250ml的三角瓶中，加50ml的蒸馏水，再加入10ml20%氯化钡（过量），摇匀后加2-3滴酚酞指示剂），可以初步根据颜色指示来判断吹排效果，通过多次实验以及电导率等数据摸索出吹排时间和压力的最佳值，既保证吹排效果又降低能耗。当然最准确的方法是利用酸碱滴定法检测有效碱更加可靠。

反应式如下：

白色：说明碱液中没有有效碱，吹排差影响效果

粉红色：说明碱液中有有效碱，CO2吹排干净

淡粉色：说明碱液中吸收了大部分CO2，吹排效果有打折

3）清洗碱液浓度温度和时间：碱液浓度和温度正常分别在3%和55℃左右（氨冷系统），浓度越高清洗效果越好但增加成本，同时冲洗残留水的用量也大，增加能耗；碱液的温度越高、清洗时间越长清洗效果也越好，但考虑热耗以及罐的内涂层以及氨系统安全性，也应控制温度和时间在合适范围内。

4）取样阀清洗：CIP小供管直接从开着的取样阀处反洗回发酵罐内（老罐区各自取样）或者CIP小供管在开着的取样阀处形成单向清洗（新区集中取样），保证取样清洗到位不存在清洗空白点。每天进行取样阀蒸汽杀菌。

5）清洗过程中保证CIP液没有储留在发酵罐底，也就是CIP回流泵能力应该大于CIP供泵能力，储留部分对锥底部分的清洗力度偏小，效果差。

6）发酵罐空罐清洗后重新使用前需要重新清洗，不同的空罐时间使用不同的清洗程序，保证清洗效果同时节约能耗。

5、管路清洗及CIP罐自清洗

管路清洗除和大罐清洗一样有温度、浓度、时间等要求外，还有一个流速的要求，即在液体在管路中应是湍流的状态。管路设计尽量减少三通的使用，以及在安装管路上的阀门等部件时，并保证阀门的焊接位置离焊接管路距离不超过焊接管路直径的一半，否则在该阀门位置会产生一定的清洗死角。阀门安装的位置不能安装在管路的上方，这样不易排出清洗的残液，增加污染的可能性。

有的CIP罐没有自清洗功能，应定期清水冲洗和人工进行刷洗。有自清洗功能的CIP罐应按要求进行自身清洗，保证CIP系统的卫生。

6、气体管路和助剂添加

1）在发酵和过滤阶段除了麦汁充氧特别提到的压缩空气特别处理外，我们在此阶段还会用到CO2。CO2回收管路和供应管路，定期（一年2次）进行碱洗和热水清洗，最后用压缩空气吹干吹冷。CO2管路如有检测出微生物，一般来说都是厌氧型的，因此应该特别重视CO2供管的清洗和检测结果。CO2回收管路在刚开始回收过程中要关注回收压力的问题，保证不出现压力倒灌回发酵罐，如回收管路微生物不好会影响到发酵罐的微生物。

2）助剂添加：助剂的本身的微生物检测也是我们应该关注的，特别是在冷麦汁阶段加入的酶制剂等，以及在过滤过程中使用的硅藻土和硅胶等过滤助剂，保证添加进去的这些物质是无菌的。硅藻土和硅胶可以采用脱氧水或热水来调配，注意调配好后立即关闭添加桶的盖子。

7、跨接管、接口管理及车间生产环境

1）跨接管、接口管理：跨接管是发酵车间用到最多的零件，因此这些连接件的微生物状况也直接影响到酒液的微生物。跨接管摆放要求管口朝上或朝侧面，带阀门的应打开阀门放入，并保证所有的管内都有无菌水浸泡到位。浸泡槽定期刷洗，跨接管每次更换无菌水前应用热水杀菌30分钟后排放再用无菌水浸泡。

图1　是跨接管正确的摆放方式

图2　是跨接管错误的摆放方式

各接管版和接口使用前用无菌水冲洗后安装跨接管。密封圈每次使用无菌水浸泡后再使用。

2）生产环境

发酵车间潮湿特别易于微生物的生长，特别是南方的梅雨季节。因此要求阴沟是采用不锈钢材质的快速自流式（有一定的坡度），排放结束时立即冲洗干净，定期地面和阴沟洒漂白粉，墙壁采用白色瓷砖贴面，易于清洗。每年最少一次进行人工的设备表面和墙面大清洗。

8、质量监控及人员培训

质量部门发布工厂最低取样计划，包括明确取样点，取样方法、取样周期以及检测方法，保证日常生产过程中微生物检测结果及时准确反映真实的卫生情况。但在微生物出现异常的时候需要配合酿造部门增加取样点或取样频率来排查问题所在。酿造部门每年一次的专门针对微生物的培训（包括操作人员、管理人员、维修人员等），每个新到岗员工的岗前培训也有微生物专门的课件进行培训和考核，通过培训以及日常的检查进一步提升人员的质量意识。

四、酿造微生物管理总结

正因为微生物我们肉眼无法看到，现有检测手段不能及时快速反应出卫生变差的趋势，很可能导致在检测结果不好的时候就开始排查中，而微生物状况还在恶化中。只有每一步每一次都是完全按照操作规程进行操作，任何一次或任何一个地方如出现操作不规范或操作不完整都会导致微生物结果不理想。微生物管理细节到每个过程每个角落，微生物管理是一项长期持久、细致的工作，只有全员的质量素质提高了，才能进一步提升啤酒的品质，酿造出更纯净和风味稳定的啤酒。