啤酒的生命——啤酒酵母

酵母的发现

1680年荷兰的列文·虎克 制成第一台显微镜，并 发现啤酒中有许多“小小圆形物-酵母”

发酵不同的观点

• 活力论 (19世纪早期):

  发酵是由微生物的作用而产生酒精。

• 机械论 (1839年):

  发酵是由化学物质引发的。

酵母的认识

• 1860年巴斯德证实了酵母在酒精发酵期间的生长。

• 1860年，法国科学家巴斯德在巴黎科学院宣读了确立发酵生物学说的论文。

第一次纯种酵母的培养

• 1883年嘉士伯实验室的汉森.卡尔分离出第一株纯种酿造酵母。

• 卡氏酵母罐被沿用至今。

酵 母

• 生物分类：

–原核生物界

–原生生物界

–真菌界

–植物界

–动物界

• 啤酒酵母属于：真菌门、子囊菌纲、内孢霉目、内孢霉科、酵母属、啤酒酵母种。

酵母细胞的形态和结构

一、酵母的形态酵母细胞形态为椭圆、圆形等，细胞大小一般为（8～10）μm×（5～7）μm。

酵母菌落的形态

生长在固体培养基上的酵母菌落呈现不同的形态、颜色、质地。

1.酿酒酵母

2.产肮假丝酵母

3.出芽短梗霉

4.多孢丝抱酵母

5.荚复膜孢酵母

6.解脂复膜孢酵母

7.季也蒙有孢汉逊酵母

8.碎囊汉逊酵母

9.卡氏酵母

10.鲁氏酵母

11.深红酵母

12.玫红法佛酵母

13.大型罗伦隐球酵母

14.美极梅奇酵母

15.浅红酵母

酵母细胞结构—细胞壁

 由糖聚合体和蛋白质组成

 细胞壁对于整个细胞的作用:硬度，形状， 保护

 突起处产生芽体。

酵母细胞结构—细胞膜

 紧靠在细胞壁内侧

 内嵌蛋白质的双脂层结构

 选择性的将营养物质转入细 胞内，将副产物转出细胞外

酵母细胞结构—细胞质

 包含细胞器官的、由有机和无机分子组成的一种复杂液体。

 由细胞膜包裹

 大分子合成的场所

 糖分解的场所

酵母细胞结构—细胞核

 包含组成染色体的基因，酿造酵母有16条染色体。

 由膜包裹

 基因由具有复制功能的DNA构成。

 DNA包含合成酵母蛋白质的信息:

   结构-细胞的部分

   酶-帮助反应

酵母细胞结构—液泡

 一种大的透明体，在显微镜下容易观察

 提供以下物质：

   水解酶

   聚合的磷酸盐

   自由氨基酸

液泡常在细胞发育后期出现，它的大小可做为衡量细胞 成熟的标志。细胞的一些代谢产物也会贮存于液泡中，沉淀成内含颗粒。老龄酵母细胞的液泡中内含颗粒较多。

酵母的新陈代谢

• 酵母菌是一种兼性微生物，有氧气时进行有氧呼 吸，无氧气时进行厌氧发酵。

• 酵母耗氧且释放能量多的过程称为呼吸，厌氧且 释放能量少的过程称为发酵。

• 巴斯德效应酵母对糖进行耗氧分解还是厌氧分解，这主要取决于有无氧气存在，在有氧情况下，酵母通过呼吸获取能量；而在无氧情况下，则进行发酵。这种转变称为巴斯德效应。

•  有氧时酵母能产生能量。

• 代谢的副产物是二氧化碳和水。

• 动物（包括人）也是这种代谢途径。

• 厌氧条件下酵母也能产生能量。

• 代谢的副产物是酒精和二氧化碳。

• 在厌氧和糖含量>1%的情况下，酵母在这种途径下代谢糖.

• 在啤酒厂这是酵母主要的代谢途径。

酵母的繁殖和生长

啤酒酵母的繁殖和生长可划分为六个不同阶段

• 1．调整期。

• 2．加速期。此阶段紧接调整期，细胞分离速度加快。

• 3．对数增长期。在此阶段，细胞呈对数增殖，增殖速度 最大且保持恒定。此时形成新的一代所需时间最短（即细胞数翻倍的时间）。在最佳增殖条件下世代时间为90～120min。

• 4．减速期。由于各种 因素，比如底物减少， 抑制生长的代谢物增加 等，对数增长阶段有一 定的时间限制，随后进 入增殖速度逐渐减小的 减速期。

• 5．稳定期

• 6．死亡期

啤酒酵母的分类

• 上面酵母，多数细胞聚在一起 

• 形成芽簇,在发酵结束时酵母细 胞悬浮在液面上

• 下面酵母,多呈卵圆形，单细胞 或几个细胞连结,一般在发酵结 束时酵母细胞沉降于液体底部

酵母生长方式

• 酵母出芽繁殖

   芽体内充满细胞质

   同时核分裂

   子细胞核包含一套与母体一样的DNA副本。

   芽体脱落形成一个独立的酵母细胞。

下面与上面发酵啤酒

◆下面发酵－－是全世界普遍采用的啤酒生产方法。我国98%以上的啤酒都是采用下面发酵方法生产的，下面发酵的啤酒品种有比尔森啤酒、出口啤酒、淡色啤酒等，如我国著名的青岛啤酒就是典型的下面发酵啤酒；

◆上面发酵－－小麦啤酒、阿尔特啤酒、科尔施啤酒等则是上面发酵啤酒。在英国，上面发酵仍是生产啤酒的主要方法，如ALE STOUT型。

酵母的扩大培养

• 酵母使用几代后，由于自身的衰老、变异、以及 杂菌污染等问题，发酵性能明显产生变化。

• 啤酒酵母一般3-5代表现出最良好的工艺性能，7- 8代就应该被淘汰。

对于酵母属的啤酒酵母来说，生长温度范围一般在0～40℃；最佳生长温度为25～30℃。

• 影响酵母生长的因素

温度

pH

氧

营养物质

实验室扩大培养的技术要求

（1）一切培养用具必须彻底刷洗干净，塞好棉塞，干热灭菌， 灭菌温度170℃左右；

（2）每次扩大稀释倍数约10倍以下；

（3）每次移植接种后，要镜检酵母细胞的发育情况；

（4）随着每阶段的扩大培养，培养温度逐步降低，以适应现场发酵情况；

（5）每个扩大培养阶段，均应做平行培养：试管4～5 只，巴氏瓶2～3个，卡氏罐2个，选择优者进行扩大培养。

小结

• 酿造不同类型的啤酒需要使用相应类型的啤酒酵母；啤酒酵母的种类多达上百种。

• 啤酒酵母在发酵时产生的副产物是影响啤酒风味的主要因素；

• 上面发酵的酵母发酵温度通常在15-20 ℃，繁殖速度和发酵速度较快，副产物多，啤酒的酯香味较重；

• 下面发酵的酵母发酵温度通常在7-10 ℃，繁殖速度和发酵速度较慢，副产物较少，啤酒的口味纯净。