发酵液厌氧菌的控制
潘宗杰 许宝忠 2007-07-12 浏览量:229
[摘要]:目前在国内一些中小啤酒厂中,微生物污染(尤其是微好氧微生物)还比较严重,对啤酒风味影响较大,本文着重阐述了微生物的危害,啤酒有害菌污染的途径,以及如何防止与控制酿造过程中的微生物污染。
[关键词]:啤酒有害菌、污染途径、厌氧菌、控制。
0 前言
随着啤酒行业的迅速发展,啤酒厂家之间的竞争加剧,国内大多数啤酒厂越来越重视啤酒的风味稳定性,逐步走向“酿造纯生化”。九十年代末期以后的新建厂大多能够考虑“无菌化酿造”,在设备的选型上对设备的要求较高,酿造过程基本不受微生物污染,厌氧菌控制水平较好(<10个/ml)。但在很多老厂中,设备比较旧也不合理,尤其在CIP系统的设置和操作上存在的问题较多,对于厌氧微生物的控制效果不是很好,微生物污染还比较严重,其厌氧菌水平在10~1000个/ml,甚至更高。因此本文着重阐述了啤酒有害菌的污染途径以及如何进行微生物污染方面的防止与控制。
1 啤酒有害菌的危害
1.1、野生酵母能够污染冷麦汁、发酵液、贮酒等各工序,常潜伏在设备或管路的缝隙、螺纹、垫料等的死角中,通过接种酵母污染麦汁,被污染后发酵啤酒的风味就会发生变化。
1.2、乳酸菌是啤酒中较为常见的污染菌,除产酸外,还会产生杂味(双乙酰奶油味、双乙酰味、酯香味),甚至出现丝状混浊。乳酸菌能够污染麦汁、发酵液,最适PH值为4.0~5.0,在加酒花的啤酒中仍能生长。且只要有1000个/ml左右的足球菌或乳酸菌,就会使啤酒风味物质达到可检出的含量。
1.3、麦汁有害菌主要是肠杆菌科细菌,属兼性厌氧菌,污染后在发酵液中可产酸、H2S、DMS和其它代谢产物,成熟啤酒会产生芹菜味、酚味,对啤酒原有风味照成伤害。
1.4、四联球菌是对啤酒危害较大的细菌,主要污染麦汁发酵到清酒灌装工序,产生双乙酰和其它代谢产物,能够引起啤酒混浊并生成酸味及臭奶油似的双乙酰味。
2 微生物主要的污染途径
啤酒酿造过程中污染的微生物主要是各种野生酵母和少量细菌,这些细菌主要有乳酸菌、足球菌、醋酸菌、大肠菌群等。在酿造过程中,如果卫生工作未做好,那么在冷却麦汁中、酿造用水中、空气中、管道及设备中等环节都有可能会发生微生物污染,尤其在目前大罐发酵过程中,罐越来越大,物料输送管道也越来越长,潜在污染的点也越来越多。
2.1、生产用水的污染
啤酒生产企业绝大多数酿造用水深井水,能在深井水中生存的微生物一般并不耐酸、耐酒精,因此不能在啤酒中生长,但深井水到了地表后经过管道、蓄水池、储水罐及接触空气就会被微生物污染,常见的污染菌有:微球菌、链球菌、片球菌、醋酸杆菌属、乳酸杆菌属等。
酿造用水中的细菌在麦汁煮沸时绝大部分被灭死,只有极少数的芽胞及耐热细菌因死灭温度高在煮沸麦汁中生存下来,但这些菌在啤酒中不易生长;重要的是生产用水,因为它在清洗过程中以及前、后顶水时,都与管道、罐和啤酒本身有接触,生产用水中的细菌会在啤酒酿造过程中产生污染。
2.2、麦汁冷却、输送过程中的污染
糖化麦汁在冷却过程中若薄板密封圈损坏,发生泄漏,就会被冷却水污染;麦汁在送往发酵的过程中,如果薄板冷却器、管道有死角或杀菌不彻底也会造成麦汁微生物污染;冷麦汁在进发酵罐前需要充氧(即无菌过滤空气),酵母扩培时需要充氧,若压缩空气杂菌数超标,会直接污染种酵母及发酵液。其主要微生物有:大肠菌群、枯草芽胞杆菌、乳酸菌、微球菌、野生酵母、霉菌及放线菌等。
2.3、发酵罐清洗过程的污染
啤酒厂最危险的污染点是发酵罐,发酵罐中的麦汁,营养丰富,温度适宜,污染微生物后生长非常快。大量试验证明,发酵罐是最易污染的过程。发酵液污染后,虽经过滤后杂菌可大大减少,经巴氏杀菌可基本杀灭微生物,但它们的分泌物将会给啤酒带来杂味,并改变啤酒原有的风味。
4、啤酒酵母的污染
扩培酵母在扩培过程中如过程卫生控制不好致使染菌,接种后则会污染发酵液;锥型罐回收用于接种的酵母如在发酵罐中已遭污染,回收后经管道等的又一次污染,使杂菌数高于前发酵液。
3 微生物污染在酿造过程中的防止与控制
3.1、操作人员要有较高质量意识,操作要规范
操作人员的工艺执行否到位对结果的影响很大,有的操作人员虽对整个工艺比较熟悉,但质量意识不强,所以应定期对操作人员进行理论培训,向他们介绍相关的发酵理论,微生物污染的途径及危害等内容,以不断提高操作人员的质量意识,操作也将更加规范。
3.2、保持生产环境清洁、干燥、无霉菌
保证啤酒生产现场清洁卫生,这是减少或避免微生物污染可能的最基本条件。尤其是生产现场的暗沟、下水道等卫生死角,每周至少一次(空气潮湿季节应加强)用漂白粉灭菌。每周至少一次对生产车间地面、墙壁、设备表面定期擦洗及喷洒消毒液,定期对软管、U形管、三通等器具进行刷洗,不用时放入消毒池里存放。
3.3、确保压缩空气无菌
在靠近用气末端管路口须安装除油、除水、无菌过滤器,压缩空气缓冲罐、空气过滤器底部会积水,须经常排掉,保证过滤介质干燥。定期对膜过滤滤芯灭菌,按120℃、15min可杀死最耐热的芽胞,用0.1Mpa蒸汽杀菌25分钟就足够,每季度一次对空气管道进行杀菌,定期检查膜过滤系统及更换滤芯。保证直接与麦汁接触的压缩空气无菌,尤其是酵母扩培用无菌空气。
3.4、CIP清洗合理、有效
对麦汁管道、薄板冷却器、发酵罐、酵母添加系统进行合理有效的CIP清洗以及有效良好的CIP清洗剂是发酵液减少污染的保证。
3.4.1麦汁管道清洗
许多厂家麦汁从硬管道出口至发酵罐锥底用移动软管连接,这样染菌机会较大,若将发酵罐锥底的进料口改成三通,麦汁进料前后的杀菌热水可从三通排除,这样可以保证每锅麦汁进罐前都能将移动软管进行杀菌,不留死角。一般杀菌热水是用糖化二次蒸汽回收热水,温度90℃左右,若能加热至100℃,则效果更好。
3.4.2薄板冷却器清洗
薄板冷却器是麦汁进罐前潜在染菌危害较为显著的一个点,在ISO22000(HACCP)中作为关键控制点,由此可以看出薄板冷却器清洗的重要性。一般薄板冷却器清洗采用70~90℃热碱,碱液浓度可适当提高至3%左右。清洗方向应跟麦汁流向相反,根据我们拆开薄板观察的情况来看,麦汁进口方向靠前的一些薄板组片会残留较多的麦汁热、冷固物,相对较脏,为避免麦汁热、冷固物再污染后面清洁的板片,应采用反向清洗。
3.4.3发酵罐清洗
首先要选择合理的洗球,合理的洗球应该能够保证无清洗死角,受清洗压力影响不大,喷出液体成线状。以前国产的很多洗球当清洗压力较大时洗球转速很快,喷出的清洗液都成了雾状,对罐顶泡盖部分无法形成冲击力,清洗效果较差。其次要保证清洗时洗球运转良好,洗球时常也闹点小脾气,不工作,这就需要我们在清洗时对洗球运转情况通过听声音或开罐等进行检查,及时修复,保证清洗效果。最后要在淡季检修时检查发酵罐较难清洗地方的清洗情况或是否存在卫生死角,较难清洗的有温度、压力探头,取样口等;发酵罐如果用T-541涂层的碳钢罐,要检查内涂层是否起泡、起皮、龟裂或脱落等现象。
3.4.4酵母扩培及添加
酵母扩培必须严格执行无菌操作;严格控制酵母扩培、回收和使用过程的卫生情况,避免污染,酵母回收罐使用前必须灭菌,回收和添加软管应为专用管,使用前清洗灭菌。每次回收酵母都应进行微生物检验,如果发现酵母染菌,除了要寻找染菌原因外,还须尽快扩培新酵母,丢弃染菌酵母,避免染菌范围扩大。
3.4.5CIP清洗剂的控制
CIP清洗过程中要保证清洗剂的浓度在工艺要求范围内,因此在清洗之前必须对清洗剂浓度进行检测,合格后方可进行清洗,考虑到清洗过程中清洗剂会有一定的消耗,一般清洗前清洗剂的浓度控制在工艺要求范围的中上限。所有清洗剂清洗前可适当排放底部沉降下来较脏的部分,清洗效果更佳。酸、碱清洗剂较容易受污染,通常一周至半个月重新配置;杀菌剂受污染程度较轻,但比较关键,应每周重新配置,且应有不同杀菌剂轮换使用,以加强杀菌效果。最后用于洗罐的无菌水应确保卫检合格。
4 控制效果
通过以上措施,发酵液厌氧菌的水平可大幅下降(<10个/ml),以提高啤酒质量,使啤酒口味纯净爽口,风味稳定。
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