自酿啤酒圣经(节选)-酵母

自酿啤酒圣经(节选)-酵母第六章酵母菌和发酵酵母菌是怎么工作的定义发酵建立更好的发酵敞口和封闭发酵好的发酵差的配方能酿出比差的发酵好的配方更好的啤酒。认识到酵母菌在酿造中起作用的时间是未知的。1516年的《德国啤酒纯净法》-Reinheitsgebot列出酿造材料只允许用麦芽、啤酒花和水。很多人谈论巴斯德如何在十九世纪50年代发现的酵母菌，但是他却没有。他所干的就是做实验和发表论文确定酵母菌负责发酵的过程并定义了它的工作原理。实际上，任何人都知道酵母菌，在1780年的荷兰，就包装和出售酵母浆了；在1825年，它被压缩成饼进入市场。在巴斯德前，酿造者和面包师就知道把酵母菌从一批（产品）转到下一批（产品）中的重要性；他们不知道它是什么。他们称它为“母亲”或者“上帝好”等等。“酵母菌”这个词来自于意思为“气泡沫”或者“上升”的一个词。那个时代的其他科学家把发酵描述成一个空气催化的纯化学反应。他们认为有生命的有机体进行发酵太生物化了，这个想法对现代思维来说太老式了。科学家认为酵母菌是发酵的副产品而不是发酵的原因。没有酵母和发酵就没有啤酒。你如果还还记得第一章中“酿造啤酒五个优先做的事情”，发酵温度和酵母管理分别排在第二和第三。为什么发酵温度排在酵母菌的前面呢？其他条件一致，酵母质量、数量和活性水平（温度的函数）都是重要的；但是，当你问专业的酿造师的观点，发酵温度控制一致是优先的。然而，在我们进入前，先讨论什么是酵母和它是怎么工作的。图6.1酵母菌培养场所的鸟瞰。放大300×图6.2正在发芽的酵母菌细胞。放大1000×酵母菌是怎么工作的酿造酵母菌（Saccharomycescerevisiae）是真菌的一种类型，这个种类的名字按照字面意思翻译就是“糖真菌啤酒”。通过发芽进行无性繁殖，就是说，分裂成子细胞（图6.1和6.2）。酵母菌是不寻常的，因为它能在有氧或者无氧的环境中生存生长。很多微生物只能在一种环境中生存（有氧或者无氧）。酵母菌能在无氧的环境中生存，这个过程我们称为发酵。酵母菌细胞简单的摄入糖，例如：葡萄糖和麦芽糖，产生二氧化碳和酒精作为废物。在发酵过程中，酵母菌细胞通过克隆自己来繁殖，刚出芽的子细胞生长和产生自己的子细胞。表6.1列出了典型啤酒麦芽汁中不同糖（专业上来说：糖类）的正常含量范围。主要成分是麦芽糖，接下来依次是各种糊精、麦芽三糖、葡萄糖、蔗糖和果糖。麦芽糖是葡萄糖二糖，这就意味着它有两个葡萄糖分子构成。麦芽糖三糖是三糖，由三个葡萄糖分子构成。蔗糖（也就是普遍知道的方糖）是一个双糖，由葡萄糖和果糖构成，自然的存在于植物中（例如：在甘蔗、甜菜、槭树汁和花蜜中）。糊精（也就是低聚糖）由超过三个单糖组成的较大的糖。酵母菌能有条理的消耗麦芽汁中的糖，开始消耗单糖（简单的糖）和双糖、蔗糖；然后转向麦芽汁的主要成分-麦芽糖；最后以消耗三糖，以麦芽三糖为终结。有趣的是，酵母菌首相消耗蔗糖，把这个双糖分解成葡萄糖和果糖，然后在转向麦芽糖前，全部消耗掉这些葡萄糖和果糖。最终的发酵糖-麦芽糖，一般占整个麦芽汁糖的15-20%，但是通常不会全部发酵，这依赖于酵母菌株。例如：拉格尔酵母菌发酵麦芽糖就要比艾尔酵母菌好。糖的组成和酵母菌菌株决定了麦芽汁的发酵状况。如果麦芽汁进行了较高的发酵性糖化（糖化 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 在第十七章讨论），不发酵的糊精约占20%，意味着80%的麦芽汁都是可发酵的。当酵母菌消耗了麦芽糖，改变了麦芽汁的或者啤酒的比重，这就是衰减程度。在有80%可发酵糖的麦芽汁中，你可能期望衰减80%。然而，衰减只能接近80%。这是因为酵母菌株也决定了麦芽汁的可发酵性，很多酵母菌株的衰减范围为67-77%。例如：一种酵母菌株的衰减度为75%，发酵啤酒时，比重从1.040下降到1.010，或者从1.060下降到1.015。如果酵母菌株是个低效的衰减器，那么不能发酵更多的麦芽糖，导致了约67%的衰减。如果，酵母菌株是个高效的衰减器，能发酵大部分的麦芽糖，导致了约77%的衰减。另外，有很高比例单糖的麦芽汁（例如：含量30%而不是通常的15%）能抑制酵母菌产生用来发酵麦芽糖的酶，导致发酵“卡壳”。这方面在第二十四章“开发你自己的配方”中详细讨论。在发酵的任何阶段，酿造酵母实际上没有呼吸氧气。酵母菌细胞使用氧气，但是和其他细胞的“吸入、呼出、燃烧食物”这种呼吸不一样。相反的，酵母菌细胞利用氧气进行化学合成不饱和脂肪酸和他们需要建造维修细胞膜的甾醇类物质。表6.1典型的麦芽汁中的糖含量糖的名称典型的范围葡萄糖10-15%果糖1%-2%蔗糖1%-2%麦芽糖50%-60%麦芽三糖15%-20%糊精20%-30%注意：糊精不能被酵母菌发酵。什么是细胞膜如果把细胞比作人体，细胞壁就是你的皮肤（表皮），细胞膜是细胞壁下面的活性组织。当然，这个类比和事实不符，但是也达到目的。细胞壁是酵母菌细胞结构上的容器，它下面的细胞膜是个半透性的边界，酵母菌细胞通过它和环境进行交流。细胞膜允许糖进入细胞，废物（二氧化碳和酒精）排出来。一个新鲜健康的酵母菌细胞有一个柔软的细胞膜；一个老的酵母菌细胞细胞膜坚硬，半透性很差，这些使食物很难进入细胞，废物很难排出。除了乙醇（酒精）和二氧化碳，酿造酵母菌产生很多其他物质。有些是需要的，例如：酯类和多酚，有些是不需要的，例如：二乙酰的前体和杂油醇产物。啤酒中水果味的特征来自酯类，多酚带来辛辣的特征。依据啤酒的风格，这些都是期望的。但是，你可以轻松地拥有太多的好东西了。二乙酰就是这个人原则很好的例子，一种连二酮物质，很少量的时候有益处。二乙酰是啤酒呈现出奶油的特征并使一些艾尔风格的啤酒具有饱满的麦芽味，但是在最终的啤酒中很容易就会有很多的二乙酰。另外一个不期望有的产物是杂油醇，是较大分子量的醇，它具有明显的“溶剂一样”味道的特征。发酵后，当所有的食物都消耗掉了，酵母菌的细胞膜太老了，失去了功能，酵母菌细胞进入休眠模式。它们建立自己的糖元和海藻糖的储备（也就是，碳水化合物的储备），凝结在一起（也就是，絮凝）并沉淀到发酵罐的底部。不同的酵母菌菌株絮凝是不同的，结果有的沉淀快，有的沉淀慢。有些酵母菌实际上自己会附着在发酵罐的底部，而其他的，如果你甚至打个喷嚏，它们就准备着泛起来。在发酵结束前，有些高度絮凝的酵母菌有时会沉淀出来，留下残留的糖和不能接受水平的乙醛和二乙酰，这些物质会在发酵的熟化阶段被清除掉。定义发酵图6.3发酵的三个阶段麦芽糖发酵成啤酒是个复杂的生物化学过程。从酿造者的观点，投入酵母后，发酵有三个阶段：（图6.3）1.能在发酵罐中看见的活化阶段前的适应阶段或者是滞后阶段，。2.高速生长阶段，大量产生泡沫阶段，大部分的衰减发生在这个阶段。3.熟化或者加工阶段，在这个阶段，酵母菌休眠，泡沫减少，啤酒透明并改善口味。我们将在几分钟内详细的讨论各个阶段。值得注意的是，从酵母菌的观点，也有三个阶段，略有不同的三个阶段：1．适应阶段，生长阶段前一个相对短的阶段。2．快速生长阶段，进食和繁殖高速发展的阶段。3．静止阶段，这个阶段酵母菌从根本上休眠了。你可能注意熟化阶段从酵母菌优先事项清单上忽略了。是的，酿造师必许理解这一点并创造适合的条件使之发生。酵母菌细胞的行为不像一群同步的小鱼。它们像一大群人-有些具有普遍的活性，有些比另外一些活泼，有些不太活泼。换句话说，酵母菌细胞不是一起从一个阶段转到另一个阶段；相反的，这个阶段取决于大多数酵母菌细胞在那个时候干什么。在自然条件下，任何一个菌群里一个特定酵母菌可能随机的处在它生命周的任何一点（图6.4）。作为酿造师，把获得的酵母菌细胞更有组织的投放到酵母起子上并控制温度。这就是我们如何让所有的酵母菌一步一步前进，使发酵更高效。图6.4一个酵母菌细胞的生命周期图酵母细胞从图的顶部开始处于静止阶段。当投入麦芽汁中，细胞进入适应阶段，这个阶段摄入必要的营养物质和个体尺寸的增加。当营养非常充足和尺寸合适时，酵母细胞通过在细胞壁上生成一个芽来开始繁殖。细胞核包含的DNA，即复制又分裂。液泡就像细胞的储存库和车间的组合，包含营养物质、酶和产生的废物。液泡的资源和出芽细胞共享，这些资源还是细胞能分裂多少倍的最终限制。出芽细胞分裂，在母体细胞的细胞壁上留下一个芽痕。新细胞-子细胞比母细胞小，在它能分裂出它自己的子细胞前需要长大。在增长阶段的末期，当营养物质成为限制，酵母菌细胞进入静止阶段，直到被投入新的麦芽汁中，它一直以自己的储备营养物质为生。适应（滞后）阶段一旦酵母菌投入麦芽汁后，酵母菌细胞开始适应麦芽汁条件，根据提供的糖和其他营养物质改变它们的新陈代谢，依据在新环境中的需要调节酶的产物和其他属性。在这个阶段，麦芽菌细胞利用自己的葡萄糖储备与脂类和溶解氧一起合成醇类和脂肪酸。这些物质对维持细胞膜的完整性和其功能很关键，能使细胞膜对麦芽糖和其他物质具有渗透性。长链脂肪酸用于构建结构脂质，而短链脂肪酸被酯化和排泄。在缺氧的条件下，酵母菌能利用麦芽汁残渣中的脂类生成甾醇类和脂肪酸，但是这个新陈代谢的途径效率很低。一旦细胞膜有了渗透性，酵母菌细胞开始代谢麦芽汁中的糖和游离氨基氮（FAN），以他们为食物并生长。富氧麦芽汁缩短了适应阶段，使酵母菌快速复苏，进入发酵的下一阶段：高速生长和衰减阶段。在正常的条件下，酵母菌在12-24小时内完成适应阶段并开始快速增长阶段。换句话说，大多数不是全部，投入酵母菌后的第一天将会被适应阶段占据，下一个阶段会在大约第二天开始。如果48小时过去后还没有明显的活动（气泡沫、麦芽汁顶部有发酵物和空气快速鼓泡），那么，可能要投入新的批次的酵母菌。在过去，较短的滞后阶段被过分强调为好的发酵的标志。一般认为“越短，越好”，因为那意味着酵母菌很强壮并随时准备工作。而这个明显的标志-较短的滞后期，不能保证典范性的发酵和杰出的啤酒。较短的滞后期仅仅意味着适应时间短；例如：那可能是因为没有更多氧气和到了酵母进食或者死去的时间。然而，除了这些要注意的，很短的滞后期（6-12小时）和空气锁的快速鼓泡通常意味着酵母菌健康、快乐和有能力，尽管12小时可能达到了平均时间。当然，麦芽汁温度对麦芽菌的活性也有很大影响。很多自酿者犯的一个普遍错误是，麦芽汁还没有足够的冷却温度仍然大于80℉（>27℃），认为在高速增长阶段将冷却下来。这是一个冒险-很可能在这个早期阶段产生的的代谢物（副产品）比在熟化阶段酵母菌吸收的还要多，这些将影响最终啤酒的纯净的口感。温度控制是发酵过程中的关键角色，一旦你投入酵母，适应阶段就开始，温度管理就启动了。如果你想要纯净口味的啤酒（例如：很少的脂类、很少的发酵特征），当温度略低于或者处于想要的发酵温度时，在麦芽汁中投入酵母菌。例如：如果California艾尔酵母的推荐温度是68-73℉（20-33℃），在麦芽汁温度是65-68℉（10-20℃）时投入酵母将减少在高速增长阶段的早期副产物的生成，在整个发酵过程控制这些物质的量。如果你想让你的啤酒有更多的发酵特征，你可以升高麦芽汁投放温度到推荐温度范围的中部。除非你对酵母菌和啤酒的风格有经验和喜欢由此带来的啤酒风味，我不推荐在温度的上限时投入酵母。也要注意投入酵母时温度不能低，这样给酵母造成发酵的压力，导致失去发酵特征。概要：投放时温度较高将缩短适应阶段（滞后期），但是假设你的消毒温度在这个温度以上，那很好，加速这个阶段是无益的，会产生细菌或者微生物。投放温度为高速增长期的活性打好了基础。麦芽汁温度越高，酵母菌生长越快，产生更多的副产物。高速增长阶段看到麦芽汁翻腾和空气锁快速鼓泡预兆着发酵的高速增长阶段。一旦酵母菌适应了环境，就开始进食；一旦开始进食，就开始繁殖。高速增长阶段是激烈发酵时期，依据最初的比重和投放率，对于艾尔啤酒持续1-3天，对于拉格尔啤酒持续2-5天。主要的衰减（例如：98%的衰减）发生在高速增长阶段。在啤酒的顶部，气泡酵母菌形成泡沫（图6.5）。泡沫由酵母菌细胞和麦芽汁蛋白质组成，泡沫是淡奶油色，包围着绿棕色粘性物。这些粘性物质由无关的麦芽蛋白质、啤酒花树脂、多酚和死掉的酵母菌组成的残留物。很多酿造者都撇去这些泡沫的残留物，尤其计划为另一批啤酒收获酵母菌泡沫时。（从你的酿造中收获，在第七章讨论）。幸运的是，这些残留物是相对不溶的，一般作为泡沫的消退物粘附在发酵罐壁，因此没有太大去除的必要。高衰减的酵母菌株絮凝的趋势较低，而低衰减菌株絮凝性较高。絮凝是酵母菌细胞在进入休眠时，一起结块的趋势，引起它们在发酵的末期沉淀在发酵罐底部。这个特征将在第七章详述。大部分酯类和其他气味物质在高增长期生成。控制啤酒中这些气味最好的方法就是控制酵母菌细胞的增长，你控制增长的方法就是控制温度。酵母菌活性高低依赖温度，温度太低的话它们就休眠了；温度太高（高于上限温度10℉[5℃]），它们活沉迷于发酵的狂欢，通常会破坏啤酒的气味。另外，发酵的高速增长期会放出热量。正是因为酵母菌的活性，发酵罐内部的温度比室温高10℉（5℃），这就是能保持发酵环境温度在推荐温度范围的很好的原因，以至于你能获得一个正常有活力的发酵，啤酒按预期转化，即使比周围环境暖和。很多异味物质，例如：乙醛和二乙酰，能被酵母菌清除，而其他的则不能。高温提高了杂油醇的产量，导致了香蕉或者泡泡糖气味的啤酒。一旦这些发生了，这些气味不能通过熟化减少。温度控制是控制发酵和发酵特性的关键。高速增长期持续到酵母的甾醇和脂类储备消耗完。当这些储备耗尽，酵母细胞不再有共享的资源，它们停止繁殖子细胞。酵母细胞的细胞膜将会变老，传送食物和废物的能力变差，因此活动能力通常也变慢了。活性减弱意味着产生更少的二氧化碳，它引起产生的泡沫回到啤酒中。控制麦芽汁温度还是室内温度的？关于用电子温度控制器控制发酵温度一共有两个学术观点。一些人建议控制麦芽汁温度或者啤酒的温度，而另一些人建议控制室内或者冰箱的温度。这两种方法都可能被滥用，这取决于控制的方式和时间。关键是要明白发酵阶段和知道麦芽汁温度在什么时候控制，这就是：.发酵副产物在高速增长阶段生成.在高速增长阶段的开始麦芽汁温度要低于推荐温度的下限以缓和增长率，为了限制副产品的产量。.在高速增长期后，再熟化期内，为了增加酵母菌的活性，麦芽汁或者啤酒的温度应该升高或者允许升高。.在发酵时，发酵温度决不能降低。熟化期结束，啤酒的温度应该降低。这个原则应用到所有啤酒中，甚至拉格尔。因此，当你投入酵母菌到发酵罐时，麦芽汁温度应该比你用的控制器设置点的温度高。换句话说，在麦芽汁温度到达设置温度前前不要投入酵母菌。如果麦芽汁温度较高，酵母菌将在很短时间内经历高增长（生成很多副产品），然后由于温度降低失去活性。你不想让酵母菌中途变慢吧。如果你控制麦芽汁或者啤酒的温度，请确认控制器的温度不能比设定点低2℉（1℃）。为了提高调节阶段的设定点，你将需要监测比重或者发酵行为（也就是：空气锁鼓泡）。如果你控制冰箱温度或者房间温度而不是啤酒温度，发酵温度将比室温升高几度。这很好，倘若发酵温度没有超过推荐温度的范围。实际上，你会发现，这样的发酵通常满足了高温熟化的指导原则。这个类型的温度控制已经使用了几千年，但是请注意，随着酵母菌活性变差，产生的热量将变少-如果室温变冷，酵母菌可能絮凝，提前进入休眠期。相应的，准备提高室温的设置点。熟化阶段熟化阶段的开始不是意味着发酵的结束。在啤酒里有很多副产品，包括产生异味的物质，例如：乙醛（青苹果或者生南瓜味）和二乙酰（陈旧奶油或者牛奶味）。这个时候的啤酒认为是“绿”的。在它考虑准备消费前，啤酒需要一个熟化期，允许酵母菌有时间清除这些物质。熟化的关键就是激活酵母菌。在高速增长期的末期，酵母菌细胞疲乏了，准备收工去睡大觉。啤酒还没有完成，但是酵母菌细胞太老了，厌烦了干任何事。细胞絮凝并沉底了。（图6.6）物理唤醒酵母菌（搅拌发酵罐）有时帮助保持细胞悬浮起来并在啤酒中工作。然而，这些改变不了酵母菌细胞又老又疲乏的事实，它们要花很长的时间吃掉剩下的糖，消耗掉像乙醛和二乙酰这样的副产物。如何阻止酵母菌变得又老又疲乏呢？图6.5再发酵的高速增长期，健康的，奶油状酵母泡沫漂浮在顶部。这是一个撇去一些酵母为将来用于酿造的很好的时机。图6.6高速增长阶段减弱，熟化期开始，酵母菌开始絮凝，泡沫回到啤酒中。作为一个酿造者，你必须平衡投放率和麦芽汁资源，以至于在大部分发酵糖被消耗掉的时候，大部分酵母菌细胞仍较相对新鲜还没有到达它的生殖极限。还有大量的活化酵母菌细胞悬浮着，寻找可替代的食物并清洁啤酒。熟化包括减少乙醛和其他醛变为酒精、酶破坏二乙酰，其他异味物质吸附在酵母菌细胞表面沉到发酵罐底部。很多年来，对熟化的机制知之甚少，但是在过去的五六十年的研究提高了我们对发酵机制和熟化过程的理解。我们现在知道如何在短时间内完成充分熟化。关键通过投放率和温度来管理发酵。在第七章将详细讨论投放率，但是现在想法是：使用的酵母菌的数量和相对的可发酵物的数量，在酵母菌疲乏前，把可发酵物消耗完。温度直接影响酵母菌的活性，因此在高速增长期的末期升高温度将大大的增加活性，使酵母菌更快的清除副产品。在发酵末期升高温度的技术称之为“二乙酰停顿”。尽管它适用于所有酵母菌株，帮助清除其他副产物，例如：乙醛，二乙酰停顿普遍用于拉格尔啤酒。因此，当你看到空气锁鼓泡开始变慢，到了高速增长期的末期：艾尔啤酒约三天，拉格尔啤酒约4天，把发酵温度升高9℉（5℃）进行“二乙酰停顿”，更精确的标志是啤酒相对于最终比重有2-5比重单位的变化。这些剩余物更普遍的用于拉格尔发酵，但是同样的原理也能用于艾尔啤酒（看表6.2，拉格尔和艾尔的指南）。表6.2-熟化剩余物指南时间表拉格尔艾尔高速增长期后时间（大约）4-6天3-4天以上比重（开始操作是的比重）与最终比重相比变化2-5个单位与最终比重相比变化2-5个单位升温14-18℉（8-10℃）5-10℉（3-6℃）持续时间最少6天-12天做少4天-8天较高的投放比意味着在衰减阶段有很大比例的活化酵母细胞。因此只要小幅度升温就能获得充足的熟化活性。你可能设想：低的投放比意味着剩下的活化酵母细胞较少，因此需要大幅度升温来清洁啤酒。当然，调节温度气的作用仅此而已。关键是要有相当数量的酵母菌。熟化期和高速增长期要一样长是个很好的经验。如果你没有选择升温熟化，那么你可能需要两倍的时长来熟化，只是为了安全起见。例如：看看表6.2中的拉格尔啤酒的指南，建议在大约第四天，假设高速增长期（空气锁稳定的鼓泡）持续到第6天，把发酵温度升高14-18℉（8-10℃）。你应该升温熟化并持续至少6天。艾尔啤酒的想法和（拉格尔啤酒）一样。重点是所有的时间给酵母菌，它需要时间来清洁啤酒。你的酵母菌很快开始行动，但是额外的时间不会伤害啤酒的品质。耐心是个优点。低温处理（储藏）传统观点认为储藏是一个长期的，慢熟化过程，在二十世纪后半叶，这个观点在文献中一直坚持认为是正确的。但是，重要的是把“绿”啤酒的熟化分成两种类型。第一个类型，酵母菌减少发酵副产物。像以上描述的。第二个类型是啤酒的物理澄清，就是清除多余的酵母菌和悬浮物，这就是我们所谓的低温处理。新啤酒是浑浊的啤酒，浑浊的啤酒和澄清的啤酒品尝起来不一样。浑浊是因为悬浮的酵母菌，酵母菌让啤酒有一种酵母味、肉汤味，但是这些气味随着酵母菌的絮凝和沉底而减弱。由于蛋白质和多酚引起的浑浊很难清除。引起浑浊的蛋白质-多酚和在嘴里产生收敛性的物质的化学性质一样，它们能促进啤酒中的陈化反应。浑浊的啤酒是好啤酒，但是澄清的啤酒品尝起来不错。然而，有些风格的啤酒，浑浊是啤酒外观重要的组成部分。在附录C中，就浑浊和澄清进行更详细的讨论。低温处理是一个缓慢冷却的过程，每天冷却2℉（1℃）降到比发酵温度低9-15℉（5-8℃）来促进酵母菌的絮凝和能引起浑浊的蛋白质-多酚复合物的结合。啤酒中蛋白质-多酚复合物由氢键连接在一起，在低温下氢键较牢固。因此，在低温下这些复合物增大到能沉淀出来。使蛋白质-多酚浑浊物沉淀的降温速率和最终温度关系不大，温度低一点更好。缓慢降温的要点是防止酵母菌细胞的热冲击和接下来的脂肪酸和其他之类的排泄。脂类影响泡沫的持久性，被氧化后产生陈腐的味道。任何时候的热冲击都会引起酵母菌细胞释放蛋白质信号，引起其他酵母菌细胞停止工作来保护自己对抗低温，这样可能导致过早的絮凝和衰减不充分。冷处理和储藏是澄清啤酒一个有用的工具；但是必须明白，需要在酵母完成发酵的啤酒中进行并清除啤酒的副产物。否则，你会冒着高浓度水平的乙醛、二乙酰和衰减不充分的风险。你应该用一周或者两周来进行冷却沉淀大部分的浑浊物。澄清剂，例如：硅胶、凝胶和明胶，会有很大帮助，能在几天而不是几周内使啤酒澄清。通常，啤酒留在酵母上几个星期不会引起味道问 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，但是你应该记住，发酵后把啤酒留在酵母和残渣上是冒险的事。当它们躺在在发酵罐底部，休眠的酵母菌细胞排泄出不需要的氨基酸、短链脂肪酸、脂类和酶。把啤酒留在残渣和酵母饼上太长时间（例如：多于一个月），结果会导致啤酒有肥皂味、蜡味、脂肪味和其他氧化后的味道。更糟糕的是，很长时间后，酵母菌细胞开始死亡和溶解（也就是：遭受到了自溶），这会产生肉味、肉汤味和酱油味。建立更好的发酵第一步把麦芽汁冷却到投放温度第二步麦芽汁充氧第三步投入酵母菌第四步如果必要，加入酵母菌营养物酵母菌不能只以糖为生。酵母菌还需要矿物质、氮、氨基酸和脂肪酸使酵母菌生存长大。这些物质的主要来源就是发芽的大麦。精制糖，例如：方糖、玉米糖和蜂蜜不含有这些营养物质。然而，让我们先谈论氧气和充氧。氧气和充氧氧气在酵母菌发酵中的作用已经在本章的几个地方讨论过，但是没有讨论它是怎么进入到麦芽汁的。当麦芽汁泵入发酵罐时，商业的酿造厂通过嵌入的注入装置给麦芽汁注入纯氧气。在自酿尺度，就没有这么复杂了，给发酵罐盖盖然后震动发酵罐，或者用一个水族箱用的气石连接到空气泵或者小的氧气罐上。另外一个选择是，打开发酵罐，这个方法用了几千年了，将在本章末尾介绍。根据不同的菌株，酵母菌良好发酵一般需要8-12ppm的氧气。没有充氧，发酵可能会不完全。高比重麦芽汁需要更多的酵母菌细胞（也就是，更高的投放比），因此需要更多的氧气，但是，首先高比重使氧气在麦芽汁里很难溶解。煮沸麦芽汁把正常的溶解氧赶出来了，因此发酵前需要进行某种形式的充氧，对于自酿者，对麦芽汁适当的充氧方式如下：.采用泼溅或者喷射方式倾倒麦芽汁（贡献大约4ppm）；.振动容器(只能应用于小体积容器，贡献约8ppm).用水族箱空气泵连接一个不锈钢气石向发酵罐鼓入5-10分钟空气（贡献约8ppm）；.或者用氧气管连接一个气石向发酵罐鼓入纯氧一分钟（贡献约10ppm）；支持的数据在表6.3给出，但是倾倒和振的数据结果明显变化很大。气石的效率普遍较高和较恒定，但是会引起麦芽汁起泡沫，结果是麦芽汁从发酵罐中渗出。消泡剂可以用来缓解这个问题。表6.3 5加仑（19L）比重1.048-1.080麦芽汁的充氧数据方法时间溶解氧浓度有喷射附件的虹吸虹吸时间4ppma空气中振动（小体积）1分钟8ppna空气中振动（大体积）5分钟2.7ppmb水族箱空气泵连接气石5分钟8ppma纯氧连接气石，1L/min30秒5.1ppmb1分钟9.2ppmb2分钟14.1ppmb纯氧连接气石，冲入速率未指定1分钟12ppmaaGregDoss,DavidLogsdon,andCompany,“TheMeaningofLifeAccordingtoYeast,”WyeastLabs,.bWhiteandZainasheff(2010,p.79).对于水发干酵母的自酿初学者，我推荐一个简单的充氧方法：振动起子（水发的干酵母）和倾倒麦芽汁。如果你进行部分沸腾然后加入水到发酵罐中补足体积，倾倒也是一个高效的方法。除了倾倒麦芽汁，你可以把水来回倾倒几次来充氧。干酵母需要的氧气较少，因为在脱水前，酵母菌已经利用储备的葡萄糖和脂类开始生长了，因此一般来说，干酵母在适应阶段需要较少的氧气。如果你用液体酵母培养物，包括从酵母起子收获的酵母菌或者从之前的酿造收获的酵母菌，我推荐用气石连接水族箱空气泵或者氧气罐进行充氧。否则，准备形成一个漩涡并甩开你的臂膀。不推荐用高速电子混合器，因为剪切运动会破坏麦芽汁，改变了一些起泡蛋白质的泡沫持久性。用空气泵连接气石把空气鼓入发酵罐是个高效的方法，把你从搬动笨重的发酵罐振动或者倾倒麦芽汁的劳动中解脱出来。氧气在冷却的麦芽汁中的饱和浓度约9ppm。很多酵母菌株需要8-12ppm的氧气充分的生长和活动，但是这个需要浓度也依赖于投放率和麦芽汁的体积。普遍来说，在不到一个小时内，酵母菌消耗氧气很快。对于5加仑的麦芽汁，在约5分钟后，空气泵和气石注入氧气的浓度为8ppm，但是我推荐充氧时间更长一点，大约10-15分钟，保证你的酵母菌获得它需要的全部氧气。除了消毒和软管之外，您需要采取的唯一预防措施是确保进入发酵罐的空气不携带任何霉菌孢子或粉尘传播的细菌。推荐使用内嵌的过滤器，防止空气中污染物进入麦芽汁。一种是医用无菌注射器过滤器（图6.7），这个能在医院药房或者当地酿造商店买到。用湿棉花球塞入管子中自制一个细菌过滤器作为替代。在每次使用后应该更换棉花。你可以在五金店或者焊接商店购买用于焊接的氧气罐。纯氧在麦芽汁里的饱和浓度是40ppm，因此和鼓入普通空气相比，你只需要相对短的时间。然而，如果用纯氧充入过量的氧气，会引起充氧过度和异味。另外，充入纯氧只能在投放酵母前，因为纯氧对酵母是有毒的。坦白的说，对于自酿，这就是我为什么倾向于推荐用空气泵而不是氧气罐的原因，因为用普通的空气几乎不可能充氧过度。对于商业水平，纯氧是必要的和实用的，酿造厂处理大量的麦芽汁并有设备检测氧气的浓度。游离氨基氮酵母菌从麦芽汁里需要的第二个营养物质就是氮。氮以氨基酸和小分子肽的形式存在，小图6.7这是一个水族箱气泵连接气石和微生物过滤的例子。过滤器是高效粒子医用注射器过滤器。制作一个内嵌式过滤器的替代物，塑料管，棉花和香蕉堵头。棉花提前湿润提供过滤功能，每次用完后，扔掉棉花。分子肽，专门称为游离氨基氮。氮是氨基酸、多肽和蛋白质普遍含有成分，因此在酵母菌的发酵过程中至关重要（对所有生物而言）。发芽大麦能正常提供酵母菌生长需要的FAN，实际上，有时太多了。这就是使用酿造辅料酿造出比全麦啤酒更干净的味道的一个原因。然而，如果配方采用更多蛋白质含量较低的辅料（例如：玉米，大米，蜂蜜或者精制糖），那么麦芽汁就没有足够的FAN。这样种情况都影响啤酒的味道。高度改良的全麦芽麦芽汁有较高的FAN浓度，可能生成更多的水果味。高辅料的麦芽汁，FAN浓度较低，可能有更多的花香特征。很多麦芽汁可能在这两个极端之间。FAN、发酵和二乙酰麦芽汁中FAN的浓度影响啤酒中二乙酰的量。二乙酰是一种邻位二酮，如：2，3-戊二酮。而邻位二酮听起来就是坏兆头，这就是说它的分子由两个并排的、由相邻的碳原子形成的酮基构成。二乙酰还被称为2,3-丁二酮，你可以看出这两种物质（二乙酰和2，3-戊二酮）很相似，丁烷在它的碳链上有四个碳原子，戊烷有五个。二乙酰有一种奶油的气味和与微波炉爆出的爆米花联系的香味（因为二乙酰是用作人工香料的成分），而2,3-戊二酮有一种甜奶油味和类似于蜂蜜-黄油的香味。总之，这些物质是新啤酒中主要的异味物质。在熟化期，酿造酵母菌去除二乙酰和2,3-戊二酮的效率很高，但是在啤酒包装后，二乙酰通常会再次出现。为什么呢？这个原因是在酿造是出现的乙酰羟酸。乙酰羟酸是酵母菌新陈代谢的副产物，但是酵母菌不能进一步的破坏它们。相反的，在酵母菌做这个工作前，乙酰羟酸被氧化成二乙酰（和2,3-丁二酮）。因此，氧化步骤是限制因素。在低温蓬勃发展的发酵，在处理后看起来很纯净，但是仍旧在溶液里有很多乙酰羟酸，只是等待更多的氧气和高温把它们氧化。处理阶段的温度比高速增长阶段的温度要高，（高温）促进乙酰羟酸转变成二乙酰和2,3-丁二酮以便于被酵母菌清理掉。重要的矿物质酿造用水和麦芽中的矿物质对酵母是至关重要的。它们包括大量的营养物质，例如：磷和其他的少量的辅酶因子、酵母菌新陈代谢的催化剂，例如：镁和锌。尤其镁在细胞的新陈代谢中的作用至关重要，它的功能可以被添加在水里过量的钙抑制。如果酿造者遇到发酵的问题时，酿造者添加钙盐来调整他们的水化学，应该包括镁盐作为添加的一部分。钙刺激酵母生长，但是不像镁那样限制生长。钙在细胞膜的结构和功能方面起到重要作用，对于酵母的絮凝也是必须的。新陈代谢功能只需很少量的，通常完全由麦芽提供。然而，在整个酿造过程中，钙与麦芽中的磷酸盐和其他物质，例如：草酸盐类反应，导致絮凝和浑浊，使啤酒的钙不足。硫被酵母菌用来合成某些氨基酸（甲硫氨酸和半胱氨酸）、酶和维生素。虽然当有机硫（也就是，氨基酸）耗尽的时候，酵母菌能利用来自水中和麦芽汁用的无机硫，理想的硫的来源是分解氨基酸甲硫氨酸。过量的硫以谷胱甘肽的形式存储在细胞液泡里，谷胱甘肽是一种作为抗氧化剂的多肽。添加锌能大大提高细胞的个数和起子的效力。不像其他重要矿物质，锌通常在麦芽汁里是缺乏的，或者困在酵母菌不能吸收的形式中。然而，添加太多的锌会引起酵母菌生成过多的副产物和引起异味。锌作为催化剂，往往会被转移到下一代，因此，把锌添加到起子或者主麦芽汁中可能更好，不能同时添加。为了获得最佳的性能，锌含量应该在0.1-0.3mg/L之间，最大值是0.5mg/L。如果你遇到了“卡壳”的发酵或者很低的衰减，你排除其他明显的因素，例如：温度、低的投放率、充氧不足或者较低的FAN，那么可能是有锌含量低引起的。营养补充剂最后，我们来讨论营养补充剂：维生素、矿物质和酵母增能剂。说到营养，麦芽汁能提供酵母菌需要的任何东西，但是一些高浓度风格的啤酒或者高精制糖比例风格的啤酒需要补充剂才能获得。虽然有很多产品但是已有两种类型：肥料和死酵母。肥料类型的补充剂就是简单经提炼的化学物质，例如：磷酸氢二铵，提供需要的氮和磷。有些时候，酵母菌看起来更喜欢有机源的物质作为营养物质，这使就加入死酵母菌细胞。酵母菌提取物（死酵母漂亮的说法）很容易被酵母菌吸收。现在酵母营养补充剂通常是重要维生素、矿物质（包括锌）、氨基酸和酵母提取物的混合物，所有这些都能容易的被酵母菌吸收。麦芽汁色所有方面-氧气、氮、矿物质和其他营养物质对保证酵母良好和发酵良好至关重要。这些都是决定啤酒质量的内力。但是什么是外力呢？我们已经讨论过温度，那么现在是时候讨论发酵本身了。图6.8敞口发酵仍然很普遍，每一批有它的酵母泡沫层来保护。撇去和收获酵母就像清洁干净一个铲子一样容易，把酵母转移到备用的桶中。发酵罐通常很随意的盖着盖子。(图片承蒙AustmannBryggeri,Trondheim,Norway提供.)敞口和密封发酵有两种类型的发酵：敞口和密封。敞口发酵罐对空气开放，密封发酵罐则不是。敞口发酵罐可以盖上盖子，但是只要盖子没有密封，仍被认为是敞口的。封闭发酵罐通常有一个空气锁，允许发酵过程中的二氧化碳排出，不允许外部的空气进入。应用了空气锁的密封发酵防止这批次的发酵被污染和氧化。敞口发酵和密封发酵本质的不同是用了一个空气锁，但是发酵罐的几何形状通常也不同。敞口发酵罐通常又宽又浅，高宽比是1:1或者更小（对于自酿，通常意味着用一个桶）。这个几何形状既有优点也有缺点。较宽的形状意味着敞口发酵罐比封闭发酵罐能更好的散热，能提供给酵母菌更多的氧气。敞口发酵罐收获酵母比较容易（图6.8），酵母通常更健康。但是敞口发酵罐体积较小，比又高又细的密封发酵罐占更多的地方。另外，敞口发酵罐通常需要把啤酒转入第二个发酵罐熟化，而密封发酵罐则不用。从敞口发酵到密封发酵的转变发生在20世纪的近些年。可以很可靠的说，1900年前，很多发酵（商业和自酿）是敞口的，而在2000年后，很多发酵是密封的，尽管敞口发酵在今天也并不罕有。变化的原因是什么呢？在20世纪50年代前，不锈钢罐还没有普及使用。在此之前，发酵罐由木头、砖块或石头制成，内衬沥青、蜡、玻璃纤维或环氧树脂。我们想当然的认为很多 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 指南和流程是发酵的最好实践，这些由设备决定，理解这些原因是很重要的。让我们看一些例子：主发酵和二次发酵衰减和熟化的区别，把来自敞口发酵系统的啤酒从主发酵罐转入到二次发酵罐，在饮用前，啤酒被装桶阻止氧气来进行熟化。啤酒充氧和激活酵母过去的做法是：在发酵期间把啤酒通过在两个发酵罐之间泵送来充氧几分钟或者搅动酵母菌让它们回到悬浮状态。这是因为氧气的作用没有很好的理解。现在我们有气石和内嵌的充氧器，在发酵前充分充氧。把啤酒从酵母中取出来推荐不要把啤酒留在酵母上太长时间，因为高的圆柱形发酵罐给酵母强加了很高的静水压，絮凝后，增加了酵母菌自溶的可能性。这个压力不会在很多浅的敞口罐或者很小自酿圆柱罐中发生。长期的冷处理历史上，把啤酒装入木桶中老化，可能导致变酸，尤其啤酒没有保持低温。但是冷却啤酒，酵母菌使熟化过程变慢，因此长时间的冷处理成为必要的标准做法。用现在的设备和控制方法，熟化过程能很快完成，你不用太多的移动啤酒。这些能在一个容器中进行。密封发酵的基本程序很多酿造用密封酿造罐，通常用一个有密封盖的食品级的塑料桶、食品级塑料或者玻璃的大瓶子。不管哪种，都要用到空气锁或者排气软管。密封酿造通常推荐给新的酿造者，因为它很简单-投入酵母，安装空气锁，然后离开两周。敞口酿造需要酿造者对发酵活动多加注意。密封酿造的基本流程和第一章描述一样：1、把冷却后的麦芽汁倒入发酵罐。2、用气石给充氧麦芽汁或者振动发酵罐。3、投放酵母，密封盖子，安装空气锁。4、发酵罐放置在凉爽的保持恒温的房间里，温度保持在酵母发酵温度范围内。5、发酵应该在12-24小时候开始，空气锁中的鼓泡持续几天。装瓶前放置至少两周(投放酵母后)。敞口发酵的基本流程在因特网上有很多短视频展示敞口发酵过程，给你一个你期待的好想法。良好的消毒一直都是重要的。这是基本流程：1、冷却麦芽汁到预期的发酵温度，把麦芽汁湍动的倒入桶里进行一些充氧。为了最佳结果，麦芽汁用气石充氧最少5分钟。2、把酵母菌投入麦芽汁中。在发酵罐上铺上干净的毛巾。3、24小时内，应该出现泡沫。撇去漂浮在顶部的棕色脏东西。酵母菌像白色奶油一样。一旦泡沫纯净了，你可以从泡沫中舀一些新鲜酵母到一个密封的容器里，储存在冰箱中以备下批次使用。4、为下一个批次收获酵母最佳时机是还是有四分之三就衰减到最终比重时。例如：如果初始比重是1.050，预期的最终比重是1.010，你应该在比重约为1.020时收获酵母。对于一个典型的艾尔发酵，投放酵母后约第三天到达收获期。这也是发酵过程中的一个优点，可将温度升高5-10°F（3-5C）。从敞口发酵罐收获的顶层酵母有助于这些酵母适应使用这个方法。每一个专业的酿造者将告诉你，一批批的为相同配方重复投放酵母，大约在三代后，明显的提高发酵功能和啤酒风味。5、在第四天（假设典型的艾尔发酵），啤酒需要盖上盖子，安装空气锁，转入二次发酵罐中，允许在阻止氧气进入的条件下熟化。到第5天结束，这个时间假设啤酒将被完全衰减。你的发酵可能会有所不同。依据温度和酵母的健康状况，熟化花2天到2周不等的时间。6、如果你把啤酒转入二次发酵罐来熟化，用经过消毒的虹吸管。把消毒液冲入虹吸管，用你的手指堵住出口直到你把取酒头放入主发酵罐。允许消毒剂排入另外一个桶里，然后把出口移动到二次发酵罐中，啤酒开始流入。把出口放在二次发酵罐的底部以至于啤酒很快覆盖底部不会泼溅。提防虹吸管的泄露，虹吸管泄露将在绿啤酒中产生气泡。熟化温度应该和以前讨论的一样或者略高。你可能想到敞口发酵有个空气污染的问题，啤酒顶部的酵母形成致密的垫子很好的保护了啤酒。任何掉入发酵罐的杂物通常会被酵母团带到边缘。防止杂物掉落的容易方法就是在桶的上面铺一个干净的毛巾。空气仍能轻易的通过毛巾，但是它把灰尘和宠物的毛挡在外面。盖子盖在发酵罐的一边，留一个空气缝隙也是一个好办法。空气中的细菌和霉菌孢子不能掉落在里面，通常发酵过程生成的大量二氧化碳，昆虫也不靠近它。用于自酿的敞口发酵罐是一个标准的发酵桶，一个标准的酿造桶或者一个很大的食品级的塑料储罐。在空气中暴露的部分越多啤酒的发酵特性越明显，但是没有必要过分的追求暴露。冷藏前，麦芽汁应该快速倒入一个又宽又浅的冷却盘帮助它散去煮沸时候的热量，通常我在这里描述的发酵罐又宽又浅，就是为了散去发酵中的热量，但是那些是我们现在通常不会遇到的问题的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。近似的立方体就是好的起点。依据你的口味，大的表面积会导致较多的酯类，可能很多。普通的HDPE塑料储物箱（图6.9），诸如此类用于储存衣服和毯子的，用着也不错。图6.9敞口发酵在过去是个 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 ；任何食品级的桶或者箱子都能用来作为敞口发酵容器。用盖子随意的盖着或者在上面铺一块干净的毛巾，阻止外面的杂物。如果你用盖子，应当留有通风的缝隙。因为高速增长期后暴露在氧气中将氧化啤酒和缩短储藏期，敞口发酵通常需要二次发酵罐来熟化。如果敞口发酵罐是一个标准的酿造桶，密封盖和空气锁密封就足够，啤酒可以不用转移就能熟化。把啤酒转移到另一个发酵罐一直都有氧化和污染的危险。玻璃或者塑料的大瓶子是很好的二次发夹罐，因为它们的顶部空间更小。更小的顶空更好地使氧气暴露最小化，顶部空间更容易的被仍在发酵的啤酒清除。不要稀释你的啤酒来增加体积；甚至沸腾过的水还含有约1ppm的氧气，这会引起陈腐味。无论如何，顶部空间将被相当快的清除。熟化期大约1-2周，然后啤酒会被装瓶或者装桶。如果在熟化和包装之间长时间保持冷藏条件，有必要为发酵糖液和啤酒的碳酸化加入酵母。希望这一章帮助你理解了发酵是什么和它是怎么工作的这样一个大的图景。下一章将进入酵母管理的关键细节。