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酒精发酵管理-发酵停滞和重启
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发布者:北京汉德源科技有限公司 发布时间:2021-8-2

  酒精发酵管理-发酵停滞和重启

  酵母入罐启动酒精发酵以后,在封闭的发酵罐内环境的自然演变不利于酵母的活动,这从酵母生长曲线特点可以看出。

  在活化、扩培和入罐以后,由于养分(碳源、氮源等)、氧气的供应充足,以及对于罐内大环境(温度、高糖、高酸)的适应,酵母可短时间内实现最大数量的繁殖,同时,由于繁殖阶段有氧呼吸导致罐内氧气缺乏,这些酵母开始进入无氧呼吸状态并产生酒精,开始真正进入酿酒师所期望的劳动状态。

  左图为正在进行分裂的酵母(酵母处于有氧呼吸状态),右图为发酵罐内进行发酵的葡萄汁(酵母处于无氧呼吸状态)。

  如同人在工厂工作一样,大批量的酵母在发酵罐内工作,也意味着大批的酵母需要吃饭,需要舒服的工作环境,需要在其有限的生命周期里找到合适的下一代继续上一代的发酵工作。

  如果发酵罐不受人工干预

  如果发酵罐不受人工干预的话,现实情况是饭越来越少(碳源氮源持续消耗),环境越来越恶劣(发酵产生热量,罐内温度持续升高超过酵母耐受水平,酵母正常生理活动受到干扰,酒精和一些发酵产生的中链脂肪酸等酵母的代谢产物持续积累,这些物质对酵母有毒害作用),新一代劳动力也无法产生(前期有氧呼吸消耗罐内氧气,随后的无氧呼吸产生二氧化碳,一正一反两种因素造就罐内无氧环境,酵母无法获得氧气,便不能进行分裂繁殖)。

  发酵罐内环境的自然发展,可能会导致酵母们的集体罢工:生命力弱的酵母死亡,生命力中等的酵母为适应不良环境转入休眠状态,生命力旺盛的酵母尚能进行微弱的发酵,而在酵母群落里,前两种酵母在数量上占据大多数,这在工艺上,会直接表现为发酵进展缓慢,甚至停滞。

  发酵停滞的预防

  对于生产上出现的发酵停滞,主要是采取预防为主。

  一般来说,在早期利用少量的葡萄汁进行酵母的活化扩培阶段,通过观察酵母的表现就可以判断发酵停滞的可能性高低:

  如果酵母在活化扩培过程中表现活跃,则说明酵母和葡萄汁的匹配度理想,发酵期间只要正常掌握温度氧气的控制,就不易引起发酵停滞。

  如果酵母活化扩培的表现不理想,则需要考虑葡萄汁和酵母的搭配是否合理,适当调整葡萄汁的成分(氮源水平,碳源水平,葡萄糖果糖配比,葡萄汁酸度,游离二氧化硫含量等),如有必要,更换发酵能力更强的商业酵母。

  出现发酵停滞时

  虽然在生产上对于发酵停滞强调的是预防为主,但是在现实生产中依然会出现发酵停滞的情况。

  其中原因除了养分供应、控温和控氧以外,还可能是各种微生物和酿酒酵母间的竞争------这些因素对于葡萄酒生产来说,既减慢了生产效率,也会引起原料品质败坏,降低成品酒的产量和品质。

  所以一旦出现发酵停滞,必须尽快处理以降低损失。

  对于发酵停滞的罐内基质,要重新恢复正常的酒精发酵,需要进行以下5项关键操作:

  一旦发酵停滞,首先向发酵罐内添硫、降温,抑制发酵罐内一切微生物活动;

  倒罐:另置原酒于新发酵罐,使其与酒泥等物质分离,以排除不利于后面接入的商业酵母发酵的潜在不利因素;

  评估并适当调整倒罐后发酵基质条件(适当补充铵盐、脂类物质等酵母营养素,以及葡萄糖、蔗糖等碳源作为能源物质);

  活化、扩培、接入新酵母,重新启动酒精发酵(若条件允许,新酵母的类型可选择生命力更强、更易利用果糖的类型,接种量可依据产品推荐用量适度提高);

  重启酒精发酵后,合理进行温度和氧气控制,密切关注发酵进展。

  酵母营养素的作用

  酵母营养素的作用:为酵母健康生长提供物质基础如氮源和脂类物质。氮源是形成酵母生命体基础蛋白和酶的物质基础;脂类物质是形成酵母生物膜的重要物质,酵母的生物膜如同人的皮肤,对于酵母在发酵罐中抵御高糖、高酸、酒精、中链脂肪酸等物质的侵害,以及营养物质的吸收与代谢产物的排出具有重要作用。自然条件下,葡萄能够为酵母活动提供足够的氮源和一部分脂类物质,酵母在繁殖阶段也能产生脂类物质用于生物膜的合成。在工艺上,这些物质的缺失可能源自于人为的操作,如发酵前的过度澄清导致营养素沉淀,以及酿酒师基于低温有利于一些风味物质的浸提而刻意保持较低温度发酵,导致微生物代谢不活跃,产生的脂类物质有限。

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