陳秀俊　英博雙鹿啤酒集團(tuán)有限公司

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淺談釀造微生物管理

陳秀俊英博雙鹿啤酒集團(tuán)有限公司

啤酒的適飲性是由啤酒的外觀和啤酒內(nèi)在質(zhì)量來決定的，而啤酒的外觀包括了酒體清亮度、顏色色澤、泡沫持久性等，并通過嗅覺和味覺來綜合感覺，好的啤酒會(huì)讓消費(fèi)者產(chǎn)生一種心情愉快的喝酒享受。釀造階段是啤酒生產(chǎn)的開頭和重點(diǎn)，其大部分的啤酒特性都是在釀造階段完成，而微生物質(zhì)量直接影響到啤酒的外觀以及口感以及啤酒的保質(zhì)期，因此微生物管理也是啤酒釀造階段的日常工作重點(diǎn)。下面結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過程中的管理以及實(shí)踐對(duì)釀造微生物產(chǎn)生影響的幾大方面進(jìn)行一個(gè)總結(jié)，不足之處請(qǐng)指正。

一、微生物對(duì)啤酒的影響

一般來說微生物對(duì)啤酒的影響主要有：

1） 外觀影響：酒體渾濁、產(chǎn)生沉淀或菌膜，泡沫異常；

2） 化學(xué)影響，微生物代謝產(chǎn)生非正常口味有機(jī)酸，雙乙酰、酚，發(fā)酵度過高等；

3） 感官影響：異味，口味異常；

4） 物理影響：酒體噴涌，瓶內(nèi)壓力升高產(chǎn)生爆瓶風(fēng)險(xiǎn)等。

二、啤酒釀造階段常見的微生物情況

啤酒發(fā)酵本身需要微生物的存在，而這個(gè)微生物就是我們通常所說的啤酒酵母，對(duì)啤酒生產(chǎn)來說除了啤酒酵母外其他的微生物都是屬于異種微生物，是生產(chǎn)過程中不需要的，是我們生產(chǎn)過程中要預(yù)防滋生或存在的。

啤酒中的微生物按照是否需氧可以分為需氧、兼性厭氧、絕對(duì)厭氧微生物。

1）需氧微生物：需氧菌生存需要氧氣，它不能長期在啤酒中生長，也不會(huì)破壞啤酒，它的數(shù)量可以表明釀造過程是否干凈，它的存在說明衛(wèi)生開始變差。

2）兼性厭氧微生物，該種微生物能在有氧或無氧環(huán)境下生存，如啤酒培養(yǎng)酵母、野生酵母（除啤酒培養(yǎng)酵母外的酵母一律為野生酵母）、霉菌等。啤酒生產(chǎn)過程中麥汁中加入氧氣和酵母過程是需氧過程，到發(fā)酵后期氧氣逐漸減少，酒精和CO2含量上升，酵母也能存活進(jìn)行發(fā)酵，到酒液澄清階段需要把酵母去除，特別是生產(chǎn)純生啤酒，酒液過濾后不再有熱殺菌階段，清酒內(nèi)酵母達(dá)到一定數(shù)量的也會(huì)導(dǎo)致啤酒的渾濁等問題。野生酵母和霉菌存在說明酒體衛(wèi)生狀況變差，也會(huì)影響產(chǎn)品的風(fēng)味和外觀。

3）厭氧微生物：厭氧菌能在無氧的環(huán)境下生存。厭氧菌是啤酒絕對(duì)的有害菌，這些菌存在一定會(huì)造成啤酒的生物穩(wěn)定性差，而啤酒中常見的有害菌有四聯(lián)球菌、乳酸桿菌、小球菌、果膠桿菌等，是生產(chǎn)過程一定要預(yù)防產(chǎn)生有害菌，是啤酒生產(chǎn)過程中重點(diǎn)監(jiān)控的對(duì)象。要做好日常的清洗工作，利用微生物檢測(cè)手段，監(jiān)控清洗效果及衛(wèi)生狀態(tài)。

三、釀造微生物管理的重點(diǎn)

微生物管理細(xì)節(jié)到每個(gè)過程每個(gè)角落，而因?yàn)槠渲幸徊轿窗凑找髞砭陀锌赡軐?dǎo)致微生物的滋生，在糖化熱區(qū)最后過程溫度接近100℃，在高溫狀態(tài)下微生物極難生存，因此在旋渦沉淀到薄板冷卻器前很難有微生物生存，而在麥汁冷卻開始一直到過濾結(jié)束進(jìn)清酒罐都屬于釀造微生物重點(diǎn)管理的區(qū)域，現(xiàn)在我們按照工藝來一一描述釀造微生物管理控制的各個(gè)方面。

1、麥汁冷卻

麥汁冷卻是把高溫的定型麥汁冷卻到適合酵母生長的溫度。麥汁冷卻使用的是板式換熱器，冷卻介質(zhì)是2-4℃的冰水。在冷卻過程中，薄板有一段區(qū)域是屬于微生物生長和繁殖最佳溫度區(qū)域，因此在板式換熱器清洗要求有正洗和反洗的過程，為保證麥汁冷卻效果以及微生物控制，該2種方式穿插使用。從每次薄板拆開檢修看，麥汁側(cè)不銹鋼板光亮如新，冷卻麥汁的微生物也一直很好，說明正反洗效果明顯。

2、麥汁充氧

麥汁充氧處微生物管理的重點(diǎn)是壓縮空氣的過濾系統(tǒng)中濾芯選擇和濾芯的更換周期，濾芯的殺菌。一般麥汁充氧用的過濾系統(tǒng)是四級(jí)過濾系統(tǒng)，孔徑從大到小，最小的孔徑為0.2um。糖化有生產(chǎn)時(shí)每天都應(yīng)進(jìn)行3Bar以上蒸汽殺菌30分鐘，保證濾芯內(nèi)的無菌狀態(tài)。濾芯使用一段時(shí)間后要進(jìn)行更換，一般來說半年左右需要更換一次。微生物檢測(cè)人員對(duì)無菌空氣應(yīng)不定期抽樣檢查微生物情況。

3、酵母添加以及酵母管理

酵母添加因我們工廠沒有相應(yīng)的酵母儲(chǔ)罐，而是使用流量計(jì)罐對(duì)罐的添加，那對(duì)酵母的要求就是種酵母出來的發(fā)酵罐的滿罐微生物應(yīng)該是合格的，不合格的酵母不進(jìn)入下批次的罐內(nèi)。嚴(yán)格保證擴(kuò)培酵母即0代酵母的微生物一定是合格的。

4、發(fā)酵罐清洗

應(yīng)該說發(fā)酵罐清洗是釀造微生物管理的重點(diǎn)關(guān)注以及最優(yōu)先分析的點(diǎn)，它包括了發(fā)酵罐設(shè)備情況，清洗工藝等，下面主要羅列出清晰過程主要的問題。

1）發(fā)酵罐洗罐器位置，洗罐器位置應(yīng)該保持與發(fā)酵罐罐頂泡蓋位置相匹配兩者之間的距離差距太大會(huì)導(dǎo)致清洗效果不好。固定式洗罐器或旋轉(zhuǎn)式洗罐器都有一定的要求，洗罐器的形狀以及洗罐器孔的分布等都會(huì)影響到洗罐效果。洗罐效果一般要求在半年度打開罐底罐頂裝置進(jìn)行檢查清洗效果，評(píng)價(jià)依據(jù)就是泡蓋位置有沒有清洗干凈。

2）洗罐工藝

a）發(fā)酵罐濾空一般要求在8小時(shí)內(nèi)清洗，不得長時(shí)間空罐不清洗。下圖為例子（老罐的日常清洗要求）

b）壓縮空氣吹排，壓縮空氣壓力和時(shí)間，質(zhì)量和成本的最佳結(jié)合點(diǎn)。我們根據(jù)有效堿快速指示法（用5ml吸管移液5ml待測(cè)堿液即吹排后開始?jí)A洗回流管上電導(dǎo)率較穩(wěn)定時(shí)在回流管取樣），置250ml的三角瓶中，加50ml的蒸餾水，再加入10ml20%氯化鋇（過量），搖勻后加2-3滴酚酞指示劑），可以初步根據(jù)顏色指示來判斷吹排效果，通過多次實(shí)驗(yàn)以及電導(dǎo)率等數(shù)據(jù)摸索出吹排時(shí)間和壓力的最佳值，既保證吹排效果又降低能耗。當(dāng)然最準(zhǔn)確的方法是利用酸堿滴定法檢測(cè)有效堿更加可靠。

反應(yīng)式如下：

白色：說明堿液中沒有有效堿，吹排差影響效果

粉紅色：說明堿液中有有效堿，CO2吹排干凈

淡粉色：說明堿液中吸收了大部分CO2，吹排效果有打折

3）清洗堿液濃度溫度和時(shí)間：堿液濃度和溫度正常分別在3%和55℃左右（氨冷系統(tǒng)），濃度越高清洗效果越好但增加成本，同時(shí)沖洗殘留水的用量也大，增加能耗；堿液的溫度越高、清洗時(shí)間越長清洗效果也越好，但考慮熱耗以及罐的內(nèi)涂層以及氨系統(tǒng)安全性，也應(yīng)控制溫度和時(shí)間在合適范圍內(nèi)。

4）取樣閥清洗：CIP小供管直接從開著的取樣閥處反洗回發(fā)酵罐內(nèi)（老罐區(qū)各自取樣）或者CIP小供管在開著的取樣閥處形成單向清洗（新區(qū)集中取樣），保證取樣清洗到位不存在清洗空白點(diǎn)。每天進(jìn)行取樣閥蒸汽殺菌。

5）清洗過程中保證CIP液沒有儲(chǔ)留在發(fā)酵罐底，也就是CIP回流泵能力應(yīng)該大于CIP供泵能力，儲(chǔ)留部分對(duì)錐底部分的清洗力度偏小，效果差。

6）發(fā)酵罐空罐清洗后重新使用前需要重新清洗，不同的空罐時(shí)間使用不同的清洗程序，保證清洗效果同時(shí)節(jié)約能耗。

5、管路清洗及CIP罐自清洗

管路清洗除和大罐清洗一樣有溫度、濃度、時(shí)間等要求外，還有一個(gè)流速的要求，即在液體在管路中應(yīng)是湍流的狀態(tài)。管路設(shè)計(jì)盡量減少三通的使用，以及在安裝管路上的閥門等部件時(shí)，并保證閥門的焊接位置離焊接管路距離不超過焊接管路直徑的一半，否則在該閥門位置會(huì)產(chǎn)生一定的清洗死角。閥門安裝的位置不能安裝在管路的上方，這樣不易排出清洗的殘液，增加污染的可能性。

有的CIP罐沒有自清洗功能，應(yīng)定期清水沖洗和人工進(jìn)行刷洗。有自清洗功能的CIP罐應(yīng)按要求進(jìn)行自身清洗，保證CIP系統(tǒng)的衛(wèi)生。

6、氣體管路和助劑添加

1）在發(fā)酵和過濾階段除了麥汁充氧特別提到的壓縮空氣特別處理外，我們?cè)诖穗A段還會(huì)用到CO2。CO2回收管路和供應(yīng)管路，定期（一年2次）進(jìn)行堿洗和熱水清洗，最后用壓縮空氣吹干吹冷。CO2管路如有檢測(cè)出微生物，一般來說都是厭氧型的，因此應(yīng)該特別重視CO2供管的清洗和檢測(cè)結(jié)果。CO2回收管路在剛開始回收過程中要關(guān)注回收壓力的問題，保證不出現(xiàn)壓力倒灌回發(fā)酵罐，如回收管路微生物不好會(huì)影響到發(fā)酵罐的微生物。

2）助劑添加：助劑的本身的微生物檢測(cè)也是我們應(yīng)該關(guān)注的，特別是在冷麥汁階段加入的酶制劑等，以及在過濾過程中使用的硅藻土和硅膠等過濾助劑，保證添加進(jìn)去的這些物質(zhì)是無菌的。硅藻土和硅膠可以采用脫氧水或熱水來調(diào)配，注意調(diào)配好后立即關(guān)閉添加桶的蓋子。

7、跨接管、接口管理及車間生產(chǎn)環(huán)境

1）跨接管、接口管理：跨接管是發(fā)酵車間用到最多的零件，因此這些連接件的微生物狀況也直接影響到酒液的微生物?？缃庸軘[放要求管口朝上或朝側(cè)面，帶閥門的應(yīng)打開閥門放入，并保證所有的管內(nèi)都有無菌水浸泡到位。浸泡槽定期刷洗，跨接管每次更換無菌水前應(yīng)用熱水殺菌30分鐘后排放再用無菌水浸泡。

圖1　是跨接管正確的擺放方式

圖2　是跨接管錯(cuò)誤的擺放方式

各接管版和接口使用前用無菌水沖洗后安裝跨接管。密封圈每次使用無菌水浸泡后再使用。

2）生產(chǎn)環(huán)境

發(fā)酵車間潮濕特別易于微生物的生長，特別是南方的梅雨季節(jié)。因此要求陰溝是采用不銹鋼材質(zhì)的快速自流式（有一定的坡度），排放結(jié)束時(shí)立即沖洗干凈，定期地面和陰溝灑漂白粉，墻壁采用白色瓷磚貼面，易于清洗。每年最少一次進(jìn)行人工的設(shè)備表面和墻面大清洗。

8、質(zhì)量監(jiān)控及人員培訓(xùn)

質(zhì)量部門發(fā)布工廠最低取樣計(jì)劃，包括明確取樣點(diǎn)，取樣方法、取樣周期以及檢測(cè)方法，保證日常生產(chǎn)過程中微生物檢測(cè)結(jié)果及時(shí)準(zhǔn)確反映真實(shí)的衛(wèi)生情況。但在微生物出現(xiàn)異常的時(shí)候需要配合釀造部門增加取樣點(diǎn)或取樣頻率來排查問題所在。釀造部門每年一次的專門針對(duì)微生物的培訓(xùn)（包括操作人員、管理人員、維修人員等），每個(gè)新到崗員工的崗前培訓(xùn)也有微生物專門的課件進(jìn)行培訓(xùn)和考核，通過培訓(xùn)以及日常的檢查進(jìn)一步提升人員的質(zhì)量意識(shí)。

四、釀造微生物管理總結(jié)

正因?yàn)槲⑸镂覀內(nèi)庋蹮o法看到，現(xiàn)有檢測(cè)手段不能及時(shí)快速反應(yīng)出衛(wèi)生變差的趨勢(shì)，很可能導(dǎo)致在檢測(cè)結(jié)果不好的時(shí)候就開始排查中，而微生物狀況還在惡化中。只有每一步每一次都是完全按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，任何一次或任何一個(gè)地方如出現(xiàn)操作不規(guī)范或操作不完整都會(huì)導(dǎo)致微生物結(jié)果不理想。微生物管理細(xì)節(jié)到每個(gè)過程每個(gè)角落，微生物管理是一項(xiàng)長期持久、細(xì)致的工作，只有全員的質(zhì)量素質(zhì)提高了，才能進(jìn)一步提升啤酒的品質(zhì)，釀造出更純凈和風(fēng)味穩(wěn)定的啤酒。