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酒精發酵管理-發酵停滯和重啟

  酒精發酵管理-發酵停滯和重啟

  酵母入罐啟動酒精發酵以後,在封閉的發酵罐內環境的自然演變不利於酵母的活動,這從酵母生長曲線特點可以看出。

  在活化、擴培和入罐以後,由於養分(碳源、氮源等)、氧氣的供應充足,以及對於罐內大環境(溫度、高糖、高酸)的適應,酵母可短時間內實現最大數量的繁殖,同時,由於繁殖階段有氧呼吸導致罐內氧氣缺乏,這些酵母開始進入無氧呼吸狀態並產生酒精,開始真正進入釀酒師所期望的勞動狀態。

  左圖為正在進行分裂的酵母(酵母處於有氧呼吸狀態),右圖為發酵罐內進行發酵的葡萄汁(酵母處於無氧呼吸狀態)。

  如同人在工廠工作一樣,大批量的酵母在發酵罐內工作,也意味著大批的酵母需要吃飯,需要舒服的工作環境,需要在其有限的生命周期裏找到合適的下一代繼續上一代的發酵工作。

  如果發酵罐不受人工幹預

  如果發酵罐不受人工幹預的話,現實情況是飯越來越少(碳源氮源持續消耗),環境越來越惡劣(發酵產生熱量,罐內溫度持續升高超過酵母耐受水平,酵母正常生理活動受到幹擾,酒精和一些發酵產生的中鏈脂肪酸等酵母的代謝產物持續積累,這些物質對酵母有毒害作用),新一代勞動力也無法產生(前期有氧呼吸消耗罐內氧氣,隨後的無氧呼吸產生二氧化碳,一正一反兩種因素造就罐內無氧環境,酵母無法獲得氧氣,便不能進行分裂繁殖)。

  發酵罐內環境的自然發展,可能會導致酵母們的集體罷工:生命力弱的酵母死亡,生命力中等的酵母為適應不良環境轉入休眠狀態,生命力旺盛的酵母尚能進行微弱的發酵,而在酵母群落裏,前兩種酵母在數量上占據大多數,這在工藝上,會直接表現為發酵進展緩慢,甚至停滯。

  發酵停滯的預防

  對於生產上出現的發酵停滯,主要是采取預防為主。

  一般來說,在早期利用少量的葡萄汁進行酵母的活化擴培階段,通過觀察酵母的表現就可以判斷發酵停滯的可能性高低:

  如果酵母在活化擴培過程中表現活躍,則說明酵母和葡萄汁的匹配度理想,發酵期間隻要正常掌握溫度氧氣的控製,就不易引起發酵停滯。

  如果酵母活化擴培的表現不理想,則需要考慮葡萄汁和酵母的搭配是否合理,適當調整葡萄汁的成分(氮源水平,碳源水平,葡萄糖果糖配比,葡萄汁酸度,遊離二氧化硫含量等),如有必要,更換發酵能力更強的商業酵母。

  出現發酵停滯時

  雖然在生產上對於發酵停滯強調的是預防為主,但是在現實生產中依然會出現發酵停滯的情況。

  其中原因除了養分供應、控溫和控氧以外,還可能是各種微生物和釀酒酵母間的競爭------這些因素對於葡萄酒生產來說,既減慢了生產效率,也會引起原料品質敗壞,降低成品酒的產量和品質。

  所以一旦出現發酵停滯,必須盡快處理以降低損失。

  對於發酵停滯的罐內基質,要重新恢複正常的酒精發酵,需要進行以下5項關鍵操作:

  一旦發酵停滯,首先向發酵罐內添硫、降溫,抑製發酵罐內一切微生物活動;

  倒罐:另置原酒於新發酵罐,使其與酒泥等物質分離,以排除不利於後麵接入的商業酵母發酵的潛在不利因素;

  評估並適當調整倒罐後發酵基質條件(適當補充銨鹽、脂類物質等酵母營養素,以及葡萄糖、蔗糖等碳源作為能源物質);

  活化、擴培、接入新酵母,重新啟動酒精發酵(若條件允許,新酵母的類型可選擇生命力更強、更易利用果糖的類型,接種量可依據產品推薦用量適度提高);

  重啟酒精發酵後,合理進行溫度和氧氣控製,密切關注發酵進展。

  酵母營養素的作用

  酵母營養素的作用:為酵母健康生長提供物質基礎如氮源和脂類物質。氮源是形成酵母生命體基礎蛋白和酶的物質基礎;脂類物質是形成酵母生物膜的重要物質,酵母的生物膜如同人的皮膚,對於酵母在發酵罐中抵禦高糖、高酸、酒精、中鏈脂肪酸等物質的侵害,以及營養物質的吸收與代謝產物的排出具有重要作用。自然條件下,葡萄能夠為酵母活動提供足夠的氮源和一部分脂類物質,酵母在繁殖階段也能產生脂類物質用於生物膜的合成。在工藝上,這些物質的缺失可能源自於人為的操作,如發酵前的過度澄清導致營養素沉澱,以及釀酒師基於低溫有利於一些風味物質的浸提而刻意保持較低溫度發酵,導致微生物代謝不活躍,產生的脂類物質有限。

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