ビール酵母発酵と酵母エキスの最適化プロセス
84キャップビール酵母とその抽出技術
サッカロミセス・セレビシエの工業的応用の中で、最もよく知られているのは、ビール醸造に役立ち、糖をアルコールに変換すると同時に風味も加えること、そして活性酵母がパン焼きに使用され、焼き菓子をふっくらさせるとともに風味も加えられることです。厳密に言えば、どちらもサッカロミセス・セレビシエですが、工業的発酵プロセスの設計には依然として多くの違いがあります。
本稿では、主にビール醸造工程における酵母発酵の工学プロセスと、ビール廃酵母処理の最新技術方向について論じ、企業に情報を提供します。
1. ビール醸造の典型的なプロセス
次の図は、ビール醸造の典型的なプロセス フロー チャートです。
ビール醸造の工程には、麦芽製造、粉砕、マッシング、エキス分離、ホップ添加と煮沸、ホップと沈殿物の除去、冷却とエアレーション、発酵、ビールからの酵母の分離、熟成、成熟、包装などが含まれます。工程全体の目的は、穀物のでんぷんを糖に変換し、それを酵母で発酵させてアルコールを生成し、最終的に完成品を得ることです。
ビールには、この議論の範囲を超える多くの種類と味があります。ここでは、ビールについて簡単に説明し、理解するだけにします。
2. ビール酵母の発酵プロセス工学
ビール酵母の発酵は、実際にはバッチ発酵です。使用されるタンクは主に糖をアルコールに変換するためのもので、酵母自体を得るというパン酵母発酵の最終目的とは異なります。一般的なビール発酵タンクはすべて円筒形または円錐形の発酵タンクで、以下がそれです。
ビール発酵タンクの設計は、もちろん嫌気性発酵であるため、従来の好気性発酵タンクとはまったく異なりますが、主に以下の点を考慮して設計されています。
a:コーンの底は発酵の最後に残留物と酵母を沈殿させるのに役立ちます。
b:円錐底により、透明な液体の流出と残留物の層別化が促進されます。
c:コーン底はCIP洗浄などにも役立ちます。
ビール酵母の発酵には、以下に示す多槽撹拌連続発酵システムなど、いくつかの連続発酵方式も試みられています。
たとえば、ここには記載されていない合成ガス嫌気性発酵の新しい分野では、次の連続塔発酵タンク システム、およびもちろん他のより古典的な大規模嫌気性発酵タンクが使用されています。
これらの連続発酵システムには、まだ学ぶべきことがたくさんあります。たとえば、現在の連続嫌気性発酵システムでは、どのように循環させるか、どのようにリサイクルするか、どのように収量を向上させるかなど、より深いレベルで学び、研究することができます。しかし、この連続発酵システムをビール酵母発酵に使用する限り、失敗しています。その理由は、収量、風味などがうまく制御されていないためでしょう。中国でも多くの人がこの種の連続発酵を他の製品にも使用しましたが、本質をつかめず、基本的に失敗に終わりました。したがって、ここにも合格した発酵マスターへの注意事項があります。
ビールの発酵工程の技術や具体的な操作についてはここでは説明しません。必要に応じて別途説明します。
廃ビール酵母の処理
3.1. 廃ビール酵母の従来の処理方法
使用済みビール酵母は、ビール醸造所の副産物の中で 2 番目に多いものです。主な理由は、ビールの発酵中に生成される酵母の量が、発酵開始時に加えた酵母の量の約 4 ～ 5 倍であるためです。つまり、発酵開始時に使用した酵母 1 キログラムごとに、さらに 4 ～ 5 キログラムの酵母が生成されることになります。これらの酵母はリサイクルできますが、その回数には限りがあるため、廃棄酵母と呼ばれます。
ビール酵母を加工する比較的簡単な方法は、まず洗浄や脱苦味などの前処理を行い、次に壁破砕を行い、さらに加工して必要な酵母粉末または酵母エキスを得ることです。具体的な酵母エキス加工技術については、酵母エキス技術に関する当社の他の記事を参照してください。ビール酵母から酵母エキスまでのプロセスを簡単に説明します。プロセスには次のものが含まれます。
酵母発酵 - 酵母分解 - 遠心分離 - 蒸発濃縮 - 乾燥
この簡単なビール酵母処理プロセスで得られる最終製品は、主に動物飼料の分野で使用されていますが、食品や化粧品の分野では使用できません。生物学的発酵の分野では培地添加物として使用することもできますが、不十分です。これは、糖源を使用して純粋にパン酵母から生成された酵母エキスとは大きく異なります。もちろん、表面的には価格の違いですが、実際には、考えを広げて、違いの理由を見つけ出し、ビール酵母の市場価値を高める必要があります。
3.2. ビール酵母エキスの品質が劣る理由
ビール廃酵母抽出物は強い苦味があります。ビールの苦味レベルは5〜120ですが、テストした多くの乾燥エキス粉末の苦味値EBUは8を超え、30を超えるものも多く、望ましくないコーラ味を伴うものもあります。ペースト状の味。ビール酵母抽出物の品質はわずかに劣っていますが、その理由はおそらく次のとおりです。
a:ビール廃酵母。主にホップ中に生成される苦味物質、すなわちイソアルファ酸（フムロン、イソフムロンなど）、タンニンなどであり、発酵過程で酵母細胞壁に吸着されます。
b:醸造所から出てくる新鮮な酵母は、その場所や循環率によって生存率が30%から90%まで異なり、品質も異なります。
c:醸造所における廃酵母の収集プロセスでは、処理施設によって酵母自体にさまざまな程度の損傷が起こり、さまざまな程度の汚染が発生します。
d: 酵母細胞壁を破壊する方法は、下図に示すように、酵素法、超音波法、化学的方法など多数あり、それぞれ最終結果に異なる影響を及ぼします。
3.3. ビール酵母エキスの品質向上に関する提案
使用済みビール酵母の生産量は多く、価値向上の余地は大きい。廃棄酵母製品の品質向上のため、多くの企業、特に国際的に有名なビール醸造会社がこの分野で多大な努力を払ってきた。例えば、アンハイザー・ブッシュ・インベブは、この問題を具体的に克服するために生きた酵母プロジェクトを立ち上げた。フランスの酵母スタートアップ企業は、苦味を除去するための独自の技術革新を実施した。例えば、日本のキリンビールは、ビール酵母から苦味を取り除くための特許技術をすでにいくつか持っている。
以上のことから、廃ビール酵母を利用して高級酵母エキス製品を製造することが国際的に実現されていることがわかります。私たちは、いくつかの海外のビール醸造の古典書、酵母エキスの発酵と製造技術、そしてもちろん廃ビール酵母エキスのプロセスに関する最近の国際的な研究結果を参照しました。これらを参照することは、原因と画期的な技術を探すことに他なりません。簡単に整理すると、酵母エキスの品質を向上させるための一般的な提案は次のとおりです。参考までに。
乾燥した使用済み酵母よりも新鮮な使用済み酵母を使用する方が有益です。·
その結果は酵母製品に反映されますが、相対的に言えば、廃酵母の前処理工程の方が重要です。
すべての製品を高級エキスにすることは現実的ではない可能性があり、ビール酵母の原料からの転用も検討する必要がある。
その後の細胞壁破壊プロセスには多くの変化要因があり、異なる結果につながる可能性がありますが、これはほとんどの研究の方向性でもあります。より多くの外国の情報を理解することは、最も適切な工業生産方法を選択するのに役立ちます。
ビール酵母エキスの品質安定に役立てるため、パン酵母の製造工程や操作については上記の注意事項を参考にしてください。
私たちの観点からは、これによりビール廃棄物酵母エキス製品の設計と製品品質が向上する可能性があると考えていますが、実装する前に、いくつかの企業や研究機関が工業生産と同じことを実行できることも推奨します。工業生産に進む前に、小規模でパイロットテストを模索するのが最善です。
