酵母
其实酵母这个内容很早之前就动过念头，我对车间操作最熟悉的也就是酵母环节，但一直不敢讲。因为酵母真的拿它没办法。酿造中很多事情可以用酵母原理来解释，但很多事情也可以用酵母这个概念去甩锅。
今天下班早，那就攻克这个话题吧。本期先和大家交流酵母岗位的扩培工作，因为越来越多的公司开始选择安置酵母设备了，如果你想了解酵母系统到底有什么稀奇的，那就看下去吧。
酵母的基本内容
生物分类学将生物分为七个主要级别：界，门，纲，目，科，属，种。
像人类就属于动物界-脊索动物门-哺乳纲-灵长目-人科-人属-智人种。
那么我们酿造时使用的酵母呢？
真菌界-子囊菌门-酵母纲-酵母目-酵母科-酵母属-酿酒酵母种。
酵母细胞属于单细胞真菌，下面是它的结构图。
--来自《酵母--啤酒酿造菌种指南》
酵母一直被形容为“the heart of brewing”--啤酒的灵魂。那酵母到底充当着什么工作？实际上就是个无情的代谢工具。我们来看酵母生长代谢图。
--来自《酵母--啤酒酿造菌种指南》
我给刚入门酿造的人说，糖化环节可以认为就是给酵母做糖吃，原因是麦芽中的淀粉是多糖，而酵母不能够分解代谢多糖（因为没有酶），我们糖化的目的就是把大分子淀粉分解为小分子葡萄糖，即酵母能够吃得进去的糖。
酵母通过一系列生化反应会产生酒精，二氧化碳，芳香物质，风味物质。
（后面会专门出一期讲酵母代谢途径，可以持续关注。
）
根据上图我们发现酵母在将葡萄糖转为为丙酮酸后有两条途径：
第1条途径：进行无氧呼吸，产生酒精（乙醇）和少量能量（2个ATP）。
第2条途径：进行有氧呼吸，产生水，CO2和大量能量（36个ATP）。
--来自《酵母--啤酒酿造菌种指南》
如果你是酵母，你选择走哪一个途径？
酵母是倾向于有氧呼吸的，因为有更多能量，适宜酵母增殖（原来生物都喜欢壮大自己
）但是我们需要酒精，所以我们就要强迫
酵母走无氧呼吸的途径。
或许你是个有很多疑问的小朋友，你会说：啊，酵母都不愿意去无氧呼吸，你这么去强迫它，真的好吗？
孩子，请放心，我们作为祖国的野草，呸，花朵，是不会置酵母于死地的。因为酵母虽然不愿意走无氧呼吸途径，但是它要活命啊，为了生存，不吸氧算什么，产酒精算什么。（莫名被戳中的打工人，泪目！）
酵母代谢产生的酒精会从细胞中扩散出来，目前大家都认为这是一种防御措施，就像臭鼬在受到威胁时会放出臭屁一样，酵母释放酒精，那酒量不好的微生物就会被毒死。
值得一提酵母自身其实也会受到酒精的危害，当然酵母越健康，受到酒精的胁迫就越低，发酵程度也会更完全。
2.酵母岗位的工作
酵母岗位的工作简单概括就是：让酵母好好繁殖，生很多小宝宝（扩培）和避免其他微生物来污染你的小宝宝。
而酵母繁殖就意味着要有氧呼吸，因为有氧呼吸在带来足够能量的同时会帮助酵母合成一系列物质，比如酵母妈妈要合成生宝宝需要的脂质。
酵母扩培过程有两个阶段：实验室阶段和生产现场阶段。
实验室扩培阶段：在实验室里从试管，斜面或者平板上挑取酵母单菌落进行培养和逐级放大，培养到一定数量后转移至啤酒酿造阶段。
简单举例一种扩培情况：
斜面试管菌种筛选--10ml麦汁，25°，24h，充氧震荡--100ml麦汁，25°，24h，充氧震荡--1000ml麦汁，25°，24h，充氧震荡--10l麦汁，25°，24h，充氧震荡。
生产现场阶段：
先给大家看看现场酵母扩培系统（大家快看我的自拍）
来自于卡登堡酒业（中国）有限公司
小张觉得酿造的每个环节都是准备工作要大于生产工作的。
知道你们都不喜欢看文字，我只能宠着你们放现场酵母扩培工作流程图了。
酵母罐在保证无菌的情况下才能去接收麦汁，随后等麦汁温度降到适宜酵母生长的温度时，再去接种酵母。
酵母从实验室活化阶段转移到现场操作，联系二者的就是卡氏罐。（Carlsberg Flask）
以前觉得卡氏罐就一个20L的小罐罐，有啥子需要掌握的，但是在我两次面试中都被问到了卡氏罐的构造，所以我打算拿出我价值不菲的笔记本，给大家稍微透露一些。
呐，卡氏罐就长这个样子。一般都为20L左右的镍铬材质。
卡氏罐整体图
卡氏罐罐顶装置图
卡氏罐使用流程简图
卡氏罐使用简要说明：（如果你被面试问到了，请照读。）
卡氏罐和内容物（麦汁）一起加热灭菌（高压蒸汽灭菌锅），然后冷却至酵母接种温度。
无菌空气通过取样阀，顺着垂直升液管从底部进入麦汁中，以促进酵母繁殖。
酵母液在无菌条件下，通过注射器，透过卡氏罐罐顶橡皮膜的接种头，进入罐中。（当然也有操作是打开盖子，直接将酵母粉倒入，此操作大大地要求实验室无菌条件；也有打开空气过滤器，使用灭菌后的漏斗将活化的酵母液咕噜咕噜倒入。）
酵母达到一定数值后，搬运到生产现场，利用几根灭菌后的橡胶软管，其中一根从无菌空气供给端连接卡氏罐的无菌空气过滤器，另一根软管从卡氏罐顶取样阀连接到扩培罐的取样阀。
最后从无菌空气供给端缓慢进入空气，压力会使酵母通过垂直升液管，再通过卡氏罐取样阀，顺着软管，进入扩培罐体。
酵母进来罐子了，接下来就要给酵母提供优良的生长条件。
无非也就是营养，温度，氧气。营养由麦汁全全提供，温度是根据酵母品种，通过罐体夹套里的冷媒（乙二醇）来控制，剩下要操心的就是氧气。
之前跟别人交流时，他表示：原来给酵母充氧提供的是无菌空气，我一直以为它要有氧呼吸，所以就提供纯氧呢。
这个怎么说呢，酵母没有那么娇弱，只要保证麦汁里氧含量在8~10ppm（mg/L）就足以保证酵母有氧呼吸的顺利进行。但是的确有些操作是通入纯氧，但这也意味着你要承担氧气过量的风险。过度的氧气会导致酵母生产繁殖过旺，产生过多的副产物，影响啤酒整体特性。
怀特实验室曾经为家酿爱好者解决了充氧量的问题，在《酵母--啤酒酿造菌种指南》中详细介绍了，感兴趣的家酿小伙伴可以去查阅。
给大家看一下酵母扩培罐充氧的现场图片（我拍的可真好
）
形成这样充氧效果归功于一个我觉得很好玩的设备--通氧分布器。
左侧不充氧时/右侧充氧时
酵母充氧工艺主要涉及充氧流量和充氧频率，举个例子：扩培工艺要求该批次酵母充氧3分钟，停止2分钟，充氧流量在40L/min，那么在停止充氧时，酵母扩培罐里的通氧分布器如左侧显示，当向扩培罐通入无菌空气时，无菌空气就会底盘上的小洞汹涌喷出，并将上方的小帽子顶起，使空气均匀的散布在麦汁中，你就会看到上上面的场景。
我们在扩培阶段，定时需要检测扩培液的糖度，酵母数，酵母死亡率等数据。
我们希望酵母被扩培至对数生长期结束。当每降一度糖可获得的酵母数低于2千万个/毫升时，扩培就结束。通常情况下当酵母数为1亿个/毫升左右我们认为可以接入发酵罐进行发酵。
上面的话意味着我们需要大量的数据去支撑你确定酵母的对数生长期。
这是一张可爱的图，利用酵母的表情变化去告诉你哪一个阶段最适合被接入发酵罐去发酵。
当然上面的图使我们做数据追踪时最希望看到的，实际上，你在追踪数据时，曲线不会表现的这么完美，它会让你完全摸不着头脑。类似下图。
你得到的数据有时可能四五个小时酵母数不呈现增长趋势，甚至还可能更少了，我把这种现象很大程度上归结于数据问题。即提供酵母数据的工作人员并没有反馈给我们一个有效数据，这可能涉及取样时间（若罐体停止充氧，酵母下沉，而取样阀位于锥底，那很有可能导致酵母数偏高），也有人员计数问题（倘若涉及轮岗，第一个工作人员早晨数完酵母数为5百万/毫升，而四个小时后的另一名工作人员重新取样数酵母数为4.5百万/毫升，你是没有办法去检验这个数据，我们只能寄托于所有人都有职业操守，尽可能提供准确数据。）
偷摸摸放一张酵母罐吹气球的照片（实际上是罐体杀菌后，取样阀密封圈变形，此时塞上取样帽，就会导致该现象。所以大家还是等罐体温度降下来后再喷酒精套上取样帽。除非你的密封圈和我的一样又贵又好用。）
（撒花，喝可乐）
。