关键词：微生物、微生物检测、啤酒、啤酒厂
引言
近年来，随着经济的不断发展，越来越多的消费者开始追求“精品消费”、“个性消费”、“健康消费”，啤酒商家为了迎合市场环境，推陈出新，提出了“精酿啤酒”的概念。
得益于科技产品的普及化，新型啤酒厂开始引入先进杀菌及微生物检测监控设备。但在实际操作中，因设备使用不当，设备保养不到位等诸多问题，啤酒厂在面对突发情况时，没有完善的理论知识体系支撑，不能做到有效应对，碰到问题无法正确解决，仍然需要啤机学校的老师赶往现场“救火”。
建立一套完善的好理解、易操作、规范化的管理流程，不仅有利于企业做好微生物质量管理，做到有预案地应对突发情况，帮助检测人员快速发现污染源，保持良好的卫生条件，还能节约企业的经济成本。
1 试验地点，材料和方法
1.1试验材料和设备
武汉市华润雪花啤酒厂车间及生产设备、微生物实验室及分析实验室、原麦汁、发酵液及部分产品。
1.2试验目标及手段
对各个工序的各个环节进行微生物跟踪，检测对杂菌可能污染的环节进行工艺改进，回答工厂检验员的各项实验难点问题。
1.3 实验对象
①酿造车间：发酵液、引酒水、滤酒空间、扩培空间、大罐空间、压缩空气、CO、涮洗水、酸液、碱液、脱氧水、硅藻土（粗）、硅藻土（细）、硅胶
②包装车间A、B线：瓶鲜酒、酒机内空间、酒机外空间、酒缸残水、酒针、压盖头、空瓶、送酒管道、激泡水
③制水间：软化水、自来水、反渗水、酿造水、多介质水、活性炭水。
发酵液：酵母代数：1、2、3、4
④样品项目：8雪花冰醇、8雪花冰生、8雪花清爽、8行吟阁清爽、8雪花纯鲜、8雪花纯爽、8雪花清纯、8雪花浓醇、8原汁麦。
⑤酵母泥
⑥扩培间：15ml扩培液、200ml扩培液、20L扩培液、750L扩培液、7500L扩培液、酵母回收管涮洗水、扩培罐涮洗水、增殖管涮洗水
1.4 实验方法
酵母：划线法培养；
麦汁：营养琼脂混菌平板培养；
清酒：液体培养基培养；
空气：麦汁琼脂平板培养；
管道细菌：浸泡水混菌平板培养；
制水间的供水：营养琼脂混菌平板培养。
2 实验结果及分析
2.1 实验室的微生物控制
微生物实验室是啤酒厂所有微生物检测实验的关键，保证超净工作台的无菌环境才能确保每一项实验数据的准确，实验前，应该用酒精棉擦拭超净工作台内侧，保证实验环境不受微生物污染，在进行检测时，需要把火焰喷枪放置在超净工作台出风口前，用火焰及无菌风创造的无菌环境进行实验，任何实验用的容器都必须贴上卷标，注明其内容及有效时间。
微生物检测是整个啤酒厂中微生物管理的根基，对所有实验及微生物管理起重要作用。
实验室检测不同菌种时，可用WLN培养基与结晶紫、氯霉素、硫酸铜搭配使用。
①WLN:用于检测酵母和细菌
②WLD:由WLN75g/L与放线菌酮0.003g/L组成，专门用于检测细菌，同时对酵母和霉菌有抑制作用。0.2mg/L放线菌酮可致死培养酵母，野生酵母则可耐100mg/L放线菌酮,WLD中添加3mg/L抑制啤酒酵母及酵母属异类酵母的生长，故可用于检测含酵母样品的杂菌总数。
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③WLN-A：由WLN75g/L，结晶紫0.018—0.020g/L，氯霉素0.5—0.8g/L（细菌污染较轻时，可下调到0.3g/L）,可抑制啤酒生产酵母，让巴氏酵母、糖化酵母等酵母属野生酵母生长。
④MYGP:由MYGP41g/L,硫酸铜0.2g/L，氯霉素0.5-0.8g/L(细菌污染较少时可下调至0.3g/L),用于检出非酵母属异类酵母。
另外需要注意的是，实验室不应该把灭菌整齐锅、电热锅和培养箱放在同一房间，耗电的同时可能引发跳闸等安全问题，并且影响培养箱培养效果。
2.2 发酵及过滤过程的微生物控制
2.2.1 糖化过程
糖化的麦汁充氧过程需要用到压缩空气，压缩空气需要经过无菌过滤才能使用，现代啤酒厂大部分已配备完整的蒸汽杀菌系统，每批麦汁冷却前，需要关注空气过滤器的状态，每周要用1.0~1.2bar 的蒸汽对管道进行半小时的蒸汽灭菌，杀菌结束后支管的冷凝水可供回收，节约成本。压缩空气管道使用前后要经过灭菌处理，使用完毕后要用无菌盖关好。
在每批麦汁的冷却前后可采用 80—85度的热水进行冲洗，薄板冷却器需要单独进行清洗处理，频率大概为一年一次。
2.2.2 扩培过程
扩培是指酵母在麦汁的不断加入下，生长达到所需的量的过程。扩培分为三个阶段：实验室育种、实验室扩培、生产扩培。以本厂为例，酵母需要进行五级扩培，分别为15ml扩培、200ml扩培、20L扩培、750L扩培、7500L扩培，
实验室扩培发酵液所使用的仪器和麦汁必须达到绝对无菌，车间扩培采用全自动扩培系统，但仍需要关注充氧空气的灭菌处理，整个扩培过程中，杂菌总数（野生酵母WLN-A+野生酵母MYGP+CUSO4+有害菌）要做到小于1个/ml。
2.2.3 CIP系统
CIP系统（Clean In Place原位清洗系统），由清洗剂系统、循环系统构成。不同种类的啤酒浓度和细菌残留都有所不同，需采用不同的清洗剂和不一样的清洗时间。
影响CIP的主要因素有两个，一是时间，清洗时间不是越长越好，还需要考虑经济成本和运行效率。二是清洗液浓度和流速，清洗效果会随清洗液浓度增大而变好，但会增加水清洗的次数，清洗液流速变高，需要的量就会变大，成本就会变大。
当CIP被耐高温的水细菌（芽孢杆菌及多变黄杆菌）污染时，CIP罐本身需要手动进去重新刷洗。并清洗排空后重新配制清洗灭菌剂，相应提高作用浓度。同时提高开罐检查清洗效果的频率，看CIP是否有效。
2.2.4 啤酒预过滤过程中的微生物控制
在进行无菌膜低温过滤之前，纯生啤酒需要经过预处理，一般是硅藻土过滤搭配过滤精度1—2m的膜过滤，此时温度要求达到85-90摄氏度，以控制纯生啤酒的微生物含量在50 /lOOmL 以下。
2.2.5 车间的微生物控制
啤酒生产主要在大罐及管道空间内进行，阀门、连接处与软管在和空气，麦汁，成品酒液接触后容易形成卫生死角，微生物分泌胞外聚合物附着在管壁和罐壁上形成生物膜，这时就需要进行手动清洗。
在重启生产线或者生产机器大修过后，设备需要重新进行CIP清洗。对软管和备用管要做到专管专用，软管有破损及时更换，备用管未使用时需灌满消毒剂。
生产工作间要挂紫外灯，紫外灯不宜悬挂过高，会影响使用效果，每天固定时间开紫外灯杀菌2小时，另外注意紫外灯要在无人的环境下使用。
2.3 低温无菌膜过滤的管理控制
为防止膜堵塞，啤酒厂可选择进口麦芽进行酿造，在清酒过滤时，选择交联聚维酮、硅藻土、硅胶可有效辅助无菌膜的过滤。
当无菌膜过滤系统的压差达到300mbar以上时，CIP 清洗和过滤过程中的压力会对滤芯产生冲击作用，CIP的碱洗和热水往往无法恢复低温无菌膜的过滤通量。低温无菌膜连续过滤时间一般不超过12个小时。在使用一段时间后，要定期拆开进行内部检查和滤芯单支完整性检测，以确保每支滤芯处于完好状态。
2.4 无菌灌装
2.4.1 空气
啤酒生产中有很多道工序要与空气直接接触，酵母扩培、发酵、制麦、灌装、都有可能被污染。发酵、灌装车间的空气要进行二级过滤，酵母扩培要进行三级过滤。空气过滤和运输管道也要进行清洁消毒，进气口和出气口要保持远距离。
每日生产前对灌装间进行臭氧灭菌，并在生产时保证室内空气正压。
2.4.2 啤酒瓶
虽然国内开始流行易拉罐包装，部分中高档啤酒采用一次性玻璃新瓶，但受制于经济成本，大部分普通啤酒仍然采用玻璃旧瓶，旧瓶回收后在洗瓶机经过碱I洗、碱II洗、热水洗、清水喷淋后，再通过红外检测洗瓶效果，在灌装过程中再用110-130摄氏度蒸汽灭菌，以保证啤酒瓶的杀菌效果
2.4.3 瓶盖与压盖
生产瓶盖要求无菌并进行无菌封装，在使用时要进行紫外线杀菌。
在灌酒压盖之前，需要先对压盖头和酒针进行棉签擦拭检测。二次污染形成的第一步是醋酸菌停留在灌装设备表面，因此可以用生理盐水润湿棉签，擦拭取样点后，放入2:1稀释的NBB-B培养基150ml，27摄氏度好氧环境下培养三天，若培养基变浑浊，则检测点不合格。
当检测不变色率小于90%时，就要进行预警，检查泡沫清洗浓度是否异常，对灌装设备进行消毒。
2.4.4 工艺用水
制水间的酿造水、软化水、反渗水、自来水都要经过杂菌（小于100个/ml）和大肠杆菌（小于1个/ml）检测后才能使用，
2.4.5 灌装设备
灌酒区域自身配备CIP系统，在进行日常维护的时候，人员需要对不容易清洗的部位手动清洗，每周用雾化消毒剂对空气消毒一次。灌装设备每灌装4小时进行一次泡沫清洗，能有效抑制微生物在设备表面的生长。
3 小结
现代化啤酒生产方式中，微生物管理是重中之重，对实验室要进行重点管理，加强员工培训，保障实验室的扩培、检测系统全程无污染。对生产设备，要进行定期检查且对关键部位进行二次核查。糖化与发酵是啤酒酿造的主体，依靠CIP清洗的同时，需要做到时时刻刻关注酸、碱液的配比与清洗效果，根据效果随时调整清洗液浓度与清洗时间。
参考文献
[1]陈学中.啤酒厂灌装车间的卫生管理和微生物控制[J].啤酒科,2008,No.122,48-49.
[2]刘翔;李勇.中小型啤酒厂生产过程中的微生物质量保证研究[J].酿酒科技,2005,22-25+28.
论文作者:许克涵
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/12
标签：酵母论文; 微生物论文; 啤酒论文; 啤酒厂论文; 实验室论文; 雪花论文; 细菌论文; 《科学与技术》2019年第15期论文;