啤酒為什么會變質(zhì)？與哪些微生物有關(guān)？
啤酒為什么會變質(zhì)？與哪些微生物有關(guān)？
迄今為止，僅發(fā)現(xiàn)有少數(shù)幾類細菌能在啤酒這種惡劣條件下生長并使啤酒腐敗變質(zhì)，包括革蘭陽性菌和陰性菌(表1)。革蘭陽性菌幾乎都屬于乳酸菌，對生產(chǎn)危害性最大，70%以上的啤酒腐敗變質(zhì)都與這類菌有關(guān)；革蘭陰性菌Pectinatus和Megasphaera是導致啤酒腐敗變質(zhì)的第二主要微生物，因為現(xiàn)代啤酒技術(shù)已大幅降低了成品啤酒中的氧含量，這類嚴格厭氧菌在啤酒腐敗變質(zhì)中的作用正在逐漸增加；與細菌相比，野生酵母對啤酒腐敗變質(zhì)較不嚴重，但卻很難從釀酒酵母中除去。
表1啤酒微生物及其對啤酒質(zhì)量的影響
注：“+”代表反應陽性；“-”代表反應陰性
乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB)
LAB是革蘭陽性、非生孢子的桿菌或球菌，嚴格發(fā)酵型、兼性厭氧。啤酒LAB具有抗啤酒花活性，能在普通LAB無法存活的啤酒中生長，主要通過產(chǎn)生絮狀物和形成酸味與非典型氣味等使啤酒腐敗變質(zhì)。最主要的啤酒LAB是Lb.brevis，能形成各種異味和芳香味并使啤酒混濁；其次是Ped.damnosus，能產(chǎn)生雙乙酰等各種不良風味。
一般而言，啤酒花的存在可以保障革蘭陽性菌不能在啤酒中生長，但某些LAB在適應啤酒花的過程中，進化出抗啤酒花基因horA和horC等，而在啤酒中生存并腐敗啤酒。horA和horC基因分別編碼ATP依賴型和質(zhì)子動勢依賴型多藥轉(zhuǎn)運蛋白，賦予LAB啤酒花抗性。LAB的啤酒腐敗變質(zhì)能力與菌種狀態(tài)相關(guān)，啤酒花抗性是唯一的種間差異，其典型特征是腐敗菌和非腐敗菌共存于同一類LAB中。
乳桿菌(Lactobacillus)
并不是所有乳桿菌都能在啤酒中生長，事實上，只有少數(shù)乳桿菌才能腐敗啤酒。Lb.brevis在啤酒生產(chǎn)過程中被檢出的頻率較高，是專性異型發(fā)酵菌，一般對啤酒花具有抗性。Lb.lindneri是僅次于Lb.brevis的啤酒腐敗變質(zhì)乳桿菌，大約15%～20%的啤酒腐敗變質(zhì)是由其引起的，該菌對啤酒花具有高抗性，耐熱溫度比其他LAB高。與上述兩菌相比，Lb.buchneri、Lb.casei、Lb.coryneformis、Lb.curvatus和Lb.plantarum則是不常見的啤酒腐敗變質(zhì)LAB，Lb.brevisimilis、Lb.malefermentans、Lb.parabuchneri、Lb.collinoides和Lb.paracaseisubsp.paracasei也曾經(jīng)被報道是啤酒腐敗變質(zhì)LAB。
小球菌(Pediococcus)
Pediococcus是革蘭陽性球菌，同型發(fā)酵，能在啤酒中生長并產(chǎn)生絲狀物和大量雙乙酰，存在于從麥汁到成品啤酒的各個釀造環(huán)節(jié)。生產(chǎn)中已發(fā)現(xiàn)的小球菌包括Ped.acidilactici、Ped.damnosus、Ped.dextrinicus、Ped.halophilus、Ped.inopinatus、Ped.Parvulus和Ped.pentosaceus，其中，Ped.damnosus是最常見的啤酒腐敗變質(zhì)菌，能夠抗啤酒花，通常在啤酒和后酵過程中出現(xiàn)，很少在接種酵母中被檢出。而Ped.inopinatus則經(jīng)常在接種酵母中被檢出，但很少在發(fā)酵過程的其他階段發(fā)現(xiàn)。Ped.inopinatus和Ped.dextrinicus能在高于pH 4.2和低酒精、低啤酒花濃度的啤酒中生長，但從未發(fā)現(xiàn)Ped.pentsaceus和Ped.acidilactici會影響成品啤酒的質(zhì)量。
醋酸菌(Acetic acid bacteria)
醋酸菌有10個屬，與啤酒腐敗變質(zhì)有關(guān)的主要是G.oxydans。因為能將酒精氧化為乙酸，醋酸菌能在高酒精度中生存，并產(chǎn)生尖酸的異味和芳香味。醋酸菌污染大都發(fā)生在灌裝線上，且與氧通量有關(guān)。在灌裝和過濾工序中，70%污染微生物是A.pasteurianussubsp.pasteurianus，在發(fā)酵過程和清酒罐中也偶爾發(fā)現(xiàn)有Acetobacter和Gluconobacter污染。
腸桿菌(Enterobacteriaceae)
只有少數(shù)腸桿菌偶爾會被發(fā)現(xiàn)與啤酒釀造相關(guān)，如O.proteus、R.aquatilis和Citrobacterfreundii。O.proteus通過產(chǎn)生乙偶姻、乳酸、丙醇、DMS、異丁醇和2,3-丁二醇腐敗啤酒和麥汁，一般只在接種酵母中發(fā)現(xiàn)，且在發(fā)酵前24 h具有重要影響，用污染有O.proteus的酵母釀造的啤酒會產(chǎn)生一種歐洲防風草樣或水果異味。Cb.freundii和R.aquatilis通過產(chǎn)生雙乙酰、二甲基硫化物、乙偶姻、乙醛、乳酸和2,3-丁二醇等形成的各種異味和芳香物而影響啤酒質(zhì)量，這些化合物的產(chǎn)生總是發(fā)生在發(fā)酵的開始階段。Enterobacteragglomerans也是一種污染接種酵母的腐敗菌，能夠延遲發(fā)酵過程，當麥汁被E.agglomerans污染后，所釀啤酒會含有不正常的高水平雙乙酰和二甲硫醚。
發(fā)酵單胞菌屬(Zymomonas)
Z.mobilis是發(fā)酵單胞菌中第一個分離到的啤酒腐敗變質(zhì)菌，耐氧性厭氧，在pH 3.4以上和酒精濃度(體積分數(shù))10%以下生長，一般都在灌裝階段被發(fā)現(xiàn)。因為發(fā)酵過程中產(chǎn)生高水平的乙醛和硫化氫，通常使啤酒具有果味和硫化物味特征，其啤酒腐敗變質(zhì)活性與Pectinatus菌相似。
果膠桿菌(Pectinatus)
果膠桿菌是嚴格厭氧的革蘭陰性菌，能產(chǎn)生大量乙酸、丙酸和乙偶姻而使啤酒混濁，已在很多啤酒生產(chǎn)線上分離到這類菌，大約在20%～30%微生物污染中起主要作用，特別是在非巴氏殺菌的啤酒中。目前已確認的有Pec.cerevisiiphilus、Pec.frisingensis和Pec.haikarae，它們因形成各種脂肪酸、硫化氫和甲硫醇等，使啤酒混濁并有類似臭雞蛋的難聞氣味，主要感染未經(jīng)巴氏殺菌的啤酒。
巨型球菌(Megasphaera)
巨型球菌是嚴格厭氧的革蘭陰性菌，腐敗特征是混濁，并形成大量丁酸和少量乙酸、異戊酸、己酸與乙偶姻。這類菌只在發(fā)酵開始階段出現(xiàn)，當酒精濃度高于2.8%時抑制生長，但酒精濃度高于5.5%時才完全不生長。巨型球菌一般都與果膠桿菌同時出現(xiàn)，大約與3%～7%的啤酒腐敗變質(zhì)有關(guān)。由于現(xiàn)代灌裝技術(shù)大幅降低了成品啤酒中的氧含量，由Megasphaera和Pectinatus引起的啤酒腐敗變質(zhì)正呈上升趨勢。目前已發(fā)現(xiàn)M.cerevisiae、M.paucivorans和M.sueciensis與啤酒腐敗變質(zhì)有關(guān)，與Pectinatus菌一樣，所產(chǎn)硫化氫會使啤酒有一種糞便氣味，主要感染低酒精度的非巴氏殺菌啤酒。
相關(guān)新聞推薦
1、?4株金黃色葡萄球菌噬菌體形態(tài)、生物學特性、生長曲線及基因組特征（一）
3、鴨瘟病毒DEV gG 基因缺失株的構(gòu)建、體外生長曲線和蝕斑形成能力測定