啤酒为什么会变质？与哪些微生物有关？
啤酒为什么会变质？与哪些微生物有关？
迄今为止，仅发现有少数几类细菌能在啤酒这种恶劣条件下生长并使啤酒腐败变质，包括革兰阳性菌和阴性菌(表1)。革兰阳性菌几乎都属于乳酸菌，对生产危害性最大，70%以上的啤酒腐败变质都与这类菌有关；革兰阴性菌Pectinatus和Megasphaera是导致啤酒腐败变质的第二主要微生物，因为现代啤酒技术已大幅降低了成品啤酒中的氧含量，这类严格厌氧菌在啤酒腐败变质中的作用正在逐渐增加；与细菌相比，野生酵母对啤酒腐败变质较不严重，但却很难从酿酒酵母中除去。
表1啤酒微生物及其对啤酒质量的影响
注：“+”代表反应阳性；“-”代表反应阴性
乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB)
LAB是革兰阳性、非生孢子的杆菌或球菌，严格发酵型、兼性厌氧。啤酒LAB具有抗啤酒花活性，能在普通LAB无法存活的啤酒中生长，主要通过产生絮状物和形成酸味与非典型气味等使啤酒腐败变质。最主要的啤酒LAB是Lb.brevis，能形成各种异味和芳香味并使啤酒混浊；其次是Ped.damnosus，能产生双乙酰等各种不良风味。
一般而言，啤酒花的存在可以保障革兰阳性菌不能在啤酒中生长，但某些LAB在适应啤酒花的过程中，进化出抗啤酒花基因horA和horC等，而在啤酒中生存并腐败啤酒。horA和horC基因分别编码ATP依赖型和质子动势依赖型多药转运蛋白，赋予LAB啤酒花抗性。LAB的啤酒腐败变质能力与菌种状态相关，啤酒花抗性是唯一的种间差异，其典型特征是腐败菌和非腐败菌共存于同一类LAB中。
乳杆菌(Lactobacillus)
并不是所有乳杆菌都能在啤酒中生长，事实上，只有少数乳杆菌才能腐败啤酒。Lb.brevis在啤酒生产过程中被检出的频率较高，是专性异型发酵菌，一般对啤酒花具有抗性。Lb.lindneri是仅次于Lb.brevis的啤酒腐败变质乳杆菌，大约15%～20%的啤酒腐败变质是由其引起的，该菌对啤酒花具有高抗性，耐热温度比其他LAB高。与上述两菌相比，Lb.buchneri、Lb.casei、Lb.coryneformis、Lb.curvatus和Lb.plantarum则是不常见的啤酒腐败变质LAB，Lb.brevisimilis、Lb.malefermentans、Lb.parabuchneri、Lb.collinoides和Lb.paracaseisubsp.paracasei也曾经被报道是啤酒腐败变质LAB。
小球菌(Pediococcus)
Pediococcus是革兰阳性球菌，同型发酵，能在啤酒中生长并产生丝状物和大量双乙酰，存在于从麦汁到成品啤酒的各个酿造环节。生产中已发现的小球菌包括Ped.acidilactici、Ped.damnosus、Ped.dextrinicus、Ped.halophilus、Ped.inopinatus、Ped.Parvulus和Ped.pentosaceus，其中，Ped.damnosus是最常见的啤酒腐败变质菌，能够抗啤酒花，通常在啤酒和后酵过程中出现，很少在接种酵母中被检出。而Ped.inopinatus则经常在接种酵母中被检出，但很少在发酵过程的其他阶段发现。Ped.inopinatus和Ped.dextrinicus能在高于pH 4.2和低酒精、低啤酒花浓度的啤酒中生长，但从未发现Ped.pentsaceus和Ped.acidilactici会影响成品啤酒的质量。
醋酸菌(Acetic acid bacteria)
醋酸菌有10个属，与啤酒腐败变质有关的主要是G.oxydans。因为能将酒精氧化为乙酸，醋酸菌能在高酒精度中生存，并产生尖酸的异味和芳香味。醋酸菌污染大都发生在灌装线上，且与氧通量有关。在灌装和过滤工序中，70%污染微生物是A.pasteurianussubsp.pasteurianus，在发酵过程和清酒罐中也偶尔发现有Acetobacter和Gluconobacter污染。
肠杆菌(Enterobacteriaceae)
只有少数肠杆菌偶尔会被发现与啤酒酿造相关，如O.proteus、R.aquatilis和Citrobacterfreundii。O.proteus通过产生乙偶姻、乳酸、丙醇、DMS、异丁醇和2,3-丁二醇腐败啤酒和麦汁，一般只在接种酵母中发现，且在发酵前24 h具有重要影响，用污染有O.proteus的酵母酿造的啤酒会产生一种欧洲防风草样或水果异味。Cb.freundii和R.aquatilis通过产生双乙酰、二甲基硫化物、乙偶姻、乙醛、乳酸和2,3-丁二醇等形成的各种异味和芳香物而影响啤酒质量，这些化合物的产生总是发生在发酵的开始阶段。Enterobacteragglomerans也是一种污染接种酵母的腐败菌，能够延迟发酵过程，当麦汁被E.agglomerans污染后，所酿啤酒会含有不正常的高水平双乙酰和二甲硫醚。
发酵单胞菌属(Zymomonas)
Z.mobilis是发酵单胞菌中第一个分离到的啤酒腐败变质菌，耐氧性厌氧，在pH 3.4以上和酒精浓度(体积分数)10%以下生长，一般都在灌装阶段被发现。因为发酵过程中产生高水平的乙醛和硫化氢，通常使啤酒具有果味和硫化物味特征，其啤酒腐败变质活性与Pectinatus菌相似。
果胶杆菌(Pectinatus)
果胶杆菌是严格厌氧的革兰阴性菌，能产生大量乙酸、丙酸和乙偶姻而使啤酒混浊，已在很多啤酒生产线上分离到这类菌，大约在20%～30%微生物污染中起主要作用，特别是在非巴氏杀菌的啤酒中。目前已确认的有Pec.cerevisiiphilus、Pec.frisingensis和Pec.haikarae，它们因形成各种脂肪酸、硫化氢和甲硫醇等，使啤酒混浊并有类似臭鸡蛋的难闻气味，主要感染未经巴氏杀菌的啤酒。
巨型球菌(Megasphaera)
巨型球菌是严格厌氧的革兰阴性菌，腐败特征是混浊，并形成大量丁酸和少量乙酸、异戊酸、己酸与乙偶姻。这类菌只在发酵开始阶段出现，当酒精浓度高于2.8%时抑制生长，但酒精浓度高于5.5%时才完全不生长。巨型球菌一般都与果胶杆菌同时出现，大约与3%～7%的啤酒腐败变质有关。由于现代灌装技术大幅降低了成品啤酒中的氧含量，由Megasphaera和Pectinatus引起的啤酒腐败变质正呈上升趋势。目前已发现M.cerevisiae、M.paucivorans和M.sueciensis与啤酒腐败变质有关，与Pectinatus菌一样，所产硫化氢会使啤酒有一种粪便气味，主要感染低酒精度的非巴氏杀菌啤酒。