食品安全
啤酒变质测试：酿酒厂综合指南
对于任何一家成功的啤酒厂来说，保持啤酒质量并最大限度地减少腐败都是重中之重。啤酒腐败微生物 (BSM) 可导致异味、不良香气和保质期缩短，造成严重的经济损失。为了应对这一挑战，啤酒厂必须彻底了解常见的啤酒腐败微生物，并采用可靠的检测方法。在本指南中，我们将深入探讨啤酒腐败的世界，研究微生物污染的影响，并探讨实时定量 PCR 如何在酿造过程的各个阶段提供快速可靠的污染物检测解决方案。
什么是啤酒变质？
啤酒变质是指啤酒酿造者认为有害的微生物生长导致的啤酒风味、香气或外观的不良改变。这些微生物被称为 "啤酒腐败菌"，主要包括 40 种酵母和 50 种细菌，它们可以在恶劣的啤酒环境中生存。这种环境的特点是乙醇含量高（0.5-10% w/w）、pH 值低（3.8-4.7）、啤酒花衍生的抗菌化合物（异𝛼-acids 高达 55 ppm）、低氧和营养有限。
啤酒变质会大大缩短保质期，并可能因产品召回或消费者拒收而给酿酒厂带来巨大的经济损失。然而，"变质 "的概念是主观的，取决于酿酒师的意图和消费者的期望，因为有些啤酒风格（如酸啤酒）会故意加入 BSM 以获得所需的感官特性。
常见的啤酒腐败微生物有哪些？
啤酒变质可由各种微生物引起，包括细菌、野生酵母和霉菌。下表总结了最常见的啤酒腐败微生物及其相关异味和缺陷：
| 微生物 | 类型 | 异味和缺陷 |
|---|---|---|
| 乳酸杆菌属 | 革兰氏阳性菌 | 乳酸（酸味）、双乙酰（奶油味）、硫化氢（臭鸡蛋味）、腐烂、浑浊 |
| 木薯球菌属 | 革兰氏阳性菌 | 乳酸（酸味）、双乙酰（奶油味）、腐臭、浑浊 |
| Megasphaeraspp. | 革兰氏阴性菌 | 丁酸（酸败味）、硫化氢（臭鸡蛋味）、硫醇（臭味） |
| 果胶菌属 | 革兰氏阴性菌 | 丙酸（醋）、硫化氢（臭鸡蛋）、硫醇（臭味） |
| 酵母菌属 | 革兰氏阴性菌 | 乙醛（青苹果）、硫化氢（臭鸡蛋）、二甲基硫醚（熟蔬菜） |
| 酵母菌属（野生菌株） | 酵母菌 | 酚类异味（丁香、药味）、酯类过多（果味）、浑浊 |
| 酵母菌属 | 酵母菌 | 醋酸（醋）、四氢吡啶（霉味）、酚类异味（畜牧场、马毯子味） |
| 黑曲霉 | 霉菌 | 霉菌毒素、异味、浑浊 |
这些污染啤酒的微生物可通过各种途径进入酿造过程，如受污染的原材料（如麦芽、啤酒花、水）、空气、酿造设备和包装材料。 为了最大限度地降低啤酒变质的风险，啤酒厂必须在整个酿造过程中实施严格的个人卫生和环境卫生规范，并进行常规微生物监测。
啤酒污染事件
啤酒变质事件凸显了啤酒厂在保持微生物质量控制方面面临的持续挑战。2016 年，美国一家大型啤酒厂因乳酸菌 污染而大规模召回产品，乳酸菌 是一种啤酒腐败菌，能够产生乳酸和其他异味。污染被追溯到啤酒厂的酵母繁殖系统，强调了在整个酿造过程中进行全面微生物监测的重要性。
由于其独特的成分和生产工艺，无醇啤酒和低醇啤酒特别容易受到微生物腐败的影响。作为天然抗菌剂的乙醇不存在或含量降低，再加上较高的 pH 值和残留糖分，形成了更有利于啤酒腐败微生物生长的环境。2020 年，一家著名的爱尔兰啤酒酿造商被迫在英国召回其最近推出的无酒精黑啤酒，原因是可能存在微生物污染。
检测啤酒腐败变质的传统方法
检测啤酒腐败微生物的传统方法依赖于使用选择性培养基的培养技术。这些方法是将啤酒样品培养在琼脂培养基上，以支持特定 BMS 的生长，同时抑制其他微生物的生长。例如，添加了环己亚胺的 de Man、Rogosa 和 Sharpe（MRS）琼脂常用于分离和计数啤酒中的乳酸菌（LAB）。
同样，通用啤酒琼脂（UBA）和 Raka-Ray 琼脂也分别用于检测Pediococcus和Lactobacillus菌种。然而，传统的培养法有一些局限性。它们耗时较长，通常需要 5-7 天才能形成明显的菌落，从而延误了污染事件的识别。这些方法缺乏灵敏度，检测限为 102-103 CFU/mL，导致低水平污染被忽视。
此外，基于培养的技术也无法检测到可存活但不可培养（VBNC）的微生物，这些微生物在啤酒的压力条件下会进入休眠状态，但仍具有腐败潜力。
微菌落法是一种改进的基于培养的方法，可以提高 BSM 检测的速度和灵敏度。这种技术包括对啤酒样品进行膜过滤，然后在选择性培养基上培养 24-48 小时。然后用羧基二乙酸荧光素（CFDA）等荧光染料对产生的微菌落进行染色，并在显微镜下进行计数，从而检测出生长缓慢的细胞和 VBNC 细胞。虽然微菌落法与传统的电镀法相比具有一些优势，但它仍然需要专门的设备和训练有素的人员，这限制了它在酿酒厂的广泛应用。
Hygiena 先进的啤酒腐败变质检测解决方案
啤酒酿造过程中的污染可能发生在不同阶段，最早可从原料开始。为了降低啤酒变质的风险，啤酒厂必须实施一套强有力的安全检测计划，涵盖从原料到成品的每一个酿造步骤。通过在关键控制点采用快速灵敏的检测方法，啤酒厂可以快速检测出潜在的污染，采取纠正措施，并大大降低啤酒变质的几率。
Hygiena® 提供全面、先进的解决方案，用于检测和预防啤酒酿造过程中每个阶段的腐败微生物。从原料到成品，Hygiena 提供量身定制的检测方法，帮助各种规模的啤酒厂确保啤酒的质量和一致性。在本节中，我们将探讨 Hygiena 为酿造过程中的每一步提供的各种解决方案，帮助酿酒商保持最高的卫生标准，为客户提供卓越的产品。
原料：及早发现啤酒微生物污染
啤酒生产中使用的原材料，如麦芽、谷物和水，可能是微生物污染的重要来源。麦芽和谷物特别容易受到曲霉菌的污染，曲霉菌会产生黄曲霉毒素 B1 等霉菌毒素。这些霉菌毒素会导致成品啤酒出现异味并对健康造成潜在威胁。此外，酿造过程中使用的水可能含有支持啤酒腐败微生物生长的有机污染物。
及早发现这些污染物是酿造无变质啤酒的关键。酿酒厂可以利用Helica® 黄曲霉毒素 B1 酶联免疫吸附试剂盒等检测工具，快速筛查麦芽和谷物中的黄曲霉毒素 B1，让酿酒厂在受污染的原料进入生产流程之前就能识别并剔除它们。为了更有针对性地检测曲霉菌种，foodproof ® 曲霉菌检测试剂盒采用实时 PCR 技术，可鉴定原料中的四种主要曲霉菌种（ 黄曲霉、烟曲霉、黑曲霉和赤 曲霉）。这种对腐败霉菌的早期检测有助于啤酒厂防止在酿造过程中引入霉菌毒素和异味。
通过实施严格的原料检测计划，啤酒厂可以确保原料的质量，最大限度地降低在生产过程中引入啤酒腐败微生物的风险，并最终保护成品啤酒的质量和安全。
生产过程中：酿造过程中的啤酒腐败检测
过程中检测对啤酒生产至关重要，因为酿造环境在不同阶段都非常有利于微生物的生长。在糖化过程中，温暖的温度（60-70 ℃）和高水分含量为嗜热乳酸菌（如delbrueckii 乳杆菌和amylovorus 乳杆菌）的繁殖提供了理想的条件。
同样，发酵阶段也有可能滋生啤酒腐败菌，如Pediococcus和Lactobacillus菌种，以及野生酵母菌株，如Saccharomyces cerevisiaevar.diastaticus和Brettanomycesspp.这些微生物会代谢残留糖分，产生异味、酸度和浑浊度，影响啤酒的质量和稳定性。
此外，如果不遵循正确的卫生和清洁做法，包括调制、过滤和包装在内的后发酵过程也会引入污染物。啤酒污损菌在设备表面形成的生物膜可能成为持久的污染源，如果得不到有效解决，就会导致腐败事件反复发生。
啤酒厂可以使用快速灵敏的方法（如 Hygiena 的食品级啤酒筛选和食品级腐败酵母检测试剂盒）进行过程中检测，从而在生产过程的早期发现并减轻微生物污染。
这些检测试剂盒为啤酒厂提供了一种在生产过程中检测啤酒腐败微生物的快速、可靠的方法，具有以下几个主要优点：
- 有针对性地检测 30 多种啤酒腐败菌，包括乳酸杆菌、木薯球菌、果胶菌和Megasphaera菌种。
- 通过区分乳酸菌和啤酒污染厌氧菌，可采取有针对性的纠正措施，防止污染扩散。
- 检测啤酒花耐受基因horA和horC，了解检测到的细菌的腐败潜力。
- 鉴定最重要的野生酵母种类和菌株，如酿酒 酵母 变种 和酒香酵母菌属。
- 直接取样或浓缩后 2 小时内快速得出结果，操作时间少于 40 分钟，可及早识别污染事件。
- 灵敏度高，检测限为 1-10 CFU/mL，可识别传统方法可能无法发现的低水平污染。
- 与各种 qPCR 仪器兼容，确保轻松集成到现有的实验室基础设施中。
通过将这些试剂盒纳入生产过程质量控制程序，酿酒厂可以在污染事件导致大规模变质之前快速识别和处理。在生产过程的早期检测出低水平的问题微生物，就可以立即采取纠正措施，如重新消毒设备或转移受污染的产品，最终节省时间和金钱。
环境监测：主动污染控制
环境监测是啤酒厂主动预防污染的关键环节，因为污染可能通过各种途径进入，如处理原材料、设备消毒不充分和生物膜。Hygiena 的EnSURE® Touch 荧光仪与UltraSnap® ATP 测试和MicroSnap® 指示生物 测试一起，为验证酿造环境的清洁度提供了一种快速可靠的方法。通过测量设备和表面的 ATP 水平，啤酒厂可以快速评估其清洁和消毒程序的有效性，确定需要额外注意的区域。
EnSURE Touch 与 SureTrend® 软件兼容，可对环境监测数据进行长期跟踪和趋势分析，从而增强了其有效性。SureTrend 可帮助酿酒厂识别污染风险的模式和趋势，从而采取积极措施防止污染事件的发生，例如处理特定设备上持续较高的 ATP 水平，这可能表明存在生物膜或其他持久性污染源。
此外，SureTrend 还能帮助酿酒厂确定其设施内持续存在污染问题的特定区域，例如卫生设计较差、难以清洁的区域。通过重点关注这些有问题的区域并实施有针对性的纠正措施，啤酒厂可以有效降低整体污染风险并保持较高的环境卫生水平。
最终产品：确保最后一步的质量
最终产品检测对于确保啤酒在到达消费者手中之前不受污染至关重要。即使在生产过程中进行了严格的检测和环境监测，啤酒污染微生物仍有可能在生产的最后阶段（如装瓶和封盖）持续存在或被引入。检测和处理这些阶段的任何污染对于防止不合格或变质啤酒的排放至关重要。
传统的基于培养的啤酒变质微生物检测方法需要几天到几周的时间才能得出结果，这会大大延迟产品的上市时间，给啤酒厂，尤其是资源有限的小型手工啤酒厂带来现金流问题。Hygiena 的 foodproof 啤酒筛选和 foodproof 腐败酵母检测试剂盒提供了快速可靠的解决方案，可在富集 2 小时后提供结果。这些试剂盒可以有针对性地检测 30 多种啤酒腐败菌，并鉴定最重要的野生酵母菌株，使酿酒厂能够更有信心地做出更快的产品投放决定。
除了微生物污染，成品啤酒中的总体真菌含量也是另一个需要考虑的重要因素。虽然某些啤酒（如酸啤酒）可能有意含有酵母和霉菌，但量化最终产品中的这些有机物有助于确保一致性并识别潜在的污染问题。Hygiena 的防食品酵母和霉菌定量 LyoKit是评估成品啤酒中真菌含量的重要工具，可让啤酒厂全面了解其产品的微生物概况。
过敏原是成品检测的另一个重要考虑因素。啤酒中可能含有多种过敏原，会对敏感人群造成不良反应，如麸质、亚硫酸盐、组胺、蛋清、牛奶和树坚果。验证产品标签是否准确反映了潜在过敏原的存在与否，对于确保消费者安全和符合法规要求至关重要。
Hygiena 为啤酒成品中的过敏原检测提供了一系列解决方案。AllerSnap®是一种快速灵敏的检测方法，可检测表面的总蛋白残留量，表明是否存在过敏原蛋白。它有助于验证设备清洁程序的有效性，防止交叉污染。在麸质检测方面，Hygiena 提供GlutenTox® Pro和GlutenTox Sticks Plus，它们是灵敏、快速、可靠的检测工具，可帮助酿酒厂遵守无麸质标签规定，满足乳糜泻或麸质敏感消费者的需求。对于无需实验室设备和基本技术知识的快速过敏原定量检测，酿酒厂可以利用 AlerTox® Sticks；这是针对特定过敏原（包括鸡蛋、牛奶、树坚果和芥末）的横向流动检测，可在短短 10 分钟内提供定性结果。为了确定产品是否可以接受过敏原水平，酿造商可以利用我们的 AlerTox ELISA 系列产品。
通过将 Hygiena 的全面检测解决方案纳入最终产品质量控制计划，酿酒厂可以解决微生物污染问题、评估真菌含量并确保过敏原标签的准确性。这种全面的最终产品检测方法有助于啤酒厂维护品牌声誉、客户信任并符合监管要求，同时向消费者提供安全、优质的啤酒。
在啤酒厂质量控制中整合 Hygiena 解决方案
Hygiena全面的饮料快速、灵敏和用户友好型检测解决方案组合可无缝集成到任何啤酒厂的质量控制程序中。我们的产品经过精心设计，最大限度地降低了采用成本，确保酿酒厂人员无需大量培训即可轻松理解和实施。
我们的检测设备（如 EnSURE Touch 荧光仪和 foodproof Beer Screening Kits）直观易用，可快速高效地融入现有工作流程。尽管使用方便，但 Hygiena 的产品具有无与伦比的性能、可靠性和可信度，为酿酒厂提供了信心，使其能够就污染预防和产品质量做出关键决策。有了 Hygiena 作为合作伙伴，啤酒厂可以放心地使用最先进、最可靠的工具，在整个酿造过程中保持最高的卫生和产品安全标准。
结论
正如我们在本指南中所看到的，有效的啤酒变质检测对任何成功的啤酒厂的质量控制项目都至关重要。从监测原料到验证最终产品，全面检测啤酒腐败微生物对于保持啤酒质量和保护品牌至关重要。通过将 Hygiena 的尖端解决方案纳入您的检测工作流程，您就可以放心，您的啤酒不会受到微生物污染的有害影响。今天就与 Hygiena 合作，优先进行啤酒变质检测，为您的啤酒厂的未来投资。
