Я перепроверил еще раз. Да, двоеточие не при чем.
А влияло
fastcgi_ignore_headers "Set-Cookie";

В доке ничего не нашел про это. Что же оно делает?

Также используется
fastcgi_hide_header "Set-Cookie";
Это работает предсказуемо - не отправляет хеадер клиенту.