啤酒中常見異味成分控制的研究進(jìn)展

2021-04-27 17:33:21 來源：食品安全導(dǎo)刊

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　　啤酒中常見異味成分控制的研究進(jìn)展

　　麥汁在經(jīng)過啤酒酵母發(fā)酵后，所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物中既含有乙醇和二氧化碳優(yōu)質(zhì)代謝產(chǎn)物，同時(shí)也包含影響啤酒風(fēng)味的雙乙酰、高級(jí)醇以及醛類物質(zhì)，這些物質(zhì)占總含量的比例為0.1%。如果能將這些物質(zhì)控制在合理的口味閾值范圍內(nèi)，可以起到良好的輔助作用，增添啤酒香氣、口感以及風(fēng)味；但是一旦超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，那么便會(huì)為啤酒帶來不和諧的異味，影響啤酒的穩(wěn)定性和一致性，最終破壞啤酒質(zhì)量。因此如何增強(qiáng)啤酒的風(fēng)味和質(zhì)量，控制和杜絕啤酒不良風(fēng)味，需進(jìn)行深入研究。

　　啤酒異味概述

　　苦味

　　產(chǎn)生原因啤酒具有苦味主要指的是啤酒的口感不細(xì)膩，入口之后會(huì)存在些許的苦感。啤酒具有苦味的原因，可以從原料以及工藝兩方面進(jìn)行分析：站在原料的角度，主要有以下幾方面的影響因素：首先，在啤酒的制作過程當(dāng)中加入了大量的鎂、錳離子、二氧化碳，導(dǎo)致無法平衡殘余堿度，引發(fā)苦味；其次是酒花的品質(zhì)產(chǎn)地不過關(guān)，再加上存放時(shí)間過長，營養(yǎng)成分丟失，達(dá)不到理想的添加效用；再次，麥芽的烘焙時(shí)間以及烘焙溫度超出合理范圍。而另一方面可以從糖化工藝以及發(fā)酵和后貯工藝入手。從前者來說，在經(jīng)過長時(shí)間的過濾和糖化后，麥汁受到大量脂肪酸物質(zhì)的影響，變得渾濁，同時(shí)由于混入的氧氣過多，多酚和氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生苦味；而從后者的工藝來講，貯酒罐中存在大量的酵母，再加上后貯溫度過高，管道發(fā)霉，從而加劇高級(jí)醇以及之類物質(zhì)的含量。

　　改善措施首先，所使用的麥芽以及水質(zhì)需具備合格的質(zhì)量。酒花的添加需要適量，其次合理控制渦旋槽徑高以及麥汁進(jìn)口流動(dòng)速度，從而產(chǎn)生最佳煮沸效果；再次，結(jié)合冷麥汁過濾和浮選分離法，將麥汁通風(fēng)量提高至300- 400L/t，從而能夠達(dá)到50~%60%的冷凝固物分離效果。

　　酵母味

　　啤酒具有過高的pH值、顏色偏深、泡沫性能變差等現(xiàn)象都是由于酵母異味所引起的。產(chǎn)生該種味道的原因，主要是由于酵母長時(shí)間處于過高的溫度中產(chǎn)生大量脂肪酸，在乙酸乙酯以及十二酸乙酯共同作用下，產(chǎn)生酵母味氣體。改善此類問題，一方面需要加強(qiáng)酵母的排放次數(shù)，維持酵母良好的生理狀態(tài)，降低酵母使用代數(shù)；而另一方面需要定時(shí)檢測酵母自溶時(shí)產(chǎn)生的癸酸量，一旦該種物質(zhì)含量超標(biāo)，便預(yù)示著啤酒已經(jīng)產(chǎn)生酵母味。

　　關(guān)于控制啤酒中雙乙酰含量

　　啤酒所產(chǎn)生的生青味道主要是由于雙乙酰含量超過0.10～0.15 mg/L口味閾值范圍所引起的。這種味道類似于飯餿味，影響啤酒感官質(zhì)量。因此對于該種物質(zhì)含量的降低，需要在后期不斷的加強(qiáng)研究和關(guān)注。

　　雙乙酰的形成方式分為4種：一是纈氨酸引發(fā)啤酒酵母產(chǎn)生α-乙酰乳酸，在非酶促氧化脫羧反應(yīng)下形成；二是輔酶A在乙酰輔酶A以及活性乙醛的縮合作用下得以釋放，進(jìn)而形成雙乙酰；三是微生物經(jīng)過乳酸菌以及鏈球菌的污染，經(jīng)過繁殖代謝產(chǎn)生α-乙酰乳酸；四是啤酒酵母在發(fā)酵后期菌體會(huì)發(fā)生溶解，α-乙酰乳酸與發(fā)酵液產(chǎn)生氧化反應(yīng)，便可產(chǎn)生雙乙酰。

　　啤酒成熟取決于雙乙酰含量以及還原程度，因此控制雙乙酰含量，需要圍繞α-乙酰乳酸物質(zhì)，加快該物質(zhì)的非酶促氧化分解、還原、降低該物質(zhì)的生成三方面進(jìn)行有效控制。第一，為了降低該物質(zhì)的生成量，可以控制麥汁當(dāng)中α-氨基酸態(tài)氮含量，使其含量范圍位于160～180 mg/L直接，從而產(chǎn)生良好的控制效果；第二，還原雙乙?；盍?，可以在發(fā)酵液中添加150μg/L含量的鋅鹽，除此之外為了加快發(fā)酵速度，控制酵母的增殖倍數(shù)，可以在酵母和麥汁當(dāng)中添加（12～16）×108個(gè)/mL接種量以及8～10 mg/L溶氧量，通過這樣的方式，可以達(dá)到雙重目的，既可以有效地還原雙乙酰，同時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生過量的α-乙酰乳酸；第三，α-乙酰乳酸的非酶促氧化分解，可以借助α-乙酰乳酸脫羧酶，α-乙酰乳酸被分解從而產(chǎn)生乙偶姻，雙乙酰含量從而減小。相關(guān)學(xué)者將0.5 g（/h·L）的ALDC產(chǎn)品濃縮液加入麥汁，可以在短時(shí)間內(nèi)完成發(fā)酵，從而降低雙乙酰含量，且不會(huì)影響啤酒質(zhì)量。將低溫接種以及低溫發(fā)酵的時(shí)間分別控制在6℃~7℃以及8℃~14℃之間，當(dāng)發(fā)酵度完成60%左右，在原有溫度的基礎(chǔ)之上，將溫度升至12℃到14℃之間，完成發(fā)酵過程后，迅速將溫度降回0℃~1℃。通過這樣的溫度控制過程，可以有效的還原雙乙酰以及完成α-乙酰乳酸的非酶氧化反應(yīng)。

　　需要注意的是，為避免雙乙酰揮發(fā)性，發(fā)酵前期和后期需要分別采取加壓發(fā)酵以及二氧化碳洗滌的方式，α-乙酰乳酸遇到氧氣之后，會(huì)發(fā)生反應(yīng)，形成雙乙酰，因此需要添加抗血壞酸、亞硫酸氫鈉等抗氧化劑。除此之外，還需采取相應(yīng)舉措檢測和控制雙乙酰含量，例如可以通過蒸餾的方式，使雙乙酰以及鄰苯二胺反應(yīng)產(chǎn)生2,3-二甲基喹喔啉，運(yùn)用公式X（雙乙酸含量）= A335 nm×E（換算系數(shù)）測定波長335nm處的雙乙酰含量。加強(qiáng)釀造環(huán)節(jié)的衛(wèi)生管理，同時(shí)運(yùn)用原位清洗系統(tǒng)，避免微生物污染麥汁。

　　控制啤酒中二甲基硫含量的研究

　　若要控制好啤酒中DMS的含量，必須從原料、工藝、設(shè)備等全方面嚴(yán)加把控才能有效降低啤酒中DMS的含量。選擇蛋白質(zhì)含量在9%～11%的大麥品種；選擇還原DMSO能力強(qiáng)、利用二甲基硫化物多、硫酸鹽滲透酶和亞硫酸鹽還原酶活性強(qiáng)的酵母菌株；適當(dāng)?shù)亟档徒湝囟群桶l(fā)芽溫度，縮短發(fā)芽時(shí)間會(huì)減少SMM的生成，從而降低了DMS的含量。在大麥發(fā)芽過程中，使用堿水浸麥和添加溴酸鉀都可抑制蛋白酶活性，減少可溶性氮含量，從而抑制SMM的生成。在糖化過程中，適當(dāng)增強(qiáng)煮沸強(qiáng)度有利于SMM受熱分解產(chǎn)生的DMS隨著麥汁煮沸蒸發(fā)而除去。SMM的水解受pH值影響，麥汁的pH值控制在5.2～5.6可以減少DMS的生成量。發(fā)酵期間采用CO2洗滌可促使發(fā)酵液中DMS的排出。采用低溫短時(shí)巴氏殺菌。包裝最好采用棕色瓶，可避免日光暴曬。MARCONI O等采用頂空毛細(xì)管柱氣相色譜法測定啤酒中DMS的含量，以此實(shí)時(shí)檢測啤酒中DMS的生成，保證啤酒的風(fēng)味質(zhì)量。制麥過程和釀造過程中要加強(qiáng)衛(wèi)生管理，避免各種微生物的污染。

　　控制啤酒中乙醛含量的研究

　　為了控制啤酒中乙醛含量，可從改進(jìn)發(fā)酵工藝，利用基因工程構(gòu)建重組菌株和改變啤酒酵母菌株的代謝途徑來進(jìn)行控制。在改進(jìn)發(fā)酵工藝方面：選擇乙醛峰值低且還原乙醛能力強(qiáng)的酵母；調(diào)整原輔料比例為7∶3；麥汁充氧量控制在5～8 mg/L范圍內(nèi)；麥汁pH值控制在5.0～5.2；適當(dāng)提高發(fā)酵溫度，加快乙醛還原速度從而降低乙醛含量；發(fā)酵后期采用CO2洗滌可促進(jìn)乙醛揮發(fā)；加強(qiáng)發(fā)酵過程中衛(wèi)生管理，防止微生物的污染。利用基因工程構(gòu)建重組菌株來獲得低乙醛啤酒酵母菌株是降低乙醛含量的一種有效方法。

　　結(jié)論

　　啤酒的風(fēng)味一致性與穩(wěn)定性是由各種風(fēng)味物質(zhì)共同作用的結(jié)果，其含量過高或過低都會(huì)影響啤酒的風(fēng)味質(zhì)量，必須采用合理、有效、正確的方法去控制啤酒中雙乙酰、乙醛、二甲基硫的含量，以此改善啤酒風(fēng)味，提高啤酒質(zhì)量。

　　隨著中國啤酒行業(yè)的發(fā)展以及消費(fèi)者對啤酒風(fēng)味、質(zhì)量要求的提高，應(yīng)從原料的選擇、糖化、發(fā)酵、灌裝等流程嚴(yán)加把控?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、氣相色譜-嗅覺檢測法、高效液相色譜法及頂空固相微萃取與氣質(zhì)聯(lián)用法等先進(jìn)檢測技術(shù)出現(xiàn)，將之運(yùn)用于啤酒釀造過程中產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)的檢測是有重要作用的。故應(yīng)建立完善的風(fēng)味物質(zhì)動(dòng)態(tài)檢測體系，結(jié)合現(xiàn)代儀器分析技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測啤酒生產(chǎn)過程中風(fēng)味物質(zhì)的含量，有效地控制啤酒風(fēng)味的一致性與穩(wěn)定性，保證啤酒質(zhì)量，這將是今后啤酒行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

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　　作者簡介：吳琳，漢族，籍貫：廣東珠海，工程師，本科學(xué)歷，主要從事啤酒企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)及運(yùn)營管理工作

　　吳琳

　　麒麟啤酒（珠海）有限公司廣東珠海 519000