啤酒中常见异味成分控制的研究进展

2021-04-27 17:33:21 来源：食品安全导刊

评论0条我来说两句

　　啤酒中常见异味成分控制的研究进展

　　麦汁在经过啤酒酵母发酵后，所产生的代谢产物中既含有乙醇和二氧化碳优质代谢产物，同时也包含影响啤酒风味的双乙酰、高级醇以及醛类物质，这些物质占总含量的比例为0.1%。如果能将这些物质控制在合理的口味阈值范围内，可以起到良好的辅助作用，增添啤酒香气、口感以及风味；但是一旦超出标准范围，那么便会为啤酒带来不和谐的异味，影响啤酒的稳定性和一致性，最终破坏啤酒质量。因此如何增强啤酒的风味和质量，控制和杜绝啤酒不良风味，需进行深入研究。

　　啤酒异味概述

　　苦味

　　产生原因啤酒具有苦味主要指的是啤酒的口感不细腻，入口之后会存在些许的苦感。啤酒具有苦味的原因，可以从原料以及工艺两方面进行分析：站在原料的角度，主要有以下几方面的影响因素：首先，在啤酒的制作过程当中加入了大量的镁、锰离子、二氧化碳，导致无法平衡残余碱度，引发苦味；其次是酒花的品质产地不过关，再加上存放时间过长，营养成分丢失，达不到理想的添加效用；再次，麦芽的烘焙时间以及烘焙温度超出合理范围。而另一方面可以从糖化工艺以及发酵和后贮工艺入手。从前者来说，在经过长时间的过滤和糖化后，麦汁受到大量脂肪酸物质的影响，变得浑浊，同时由于混入的氧气过多，多酚和氧发生化学反应，从而产生苦味；而从后者的工艺来讲，贮酒罐中存在大量的酵母，再加上后贮温度过高，管道发霉，从而加剧高级醇以及之类物质的含量。

　　改善措施首先，所使用的麦芽以及水质需具备合格的质量。酒花的添加需要适量，其次合理控制涡旋槽径高以及麦汁进口流动速度，从而产生最佳煮沸效果；再次，结合冷麦汁过滤和浮选分离法，将麦汁通风量提高至300- 400L/t，从而能够达到50~%60%的冷凝固物分离效果。

　　酵母味

　　啤酒具有过高的pH值、颜色偏深、泡沫性能变差等现象都是由于酵母异味所引起的。产生该种味道的原因，主要是由于酵母长时间处于过高的温度中产生大量脂肪酸，在乙酸乙酯以及十二酸乙酯共同作用下，产生酵母味气体。改善此类问题，一方面需要加强酵母的排放次数，维持酵母良好的生理状态，降低酵母使用代数；而另一方面需要定时检测酵母自溶时产生的癸酸量，一旦该种物质含量超标，便预示着啤酒已经产生酵母味。

　　关于控制啤酒中双乙酰含量

　　啤酒所产生的生青味道主要是由于双乙酰含量超过0.10～0.15 mg/L口味阈值范围所引起的。这种味道类似于饭馊味，影响啤酒感官质量。因此对于该种物质含量的降低，需要在后期不断的加强研究和关注。

　　双乙酰的形成方式分为4种：一是缬氨酸引发啤酒酵母产生α-乙酰乳酸，在非酶促氧化脱羧反应下形成；二是辅酶A在乙酰辅酶A以及活性乙醛的缩合作用下得以释放，进而形成双乙酰；三是微生物经过乳酸菌以及链球菌的污染，经过繁殖代谢产生α-乙酰乳酸；四是啤酒酵母在发酵后期菌体会发生溶解，α-乙酰乳酸与发酵液产生氧化反应，便可产生双乙酰。

　　啤酒成熟取决于双乙酰含量以及还原程度，因此控制双乙酰含量，需要围绕α-乙酰乳酸物质，加快该物质的非酶促氧化分解、还原、降低该物质的生成三方面进行有效控制。第一，为了降低该物质的生成量，可以控制麦汁当中α-氨基酸态氮含量，使其含量范围位于160～180 mg/L直接，从而产生良好的控制效果；第二，还原双乙酰活力，可以在发酵液中添加150μg/L含量的锌盐，除此之外为了加快发酵速度，控制酵母的增殖倍数，可以在酵母和麦汁当中添加（12～16）×108个/mL接种量以及8～10 mg/L溶氧量，通过这样的方式，可以达到双重目的，既可以有效地还原双乙酰，同时也不会产生过量的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-乙酰乳酸脱羧酶，α-乙酰乳酸被分解从而产生乙偶姻，双乙酰含量从而减小。相关学者将0.5 g（/h·L）的ALDC产品浓缩液加入麦汁，可以在短时间内完成发酵，从而降低双乙酰含量，且不会影响啤酒质量。将低温接种以及低温发酵的时间分别控制在6℃~7℃以及8℃~14℃之间，当发酵度完成60%左右，在原有温度的基础之上，将温度升至12℃到14℃之间，完成发酵过程后，迅速将温度降回0℃~1℃。通过这样的温度控制过程，可以有效的还原双乙酰以及完成α-乙酰乳酸的非酶氧化反应。

　　需要注意的是，为避免双乙酰挥发性，发酵前期和后期需要分别采取加压发酵以及二氧化碳洗涤的方式，α-乙酰乳酸遇到氧气之后，会发生反应，形成双乙酰，因此需要添加抗血坏酸、亚硫酸氢钠等抗氧化剂。除此之外，还需采取相应举措检测和控制双乙酰含量，例如可以通过蒸馏的方式，使双乙酰以及邻苯二胺反应产生2,3-二甲基喹喔啉，运用公式X（双乙酸含量）= A335 nm×E（换算系数）测定波长335nm处的双乙酰含量。加强酿造环节的卫生管理，同时运用原位清洗系统，避免微生物污染麦汁。

　　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，必须从原料、工艺、设备等全方面严加把控才能有效降低啤酒中DMS的含量。选择蛋白质含量在9%～11%的大麦品种；选择还原DMSO能力强、利用二甲基硫化物多、硫酸盐渗透酶和亚硫酸盐还原酶活性强的酵母菌株；适当地降低浸麦温度和发芽温度，缩短发芽时间会减少SMM的生成，从而降低了DMS的含量。在大麦发芽过程中，使用碱水浸麦和添加溴酸钾都可抑制蛋白酶活性，减少可溶性氮含量，从而抑制SMM的生成。在糖化过程中，适当增强煮沸强度有利于SMM受热分解产生的DMS随着麦汁煮沸蒸发而除去。SMM的水解受pH值影响，麦汁的pH值控制在5.2～5.6可以减少DMS的生成量。发酵期间采用CO2洗涤可促使发酵液中DMS的排出。采用低温短时巴氏杀菌。包装最好采用棕色瓶，可避免日光暴晒。MARCONI O等采用顶空毛细管柱气相色谱法测定啤酒中DMS的含量，以此实时检测啤酒中DMS的生成，保证啤酒的风味质量。制麦过程和酿造过程中要加强卫生管理，避免各种微生物的污染。

　　控制啤酒中乙醛含量的研究

　　为了控制啤酒中乙醛含量，可从改进发酵工艺，利用基因工程构建重组菌株和改变啤酒酵母菌株的代谢途径来进行控制。在改进发酵工艺方面：选择乙醛峰值低且还原乙醛能力强的酵母；调整原辅料比例为7∶3；麦汁充氧量控制在5～8 mg/L范围内；麦汁pH值控制在5.0～5.2；适当提高发酵温度，加快乙醛还原速度从而降低乙醛含量；发酵后期采用CO2洗涤可促进乙醛挥发；加强发酵过程中卫生管理，防止微生物的污染。利用基因工程构建重组菌株来获得低乙醛啤酒酵母菌株是降低乙醛含量的一种有效方法。

　　结论

　　啤酒的风味一致性与稳定性是由各种风味物质共同作用的结果，其含量过高或过低都会影响啤酒的风味质量，必须采用合理、有效、正确的方法去控制啤酒中双乙酰、乙醛、二甲基硫的含量，以此改善啤酒风味，提高啤酒质量。

　　随着中国啤酒行业的发展以及消费者对啤酒风味、质量要求的提高，应从原料的选择、糖化、发酵、灌装等流程严加把控。科学技术的发展，使得气相色谱-质谱联用法、气相色谱-嗅觉检测法、高效液相色谱法及顶空固相微萃取与气质联用法等先进检测技术出现，将之运用于啤酒酿造过程中产生的风味物质的检测是有重要作用的。故应建立完善的风味物质动态检测体系，结合现代仪器分析技术，实时监测啤酒生产过程中风味物质的含量，有效地控制啤酒风味的一致性与稳定性，保证啤酒质量，这将是今后啤酒行业发展的必然趋势。

　　参考文献：

　　[1]王然然，禹伟，陆健，等.α-乙酰乳酸脱羧酶对啤酒中双乙酰含量的影响[J].啤酒科技，2016（19）：59-65.

　　[2]韩勤英.影响成品啤酒双乙酰反弹的原因分析[J].啤酒科技，2015（12）： 60-62.

　　[3]高文举，卢先锋，郭继强.锌离子对啤酒发酵的影响[J].啤酒科技，2015（6）：15-18.

　　[4]王庆权，朱春杰. 超声波诱变选育低双乙酰啤酒酵母的研究[J].江苏调味副食品，2017（4）：28-31.

　　[5]石婷婷，李凭，肖冬光. ILV2 基因缺失对啤酒酵母生长与双乙酰代谢的影响[J].微生物学通报，2016，43（8）：1732-1738.

　　[6]李爱春，CRAMER J F，JENSEN L B，等.双乙酰控制[J].啤酒科技，2016（23）：61-65.

　　[7]金玮鋆，李红，王君伟.乙醛法筛选抗乙醛啤酒酵母菌株的应用研究[J].酿酒科技，2016（1）：10-14.

　　[8]沈楠，王金晶，刘春凤，等.低产乙醛啤酒酵母的定向驯化筛选[J].食品与发酵工业，2013，39（7）：94-97.

　　作者简介：吴琳，汉族，籍贯：广东珠海，工程师，本科学历，主要从事啤酒企业生产技术及运营管理工作

　　吴琳

　　麒麟啤酒（珠海）有限公司广东珠海 519000