啤酒發(fā)酵過程中會產(chǎn)生許多副產(chǎn)物,醇是這些副產(chǎn)物中的主要組成部分,它構(gòu)成了酒體的主要風(fēng)味物質(zhì)。醇是指3個以上碳原子醇類的總稱,在白酒和酒精工業(yè)上俗稱雜醇油。啤酒中的醇主要有正丙醇、異丁醇、活性戊醇、β-苯乙醇等。啤酒中醇的含量一般為70~100 mg/L,適當(dāng)?shù)拇寄苜x予酒體豐滿與醇厚的口感,使酒體更為協(xié)調(diào)。過量的醇是酒體主要異雜味的來源,過量的戊醇則有汗臭味和腐敗味,如果異戊醇、異丁醇的混合物超標(biāo)則構(gòu)成啤酒典型的雜醇油臭味,產(chǎn)生不愉快的苦味,并且會使飲用者有頭疼感,俗稱“上頭”。現(xiàn)在多數(shù)廠家生產(chǎn)的啤酒都有醇含量過高的問題,通過改善工藝降低醇含量,以解決上頭和口感粗糙問題,已成為啤酒業(yè)和消費(fèi)者共同關(guān)注的問題。
啤酒中醇含量的影響因素及降低的措施
原料
麥芽采用蛋白質(zhì)溶解良好的麥芽,控制庫爾巴哈值在40%~45%,脆度儀值達(dá)到70%。
蛋白質(zhì)分解過度或不足均會造成不良影響。麥芽過多溶解,會造成麥汁中分子氮不足,影響啤酒的泡沫;麥芽分解不完全則會使麥汁中氨基酸不足,使酵母營養(yǎng)缺乏,酵母就要自身合成生長所需的氨基酸,從而加快糖代謝進(jìn)程,形成較多的醇。
輔料比
輔料添加比在0~50%之間時,對醇含量的影響較為顯著,見表2。綜合考慮成本因素,輔料添加比在20%~30%之間對降低啤酒中的醇含量較為有利。
酒花
理論上來講,酒花本身化學(xué)成分的特性應(yīng)能抑制醇的產(chǎn)生,從而減少酒體中醇的含量。但實(shí)驗(yàn)表明,酒花添加量對酒體醇含量的影響并不明顯。可能是酒花的總體添加量較少,整個糖化系統(tǒng)、發(fā)酵系統(tǒng)及檢測的不均勻性所致,酒花成分對醇含量的影響,正在進(jìn)一步研究中。
糖化工藝
麥汁中α-氨基氮的含量麥汁中α-氨基氮含量較低時,酵母必然通過糖代謝的酮酸路線合成自身所需的氨基酸,則產(chǎn)生的醇較多。麥汁中α-氨基氮含量較高時,酵母增殖密度大,可以形成較低的醇。麥汁中的α-氨基氮含量過高時,也會抑制糖類的生物合成代謝,從而產(chǎn)生更多的醇。因此,必須制定合理的糖化工藝,控制蛋白質(zhì)分解的時間及溫度,確保麥汁中α-氨基氮在160~220 mg/L范圍。
麥汁中可發(fā)酵糖的含量
麥汁中可發(fā)酵糖的含量越高,發(fā)酵越旺盛,醇含量越高。
麥汁的pH值
麥汁pH值越高,酵母代謝形成的有機(jī)酸越多,則醇相應(yīng)減少。一般來說,控制定型麥汁的pH值在5.2~5.6之間,可明顯減少醇的生成量。
麥汁濃度
隨著麥汁濃度升高,醇的形成量增加,現(xiàn)在越來越多的啤酒廠采用后稀釋,對降低啤酒中的醇有明顯的效果。采用12 °P麥汁發(fā)酵后稀釋成10°P啤酒,其醇含量比10°P麥汁直接發(fā)酵的啤酒低。顯然,麥汁濃度上升促進(jìn)了醇的生成,稀釋后醇含量明顯降低。
麥汁中的溶氧量
增加麥汁充氧時間和溶氧量,酵母增殖明顯加快,形成的醇也多,反之,形成的醇相對較少。但麥汁溶解氧量不足時,酵母發(fā)酵前期缺氧,造成酵母代謝緩慢,形成呼吸缺陷性酵母,醇反而增加。綜合考慮,麥汁溶氧量在8~10 mg/L較為適宜。
發(fā)酵工藝
酵母菌種:酵母菌種對啤酒醇的形成起決定性作用,不同的酵母菌種生成醇的差別很大。因此,盡可能選用產(chǎn)醇較低的酵母,從菌種方面降低酒液中醇的含量應(yīng)該是最有效的方法。此外,應(yīng)保證麥汁中Mg2+、Zn2+、泛酸生物素等的含量合理,控制酵母生長,以降低醇含量。
酵母的增殖倍數(shù):醇是酵母合成細(xì)胞蛋白質(zhì)時的副產(chǎn)物,如果發(fā)酵時酵母增殖倍數(shù)過大,產(chǎn)生的醇就多。因而,盡可能控制發(fā)酵過程中酵母的增殖倍數(shù)小于4,酵母的接種密度在(1.5~2.0)×107/mL范圍,可保證發(fā)酵旺盛時酵母細(xì)胞數(shù)小于6×107/mL,能較好地降低啤酒中的醇含量。
加大酵母接種量,相應(yīng)地減少了新生酵母量,代謝副產(chǎn)物醇也少,但只有在酵母接種量大于正常量[(1.0~1.8)×107/mL]3~4倍時效果才明顯 。
各種氨基酸在麥汁中的濃度不同,其醇的形成也不同,考慮酵母利用的主要是二類和三類氨基酸,酵母添加時間盡量后移,醇生成量可減少。酵母活性強(qiáng),呼吸突變體菌株少,則醇生成量少。
發(fā)酵溫度
為進(jìn)一步說明發(fā)酵溫度對醇的影響,在其他條件都相同的前提下,發(fā)酵溫度控制在6~15℃之間,發(fā)酵溫度對醇含量的影響是相當(dāng)關(guān)鍵的。因而對發(fā)酵溫度進(jìn)行討論和研究。
醇的生成主要是在主發(fā)酵期,發(fā)酵周期的前5天是生成醇的敏感期,主發(fā)酵溫度越低,生成的醇越少,但是,發(fā)酵周期會延長。綜合考慮醇的含量和發(fā)酵周期,我們采用了不同的發(fā)酵溫度,并用氣相色譜法檢測了各種醇的含量。
高溫發(fā)酵、低溫還原工藝
發(fā)酵液滿罐后,從10 ℃開始自然升溫至12 ℃,在此期間糖度急劇下降。保持12 ℃恒溫至雙乙酰含量降至小于0.1 mg/L后,用冷媒降溫至-0.5 ℃,恒溫至發(fā)酵結(jié)束。
低溫發(fā)酵、高溫還原工藝
滿罐后9.5 ℃保持恒溫,糖度降至5.5°P時開始自然升溫至14 ℃保持恒溫,至雙乙酰含量降至小于百分之0.1時,開始通冷媒降溫。當(dāng)溫度降至-0.5~-1℃時,保持恒溫至發(fā)酵結(jié)束。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明,改變發(fā)酵溫度,采用低溫發(fā)酵、高溫還原工藝,能明顯降低啤酒中的醇含量。
降糖速度降糖速度越快,發(fā)酵越旺盛,代謝副產(chǎn)物增加,醇含量也增加。
發(fā)酵壓力現(xiàn)在啤酒廠一般采用錐形發(fā)酵罐“一罐法”發(fā)酵,在二氧化碳壓力下加壓發(fā)酵,酵母受二氧化碳的影響,發(fā)酵滯緩,增殖倍數(shù)減少,代謝副產(chǎn)物醇減少。這一方面有利于縮短發(fā)酵周期,另一方面,也有利于降低醇含量生產(chǎn)淡爽型啤酒。
發(fā)酵度發(fā)酵度越高,表明發(fā)酵越旺盛,酵母增殖倍數(shù)越大,對氮源的需求越高,代謝副產(chǎn)物醇越多。
及時排放酵母由于現(xiàn)代啤酒廠多采用錐形罐發(fā)酵,酵母耐壓時間長,在主發(fā)酵后期和后發(fā)酵過程中,易造成酵母自溶,自溶后分泌的營養(yǎng)物質(zhì)又會促進(jìn)部分活力強(qiáng)的細(xì)胞出芽繁殖,導(dǎo)致醇及其它副產(chǎn)物增加,所以發(fā)酵過程中應(yīng)及時排放廢酵母,有利于降低醇及其它副產(chǎn)物的含量。
總之,影響啤酒醇的因素是多方面的,也比較復(fù)雜,只要采用優(yōu)質(zhì)的原料,制定合理的糖化工藝,選用優(yōu)良的酵母菌種,實(shí)施低溫發(fā)酵、高溫還原雙乙酰的工藝可以降低啤酒中醇的含量。但也要綜合考慮具體的工藝,并結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況,兼顧到啤酒的口味、色澤、泡沫、酒體及穩(wěn)定性,以釀制獨(dú)具特色的優(yōu)質(zhì)啤酒,滿足消費(fèi)者的需求。
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