淺述降低干啤酒中高級醇含量的措施
燕京啤酒(山東無名)股份有限公司生產的無名系列干啤酒,自投放市場以來,受到廣大消費者的歡迎。但有個別消費者反映:飲用干啤酒后有上頭的感覺。本著對廣大消費者負責的態度,公司及時組織技術人員,進行技術公關,找出了問題所在,并進行了認真的改進和控制,取得了
燕京啤酒(山東無名)股份有限公司生產的無名系列干啤酒,自投放市場以來,受到廣大消費者的歡迎。但有個別消費者反映:飲用干啤酒后有“上頭”的感覺。本著對廣大消費者負責的態度,公司及時組織技術人員,進行技術公關,找出了問題所在,并進行了認真的改進和控制,取得了成功。
一、干啤酒“上頭”的原因
形成啤酒風味的物質來自于麥芽和酒花等原料中的成分及在發酵過程中酵母產生的成分。啤酒中有500余種化合物與啤酒風味有關,而主要影響啤酒風味的成分有20余種。它們是醇類、酯類、醛類、酮類、揮發酸、酚類、氨基酸類及含硫化合物等。啤酒的風味是由多種成分協調、疊加的結果。
啤酒中的高級醇種類繁多,主要有正丙醇、正丁醇、正戊醇、異戊醇等。高級醇是組成啤酒的風味物質之一,是構成啤酒酒體的重要物質。啤酒中含適量的高級醇,能賦予啤酒豐滿的香味和風味,并增加酒體的協調性。高級醇的含量通常控制在<90毫克/升,如果超過正常含量范圍或各組分組成不合理,就容易使啤酒產生風味變化,如:有不愉快的后苦味、雜醇油味。由于干啤酒發酵度高,發酵副產物高級醇的含量比普通啤酒要高,致使干啤酒飲后易“上頭”。因此,控制影響干啤酒中高級醇生成的因素,并對其進行合理控制,成為解決干啤酒飲后容易“上頭”、改善啤酒風味、提高啤酒質量的關鍵。
二、高級醇形成的途徑
高級醇是酵母新陳代謝的產物,它的生成途徑有以下兩條:
1.氨基酸的降解代謝途徑,即氨基酸在轉氨酶的作用下生成α-酮酸,再經脫羧和還原轉變為高級醇;
2.合成代謝途徑,即在碳水化合物合成氨基酸的過程中,形成α-酮酸中間體,經脫羧還原形成高級醇。其生成量受酵母菌種、麥汁成分、發酵工藝控制條件、微生物控制情況等方面的影響。
三、降低啤酒中高級醇含量的措施
1.選用優良的酵母菌種
酵母菌種是影響高級醇含量的決定性因素,不同的酵母菌種生成的高級醇的種類和數量有很大的差別,在同等條件下,有的酵母菌會產生比其它菌種高數倍的高級醇。酵母接種量的大小對高級醇的生成量也有一定的影響,當加大酵母接種量時,酵母的繁殖量將減少,高級醇的生成量也相應減少;當接種量不足時,酵母的繁殖量將增大,產生較多的高級醇。因此,合理選擇酵母菌種是從根本上控制高級醇含量最有效的方法。
以前,燕京啤酒(山東無名)股份有限采用西德酵母,西德酵母采用的是15℃高溫逐步加壓發酵工藝,酵母活性高,酵母接種量為1000萬~1500萬個/毫升,凝聚性差,使酵母細胞自溶。高溫發酵也會導致發酵副產物的大量生成,使高級醇含量增多。2001年后,公司采用燕京總部提供的燕京酵母,燕京酵母采用的是低溫發酵工藝。酵母的特點是:主酵溫度低,酵母的起發速度比西德酵母慢,菌種凝聚性強,酵母活性高、死亡率低,酵母接種量為1500萬~2000萬個/毫升,主發酵后期酵母沉降快,酒體口味純正,高級醇含量明顯降低。因此,菌種是企業生產優質啤酒的前提,它決定了產品風味特征,只有全面、客觀、真實地分析菌種的特性,最大程度地依據菌種特點、適應酵母菌種的生理特性,加強生產全過程酵母的使用和管理,才能為穩定產品質量提供可靠的保證,從而釀造出優質的啤酒。通過實驗對比,公司決定棄用西德酵母而改用燕京酵母,取得了良好的效果。
2.合理控制麥汁組分
高級醇的生成量隨著麥汁濃度的升高而升高。麥汁中α-氨基酸的含量對發酵過程形成高級醇至關重要,當氨基酸含量低時,酵母將通過合成代謝途徑生成自身所需的氨基酸,形成較多的α-酮酸中間體,導致高級醇生成量增大,當麥汁濃度降低時,麥汁中α-氨基酸的含量必然降低,啤酒發酵時生成的高級醇少;當其α-氨基酸含量高時,酵母繁殖量增加,代謝副產物增加,也產生較多的高級醇,一般要求12°P麥汁,α-氨基酸含量控制在140-160mg/L對啤酒整體風味有利,且不影響酵母的生長和繁殖。因此,麥汁α-氨基酸含量也不能太高,否則,將形成較多的高級醇。調整適宜的麥汁α-氨基酸水平是降低高級醇含量的重要工藝措施。
3.麥汁氧含量的影響
麥汁中含氧量愈高,酵母增殖愈大,發酵愈旺盛,高級醇的生成量將愈多;反之,酵母增殖量少,不利于發酵的進行。一般麥汁中含氧量控制在6-10mg/L為宜。使用分鍋次滿罐的麥汁,最后一鍋麥汁可以不充氧,防止發酵罐麥汁氧含量過高,酵母增殖量過大,產生較多的高級醇。公司生產的8°P啤酒麥汁中含氧量控制在6~8mg/L之間;10°P啤酒麥汁中含氧量控制在8~10mg/L之間。
4.發酵溫度的影響
發酵溫度的高低直接影響產生高級醇含量的多少。發酵溫度提高,發酵速度相應加快,高級醇生成量就多。以前,公司使用高溫酵母,發酵溫度高達15℃,當時在全國啤酒企業來說是最高的,因此,高級醇含量多。使用低溫酵母后,發酵溫度降低到10℃。高級醇含量控制在合適的范圍內。
5.后貯時間的影響
后貯時間長,高級醇含量會有小幅度上升。特別是啤酒消費淡季,后酵貯酒時間應嚴格控制,貯酒時間一般為7~14天,否則,可能引起啤酒中高級醇含量增多。
6.其它雜菌的影響
啤酒發酵應在相對“純凈”的環境下進行,任何雜菌的侵入都將影響到發酵的正常進行,特別是污染了野生酵母的發酵液,會使啤酒中高級醇的含量明顯上升。為此,公司改變了原來的殺菌方式,由原來的四鍋麥汁一殺菌改為一鍋一殺菌,增加發酵罐酸洗工藝,發酵罐清洗殺菌后,要用無菌空氣備壓至0.01~0.02Mpa,使發酵罐保證有一定的壓力,防止空氣進入而帶入雜菌,進麥汁前,再用配制好的消毒劑殺菌一次。消除了各種有害菌潛在的影響,公司冷麥汁微生物控制指標由原來的(雜菌50個/毫升、厭氧菌10個/100毫升)降低到現在的(雜菌0個/毫升、厭氧菌0個/100毫升);發酵液微生物控制指標由原來的(雜菌小于80個/毫升、厭氧菌20個/100毫升)降低到現在的(雜菌小于5個/毫升、厭氧菌3個/100毫升)。因此,做好衛生工作是保證啤酒正常發酵的基礎。
實施措施前后主要高級醇含量對比(見下圖)。
通過以上措施的實施,公司干啤酒中高級醇的含量明顯降低,使高級醇的含量控制在合理的范圍內,解決了個別消費者反映飲后“上頭”的問題,使公司的產品質量又上了一個臺階,贏得了更多消費者的青睞。
一、干啤酒“上頭”的原因
形成啤酒風味的物質來自于麥芽和酒花等原料中的成分及在發酵過程中酵母產生的成分。啤酒中有500余種化合物與啤酒風味有關,而主要影響啤酒風味的成分有20余種。它們是醇類、酯類、醛類、酮類、揮發酸、酚類、氨基酸類及含硫化合物等。啤酒的風味是由多種成分協調、疊加的結果。
啤酒中的高級醇種類繁多,主要有正丙醇、正丁醇、正戊醇、異戊醇等。高級醇是組成啤酒的風味物質之一,是構成啤酒酒體的重要物質。啤酒中含適量的高級醇,能賦予啤酒豐滿的香味和風味,并增加酒體的協調性。高級醇的含量通常控制在<90毫克/升,如果超過正常含量范圍或各組分組成不合理,就容易使啤酒產生風味變化,如:有不愉快的后苦味、雜醇油味。由于干啤酒發酵度高,發酵副產物高級醇的含量比普通啤酒要高,致使干啤酒飲后易“上頭”。因此,控制影響干啤酒中高級醇生成的因素,并對其進行合理控制,成為解決干啤酒飲后容易“上頭”、改善啤酒風味、提高啤酒質量的關鍵。
二、高級醇形成的途徑
高級醇是酵母新陳代謝的產物,它的生成途徑有以下兩條:
1.氨基酸的降解代謝途徑,即氨基酸在轉氨酶的作用下生成α-酮酸,再經脫羧和還原轉變為高級醇;
2.合成代謝途徑,即在碳水化合物合成氨基酸的過程中,形成α-酮酸中間體,經脫羧還原形成高級醇。其生成量受酵母菌種、麥汁成分、發酵工藝控制條件、微生物控制情況等方面的影響。
三、降低啤酒中高級醇含量的措施
1.選用優良的酵母菌種
酵母菌種是影響高級醇含量的決定性因素,不同的酵母菌種生成的高級醇的種類和數量有很大的差別,在同等條件下,有的酵母菌會產生比其它菌種高數倍的高級醇。酵母接種量的大小對高級醇的生成量也有一定的影響,當加大酵母接種量時,酵母的繁殖量將減少,高級醇的生成量也相應減少;當接種量不足時,酵母的繁殖量將增大,產生較多的高級醇。因此,合理選擇酵母菌種是從根本上控制高級醇含量最有效的方法。
以前,燕京啤酒(山東無名)股份有限采用西德酵母,西德酵母采用的是15℃高溫逐步加壓發酵工藝,酵母活性高,酵母接種量為1000萬~1500萬個/毫升,凝聚性差,使酵母細胞自溶。高溫發酵也會導致發酵副產物的大量生成,使高級醇含量增多。2001年后,公司采用燕京總部提供的燕京酵母,燕京酵母采用的是低溫發酵工藝。酵母的特點是:主酵溫度低,酵母的起發速度比西德酵母慢,菌種凝聚性強,酵母活性高、死亡率低,酵母接種量為1500萬~2000萬個/毫升,主發酵后期酵母沉降快,酒體口味純正,高級醇含量明顯降低。因此,菌種是企業生產優質啤酒的前提,它決定了產品風味特征,只有全面、客觀、真實地分析菌種的特性,最大程度地依據菌種特點、適應酵母菌種的生理特性,加強生產全過程酵母的使用和管理,才能為穩定產品質量提供可靠的保證,從而釀造出優質的啤酒。通過實驗對比,公司決定棄用西德酵母而改用燕京酵母,取得了良好的效果。
2.合理控制麥汁組分
高級醇的生成量隨著麥汁濃度的升高而升高。麥汁中α-氨基酸的含量對發酵過程形成高級醇至關重要,當氨基酸含量低時,酵母將通過合成代謝途徑生成自身所需的氨基酸,形成較多的α-酮酸中間體,導致高級醇生成量增大,當麥汁濃度降低時,麥汁中α-氨基酸的含量必然降低,啤酒發酵時生成的高級醇少;當其α-氨基酸含量高時,酵母繁殖量增加,代謝副產物增加,也產生較多的高級醇,一般要求12°P麥汁,α-氨基酸含量控制在140-160mg/L對啤酒整體風味有利,且不影響酵母的生長和繁殖。因此,麥汁α-氨基酸含量也不能太高,否則,將形成較多的高級醇。調整適宜的麥汁α-氨基酸水平是降低高級醇含量的重要工藝措施。
3.麥汁氧含量的影響
麥汁中含氧量愈高,酵母增殖愈大,發酵愈旺盛,高級醇的生成量將愈多;反之,酵母增殖量少,不利于發酵的進行。一般麥汁中含氧量控制在6-10mg/L為宜。使用分鍋次滿罐的麥汁,最后一鍋麥汁可以不充氧,防止發酵罐麥汁氧含量過高,酵母增殖量過大,產生較多的高級醇。公司生產的8°P啤酒麥汁中含氧量控制在6~8mg/L之間;10°P啤酒麥汁中含氧量控制在8~10mg/L之間。
4.發酵溫度的影響
發酵溫度的高低直接影響產生高級醇含量的多少。發酵溫度提高,發酵速度相應加快,高級醇生成量就多。以前,公司使用高溫酵母,發酵溫度高達15℃,當時在全國啤酒企業來說是最高的,因此,高級醇含量多。使用低溫酵母后,發酵溫度降低到10℃。高級醇含量控制在合適的范圍內。
5.后貯時間的影響
后貯時間長,高級醇含量會有小幅度上升。特別是啤酒消費淡季,后酵貯酒時間應嚴格控制,貯酒時間一般為7~14天,否則,可能引起啤酒中高級醇含量增多。
6.其它雜菌的影響
啤酒發酵應在相對“純凈”的環境下進行,任何雜菌的侵入都將影響到發酵的正常進行,特別是污染了野生酵母的發酵液,會使啤酒中高級醇的含量明顯上升。為此,公司改變了原來的殺菌方式,由原來的四鍋麥汁一殺菌改為一鍋一殺菌,增加發酵罐酸洗工藝,發酵罐清洗殺菌后,要用無菌空氣備壓至0.01~0.02Mpa,使發酵罐保證有一定的壓力,防止空氣進入而帶入雜菌,進麥汁前,再用配制好的消毒劑殺菌一次。消除了各種有害菌潛在的影響,公司冷麥汁微生物控制指標由原來的(雜菌50個/毫升、厭氧菌10個/100毫升)降低到現在的(雜菌0個/毫升、厭氧菌0個/100毫升);發酵液微生物控制指標由原來的(雜菌小于80個/毫升、厭氧菌20個/100毫升)降低到現在的(雜菌小于5個/毫升、厭氧菌3個/100毫升)。因此,做好衛生工作是保證啤酒正常發酵的基礎。
實施措施前后主要高級醇含量對比(見下圖)。
通過以上措施的實施,公司干啤酒中高級醇的含量明顯降低,使高級醇的含量控制在合理的范圍內,解決了個別消費者反映飲后“上頭”的問題,使公司的產品質量又上了一個臺階,贏得了更多消費者的青睞。
