风味物质的控制.docx

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风味物质的控制

啤酒风味物质代谢与控制

绪

n（啤酒中含量）＞1（风味显著）

Fu==0.5~1（有风味）

mο（阈值）＜0.5（风味不显著）

啤酒中风味物质均希望Fu＜1；大多数Fu＜0.5;有些可以在0.5~1.

．高级醇

转氨酶

1907年Ehrlish路线：

R-CH-COOH+Rˊ-CH-COOHRCOCOOH+Rˊ-CHCOOH

NH2NH2NH2

RCHORCH2OH

1953年Harris路线：

在低氮培养基上杂醇可来自糖代谢中的酮酸。

酒中的异戊醇﹑活性戊醇﹑异丁醇76%来自糖代谢，25%来自氨基酸脱羧还原，但在低氮氨基酸和高氮氨基酸麦汁中打破了此比例。

酪醇（异苦﹑异臭）来自酪氨酸；

色醇（异苦）来自色氨酸；

β‐苯乙醇来自苯丙氨酸。

此物质是发酵温度的指示剂。

西方啤酒一般＜15mg/L,

而用大米辅料时可达30mg/L，若再加高温可高达40～50mg/L。

高级醇大多和酒精发酵同步形成。

任何促进酒精含量的措施均可促进高级醇的生成。

酒精和高级醇之比约为500：

1。

如：

啤酒5%（v/v）50g/L,其高级醇就会达0.1g/L,其它酒类也如此。

葡萄糖

（EMP途径）

丙酮酸

α-酮基β甲基异戊醛α-酮基异戊酸α-酮基异已酸

异亮氨酸缬氨酸亮氨酸

CO2CO2CO2

甲基乙醛异丁醛异戊醛

NADH2NADH2

NADNAD

活性异戊醇

1969年，根据酵母代谢和杂醇生成对氨基酸分类表

如超过此比例，为形成明显杂醇，优秀啤酒均在500：

1

第一组麦汁啤酒

谷氨酸150～200120

天冬氨酸50～7035～50

天冬酰胺60～8050～60

苏氨酸60～8050～60

丝氨酸60～7045～55

蛋氨酸30～5025～30

脯氨酸250～350235～335

第二组麦汁啤酒

异亮氨酸60～8010

缬氨酸120～15030～50

苯丙氨酸120～14040～50

甘氨酸30～5010

丙氨酸90～16045

酪氨酸70～10035～40

亮氨酸150～17030

第三组麦汁啤酒

赖氨酸80～9050

组氨酸30～4015

精氨酸100～12050～60

色氨酸260150

酵母细胞合成需适量酮酸来合成相应所需氨基酸，但它合成也会受到氨基酸反馈抑制，特别在发酵中后期，麦汁中剩余氨基酸不足，反馈抑制建立起来，导致酮酸的积累（酵母毒素），它就会转化成相应的高级醇。

第一组氨基酸变化小，影响小，特别是第二组，产生高级醇，第三组缺乏酵母氧化时，影响繁殖也影响风味。

因此，我们务必使麦汁中富含第二组氨基酸。

M0mg/LBeer含量范围优秀啤酒

正丙醇255～155～7

正丁醇501～101～3

异丁醇7515～357～15

异戊醇5035～10030～40

活性戊醇7515～305～20

β苯乙醇5015～8025～35

酪醇101～31.5

色醇10.1～20.2

总高级醇10050～150<100

影响因素

1酵母品种粉末型»凝聚型

2酵母增殖

M=Z02n

当n>2.7高级醇高

凡能促进酵母增殖，均能促进高级醇提高，特别1O22发酵温度

3麦汁中碳氮比，特别是可发酵糖和α－氨基酸之比，过低会造成更多的高级醇。

二．挥发酯

酯生成影响

1.发酵温度：

如乙酸乙酯1℃25℃30℃

12.5mg/l21.5mg/l15mg/l

2.连续发酵比分批式发酵多产酯；

3.高接种量，酵母增殖倍数减少，乙酸乙酯减少；

4.麦汁充氧水提高，有利于高级醇生成，且减少酯合成；

5.高浓麦汁有利酯的合成；

6.高比例辅料，C∶N失调，缺乏同化N，限制酵母生成，使C转化ScoA增加，酯也增加。

H0

Beer

优秀Beer

乙酸甲酯

50

1~8

1~3

乙酸乙酯

30

15~30

12~25

丙酸乙酯

10

1~5

1~2

乙酸异戊酯

2

1~5

1~1.5

丁酸乙酯

0.5

0.1~0.2

0.1

己酸乙酯

0.3

01~0.6

0.2~0.3

辛酸乙酯

1.0

0.2~0.6

0.1~0.3

乙酸苯乙酯

5.0

0.2~1.5

1.0

总挥发酯

25~75

25~35（40）

酯∶醇=1∶2~2.5

高残渣麦汁

低残渣麦汁

亚麻酸（μg/g干酵母）

6180

5530

880

510

麦汁O2浓度（mg/l）

8

4

8

4

总挥发酯

18.3

26.5

24.4

34.6

冷却麦汁残渣中含有高浓度不饱和脂肪酸（如亚麻酸）。

它被酵母吸收后易合成脂肪，降低了酯的合成。

7.Zn++增加，促进酵母生成，促进高级醇和酯的合成。

三.羰基类化合物

2,3-丁二酮M0=0.1mg/l2,3-戊二酮M0=10mg/l

影响和消除双乙酰

1.菌种：

减少α-乙酰乳酸合成和开通α-乙酰乳酸合成AA的途径。

（如甲磺隆处理）（基因克隆）

2.提高麦汁缬AA水平，从40mg/l提高到150mg/l，峰值从0.6mg/l减低到0.2mg/l。

3.加速α-乙酰乳酸氧化（提高麦汁溶氧水平）。

4.控制还原期的悬浮酵母密度，能加速还原。

如10×106~20×106个/ml，还原期可缩短至3~5天；若悬浮酵母细胞密度<5×106个/ml，还原期可延长至7天以上，双乙酰还原不到终点（目前控制终点一般VDK<0.05mg/l）。

5.提高还原期（后酵）温度，可加速VDK还原。

以前传统发酵，后酵温度仅5℃，现代大罐发酵，如10℃主酵有三种还原：

当然⑴最快，但此时营养物质枯竭，温度高导致酵母衰退死亡增加。

6.酵母出芽同步性增加，能减少主酵后期α-乙酰乳酸积累。

卡氏酵母世代时间：

其中，S、M期要占世代时间的70%。

若接种酵母有各种不同期酵母，发酵出芽周期就不一，这样就会使酵母在发酵周期中延长至4~5天，后期出芽α-乙酰乳酸氧化困难。

*用α-乙酰脱羧酶，或应用基因克隆含有α-乙酰脱羧酶的酵母，均会形成过量的乙偶姻，而乙偶姻味阈值虽然在8~10mg/l，到时会大大超过。

优秀啤酒的乙偶姻<3mg/l。

四啤酒中酸类物质

酸类物质本身不构成香味，但能促进香味。

适量酸使啤酒协调、平衡、活泼；过量酸使啤酒粗糙、不平衡、酸刺激感。

滴定总酸（1ml/100ml）相当于乙酸0.06g/100ml,乳酸0.09g/ml，柠檬酸0.064g/ml，琥珀酸0.059g/ml。

麦芽中总酸原始总酸4.5～7.0

酶解酸10.5～13.0

总酸15.0～20.0

协定麦汁8.60P,1.3~1.7,最好在1.4±0.1，过高发芽温度高。

麦芽和麦汁中酶解酸：

麦汁缓冲体系是以H2PO4-+H3PO4+HPO4-2

啤酒缓冲能力

样品号

1（全麦芽）

2（80％）

3（55％）

4（60％）

5（55％）

样品浓度

10

10

10

9

8

麦汁pH

5.34

5.34

5.34

5.34

5.34

用1NNaOH滴定增加1pH消耗的碱量/ml

0.51

0.45

0.31

0.30

0.23

发酵pH

4.32

4.13

3.99

3.91

3.86

增加1pH消耗的碱量/ml

0.62

0.58

0.48

0.46

0.42

A乳酸

啤酒酵母比野生酵母和乳酸菌脱氢酶活性低得多，所以产生乳酸仅30～80mg/L（如百威40～60mg/L）。

若染菌有时会增至300～500mg/L。

B琥珀酸

发酵中产生的酸主要来自三羧酸循环产生的有机酸、酮酸和C1～C12的脂肪酸

乳酸

柠檬酸

丙酮酸

苹果酸

琥珀酸

乙酸

C3～C12

极限值

40

18

25

7～10

42

10

3～10

正常含量mg/100ml

4～12

12～15

4～15

5～10

14

3～6

2～5

折算成总酸

0.044～0.13

0.234

0.02～0.04

0.03

0.28

0.1

0.2

7

14～16

5

8

5

2

发酵中总酸增加量仅为0.7～1.3ml，滴定麦汁总酸在1.4～1.7ml。

（反馈抑制发酵生酸）。

但着两次酸仅有60～80％进到啤酒中去，从宏观看发酵生酸幅度仅在0.1～0.4。

如pH5.3的麦汁，不同酵母生酸幅度

麦汁总酸1.4ml

123456

啤酒pH4.053.924.074.084.174.06

啤酒总酸1.641.661.471.391.431.46

用大米酿造黄酒琥珀酸高达500～800mg/L，而正常啤酒中仅为30～150mg/L。

如采用大时，有时也会达200～300mg/L，但适宜量仅为50～80mg/L。

发酵前+O2

C脂肪酸

乙酸味阈值是70mg/L,一般正常情况啤酒仅为30～60mg/L,若>70mg/L，就有酸冲味。

优秀啤酒应<50mg/L。

特别是野生酵母污染，前期醋酸菌，后期乳酸菌污染均可>80～100mg/L。

中链脂肪酸C6～C12发酵量有增加，正常自溶也各增加3.5～5.06～9mg/L。

C14～C18长链能被酵母吸收，发酵低于，但若衰老、自溶，长链脂肪酸分泌能促进啤酒老化。

甲酸乙酸异丁酸异戊酸己酸辛酸

015～500.50.724mg/L

草酸是浑浊因子，麦芽和糖化、发酵有时可达40～60mg/L。

若>15mg/L浑浊，所以，必须在发酵中有Ca，形成草酸钙。

五、含硫化合物

1.H2S

麦汁糖化时形成煮沸后仅留10-40μg/l

Mo10μg/l>10μg/l有异臭味,生酒味,自溶味

优秀啤酒仅1-3μg/lCO2洗涤减少

2.SO2

来自酒后熏蒸或抗氧剂；

酵母从硫酸盐还原,也可得到5-20mg/l；

若长期贮酒SO2会和糖、酮、醛结合减少；

虽然我国规定<50mg/l,但现代控制更严要求<10mg/l。

2.二甲硫DMS

糖化中由麦芽硫甲基甲硫氨酸SMM水解得到；

但麦汁煮沸时大量挥发起DMS<10μg/l；

但在沉淀槽中SMM还会受热分解,常达50μg/l以上；

发酵中主要来自二甲亚砜DMSO还原而来。

我们测定值:

μg/lDMS

一番榨

青啤

百威

通州

常州

无锡

38

15

25

60

90

25

它的Mo=100/50.μg/l若按Mo=50μg/l,有些啤酒DMS就超标了。

我们测定不同麦芽中DMS（μg/kg）

哈林顿

艾斯特

冈二

斯泰托斯

曼特卡夫

DMS

2130

3560

2600

4500

2800

SMM

1110

1000

2480

2850

2000

DMSO

6000

8000

8000

10000

8000

六、影响啤酒风味主要因素

1．啤酒酵母菌种

2．麦汁组成成分

3．酵母接种量和接种技术

4．起酵温度、发酵时间、还原温度

5．发酵设备D:

H罐容积、酵母发酵流态

6．酵母凝聚性

7．酵母分离时间和残留酵母

8．低温（0℃下）贮酒条件和时间

9．发酵罐压控制和CO2在酒中浓度

10．酵母在就中死亡、衰退

是一切杂味来源之一。

七、啤酒中无机离子（mg/l）总无机离子800-1200mg/l

K+

200

4-5:

1

Na+

<50

钠越少越好

Ca+

30-50

1:

2

Mg

60-90

Fe2+

0.02-0.05

越少越好

Fe+Cu+Mn<0.05

特别Fe+Cu<0.1

Cu+

0.02-0.04

Mn2+

0.06-0.1

Zn

0.01-0.02

Si

20-40

高于50mg/l引起浑浊

Cl-

80-150

SO4-2

150-200

H2PO4-

250-350

NO3-

5-15

≯25

F-

<0.1

酵母在不利条件下发酵

如：

　1.罐太大、太高、罐压太高造成CO2溶解过多。

2.营养物质严重缺乏，高浓，高辅料比，地与10.5。

P麦汁。

3.特别在发酵后期，缺营养，温度太高，CO浓度太高，酵母生理活力衰退。

4.毒性积累

均促进酵母衰老、死亡