啤酒生产中双乙酰的生成机理及控制

国家啤酒标准把双乙酰含量作为重要的质量指标及衡量啤酒成熟的尺度。

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一、双乙酰的生成机理

二、酿造条件对双乙酰生成量的影响

1. 麦汁组成

麦汁中的碳水化合物是酵母所需主要碳源,氨基酸是酵母同化所需主要氮源,同时麦汁中维生素、微量元素Ca2+、Na+等都对酵母发酵产生不同程度的影响。

麦汁中有必须足够的氨基酸才能保证酵母正常发育和新陈代谢。在制备麦汁时,如果辅料用量高,或溶解不良麦芽较多时,麦汁中氨基酸含量不足,啤酒中双乙酰含量会升高。

2. 麦汁中溶解氧

如果麦汁通风供氧不足(10 mg/L),会使酵母增殖过猛,提高酒液中酵母代谢产物的浓度,也会造成营养供应不足,同样会造成双乙酰含量的增加。

3. 酵母添加量

提高酵母添加量可以扩大酵母细胞和麦汁接触面积,发酵速度相应加快,一定程度上抑制α-乙酰乳酸的生成,加速双乙酰的还原。如果酵母数量少,增殖负担就会加重,需要的营养就会增多,缬氨酸消耗量必然增加。而加大酵母添加量,减少了酵母增殖量,减少了缬氨酸的消耗,双乙酰生成量就得到抑制。

4. 酵母菌种

由于酵母遗传基因的差异,不同酵母菌还原双乙酰的能力有很大的差异。如青岛酵母峰值在(0.3～0.35)ppm(非法定单位,1 ppm=1×10-6),蓝带酵母的峰值仅(0.15～0.20)ppm。所以酵母菌种对啤酒中双乙酰含量的影响是十分显著的。酵母中的酸含量,包括控制缬氨酸积累速度的酶类的含量,与啤酒中乙酰乳含量关系显著。

5. 发酵温度、发酵方法

提高发酵温度会加速酵母的新陈代谢,加速双乙酰的生成与还原,但如果发酵温度过高,会产生较多的高级醇,从而影响啤酒口味。提高发酵温度一定要根据酵母菌株的特性,保持酒体的质量稳定。

加压发酵有利于双乙酰还原,某种程度上可以抑制高级醇生成量。高温发酵与加压发酵相结合能较好地解决双乙酰还原与高级醇过量生成这一矛盾。

6. 啤酒中溶解氧

啤酒发酵后期的过滤、转移、罐装过程,空气侵入造成啤酒中含氧量增加。如用压缩空气备压,输送啤酒,酒泵漏气等,固有氧的存在使α-乙酰乳酸氧化脱羧形成较多的双乙酰,损坏啤酒的风味。

7.杂菌

杂菌主要有野生酵母、细菌和霉菌。杂菌会利用酒液中残留的可发酵浸出物进行发酵,引起啤酒中双乙酰含量急剧上升,甚至酸败。

三、啤酒中双乙酰含量的控制

1.提高麦汁中α-氨基氮的含量

提高麦汁中α-氨基氮的含量,使其达到180～200 mg/L。方法一是选用α-氨基氮含量高的麦芽;方法二是糖化时调整工艺参数,如降低蛋白分解温度,延长蛋白分解时间,或加入蛋白分解酶等。

2.保证麦汁中有足够的氧,以增加酵母繁殖

含氧量控制在6～8 mg/L,通常在麦汁冷却过程充氧。