乙醛對(duì)啤酒風(fēng)味有很大的影響,它是構(gòu)成啤酒生青味的主要物質(zhì)之一。因此,降低乙醛含量對(duì)啤酒風(fēng)味穩(wěn)定具有很重要的意義。在酵母菌株一定的前提下,制定合理的釀造工藝是降低乙醛含量的主要途徑。本文結(jié)合大生產(chǎn)跟蹤檢測(cè)結(jié)果,對(duì)影響啤酒乙醛含量的一些主要因素進(jìn)行顯探討和分析。
1 乙醛的性質(zhì)及其對(duì)啤酒風(fēng)味和人體的影響
1.1 乙醛的性質(zhì)
乙醛是無(wú)色、易揮發(fā)并具有刺激性氣味的液體,沸點(diǎn)為20.8℃,可溶于水、乙醇及乙醚。其蒸氣易燃,可與空氣形成爆炸混合物(4%~60%體積)。乙醛易氧化和聚合,是乙醇和乙酸的前驅(qū)體。乙醛可與間苯二酚作用形成鮮紅色的醌式縮合物。
1.2 乙醛對(duì)啤酒風(fēng)味的影響
乙醛與雙乙酰及H2S并存,形成嫩啤酒的生青味,賦予啤酒不純正、不協(xié)調(diào)的口味和氣味。乙醛的閾值為10ppm,當(dāng)乙醛含量超過(guò)此值時(shí),啤酒會(huì)給人一種不愉快的粗糙苦味感覺(jué),有酒窖口味。含量過(guò)高,就會(huì)呈現(xiàn)辛辣的腐爛青草味。乙醛含量高,其它醛類含量也相對(duì)高,是導(dǎo)致成品酒存放后呈現(xiàn)老化味等異味的主要原因之一。成熟啤酒乙醛正常含量應(yīng)<10ppm,優(yōu)質(zhì)啤酒其含量應(yīng)<6ppm。
1.3 乙醛對(duì)人體的影響
一定量的乙醛對(duì)人體有強(qiáng)烈的刺激性。它能刺激人體的嘔吐中樞神經(jīng),使人產(chǎn)生惡心、嘔吐;能促進(jìn)腦神經(jīng)收縮而致頭痛,但不及高級(jí)醇明顯;也能刺激人體末梢血管,尤其易導(dǎo)致臉面、眼球和耳部的毛細(xì)血管迅速充血,而出現(xiàn)面紅耳赤;還能刺激人體的組織黏膜和皮膚等。缺乏Ⅰ型醛脫氫酶的人飲酒后,乙醇在體內(nèi)被醇脫氫酶氧化成乙醛,但乙醛卻難迅速氧化成乙酸并最終分解為水和二氧化碳,上述生理反應(yīng)就會(huì)很明顯。
在醛類中,乙醛的毒性僅次于甲醛,乙醛毒性相當(dāng)于乙醇的83倍。人們經(jīng)常喝乙醛含量高的酒,容易產(chǎn)生酒癮。
2 發(fā)酵過(guò)程中乙醛的形成和變化
2.1 代謝形成乙醛
乙醛是啤酒發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的主要醛類,也是含量最高的醛類,它是酵母進(jìn)行乙醇發(fā)酵的中間產(chǎn)物,由丙酮酸在脫羧酶的作用下形成乙醛和CO2,大部分乙醛受酵母酶的作用還原成乙醇。
2.2 乙醛的變化
乙醛含量隨發(fā)酵進(jìn)行快速增長(zhǎng),又隨著啤酒的成熟而逐漸減少,其變化類似于雙乙酰。乙醛在主發(fā)酵前期大量形成,一般在麥汁滿罐后2~3天,即下面發(fā)酵至發(fā)酵度為35~60%時(shí),達(dá)到峰值20~40mg/l,在升壓后的2天左右很快下降,降溫至后發(fā)酵期間乙醛含量變化趨緩,發(fā)酵14天左右至貯酒期其含量變化很小。圖1為我們跟蹤的一罐發(fā)酵液乙醛含量變化趨勢(shì)圖。
3 釀造過(guò)程中影響乙醛的因素分析
3.1 糖化工藝
在其它工藝條件相同的情況下,我們分別改變麥芽:大米比例、糖化溫度、時(shí)間和PH四因素,并跟蹤檢測(cè)成品酒乙醛含量,其檢測(cè)結(jié)果分別見(jiàn)圖2、圖3、圖4和圖5。
1)輔料大米比例(見(jiàn)圖2)
從圖2可看出:大米比例由35%提高至45%,麥汁中可發(fā)酵性糖等組分改善,乙醛含量約下降40%,即提高輔料大米比例可獲得乙醛含量較低的成品酒。
2)糖化溫度(見(jiàn)圖3)
從圖3可看出:65℃糖化有利于降低成品酒乙醛含量。就跟蹤檢測(cè)數(shù)據(jù)而言,65℃糖化較63℃糖化或67℃糖化,其成品乙醛含量下降幅度約為20%。
3)糖化保溫時(shí)間(見(jiàn)圖4)
從圖4可看出:30分鐘糖化其成品酒乙醛含量最高,即長(zhǎng)時(shí)間糖化休止、糖化強(qiáng)度加強(qiáng),將有利于降低成品酒乙醛含量。
4)PH(見(jiàn)圖5)
從圖5可看出:麥汁PH越高,成品酒乙醛含量將上升。但過(guò)高或過(guò)低的PH將不利于糖化過(guò)程中酶的作用、麥汁煮沸時(shí)蛋白質(zhì)的絮凝、酵母的生長(zhǎng)和代謝等,通常要求最終麥汁PH為5.2~5.5。
3.2 發(fā)酵工藝
在其它工藝條件相同的情況下,我們分別改變冷麥汁充氧量、酵母接種量、主發(fā)酵溫度和發(fā)酵壓力四因素,并跟蹤檢測(cè)發(fā)酵液乙醛含量,其檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1、表2、表3和表4。
1)冷麥汁充氧量(見(jiàn)表1)
從表1可看出:隨冷麥汁充氧量的增加,第3天和第14天發(fā)酵液的乙醛含量也相應(yīng)增加。但過(guò)低的充氧量將不能滿足酵母的生長(zhǎng)繁殖,酵母還原乙醛能力差,使乙醛含量升高。
2)滿罐種酵母接種量(見(jiàn)表2)
從表2可以看出:種酵母接種量越大,成熟發(fā)酵液乙醛含量越高。但過(guò)高接種量,細(xì)胞增值倍數(shù)太低,新生細(xì)胞少,不利于啤酒風(fēng)味控制。
3)主發(fā)酵溫度(見(jiàn)表3)
從表3可以看出:提高發(fā)酵溫度將降低發(fā)酵液乙醛含量。由于高溫下乙醛還原速度加快,這與雙乙酰還原快是分不開(kāi)的。
4)發(fā)酵壓力(見(jiàn)表4)
從表4可以看出:不帶壓發(fā)酵將有利于乙醛的揮發(fā),即能夠降低乙醛含量,但可能引起CO2含量低、泡持性差等問(wèn)題。而封罐加壓發(fā)酵,懸浮酵母細(xì)胞少、酵母沉降快,乙醛還原慢,故含量相對(duì)高些。
3.3 其它影響因素
1)抗氧化劑
在啤酒過(guò)濾時(shí)添加亞硫酸鹽等抗氧化劑,其分解的SO2(也包括啤酒發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的)能與乙醛形成加合物,可以減少游離乙醛的含量,但當(dāng)SO2被啤酒中溶解氧氧化后,乙醛又會(huì)游離出來(lái)。
2)微生物
麥汁或酵母染文章來(lái)源華夏酒報(bào)菌,都可能增加啤酒中的乙醛含量。如污染了發(fā)酵單胞菌,會(huì)產(chǎn)生多量的乙醛和H2S等。
3)CO2洗滌
后發(fā)酵期,乙醛隨CO2的排放,迅速減少。故采用CO2洗滌發(fā)酵液,可以促進(jìn)乙醛等揮發(fā)性異味物去除。
4)氧氣
啤酒裝瓶殺菌后,由于瓶頸空氣和溶解氧的存在,乙醛含量將有所增加。因此,清酒過(guò)濾和裝瓶過(guò)程中極力避免氧的入侵對(duì)控制乙醛含量是很有必要的。
4.總結(jié)
1)影響啤酒乙醛含量高低的工藝因素主要有:麥芽質(zhì)量和不同品種搭配、原輔料配比,糖化溫度、PH和時(shí)間,冷麥汁充氧量、酵母接種量及沉降速率,發(fā)酵溫度、封罐糖度和壓力等。其中提高麥芽用量、提高麥汁PH、加強(qiáng)冷麥汁通風(fēng)、加大酵母接種量、提高發(fā)酵壓力等均有利于乙醛的形成。當(dāng)然,具體的工藝參數(shù)需結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,進(jìn)一步的驗(yàn)證確定。
2)另外,還可以采取一些措施降低乙醛含量。比如CO2洗滌發(fā)酵液、清酒時(shí)添加抗氧化劑、降低溶解氧。最重要的是加強(qiáng)釀造過(guò)程中的衛(wèi)生管理,防止微生物污染。
3)實(shí)際生產(chǎn)中,應(yīng)當(dāng)結(jié)合成本和能耗、生產(chǎn)周期和效率、啤酒質(zhì)量和風(fēng)味等方面綜合考慮,才能制定出合理的工藝,更多地降低乙醛含量,從而釀造出優(yōu)秀的啤酒。
圖1 12.0°P麥汁發(fā)酵過(guò)程中乙醛含量變化趨勢(shì)圖
圖2 不同大米比例下成品酒乙醛含量比較
圖3 不同糖化溫度下成品酒乙醛含量比較
圖4 不同糖化保溫時(shí)間下成品酒乙醛含量比較
圖5 不同糖化PH下成品酒乙醛含量比較
表1 不同充氧量發(fā)酵液乙醛含量比較
表2 不同滿罐種酵母接種量發(fā)酵液乙醛含量比較
表3 不同主發(fā)酵溫度發(fā)酵液乙醛含量比較
表4 不同發(fā)酵壓力發(fā)酵液乙醛含量比較