一、高級醇形成的途徑
高級醇是酵母發酵的副產物,它的生成與氨基酸代謝密不可分,其代謝途徑有兩條:一是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;二是合成代謝途徑,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、接種量、麥汁成分、發酵工藝、微生物控制情況等方面的影響。
二、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,合理地選擇酵母菌種是從根本上控制高級醇含量的最有效的方法。
2.對回收酵母的質量要求
回收使用的酵母泥,必須色澤潔白、嗅之無異味、嘗之無酸味
文章來源華夏酒報,外觀較粘稠,細胞形態大小均勻、飽滿、液泡小,細胞壁薄,內容物不明顯,無異形細胞。發酵液的雜菌和有害菌的檢測結果,是評價該罐酵母受污染程度的標志,要本著“無菌使用酵母”的原則,微檢不合格的罐不能作為傳代酵母使用,應及時淘汰不用、廢棄處理。要堅持“先檢查、后使用”的原則。回收酵母在添加使用前要進行檢測,酵母的死亡率要低于5%、PH值不能高于5。酵母回收代數應控制在5代以內,有條件、有能力的廠家,最好控在4代以內,這樣做可以保證酵母的強壯及良好的活性,保持啤酒良好的風味,同時也降低了傳代酵母被雜菌污染的幾率。
3.把握好酵母回收的時機
經實踐證實,當發酵液外觀糖度降至4.5°P時,開始封罐保壓(0.08Mpa~
0.10Mpa),升壓2~3天后是回收酵母的最好時機!這時沉降的酵母多是活性高、發酵旺盛的、強壯的。這種回收的優點是:因酵母細胞不經過停滯期,直接進入快速生長期,所以起發快,發酵旺盛,降糖、還原雙乙酰速度快,可縮短發酵周期,降低高級醇含量,更能保證啤酒質量及風味的穩定。
4.正確選擇使用回收酵母
發酵過程中,酵母的沉降是有梯度的,下層多為衰老、死亡的細胞,并摻雜有大量冷凝固物等;中層則是在發酵旺盛期繁殖的、最具有活力的、強壯的、發酵力高的酵母;上層是較為輕質的酵母,并混有酒花樹脂等雜質,質量較中層差。因此,我們在選用酵母時,要采取“掐頭去尾,取中間”的方法。
(1)回收酵母時應對酵母壓送車備壓,酵母壓送車壓力須略低于錐形罐罐壓,壓送車排氣閥適當放氣,使酵母泥緩慢流入,以穩定酵母的有效回收量,確保滿罐酵母數的準確添加,有利于產品質量的均一性。要防止回收時驟然泄壓,潛在影響細胞活性。
(2)由錐形罐直接輸送到酵母壓送車,要對壓送車內酵母進行充氧,這樣可洗滌掉酵母細胞表面吸附的二氧化碳,有利于提高酵母細胞活性,充氧時間可控制在30′(充氧后要及時接種生產麥汁,不能長時間存放)。充氧洗滌后的酵母,隨第一鍋麥汁加入錐形罐。
(3)滿罐酵母數控在1.5-2.0×107個/ml之間,酵母的接種量控制在0.8%為好,如果酵母接種量較少(低于1.0×107個/ml),會增加酵母細胞的繁殖時間,延長發酵周期,不利于酵母迅速形成生長優勢,極易造成雜菌污染;相反,如果接種量過高,會使新生的酵母細胞減少,而造成成熟、衰老的多,最終影響酵母的回收質量。
5.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。燕京啤酒(山東無名)股份有限公司生產8°P啤酒和10°P啤酒兩種系列產品,8°P啤酒α-氨基酸含量控制在130-150mg/L之間;10°P啤酒α-氨基酸含量控制在140-160mg/L之間。既能保證酵母生長的需要,又不產生較多的高級醇。
6.麥汁溶解氧含量要穩定
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。燕京啤酒(山東無名)股份有限公司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。麥汁冷卻補氧是為了使酵母細胞能迅速恢復繁殖能力,提高活性。如果麥汁補氧量不足(<6ppm)時,會降低酵母細胞的增殖速率,延長細胞的停滯期,導致細胞過早衰老;過量的補氧(>10ppm),也會導致細胞過度出芽和發酵,產生大量酵母,會促使酵母退化和變異,致使代謝不正常,產出較多的高級醇,對酒體風味不利。
7.麥汁進罐溫度和滿罐時間的控制
錐形罐刷洗完后,空罐的溫度控制應與主發酵溫度保持一致,避免罐溫對酵母起發溫度產生影響。麥汁起始接種溫度是控制發酵前期酵母繁殖階段溫度的,一般應低于主發酵溫度2-3℃,滿罐溫度應低于主酵溫度1℃為宜,麥汁在分鍋次進罐中,讓酒體溫度隨酵母繁殖代謝產生的熱量,使罐溫自然升溫到主酵溫度,所以麥汁的冷卻溫度應遵循先低后高,最后達到滿罐溫度的原則。以10℃主發酵、四鍋次進酒滿罐為例說明麥汁冷卻溫度為:第一鍋6.5-7.0℃; 第二鍋7.0-7.5℃;第三鍋7.5-8.0℃;第四鍋8.0-9.0℃。切忌滿罐溫度不能控的過高,盡量避免在起發階段人工控溫。麥汁滿罐時間不能超過18小時。
8.嚴格控制發酵溫度和壓力
一般情況下,0.1Mpa壓力對酵母細胞是無影響的,但對酵母的代謝產物、細胞繁殖和發酵速度影響較大。前酵期為不影響細胞繁殖速度,糖度降到4.5°P時,開始升壓。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。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。
9.控制好后貯時間
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,否則會引起啤酒中高級醇含量增多。
10.加強衛生管理,防止雜菌污染
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,我們改變了原來的殺菌方式,由原來的四鍋麥汁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。消除各種有害菌潛在的影響,燕京啤酒(山東無名)股份有限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有原來的雜菌小于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。
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編輯:張怡