风味物质的控制

1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0.5~1.一．高级醇1907年Ehrlish路线：R-CH-COOH+Rˊ-CH-COOHRCOCOOH+Rˊ-CHCOOHNH2NH2NH2RCHORCH2OH1953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。转氨酶脱氢酶脱羧酶2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NADH2NADH2NADNAD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活性异戊醇异丁醇异戊醇正丙醇3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7515～305～20β苯乙醇5015～8025～35酪醇101～31.5色醇10.1～20.2总高级醇10050～150100影响因素1酵母品种粉末型»凝聚型2酵母增殖M=Z02n当n2.7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。4二．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/l2.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。H0Beer优秀Beer乙酸甲酯501~81~3乙酸乙酯3015~3012~25丙酸乙酯101~51~2乙酸异戊酯21~51~1.5丁酸乙酯0.50.1~0.20.1RCH2OH+R’COSoARCH2COOR’+CoASH糖丙酮酸乙酰辅酶A脂酰辅酶A脂肪有机酸脂肪酸氨基酸酮酸乙醛乙醇酯类双乙酰杂醇油5己酸乙酯0.301~0.60.2~0.3辛酸乙酯1.00.2~0.60.1~0.3乙酸苯乙酯5.00.2~1.51.0总挥发酯25~7525~35（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）61805530880510麦汁O2浓度（mg/l）8484总挥发酯18.326.524.434.6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……2,3-戊二酮α-乙酰羟基丁酸异亮AA乙偶姻2,3-丁二醇双乙酰2,3-丁二醇异丁醇α-酮基异戊酸α-乙酰乳酸丙酮酸活性乙醛麦芽糖缬AA异丁醇α-乙酰乳酸双乙酰+6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VDK0.05mg/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⑴高于主酵温度如12℃~16℃还原⑵等于主酵温度⑶略低于主酵温度如8℃青啤德国10℃8.57.216℃6.84.170.064g/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10101098麦汁pH5.345.345.345.345.34用1NNaOH滴定增加1pH消耗的碱量/ml0.510.450.310.300.23发酵pH4.324.133.993.913.86增加1pH消耗的碱量/ml0.620.580.480.460.42A乳酸脱氢酶还原CH3│C＝O│COOHCH3│CHOH│COOH磷酸酯酶淀粉磷酸酶甘油磷酸酶1大麦中植物酸钙镁盐2磷脂卵磷脂3支链淀粉结合磷酸酯H3PO4+H2PO4¯8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4018257～1042103～10正常含量mg/100ml4～1212～154～155～10143～62～5折算成总酸0.044～0.130.2340.02～0.040.030.280.10.2714～165852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1.4mlCOOH│CH2│CH2│CHNH2│COOH│CH2│CHNH2│COOHCOOH│CH2│CH2│CHNH2│COOHCOOH│CH2│+CH2│COOHCH2OH│CHOH│CHOH+NH3+CO2+2H2OC6H12O6+9123456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。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。发酵前+O2CH2COOH贮酒中+O2发酵前期加O2CH3CHOCH3CH2OH10五、含硫化合物1.H2S麦汁糖化时形成煮沸后仅留10-40μg/lMo10μg/l10μg/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DMS10μg/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381525609025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)脱巯醇啤酒中来自酵母胱氨酸半胱氨酸H2S11哈林顿艾斯特冈二斯泰托斯曼特卡夫DMS21303560260045002800SMM11101000248028502000DMSO600080008000100008000六、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。12β葡聚糖黏度过滤甘露聚躺氨基酸杂味氧化多酚-聚酯后置混浊氧化树脂后苦味蛋白酶A58℃泡沫脂肪泡沫油味H2S酵母自溶长链脂肪酸老化高肽混浊肝糖碘值pH6.5-7.5啤酒pH4.2-4.4rpm100015’酵母死亡率3%+0.23-5%+0.55-8%+0.5-0.810%+1.0离心液pH啤酒+0.2-0.3正常+0.3-0.5可承受+0.5-1.0消去13七、啤酒中无机离子（mg/l）总无机离子800-1200mg/lK+2004-5:1Na+50钠越少越好Ca+30-501:2Mg60-90Fe2+0.02-0.05越少越好Fe+Cu+Mn0.05特别Fe+Cu0.1Cu+0.02-0.04Mn2+0.06-0.1Zn0.01-0.02Si20-40高于50mg/l引起浑浊Cl-80-150SO4-2150-200H2PO4-250-350N