探讨啤酒乙醛及其影响因素

探讨啤酒乙醛及其影响因素乙醛对啤酒风味有很大的影响，它是构成啤酒生青味的主要物质之一。因此，降低乙醛含量对啤酒风味稳定具有很重要的意义。在酵母菌株一定的前提下，制定合理的酿造工艺是降低乙醛含量的主要途径。本文结合大生产跟踪检测结果，对影响啤酒乙醛含量的一些主要因素进行显探讨和分析。1乙醛的性质及其对啤酒风味和人体的影响1.1乙醛的性质乙醛是无色、易挥发并具有刺激性气味的液体，沸点为20.8℃，可溶于水、乙醇及乙醚。其蒸气易燃，可与空气形成爆炸混合物（4％～60％体积）。乙醛易氧化和聚合，是乙醇和乙酸的前驱体。乙醛可与间苯二酚作用形成鲜红色的醌式缩合物。1.2乙醛对啤酒风味的影响乙醛与双乙酰及H2S并存，形成嫩啤酒的生青味，赋予啤酒不纯正、不协调的口味和气味。乙醛的阈值为10ppm，当乙醛含量超过此值时，啤酒会给人一种不愉快的粗糙苦味感觉，有酒窖口味。含量过高，就会呈现辛辣的腐烂青草味。乙醛含量高，其它醛类含量也相对高，是导致成品酒存放后呈现老化味等异味的主要原因之一。成熟啤酒乙醛正常含量应＜10ppm，优质啤酒其含量应＜6ppm。1.3乙醛对人体的影响一定量的乙醛对人体有强烈的刺激性。它能刺激人体的呕吐中枢神经，使人产生恶心、呕吐；能促进脑神经收缩而致头痛，但不及高级醇明显；也能刺激人体末梢血管，尤其易导致脸面、眼球和耳部的毛细血管迅速充血，而出现面红耳赤；还能刺激人体的组织黏膜和皮肤等。缺乏Ⅰ型醛脱氢酶的人饮酒后，乙醇在体内被醇脱氢酶氧化成乙醛，但乙醛却难迅速氧化成乙酸并最终分解为水和二氧化碳，上述生理反应就会很明显。在醛类中，乙醛的毒性仅次于甲醛，乙醛毒性相当于乙醇的83倍。人们经常喝乙醛含量高的酒，容易产生酒瘾。2发酵过程中乙醛的形成和变化2.1代谢形成乙醛乙醛是啤酒发酵过程中产生的主要醛类，也是含量最高的醛类，它是酵母进行乙醇发酵的中间产物，由丙酮酸在脱羧酶的作用下形成乙醛和CO2，大部分乙醛受酵母酶的作用还原成乙醇。2.2乙醛的变化乙醛含量随发酵进行快速增长，又随着啤酒的成熟而逐渐减少，其变化类似于双乙酰。乙醛在主发酵前期大量形成，一般在麦汁满罐后2~3天，即下面发酵至发酵度为35~60%时，达到峰值20~40mg/l，在升压后的2天左右很快下降，降温至后发酵期间乙醛含量变化趋缓，发酵14天左右至贮酒期其含量变化很小。图1为我们跟踪的一罐发酵液乙醛含量变化趋势图。3酿造过程中影响乙醛的因素分析3.1糖化工艺在其它工艺条件相同的情况下，我们分别改变麦芽：大米比例、糖化温度、时间和PH四因素，并跟踪检测成品酒乙醛含量，其检测结果分别见图2、图3、图4和图5。1)辅料大米比例大米比例由35%提高至45%，麦汁中可发酵性糖等组分改善，乙醛含量约下降40%，即提高辅料大米比例可获得乙醛含量较低的成品酒。2)糖化温度65℃糖化有利于降低成品酒乙醛含量。就跟踪检测数据而言，65℃糖化较63℃糖化或67℃糖化，其成品乙醛含量下降幅度约为20%。3)糖化保温时间可看出：30分钟糖化其成品酒乙醛含量最高，即长时间糖化休止、糖化强度加强，将有利于降低成品酒乙醛含量。4)PH麦汁PH越高，成品酒乙醛含量将上升。但过高或过低的PH将不利于糖化过程中酶的作用、麦汁煮沸时蛋白质的絮凝、酵母的生长和代谢等，通常要求最终麦汁PH为5.2~5.5。3.2发酵工艺在其它工艺条件相同的情况下，我们分别改变冷麦汁充氧量、酵母接种量、主发酵温度和发酵压力四因素，并跟踪检测发酵液乙醛含量，其检测结果见表1、表2、表3和表4。1)冷麦汁充氧量随冷麦汁充氧量的增加，第3天和第14天发酵液的乙醛含量也相应增加。但过低的充氧量将不能满足酵母的生长繁殖，酵母还原乙醛能力差，使乙醛含量升高。2)满罐种酵母接种量种酵母接种量越大，成熟发酵液乙醛含量越高。但过高接种量，细胞增值倍数太低，新生细胞少，不利于啤酒风味控制。3)主发酵温度提高发酵温度将降低发酵液乙醛含量。由于高温下乙醛还原速度加快，这与双乙酰还原快是分不开的。4)发酵压力不带压发酵将有利于乙醛的挥发，即能够降低乙醛含量，但可能引起CO2含量低、泡持性差等问题。而封罐加压发酵，悬浮酵母细胞少、酵母沉降快，乙醛还原慢，故含量相对高些。3.3其它影响因素1)抗氧化剂在啤酒过滤时添加亚硫酸盐等抗氧化剂，其分解的SO2（也包括啤酒发酵时产生的）能与乙醛形成加合物，可以减少游离乙醛的含量，但当SO2被啤酒中溶解氧氧化后，乙醛又会游离出来。2)微生物麦汁或酵母染菌，都可能增加啤酒中的乙醛含量。如污染了发酵单胞菌，会产生多量的乙醛和H2S等。3)CO2洗涤后发酵期，乙醛随CO2的排放，迅速减少。故采用CO2洗涤发酵液，可以促进乙醛等挥发性异味物去除。4)氧气啤酒装瓶杀菌后，由于瓶颈空气和溶解氧的存在，乙醛含量将有所增加。因此，清酒过滤和装瓶过程中极力避免氧的入侵对控制乙醛含量是很有必要的。4.总结1)影响啤酒乙醛含量高低的工艺因素主要有：麦芽质量和不同品种搭配、原辅料配比，糖化温度、PH和时间，冷麦汁充氧量、酵母接种量及沉降速率，发酵温度、封罐糖度和压力等。其中提高麦芽用量、提高麦汁PH、加强冷麦汁通风、加大酵母接种量、提高发酵压力等均有利于乙醛的形成。当然，具体的工艺参数需结合生产实际，进一步的验证确定。2)另外，还可以采取一些措施降低乙醛含量。比如CO2洗涤发酵液、清酒时添加抗氧化剂、降低溶解氧。最重要的是加强酿造过程中的卫生管理，防止微生物污染。3)实际生产中，应当结合成本和能耗、生产周期和效率、啤酒质量和风味等方面综合考虑，才能制定出合理的工艺，更多地降低乙醛含量，从而酿造出优秀的啤酒