一、高级醇形成的途径
高级醇是酵母发酵的副产物,它的生成与氨基酸代谢密不可分,其代谢途径有两条:一是氨基酸的降解代谢途径,即氨基酸在转氨酶的作用下生成α-酮酸,再经脱羧和还原转变为高级醇;二是合成代谢途径,即在碳水化合物合成氨基酸的过程中,形成α-酮酸中间体,经脱羧还原形成高级醇。其生成量受酵母菌种、接种量、麦汁成分、发酵工艺、微生物控制情况等方面的影响。
二、降低啤酒中高级醇含量的措施
1.选用优良的酵母菌种
酵母菌种是影响高级醇含量的决定性因素,不同的酵母菌种生成的高级醇的种类和数量有很大的差别,在同等条件下,有的酵母菌会产生比其它菌种高数倍的高级醇。酵母接种量的大小对高级醇的生成量也有一定的影响,当加大酵母接种量时,酵母的繁殖量将减少,高级醇的生成量也相应减少;当接种量不足时,酵母的繁殖量将增大,产生较多的高级醇。因此,合理地选择酵母菌种是从根本上控制高级醇含量的最有效的方法。
2.对回收酵母的质量要求
回收使用的酵母泥,必须色泽洁白、嗅之无异味、尝之无酸味
文章来源华夏酒报,外观较粘稠,细胞形态大小均匀、饱满、液泡小,细胞壁薄,内容物不明显,无异形细胞。发酵液的杂菌和有害菌的检测结果,是评价该罐酵母受污染程度的标志,要本着“无菌使用酵母”的原则,微检不合格的罐不能作为传代酵母使用,应及时淘汰不用、废弃处理。要坚持“先检查、后使用”的原则。回收酵母在添加使用前要进行检测,酵母的死亡率要低于5%、PH值不能高于5。酵母回收代数应控制在5代以内,有条件、有能力的厂家,最好控在4代以内,这样做可以保证酵母的强壮及良好的活性,保持啤酒良好的风味,同时也降低了传代酵母被杂菌污染的几率。
3.把握好酵母回收的时机
经实践证实,当发酵液外观糖度降至4.5°P时,开始封罐保压(0.08Mpa~
0.10Mpa),升压2~3天后是回收酵母的最好时机!这时沉降的酵母多是活性高、发酵旺盛的、强壮的。这种回收的优点是:因酵母细胞不经过停滞期,直接进入快速生长期,所以起发快,发酵旺盛,降糖、还原双乙酰速度快,可缩短发酵周期,降低高级醇含量,更能保证啤酒质量及风味的稳定。
4.正确选择使用回收酵母
发酵过程中,酵母的沉降是有梯度的,下层多为衰老、死亡的细胞,并掺杂有大量冷凝固物等;中层则是在发酵旺盛期繁殖的、最具有活力的、强壮的、发酵力高的酵母;上层是较为轻质的酵母,并混有酒花树脂等杂质,质量较中层差。因此,我们在选用酵母时,要采取“掐头去尾,取中间”的方法。
(1)回收酵母时应对酵母压送车备压,酵母压送车压力须略低于锥形罐罐压,压送车排气阀适当放气,使酵母泥缓慢流入,以稳定酵母的有效回收量,确保满罐酵母数的准确添加,有利于产品质量的均一性。要防止回收时骤然泄压,潜在影响细胞活性。
(2)由锥形罐直接输送到酵母压送车,要对压送车内酵母进行充氧,这样可洗涤掉酵母细胞表面吸附的二氧化碳,有利于提高酵母细胞活性,充氧时间可控制在30′(充氧后要及时接种生产麦汁,不能长时间存放)。充氧洗涤后的酵母,随第一锅麦汁加入锥形罐。
(3)满罐酵母数控在1.5-2.0×107个/ml之间,酵母的接种量控制在0.8%为好,如果酵母接种量较少(低于1.0×107个/ml),会增加酵母细胞的繁殖时间,延长发酵周期,不利于酵母迅速形成生长优势,极易造成杂菌污染;相反,如果接种量过高,会使新生的酵母细胞减少,而造成成熟、衰老的多,最终影响酵母的回收质量。
5.合理控制麦汁组分
高级醇的生成量随着麦汁浓度的升高而升高。麦汁中α-氨基酸的含量对发酵过程形成高级醇至关重要,当氨基酸含量低时,酵母将通过合成代谢途径生成自身所需的氨基酸,形成较多的α-酮酸中间体,导致高级醇生成量增大,当麦汁浓度降低时,麦汁中α-氨基酸的含量必然降低,啤酒发酵时生成的高级醇少;当其α-氨基酸含量高时,酵母繁殖量增加,代谢副产物增加,也产生较多的高级醇,一般要求12°P麦汁α-氨基酸含量控制在140-160mg/L对啤酒整体风味有利,且不影响酵母的生长和繁殖。因此,麦汁α-氨基酸含量也不能太高,否则,将形成较多的高级醇。调整适宜的麦汁α-氨基酸水平是降低高级醇含量的重要工艺措施。燕京啤酒(山东无名)股份有限公司生产8°P啤酒和10°P啤酒两种系列产品,8°P啤酒α-氨基酸含量控制在130-150mg/L之间;10°P啤酒α-氨基酸含量控制在140-160mg/L之间。既能保证酵母生长的需要,又不产生较多的高级醇。
6.麦汁溶解氧含量要稳定
麦汁中含氧量愈高,酵母增殖愈大,发酵愈旺盛,高级醇的生成量将愈多;反之酵母增殖量少,不利于发酵的进行。一般麦汁中含氧量控制在6-10mg/L为宜。使用分锅次满罐的麦汁,最后一锅麦汁可以不充氧,防止发酵罐麦汁氧含量过高,酵母增殖量过大,产生较多的高级醇。燕京啤酒(山东无名)股份有限公司8°P啤酒麦汁中含氧量控制在6-8mg/L之间;10°P啤酒麦汁中含氧量控制在8-10mg/L之间。麦汁冷却补氧是为了使酵母细胞能迅速恢复繁殖能力,提高活性。如果麦汁补氧量不足(<6ppm)时,会降低酵母细胞的增殖速率,延长细胞的停滞期,导致细胞过早衰老;过量的补氧(>10ppm),也会导致细胞过度出芽和发酵,产生大量酵母,会促使酵母退化和变异,致使代谢不正常,产出较多的高级醇,对酒体风味不利。
7.麦汁进罐温度和满罐时间的控制
锥形罐刷洗完后,空罐的温度控制应与主发酵温度保持一致,避免罐温对酵母起发温度产生影响。麦汁起始接种温度是控制发酵前期酵母繁殖阶段温度的,一般应低于主发酵温度2-3℃,满罐温度应低于主酵温度1℃为宜,麦汁在分锅次进罐中,让酒体温度随酵母繁殖代谢产生的热量,使罐温自然升温到主酵温度,所以麦汁的冷却温度应遵循先低后高,最后达到满罐温度的原则。以10℃主发酵、四锅次进酒满罐为例说明麦汁冷却温度为:第一锅6.5-7.0℃; 第二锅7.0-7.5℃;第三锅7.5-8.0℃;第四锅8.0-9.0℃。切忌满罐温度不能控的过高,尽量避免在起发阶段人工控温。麦汁满罐时间不能超过18小时。
8.严格控制发酵温度和压力
一般情况下,0.1Mpa压力对酵母细胞是无影响的,但对酵母的代谢产物、细胞繁殖和发酵速度影响较大。前酵期为不影响细胞繁殖速度,糖度降到4.5°P时,开始升压。发酵温度的高低直接影响产生高级醇含量的多少。发酵温度提高,发酵速度相应加快,高级醇生成量就多。使用低温酵母后,发酵温度降低到10℃。高级醇含量控制在合适的范围内。
9.控制好后贮时间
后贮时间长,高级醇含量会有小幅度上升。特别是啤酒消费淡季,后酵贮酒时间应严格控制,贮酒时间一般为7-14天,否则会引起啤酒中高级醇含量增多。
10.加强卫生管理,防止杂菌污染
啤酒发酵应在相对“纯净”的环境下进行,任何杂菌的侵入都将影响到发酵的正常进行,特别是污染了野生酵母的发酵液,会使啤酒中高级醇的含量明显上升。为此,我们改变了原来的杀菌方式,由原来的四锅麦汁杀菌改为一锅一杀菌,增加发酵罐酸洗工艺,发酵罐清洗杀菌后,要用无菌空气备压至0.01-0.02Mpa,使发酵罐保证有一定的压力,防止空气进入而带入杂菌,进麦汁前,再用配制好的消毒剂杀菌一次。消除各种有害菌潜在的影响,燕京啤酒(山东无名)股份有限公司冷麦汁微生物控制指标由原来的杂菌50个/毫升、厌氧菌10个/100毫升降低到现在的杂菌0个/毫升、厌氧菌0个/100毫升;发酵液微生物控制指标有原来的杂菌小于80个/毫升、厌氧菌20个/100毫升降低到现在的杂菌小于5个/毫升、厌氧菌3个/100毫升。因此,做好卫生工作是保证啤酒正常发酵的基础。
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编辑:张怡