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成品啤酒双乙酰反弹的原因及控制措施

来源: 2013-03-18 00:00:00
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[导读] 前言:啤酒是广大消费者喜爱的饮料酒,其成分非常复杂,这些成分对啤酒的质量影响非常大,而其中双乙酰的影响最具代表性,所以在啤酒生产...

    前言:啤酒是广大消费者喜爱的饮料酒,其成分非常复杂,这些成分对啤酒的质量影响非常大,而其中双乙酰的影响最具代表性,所以在啤酒生产中,双乙酰的控制是至关重要的。但是在我们监督检验的过程中发现,很多企业出厂时合格的产品,经过一段时间后,双乙酰含量会慢慢回升,啤酒在灌装前后双乙酰含量相差较远,甚至灌装一段时间后双乙酰含量上升到远远超标的程度,出现反弹现象。这确实是生产企业很头疼的问题,而找出反弹原因和解决办法也成为啤酒酿造者关注的焦点。

    1. 啤酒中双乙酰的产生及还原机理 :目前,对双乙酰的形成机理已经比较清楚,形成双乙酰的前体物质是a-乙酰乳酸,而a-乙酰乳酸是酵母在合成缬氨酸时形成的。研究结果表明,a-乙酰乳酸形成数量的多少取决于酵母对缬氨酸的需求量及麦汁中缬氨酸的含量。如果麦汁中的缬氨酸含量多时,酵母合成缬氨酸的量会减少,可抑制a-乙酰乳酸的生成,最终抑制双乙酰的生成。  酵母细胞内的a-乙酰乳酸不会直接转化为双乙酰,必须被酵母排出细胞外(发酵液中),经非酶氧化脱羧形成双乙酰。发酵液中的双乙酰再依靠双乙酰渗透酶输送进入酵母细胞中,在细胞内靠双乙酰还原酶还原成2,3-丁二醇,然后再排出酵母细胞外。 

2.啤酒双乙酰反弹的原因: 影响啤酒中双乙酰含量的回升原因有两个方面:一是半成品中a-乙酰乳酸含量过高,二是啤酒发酵过程中双乙酰的前趋物质a-乙酰乳酸尚有存留,双乙酰还原成2-3丁二醇的中间产物乙偶姻极不稳定,极易重新被氧化生成双乙酰,在生产后期由于时间、温度、光照和氧含量的影响,储存时间越长,温度越高,双乙酰回升越快,瓶中空气及溶解在啤酒中的氧都会加速氧化作用而使双乙酰反弹。

3.造成a-乙酰乳酸含量过高的原因及降低措施:

1)麦汁充氮量过高。导致酵母增殖过于旺盛,形成多量的a-乙酰乳酸,而且还会消耗掉多量的还原性物质,从而导致发酵后期a-乙酰乳酸含量过高。反之如果麦汁通风不足则酵母增殖缓慢,发酵降糖缓且双乙酰还原能力降低。所以掌握适量的通风供氧一般(4-8)ppm才能有效的控制发酵后期a-乙酰乳酸的过量生成和双乙酰的还原。

2)控制酵母繁殖量。尽快开始发酵可以减少酵母对缬氨酸的需求量,同样能控制缬氨酸额前体物质a-乙酰乳酸的产生量。所以加大酵母添加量,降低酵母的繁殖率,可以减少a-乙酰乳酸的形成,从而降低啤酒的双乙酰含量。酵母的添加量应在1.2×107 ~1.5×107 个/ml左右,若添加量不足,应及时补加酵母。

3)控制麦汁中的氨基氮含量。有资料报道使用同一种酵母菌种时,当麦芽汁中的a-氨基氮在85mgL160mg/L时双乙酰的峰值分别是0.85mg/L0.4mgL.因此控制麦芽汁中的a-氨基氮在160-200mg/L就能满足酵母的繁殖需要,从而减少了缬氨酸的合成途径,也减少了a-乙酰乳酸的含量,从而控制成品双乙酰的含量。

4) 麦汁溶解氧含量高,酵母繁殖快,虽然加速了a-乙酰乳酸的合成,但同时更加速了a-乙酰乳酸的非酶分解.发酵罐麦汁溶解氧控制在6-8mgL,可以改变发酵液的氧化还原值,使发酵液中的a-乙酰乳酸尽可能多地转化成双乙酰而被酵母自身还原,从而减少了成品啤酒中a-乙酰乳酸的残留量,避免啤酒贮藏过程中双乙酰反弹的现象。达不到该指标则应增加麦汁的充氧量。 

5)温度的影响。对于传统发酵可以适当提高前酵下酒温度及后酵前期温度,为a-乙酰乳酸的氧化和双乙酰的还原提供更多的时间。发酵后期温度要求在5-8度,所以一罐法后酵前期可采用较高的温度以利于双乙酰还原,后酵期不低于7-8天,两罐法的后酵温度保持在5-6度,保压不高于0.08MPa,并通过急冷,发酵液倒灌储酒缩短酒龄,有利于减少a-乙酰乳酸在酒液中的残存量,保证产品质量。

6)控制发酵后期啤酒中双乙酰含量的回升。发酵后期酵母已基本从酒液中分离,特别是滤酒后已认为酵母在酒液中不复存在,但由于a-乙酰乳酸的存在就要控制好发酵后期,滤酒,灌装等操作过程中氧的溶入,以减少因为a-乙酰乳酸氧化而引起的双乙酰含量的回升。有资料表明当瓶颈空气大于2ml/640ml时就会有比较明显的影响。当a-乙酰乳酸双乙酰含量较低时,氧的溶入对双乙酰的回升的影响相应较小。此外温度升高和震荡都可以加快双乙酰的形成。为了减少啤酒中氧的影响可在发酵前期加入适量的a-乙酰乳酸脱羧酶,改变a-乙酰乳酸的代谢途径,使其直接脱羧为2,3-丁二醇。在滤酒时清酒中添加抗氧化剂异维生素C钠或亚硫酸氢钠。从而有效防止a-乙酰乳酸再次氧化为双乙酰。

另外,在测定双乙酰的蒸馏过程中,受高温及氧的影响,部分a-乙酰乳酸转化为联二酮,由于蒸馏强度和时间不一致,前驱物质转化的强度也不一致,可能部分a-乙酰乳酸羧基酸不能转化,使测定结果有误差。有时人为的因素也是有的,测定双乙酰含量一般在灌装巴氏杀菌后,而感官品尝总要几天甚至更长时间后,此时的双乙酰含量已变化了,往往不受注意,所以有时出现品尝的双乙酰味感和分析结果不一样。以至于双乙酰反弹后我们不能及时发现。

   综上所述,为了确保产品质量,控制好发酵过程中a-乙酰乳酸的残留,有效的控制住双乙酰的含量,避免成品啤酒双乙酰反弹,是我们啤酒行业致力并继续探讨研究下去的重要课题,我们将结合生产实践使产品质量更进一步提高。

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