风味物质的控制

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-COOH
RCOCOOH + Rˊ-CHCOOH
NH2 NH2 NH2
RCHO RCH2OH
1953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30 mg/L，若再加高温可高达40～50 mg/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 0.1 g/L,其它酒类也如此。

葡萄糖
（EMP
途径）
丙酮酸
α-酮基β­甲基异戊醛 α-酮基异戊酸 -酮基异已酸
异亮氨酸 缬氨酸 亮氨酸
CO 2 CO 2 CO 2
甲基乙醛 异丁醛 异戊醛
NADH 2 NADH 2 NAD NAD
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 150～200 120 天冬氨酸 50～70 35～50 天冬酰胺 60～80 50～60 苏氨酸 60～80 50～60 丝氨酸 60～70 45～55 蛋氨酸 30～50 25～30 脯氨酸 250～350 235～335
第二组 麦汁 啤酒 异亮氨酸 60～80 10 缬氨酸 120～150 30～50 苯丙氨酸 120～140 40～50 甘氨酸 30～50 10 丙氨酸 90～160 45 酪氨酸 70～100 35～40 亮氨酸 150～170 30
第三组麦汁啤酒
赖氨酸80～90 50
组氨酸30～40 15
精氨酸100～120 50～60
色氨酸260 150
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。

M0 mg/L Beer含量范围优秀啤酒正丙醇25 5～15 5～7
正丁醇50 1～10 1～3
异丁醇75 15～35 7～15
异戊醇50 35～100 30～40
活性戊醇75 15～30 5～20
β苯乙醇50 15～80 25～35
酪醇10 1～3 1.5
色醇 1 0.1～2 0.2
总高级醇100 50～150 <100
影响因素
1酵母品种粉末型» 凝聚型
2酵母增殖
M=Z02n
当n>2.7 高级醇高
凡能促进酵母增殖，均能促进高级醇提高，特别1 O2 2 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。

二．挥发酯
酯生成影响
1.发酵温度：如乙酸乙酯 1℃ 25℃ 30℃ 1
2.5mg/l 21.5mg/l 15mg/l 2.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。

RCH 2OH+R’COSoA
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。

2,3-丁二酮M0=0.1mg/l 2,3-戊二酮M0=10mg/l
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VDK<0.05mg/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
0.064g/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10 10 10 9 8
麦汁pH 5.34 5.34 5.34 5.34 5.34 用1NNaOH滴
定增加1pH消
耗的碱量/ml
0.51 0.45 0.31 0.30 0.23 发酵pH 4.32 4.13 3.99 3.91 3.86 增加1pH消耗
的碱量/ml
0.62 0.58 0.48 0.46 0.42
A乳酸
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C 1～C 12的脂肪酸
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1.4ml
1 2 3 4 5 6 啤酒pH 4.05 3.92 4.07 4.08 4.17 4.06 啤酒总酸 1.64 1.66 1.47 1.39 1.43 1.46 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3.5～5.0 6～9mg/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
0 15～50 0.5 0.7 2 4 mg/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。

五、含硫化合物
1.H2S
Mo 10μg/l>10μg/l有异臭味,生酒味,自溶味
优秀啤酒仅1-3μg/l CO2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DMS<10μg/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/l DMS
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)
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。

七、啤酒中无机离子（mg/l）总无机离子800-1200mg/l
酵母在不利条件下发酵
如： 1.罐太大、太高、罐压太高造成CO2溶解过多。

2.营养物质严重缺乏，高浓，高辅料比，地与10.5。

P麦汁。

3.特别在发酵后期，缺营养，温度太高，CO浓度太高，酵母生理活力衰退。

4.毒性积累
均促进酵母衰老、死亡。