啤酒发酵

溶解氧在啤酒发酵中的探讨
啤酒发酵过程是啤酒酵母在一定的条件下，利用麦汁中的麦芽糖而进行的正常生命活动，其代谢的产物就是所要的产品，其主要成分为乙醇，发酵副产物主要为醇类、醛类、酸类、酯类、酮类和硫化物等物质。

正是由于这些发酵产物决定了啤酒的风味、泡沫、色泽和稳定性等各项理化性能，赋予啤酒以典型特色。

因此根据酵母菌种类型，发酵的条件和产品要求，其发酵的方式也不尽相同。

啤酒发酵为厌氧发酵，所以发酵液中溶氧量的高低对代谢产物的积累有着重要的影响作用，研究表明溶氧对发酵过程的影响主要来自两个方面：一是溶氧浓度影响与呼吸链有关的能量代谢，从而影响微生物生长；另一是氧直接参与产物合成。

因此研究溶氧对发酵的影响及控制对提高生产效率，改善产品质量等都有重要意义。

啤酒发酵所用的菌种为酵母菌，其为兼性好氧微生物，其生长不一定需要氧，但是在培养中供给氧，则菌体生长更好。

然而，酒精在其发酵过程中必须严格控制氧气的存在。

因为如果有氧存在的情况下会使啤酒的质量下降，其主要的影响有以下几个方面：（1）溶氧过高会使啤酒产生胶体浑浊，因为啤酒中含有大量的琉基的蛋白质和多肤，容易受到氧化后形成双硫键，促进了蛋白质和多肤聚合，形成浑浊物质。

啤酒中多酚物质在一定条件下可以氧化聚合为多聚体，如果啤酒中有较多的溶解氧存在，加上有一价金属离子的催化与结合，多酚加速聚合的同时又可以氢键和共价键的形式与多肽相结合，使呈现雾状浑浊。

由于氧化聚合继续进行，形成许多牢固的共价键结合物，呈絮状或片状混合物。

由此可知，氧对啤酒浑浊的形成具有极大的影响。

（2）溶氧过高会使啤酒中双乙酞含量升高，主要由于氧的存在，使啤酒中残留的α一乙酞乳酸氧化脱羚而使双乙酞的含量增高。

（3）溶氧过高还会影响啤酒的风味，因为啤酒的风味主要是由于双乙酞及其前体、醛类、酯类、高级醇、含硫化合物等引起的。

这些风味组成成分所含有的醛基、轻基、琉基、烯或烯醇基等，都可以被氧化或进行加氧反应，结果可能会使啤酒中原来感觉不到的风味成分转化为能感觉到的风味成分，或改变原有风味成分的呈味性质从而产生异杂味，并且导致啤酒口感粗劣。

（4）溶氧过
高还能加深啤酒色泽，啤酒中含有的一些糖类和氨基酸在有氧的条件下会缓慢氧化，使啤酒色泽加深，主要原因是多酚类氧化聚合形成的蹂配而使啤酒呈现暗红色。

（5）溶氧过高会破坏酒花香味和苦味，原因是由于氧能促进酒花不饱和菇烯化合物氧化，形成饱和烃，丧失酒花的新鲜香味，形成烷烃臭和苦味。

氧也能促进α一酸氧化，形成氧化α一酸、β至一树脂，这些产物大多数给啤酒带来粗糙的苦味和后苦味。

然而在发酵过程中始终不供给氧也是不行的，因为虽然酵母菌为兼性厌氧型微生物，能在无氧条件下生活，但是在此条件下细菌生长缓慢，最终会因发酵产物酒精含量的增大而使菌体发生死亡，因此在发酵的前期因供给其一定的溶氧目的是是酵母菌增殖产生大的菌体，使其快速到达对数期，从而有利于后续发酵的快速进行。

因此在酒精发酵过程中对溶DO进行严格的控制，控制主要分两个阶段，初始提供高DO值进行菌体扩大培养，后期严格控制DO进行厌氧发酵。

啤酒发酵液总含氧量由酒体溶解氧和瓶颈空气两部分组成，一般情况下，啤酒中的含氧量超过2PPM时对生产就有明显的危害。

因为氧气的存在会促使酵母采取有氧呼吸的代谢途径,从而破坏乙醇发酵的厌氧代谢过程。

但是,研究表明无氧条件下发酵生成的乙醇低于溶氧控制在1%-4%条件下生成的乙醇。

这主要是由于无氧条件下的菌体量远远低于有氧条件下菌体量,而乙醇的生成与菌体量有很大的联系。

大量的研究和实验表明成品啤酒中溶解氧的含量应控制在0.1 mg/L左右，过高易导致啤酒产生类似脂肪氧化后的臭味，影响啤酒的爽快、醇厚性，且使啤酒的后苦味增强，甚至由于成品啤酒中过多氧的存在造成木已还原的双乙酞再次生成，使啤酒产生“生青味”，并氧化啤酒中的一些风味物质，使啤酒风味变差。

氧能与蛋白质、多酚化合物反应形成永久性浑浊，降低啤酒的非生物稳定性。

啤酒摄入氧主要在过滤与灌装工序，过滤工序中如果能够把清酒的溶解氧水平控制在0.1 mg/L以下，就可以有效地提高啤酒的稳定性，延长啤酒贮藏。