啤酒发酵过程的其

（3）后熟需要有活力和有生命力的酵母细胞。通过有 效措施防止酵母沉降。具备一定浓度有活力的酵母 细胞十分重要。
在实际生产中注意以下几点（二）
（4）成熟啤酒的双乙酰总量（连二酮和前驱体） 的标准值为0.1mg/L以下。
（5）发酵晚期吸入氧气是非常危险，会导致乙 酰乳酸的生成，这时生成的双乙酰已不可能被 酵母完全降解。
——采用CO2洗涤，降低H2S含量 ——防止酵母出现出现自溶
五、有机酸
◆啤酒中含有多种酸，约在100种以上。多数有机酸都具有酸味， 它是啤酒的重要口味成分之一。 ◆酸类不构成啤酒香味，它是呈味物质。酸味和其他成分协调配 合，即组成啤酒的酒体。
◆有的有机酸还另具特殊风味，如柠檬酸和乙酸有香味，而苹果 酸和琥珀酸则酸中带苦。
二、高级醇
◆所谓高级醇类，就是3个碳原子以上的醇类的总称， 酒精和白酒工业上俗称杂醇油。

◆高级醇是啤酒发酵过程中的主要副产物之一， 是构成啤酒风味的重要物质。
◆适宜的高级醇组成及含量，不但能促进啤酒具 有丰满的香味和口味，且能增加啤酒口感的协调 性和醇厚性。

主要高级醇含量与特征（mg/L）
主要高级醇
啤酒中双乙酰含量高的原因
一般由工艺原因造成的，原因有二：

1. 是α－乙酰乳酸分解不完全，可造成双乙酰含 量较高。迟缓的主发酵或后发酵容易使成品啤酒产 生较多的双乙酰。深色和具有麦芽焦香的啤酒双乙 酰含量较普通啤酒多一些。
2. 是当感染了啤酒有害菌如足球菌，也会出现这种 结果。
下列因素有利于双乙酰分解(一)
——其它工艺措施，如菌种、低温发酵、CO2洗涤
二甲基硫(DMS)形成示意图
硫化物的危害性(三)
◆硫化氢（H2S ） 大部分系来自酵母对半胱氨酸、 硫酸盐和亚硫酸盐的同化作用及酵母合成蛋氨酸受 抑制时的中间产物。酵母自溶形成的主要臭味成分 之一是硫化氢

◆解决措施 ——选育产H2S少的菌株
——降低酵母生长率，相应降低H2S的产率
下列因素有利于双乙酰分解（二）
（3）麦汁中Zn离子含量充足及充氧量适中，使酵 母活力旺盛，还原双乙酰的能力强；

（4）适当提高啤酒后酵温度，双乙酰分解受温 度影响强烈，随着温度的升高，双乙酰分解能力 增强；

（5）发酵前期采取加压发酵工艺，在后期利用 CO2 进行洗涤。因为双乙酰和戊二酮具有挥发性， 发酵期间会通过CO2 排出，而乙酰乳酸不具挥发 性，不易被清除掉，采取转化的方法。
硫化物的危害性(二)
◆ 二甲基硫（DMS）极易挥发，是啤酒香味成分中 的主要物质。现已证明，二甲基硫在很低浓度时对 啤酒口味有利，高含量时产生不舒适的气味，描述 为“蔬菜味”“烤玉米味”、“玉米味”、“甜麦 芽味”

◆解决措施
——大麦要选择蛋白质适中的品种 ——发芽采用低浸麦度和低温发芽的工艺 ——提高煮沸强度，使麦汁中的DMS充分蒸发 ——调水pH为5.2～5.5，抑制DMS-P的水解反应
啤酒中醛类含量范围
mg/L
图4—10 乙醛在两种不同温度下的浓度变化
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0
12 ℃
8℃
1
2
3
4
5
6
7
8天
影响啤酒中高级醇形成的因素（一）
（1）酵母菌种：高发酵度菌株形成的高级醇要多， 必须选择合适的菌种； （2）麦汁成份：麦汁含有足量氨基酸和易发酵的碳 水化合物，因为经过合成系统只产生很少量的高级 醇（麦汁中氨基酸含量以控制在180±20mg/L较合 适），若辅料比太大，加蔗糖多，常导致麦汁中α －氨基氮缺少，必然导致高级醇增加；
（三）前驱体的转化—— 被动扩散
乙酰乳酸的形成取决于下列因素：
（1）酵母菌株 酵母的种类对于双乙酰的降解起决 定性的作用。
（2）酵母的接种 通常情况下，较高的接种量和发 酵温度有利于双乙酰的降解。 （3）麦汁组成 麦汁组成会直接影响酵母的生长和 双乙酰的降解。充足的α-氨基氮有利于酵母的繁殖。
前驱体的转化

◆适量的酯，使啤酒香味丰满协调；过量的酯，会 赋予啤酒不舒适的苦味和香味（果味） ◆酯在主酵期间通过脂肪酸的酯化形成，少量酯也 可通过高级醇的酯化生成。酯主要在酵母旺盛繁殖 期生成，在啤酒后酵只有微量增加，其含量随着麦 汁浓度和乙醇浓度的增加而提高

啤酒中的主要酯类
◆乙酸乙酯 ◆乙酸异戊酯
◆乙酸异丁酯
影响啤酒中高级醇形成的因素（三）
（5）发酵方式 采用联合罐发酵（前酵使用锥形罐 发酵，后酵在传统发酵罐中进行），高级醇总量相 对于普通发酵方法而言会增加20～25％。不管采取 怎样的方法，所有加速主发酵的措施都将增加高级 醇的含量。
三、酯
◆酯类是啤酒香味物质的主要成分，其含量虽少，但 对啤酒的风味影响很大
◆啤酒发酵中生成的高级醇，以异戊醇（3-甲基丁醇） 的含量最高，约占高级醇总量的50%以上。
◆其次为活性戊醇（2-甲基丁醇）、异丁醇和正丙醇。 此外，还有色醇、酪醇、苯乙醇和糠醇等。 ◆异戊醇（3－甲基丁醇）的含量最高，约占高级醇 总量的50%
高级醇的作用
◆对啤酒风味影响较大的是异戊醇和β-苯乙醇，它们 与乙酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸苯乙酯是构成啤酒 香味的主要成分 ◆高级醇是引起啤酒“上头” （即头痛）的主要成分 之一。当啤酒中高级醇含量超过120mg/L，特别是异 戊醇含量超过50mg/L，异丁醇含量超过10mg/L时， 饮后就会出现“上头”现象
◆两者同属羰基化合物，化学性质相似，对啤酒的影 响也相似。总称为连二酮
双乙酰的性质
◆双乙酰是啤酒中最主要的生青味物质，味道有些甜， 如奶酪香味，也称为馊饭味，经常同一般的口味不 纯联系在一起。双乙酰的口味阈值在0.1-0.15mg／L 之间。在啤酒后熟过程中，连二酮的分解与啤酒后 熟过程同时进行。
◆啤酒中有适量的酸会赋予啤酒爽口的口感；缺乏酸类，使啤酒 呆滞、不爽口；过量的酸，使啤酒口感粗糙，不柔和、不协调， 意味着污染产酸菌。 ◆多数有机酸来自于酵母的新陈代谢EMP途径
表4—7 12°P啤酒发酵产生酸的阈值和含量
发酵产酸 阈 值 乳酸 4.7 40 18 25 柠檬酸 丙酮酸 苹果酸 8.7 7.0 40 10 3～10 琥珀酸 乙酸 C3－C12酸
◆目前，双乙酰仍被视为啤酒是否成熟的一项重要指 标。
双乙酰
◆双乙酰是乙酰乳酸在酵母细胞外非酶氧化的产物， 是酵母在生长繁殖时，在酵母细胞体内用可发酵性 糖经乙酰乳酸合成它所需要的缬氨酸、亮氨酸途径 中的副产物，中间产物乙酰乳酸部分排出酵母细胞 体外，经氧化脱羧作用生成双乙酰。
◆双乙酰的消除又必须依赖于酵母细胞体内的酶来实 现。
（1）防止酵母沉降或贮酒期间添加高泡酒，处于发 酵期的酵母细胞分解连二酮的能力很强，是双乙 酰形成能力的10倍； （2）麦汁含有足够量的氨基酸（如减少辅料用量、 低温下料、适当延长蛋白质休止时间、用溶解良 好的麦芽等），缬氨酸的含量也就充足，通过反 馈作用，抑制酵母菌由丙酮酸生物合成缬氨酸的 代谢作用，相应地就抑制了α－乙酰乳酸和双乙 酰的生成；
◆β—乙酸苯乙酯 ◆己酸乙酯 ◆辛酸乙酯
酯类在啤酒的阈值及含量mg/L
四、啤酒中的硫化物
◆酵母的生长和繁殖离不开硫元素，如生物合成细 胞蛋白质、辅酶A、谷胱甘肽和硫胺素等 。

◆硫是酵母生长和酵母代谢过程中不可缺少的微 量成分，某些硫的代谢产物含量过高时，常给啤 酒风味带来缺陷，因此，需引起人们的重视。 ◆含硫氨基酸——半胱氨酸、甲硫氨酸（蛋AA）
◆主要原因是由于高级醇在人体内的代谢速度要比乙 醇慢，对人体的刺激时间长
形成高级醇的两个代谢途径
（一）降解代谢途径（Ehrlich反应）
约80%以上的氨基酸原封不动地被酵母同化， 20%氨基酸经Ehrlich反应
形成高级醇的两个代谢途径
（二）生物合成 糖类生物合成氨基酸的最后阶段， 形成了α－酮酸，经脱羧成醛，醛还原为醇
影响啤酒中高级醇形成的因素（二）
（3）酵母添加量 1.5～1.8×107个/ml为适宜，接种 量高，新增殖的酵母细胞相对较少，有利于降低高 级醇的形成，若酵母细胞繁殖多，易形成较多的高 级醇，在实际生产中，酵母的增殖倍数一般控制在4 倍以内；
（4）发酵温度 麦汁中溶解氧过高和高温发酵都会 促进酵母繁殖，也就相应增加了高级醇的生成量， 故可采用低温主发酵，高温还原双乙酰的措施。加 压发酵，也有利于降低高级醇的形成；
多糖 → 单糖
双 乙 酰 与 戊 二 酮 的 形 成 机 理
乙醇
乙醇
α－乙酰乳酸 缬氨酸 亮氨酸
丙酮酸
乙酸
乙酸
α－乙酰羟基酸 异亮氨酸
原生质膜 α－乙酰乳酸 双乙酰 酶法转化 被动扩散 非酶分解 α－乙酰羟基酸 戊二酮
双乙酰三个ห้องสมุดไป่ตู้成的阶段
（一）前驱体的形成 —— 酶法转化
（二）连二酮的还原 —— 非酶分解

啤酒中主要硫化物
硫化物的主要危害性(一)
◆硫醇（RHS）：啤酒通过光的作用，酒花中异葎草酮 的底部侧链很容易裂解，并迅速同啤酒中含硫氨基 酸的巯基反应生成了3－甲基－2－丁烯－1－硫醇， 即所说的“日光臭”

◆解决措施
——啤酒应尽量避免光照
——包装箱或棕色瓶可以起到避光作用 ——添加二氢、四氢、六氢异构化酒花浸膏，使 异葎草酮的底部侧链还原，使之不易裂解
极限值
正常含量
4～12
0.044
25
0.234
15
0.04
3.5
0.05
14
0.28
6
0.1
2～5
0.2
总酸
～0.13
注：折算总酸1mol/LNaOH的毫升数
六、醛类
◆啤酒中的醛类，它们的含量随着发酵过程快速增长， 又随着啤酒的成熟含量逐渐减少。由于啤酒成熟后 期，各种醛类含量大都低于阈值，所以醛类对啤酒 口味的影响并不大 ◆未成熟的啤酒，乙醛与双乙酰及硫化氢并存，构成 了嫩啤酒固有的生青味
另外氧气的存在会使原有的乙酰乳酸进一步氧 化成双乙酰。
在实际生产中注意以下几点（三）
（6）可采取加α-乙酰乳酸脱羧酶的方法，使α-乙酰乳 酸直接脱羧基转化为乙偶姻，没有了双乙酰的转化 过程。此方法可行且有效，缺点是生产成本增加， 另外对酵母的发酵性能也有影响。
α－乙酰乳酸脱羧酶 α－乙酰乳酸 乙偶姻（3－羟基－丁酮） 2，3－丁二醇
在实际生产中注意（一）
（1）双乙酰（连二酮）的含量是啤酒成熟的标志。随 着主酵期和后熟期的缩短，检查双乙酰含量的重要 性也在不断增加。 （2）乙酰乳酸必须迅速转化为连二酮。为此需快速发 酵至接近最终发酵度，低pH值，酵母添加后要避免 吸氧，主酵和后熟要在较高温度下进行（下面发酵 工艺中，直至18℃）。
发酵期间两种主要副产物的浓度变 化
10 8
¨¶ Å È [mg/L]
6 4 2 0
1 2 3 4 5 6 7 8
ú à ¶ ï Ê É Ç Î Î Ö ¼ ã à ï Ê ²Ï À Î Ö
±¼ ì 9 10 11 12 13 14 Ê ä [Ì ]
一、双乙酰
◆连二酮
双乙酰
2,3—戊二酮
◆口味阈值0.1~0.15mg/L，口味阈值大约为2mg/L
（4）麦汁充氧 充氧对双乙酰的形成没有直接影响， 但可以促进酵母的生长。 （5）促进前驱体转化的因素 A．降低pH值：pH值为4.2～4.4时，转化迅速；随 着pH的提高，转化减弱。
B．提高温度：温度越高，转化越迅速。
C．氧气吸入：啤酒摄入氧气可导致前驱体迅速向连 二酮转化。前驱体向连二酮的转化程度限制了啤 酒的成熟速度。
啤酒发酵过程的其他代谢产物
1. 生青味物质
——双乙酰、乙醛、硫化物 这些物质赋予啤酒不纯正、不成熟、不协调的口味 和气味。浓度高时对啤酒质量具有不利影响 它们可在主酵和后酵进程中通过生化途径从啤酒中 分离去，这也是啤酒后酵的目的
2. 芳香物质
——高级醇、酯等 这些物质主要决定啤酒的香味。在一定浓度范围内， 它们的存在是优质啤酒的前提条件。 与生青味物质相反，芳香物质不能通过工艺技术 途径从啤酒中去除。