双乙酰是啤酒发酵过程中的重要副产物,是影响啤酒风味的重要物质,同时也是啤酒成熟的限制性指标。它具有挥发性和强烈的刺激性,当其含量过高时(淡色啤酒中≥1.5mg/L),啤酒会呈现出馊饭味,严重破坏啤酒的风味,并影响啤酒的感官质量。
在啤酒发酵的前期,双乙酰含量很高,发酵后期,酵母重新吸收后,将其还原成丁二醇。丁二醇在啤酒中的风味阈值远大于双乙酰,可促进啤酒口味达到成熟。
但在后酵和贮酒过程中,酵母数量少,且还原双乙酰的速度慢,造成双乙酰还原周期长。此阶段占啤酒酿造过程总时间的60%以上,因而可以判定,缩短啤酒发酵周期的主要影响因素之一是双乙酰。
因此,研究啤酒酿造过程中双乙酰的形成途径,并寻找各种方法快速降低啤酒中双乙酰的含量,从而促进啤酒的成熟,缩短发酵周期,提高设备的利用率和降低成本,已成为啤酒酿造者关注的焦点。
本文中,笔者将主要介绍双乙酰的形成途径、影响双乙酰形成的因素,以及降低双乙酰含量的一些调控办法。
一、双乙酰的形成途径
1.酵母活性较差,出现酵母细胞自溶后,其体内的α-乙酰乳酸溶解在酒液中,经氧化会形成双乙酰。
2.生产过程中污染了某些厌氧菌(主要是联球菌和乳酸杆菌等)。它们在后酵厌氧条件下,能够迅速繁殖,并同时生成α-乙酰乳酸和双乙酰。而α-乙酰乳酸经氧化脱羧,可形成双乙酰。
3.由乙酰辅酶A与羟乙基硫胺素的焦磷酸盐(又称活性乙醛)直接缩合,进一步释放出辅酶A,形成双乙酰。
4.由α-乙酰乳酸非酶脱羧氧化而成,此为生成双乙酰的主要途径。双乙酰的前驱物质α-乙酰乳酸是酵母合成缬氨酸的中间产物,由丙酮酸被大量转化为α-乙酰乳酸,但由于乙酰羟基同分异构还原酶效率很低,因此,使双乙酰的前驱物质α-乙酰乳酸得以积累。
在酵母细胞内,α-乙酰乳酸不会转化为双乙酰。还有一部分α-乙酰乳酸通过酵母细胞壁和细胞膜溢出,渗透到细胞外,经非酶作用,氧化脱羧形成双乙酰。
二、影响双乙酰生成的因素
1.酵母菌种。不同的酵母菌种在相同的发酵条件下产生双乙酰的能力不同,对双乙酰的还原能力也不同。强壮酵母数量多、代谢旺盛,双乙酰的还原速度快。繁殖期的幼酵母,贮存时间过长的酵母,使用代数过多的酵母,以及营养不良的酵母等还原双乙酰的能力弱。
2.麦汁中氨基酸的种类和含量。麦汁中氨基酸的种类及含量的高低,与双乙酰的形成有着密切的关系,提高麦汁中缬氨酸含量,可减少α-乙酰乳酸的合成和积累,并相应地减少双乙酰的形成。
3.生产过程染菌会导致双乙酰含量增高。如果生产过程中污染杂菌,会导致双乙酰含量明显增加,使啤酒质量下降或造成啤酒酸败。
4.酵母细胞自溶后,α-乙酰乳酸进入啤酒,经氧化转化为双乙酰。
5.麦汁和发酵液的pH值。pH值对双乙酰的前驱物质α-乙酰乳酸和双乙酰的还原都有重要的影响。
6.麦汁充氧。氧气是酵母繁殖必需的,但过多会增加双乙酰含量。
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