（发酵工程专业论文）小麦啤酒酸感物质的研究.pdf

摘要 摘要 本论文首先研究了影响小麦啤酒酸感的主要物质，并确定了主要五种酸( 苹果酸， 乳酸，乙酸，柠檬酸和琥珀酸) 为研究对象。进一步根据德国典型的小麦啤酒酸感物质 分布以及雪莉啤酒稳定的酸组成，结合酸感品评试验，初步确定了酸感适度的小麦啤酒 酸的较佳组成范围：苹果酸7 0 1 0 0 m g l ，乳酸8 5 1 2 0 m g l ，乙酸8 5 1 0 5 m g l ，柠檬酸 1 5 0 1 8 0 m g l ，琥珀酸9 5 - 1 2 0 m g l 。 研究发现：影响成品小麦芽酸感物质的主要因素包括小麦品种、浸麦工艺、发芽温 度和焙焦温度。按照微型制麦工艺制备的小麦芽，其中的乙酸、乳酸、柠檬酸和琥珀酸 含量分别增加1 1 2 倍，6 1 倍和7 0 倍和4 7 倍，柠檬酸和琥珀酸含量的增长与时间成正 比，在焙焦阶段的增幅最大；苹果酸含量一直处于动态平衡之中。 研究了影响小麦啤酒酸感感物质的主要因素，小麦啤酒酿造过程中，原料是影响小 麦啤酒中酸感的首要因素。采用欧麦( 保定) 小麦即石家庄8 4 酸感物质较佳组成的制麦工 艺为：采用o 1 3 n a o h 溶液和0 0 5 漂白粉洗麦，浸麦3 2 h ( 浸4 断8 ，浸4 断6 ，浸4 断4 浸2 ，1 5 ) ，低温1 5 c 发芽( 发芽5d ，控制湿度9 5 ) ，最高温度8 5 的阶段升温 焙焦( 4 5 c 6h ，5 0 6 h ，6 0 6 h ，7 0 2h ，8 5 2h ) ，成品小麦芽的常规指标符合要求， 酸组成得到改善。 糖化工艺和发酵工艺对小麦啤酒酸感也有较大的影响。糖化工艺的变化会造成麦汁 中酸的波动，但全面衡量其变化量，对麦汁中酸感物质溶出的影响不大。试验初步确定 较佳的辅料比、糖化工艺和发酵工艺为：大米、大麦芽和小麦芽之比为3 ：2 ：5 ；糖化工 艺为：蛋白质休止温度5 0 、休止1 5r a i n ，制备1 1 0 p 麦汁；发酵工艺：选用l 撑酵母， 接种量1 1 07 个m l ，主酵9 。c 、5d ，后酵4 c 、3d ，0 冷贮3d 。 最后，试验选用较佳制麦工艺下的小麦芽为原料，采用优化后糖化工艺和发酵工艺， 分步控制酸含量，使得小麦啤酒酸感大大降低，酿制的小麦啤酒酸组成接近较佳组成范 围，感官品尝表明，口味纯正，酸感适度。 关键词：小麦啤酒，酸感物质，影响因素，制麦工艺 a b s t r a c t a b s t r a c t t h em a i ns u b s t a n c e sw h i c hh a da ne f f e c to ns o u r - t a s t eo fw h e a tb e e rw e r es t u d i e di nt h i s p a p e r f i v ek i n d so fs o u r - t a s t es u b s t a n c e ( m a l i ca c i d ，l a c t i ca c i d ，a c e t i ca c i d ，c i t r i ca c i da n d s u c c i n i ca c i d ) p r e s e n t e di nw h e a tb e e rw e r ei n t e n s i v e l ys t u d i e d w 油m e a s u r e do ft h ea c i d c o n t e n t si ng e r m a nh i g h g r a d ew h e a tb e e r sa n dm a n yl i c h e rs a m p l e s ，t h er e l a t i v eo p t i m a l r a n g eo fo r g a n i ca c i d sw a sc o n s i d e r e da s ：m a l i ca c i d7 0 - 10 0 m g l ，l a c t i ca c i d8 5 - 12 0m g l ， a c e t i ca c i d8 5 10 5m g l ，c i t r i ca c i d15 0 - 18 0m g la n ds u c c i n i ca c i d9 5 - 12 0m g l w h e a tv a r i e t y , a n dm a l t i n gp r o c e d u r e ( s t e e p i n gp r o c e s s ，g e r m i n a t i n gt e m p e r a t u r ea n d k i l n i n gt e m p e r a t u r e ) w e r et h ek e yf a c t o r si n f l u e n c i n gt h ec o n t e n to fs o u r - t a s t es u b s t a n c ei n f i n a lm a l t mc o n t e n t so fa c e t i c ，l a c t i c ，c i t r i ca c i da n ds u c c i n i ca c i di nw h e a tm a l tb y m i c r o m a l t i n g ，i n c r e a s e db y11 2 ，6 1 ，7 0a n d4 7t i m e s ，r e s p e c t i v e l y t h el e v e lo fc i t r i ca c i d a n ds u c c i n i ca c i di n c r e a s e dg r a d u a l l y 、i 血m a l t i n gt i m ea n di n c r e a s e dm o r er a p i d l yi nk i l n i n g p r o c e s s i n g t h em a l i ca c i dc o n t e n th a db e e ni nad y n a m i ce q u i l i b r i u mt h r o u g h o u tt h em a l t i n g d u r i n gw h e a tb e e rb r e w i n gp r o c e s s ，r a wm a t e r i a l sp l a y e dp r i m a r yr o l eo ns o u r - t a s t eo f b e e r t h ei m p r o v e dm a l t i n gp a r a m e t e r sf o rw h e a tm a l tf r o mm a l t e u r o p ( b a o d i n g ) m a l t i n g c o ，l t d ，w e r ea sf o l l o w s ：r a wb a r l e yw a sw a s h e db y0 13 n a o ha n d0 0 5 b l e a c h i n g p o w d e r , s t e e p i n gt i m ew a s3 2l l ，t h e ng e r m i n a t e da t15 c ( h u m i d i t y9 5 ) f o r5d a y s t h e k i l n i n gt e m p e r a t u r ew a s8 5 f o r2h e v e n t u a l l y , t h eg e n e r a li n d e x e so ff i n a lm a l tw e r eu pt o t h em u s t a r d ，a n di t ss o u r - t a s t ew a si m p r o v e d f u r t h e r m o r e ，b o t hf e r m e n t a t i o na n dm a s h i n gc o n d i t i o n sh a dg r e a t e ri n f l u e n c eo n s o u r - t a s t eo fw h e a tb e e r w h e nc h a n g i n gi nt h ef u l lm e a s u r eo fi t sv o l u m e ，m a s h i n gp r o c e s s w h i c hl e a d e dt oc h a n g ei na c i d sc o n t e n to fw o r td on o ti m p a c tal o to nt h ec o n t e n to fo r g a n i c a c i d si nw o r t r i c e ( 3 0 ) ，b a r l e ym a l t ( 2 0 ) a n dw h e a tm a l t ( 5 0 ) w e r eu s e dt op r e p a r e1 l o pw o r t ，t h em a s h i n gp r o c e s sw a sf i n i s h e da t5 0 f o r15m i l l , t h e nl 。y e a s ts t r a i na n dt h e b e s tf e r m e n t a t i o np a r a m e t e r sw e r eo b t a i n e da sf o l l o w s ：i n o c u l a t i o no f1 0 10 7c e l l m l ，t h e m a i nf e r m e n t a t i o nt e m p e r a t u r e9 1 2f o r5d a y s ，b a c kf e r m e n t e di n4 f o r3d a y sa n dt h e n s t o r e da t0 f o r3d f i n a l l y , t h er a wm a t e r i a lo fw h e a tm a l tm a d ef r o mt h eb e t t e rm a l t i n gp r o c e s sw e r eu s e d i nt h ee x p e r i m e n tw i t ht h eo p t i m i z e dm a s h i n gp r o c e s sa n df e r m e n t a t i o np r o c e s s a l lt h e m e a s u r e sd e c l i n e ds o u r - t a s t e i nw h e a tb e e r t h ec o n t e n ta n dp r o p o r t i o no fs o u r - t a s t e s u b s t a n c e si nw h e a tb e e rw e r ec l o s et ot h eo p t i m u mr a n g ed e t e r m i n e d n 圮w h e a tb e e rw a s t a s t e d 、析mf u l l - b o d i e da n dm o d e r a t eb yt h es e n s o r ye v a l u a t i o n k e yw o r d s ：w h e a tb e e r , s o u r - t a s t es u b s t a n c e s ，i n f l u e n c i n gf a c t o r , m a l t i n gp r o c e s s n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是苯人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文 中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南 大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 签名： 云哦 日 期：叩a t 弓 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定： 江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文， 并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致 保密的学位论文在解密后也遵守此规定 签 名： 至垒 导师签名： 日 期： 霉：竺：兰 第一章绪论 第一章绪论 1 1 国内外啤酒原料概况 啤酒由于其营养价值、低酒精度、适宜饮用人群广泛等特点【l 】，已成为世界性饮料。 自2 0 0 2 年起，我国啤酒产量已经连续七年居世界首位，2 0 0 8 年超过4 1 0 0 万千升。虽然 受国际金融危机影响，啤酒产量增幅略有下降，但中国产量增幅将保持在5 左右1 2 。 我国啤酒生产主要原料啤酒大麦依赖进口的现状非常明显：2 0 0 1 2 0 0 7 年我国 大麦进口量平均为1 6 8 万吨，2 0 0 8 年啤酒大麦使用量为3 3 0 万吨，其中进口大麦1 0 7 6 万吨1 3 j ，约占世界啤酒大麦贸易量的3 0 ，因此受到世界市场价格的极大制约。世界啤 酒大麦主要产区为加拿大、澳大利亚、法国等国。近年来，由于受气候等自然条件影响， 啤酒大麦供应量急剧减少；如2 0 0 6 - 2 0 0 7 年澳大利亚大麦产量从9 9 0 万吨急剧减少到3 7 0 万吨【4 】，加拿大也出现啤酒大麦出口增长乏力的现象。原料的短缺造成啤酒大麦的价格 大幅度上扬，这对于利润非常低的中国啤酒工业来说无疑是雪上加霜。加快啤酒大麦国 产化进程以及使用其它辅料，对于目前的中国啤酒工业是十分现实的选择。而近年来各 种粮食等原料价格一路上涨，寻找价格低廉的辅料，更成为啤酒企业的重要选择之一。 小麦富含蛋白质和淀粉，且某些特性优于大麦，是良好的啤酒酿造原料。用于酿造 啤酒的小麦与生产传统啤酒的主要原料大麦麦芽相比，有其独特的优势，主要表现在【5 , 6 1 ： 首先，采用小麦作为原料可以节约成本而且原料易采购，如与大麦麦芽搭配使用，能起 到提高啤酒质量，降低原料成本，缓解大麦麦芽紧张的作用；其次，小麦中糖蛋白含量 高，从而有利于啤酒的泡沫性能；另外，小麦无皮壳，浸出物含量较高，可以节约原料、 降低成本；最后，小麦单宁含量低，仅为大麦麦芽的3 0 - 5 0 ，从这个方面讲有利于 啤酒的胶体和风味稳定性。 因此，只要充分挖掘国产小麦的生产潜力，完全可以填补啤酒大麦所形成的空缺， 有效解决啤酒企业普遍面临的原料短缺的燃眉之急。况且国外使用小麦或小麦芽酿造啤 酒都有很长的历史，这也为我国以小麦或小麦芽为原料的啤酒酿造提供了技术基础。 1 2 小麦啤酒概况 1 2 1 我国小麦啤酒的定义 世界各国对小麦啤酒的定义各不相同，没有统一标准。我国小麦啤酒是以小麦芽为 主要原料，占总原料量的4 0 以上，采用上面或下面发酵酿制而成的啤酒【_ 7 1 。 1 2 2 小麦啤酒的分类 小麦啤酒与传统的淡色啤酒相比，无论是在口感上还是在营养上都要优于大麦啤 酒。口感柔和、清爽，有小麦芽特有的香气，具有适中的酯香和酒花的清香。泡沫极其 丰富、细腻。其次，小麦啤酒的蛋白质、氨基酸和维生素的含量更高，营养更加丰富， 是一种保健性饮料【引。小麦啤酒经历几十年的发展，现在已经形成了各种各样的品种和 类型，其分类如下： 江南大学硕士学位论文 1 ) 根据小麦啤酒是否含有酵母可分为混浊小麦啤酒( 酵母小麦啤酒) 和晶莹小麦啤酒【9 1 。 2 ) 根据小麦啤酒的色泽可分为浅色小麦啤酒和浓色小麦啤酒。 3 ) 根据发酵类型可分为上面发酵型( 如巴伐利亚小麦啤酒) 、下面发酵型、混合发酵型【l o l 和分段发酵型。 1 2 3 国内外小麦啤酒酿造情况 1 9 6 0 年，小麦啤酒先后在巴伐利亚州的许多工厂大量生产，冲破了啤酒酿造只用大 麦芽的“纯净法 的长期束缚，成为独特新颖的风味产品。从1 9 6 0 年至t 1 9 8 4 年的二十多 年的时间内，仅在巴伐利亚州生产各种小麦啤酒的厂家，由最初的少数几家发展到现在 1 6 0 多家，产量从0 4 3 9 亿升猛增到4 3 3 6 亿升，并日益受到其它国家的欢迎【1 1 】。上世纪八 十年代初，产量居世界榜首的美国也开始研究生产小麦啤酒。1 9 8 4 年，美国a n c h e r j l 曼造 公司推出了以小麦为主要原料的a n c h o rw e i s sb e e r ：1 9 8 6 年，m l i l l e r 酿造公司推出了 d a k a t aw e i s sb e e r ；1 9 8 7 年，gh e i l m a l l 公司推出了e d e l w e i s s d 、麦啤酒。此外，比利时、 波兰、保加利亚等也生产出各种类型的小麦啤酒【l2 1 。目前，世界各国生产的小麦啤酒品 种繁多，尤以德国的小麦啤酒最为著名和受消费者喜爱。各国小麦啤酒酿造过程中，小 麦芽的用量因啤酒类型不同而略有差异，西德酿造含酵母的小麦芽啤酒，小麦芽加量一 般在5 0 7 0 ，也有高达8 5 ，甚至1 0 0 的，而酿造不含酵母的小麦啤酒一般加量在 5 0 6 0 ，美国a n c h o r 公司酿造小麦啤酒小麦芽加量在7 0 左右，其余3 0 左右用大麦 芽。 我国研究和生产小麦啤酒起步较晚【”】。1 9 8 7 年前，还没有一个啤酒厂生产小麦啤 酒。一些科研院校己进行了小麦啤酒的早期研究i l 引。山东烟台啤酒厂生产了小麦啤酒， 并制订了我国第一个白啤酒的企业标准，随着市场发展的不断需要，现在我国己有许多 厂家正在着手研究或已经生产小麦啤酒【l5 1 。哈尔滨啤酒公司生产的小麦王和珠江啤酒公 司生产的金小麦啤酒，也都相继成功打入市场。 1 3 小麦啤酒主要问题的研究进展 国外的小麦啤酒生产以德国、比利时、美国为主，主要生产混浊小麦啤酒，不存在 胶体稳定性问题【1 6 】。国内消费者则因消费习惯不同【1 7 1 。对啤酒的清亮度要求几近苛刻， 也不习惯饮用混浊小麦啤酒。因此，国内生产小麦啤酒的厂家，都选择生产晶莹小麦啤 酒，但同时存在一些难题需要解决，其中最突出问题是酸感露头，其次还有非生物稳定 性差和风味稳定性差等问题。本文所研究的重点是解决小麦啤酒酸感露头的问题。 小麦啤酒口感偏酸一直是困扰啤酒行业的难题，1 9 8 2 年，k r a m e r 等人总结巴伐利 亚小麦啤酒的风味特点时，特别提出小麦啤酒具有较强的酸味【1 1 】。我国啤酒厂以小麦芽 为原料生产的小麦啤酒也比大麦啤酒口感偏酸，限制了小麦在啤酒酿造中的使用比例。 有关小麦啤酒酸感突出的影响因素及控制措施还未见有报道。本文主要研究引起小麦啤 酒酸感突出的物质及控制措施。 1 3 1 啤酒中酸类物质概速 啤酒中的酸类物质多达2 0 0 种以上，已发现和未发现的酸及其酸性盐都会影响着啤 2 第一章绪论 酒的p h 和总酬1 8 ，1 9 j 。酸类物质根据其化学组成可将其分为无机酸和有机酸。无机酸主 要包括磷酸盐等【l 引。其次是有机酸，根据其挥发性可分为挥发性酸和非挥发性酸。挥发 性酸主要是乙酸和低挥发性的c 3 c l o 脂肪酸等，其中乙酸对啤酒风味的影响较大；非挥 发性酸包括苹果酸、乳酸、琥珀酸、柠檬酸、和丙酮酸等，这几种非挥发性酸在啤酒中 含量相对较高，而且是啤酒中主要的酸味物质以及缓冲物质，对啤酒质量有重要的影响。 表1 1 是啤酒中主要酸类物质风味阈值和风味描述。 表1 1 啤酒中主要酸的风味阈值以及风味描述【1 8 2 0 l t a b l e1 1t h r e s h o l dv a l u ea n df l a v o rd e s c r i p t i o no fm a i no r g a n i ca c i d si nb e e r 1 3 2 啤酒中酸类物质的来源【2 1 】 a 原料麦芽 麦芽中总酸可分成麦芽的原始总酸和糖化中生化反应产的酸。麦芽中的酸类主要是 磷酸，有机酸包括甲酸、乙酸、丙酸、柠檬酸、乳酸、高级脂肪酸和各种氨基酸。糖化 开始时，麦芽中所含有机磷酸盐( 植酸钙镁盐) 受到麦芽磷酸酶的水解形成磷酸和酸性磷 酸盐组成的缓冲液；其次是蛋白质水解成氨基酸后形成的缓冲液。 b 外加酸 在麦汁制造中，常常因为麦芽总酸不足或酿造水碱度太大，需要外加酸调节p h 值。 否则，会产生抑制酶活、麦汁浸出率低、麦汁及啤酒色深且苦涩味大、麦汁煮沸时凝结 江南大学硕士学位论文 不好、保质期短等问题。目前，添加酸以食用磷酸为主，其次是食用乳酸和盐酸。 c 发酵产酸 酵母菌在酒精发酵同时也会形成有机酸，如丙酮酸、q 酮戊二酸、乳酸、苹果酸、 柠檬酸、琥珀酸和醋酸等。此外，少量醋酸菌、乳酸菌会产生相应的酸。 1 4 立题背景与意义 随着人们生活水平的提高，我国消费者饮用啤酒越来越注重产品的内在质量和品 位。研制和开发小麦啤酒：1 ) 对于满足高层次、高品位消费者的需求，丰富啤酒的品种， 提升啤酒生产企业的技术水平具有较为深远的意义。2 ) 对于世界范围内出现原料紧缺的 问题愈来愈严重，我国最为现实的解决方案是寻求替代品来补充大麦麦芽的短缺。 小麦是我国大面积种植的主要农作物，盛产于河南、山东等地，其总产量仅次于大 米而居粮食总产量的第二位，且与大麦相比，价格便宜，种植面积广，货源充足。用小 麦或小麦芽部分替代大麦麦芽生产啤酒则可以在一定程度上解决上述问题，而且以小麦 作为原料还可以提高出酒率，大幅度降低生产原料成本。有利于解决中国啤酒原料长期 依赖进口的问题。 小麦啤酒整体口感偏酸，不符合我国消费者的口感要求，严重影响了小麦啤酒在我 国的消费与推广。在小麦啤酒的生产过程中，重点需要解决口感偏酸的问题。啤酒中酸 类物质主要是磷酸盐、挥发酸和不挥发酸等，根据表1 1 ，初步选择风味阈值小，啤酒 样品中含量大的酸类物质，即风味强度r u ( 相应风味组分的浓度与风味化合物的阈值之 比) 大的酸类物质为主要研究对象。初步确定的研究对象，无机酸：磷酸盐，挥发酸： 乙酸和辛酸，不挥发酸：琥珀酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸和丙酮酸。因此针对小麦啤酒 中酸感物质的组成，研究其产生的途径与控制措施，建立起更加系统的控制指标，已经 成为国内啤酒企业新的亟待解决的问题。对于国产小麦啤酒口感( 酸感) 的改善及产品整 体质量的提高有重要意义。 1 5 课题研究思路与主要内容 本论文是以小麦芽比例大于4 0 酿造的小麦啤酒为研究前提，通过控制啤酒中酸感 物质的组成，改善小麦啤酒的口感( 酸感) 质量。本课题以啤酒中含量较高、阈值小且对 啤酒质量有重要影响的酸为研究对象，针对生产的实际情况，从工业应用的角度出发， 研究小麦啤酒生产全过程中酸感物质的变化规律以及影响其含量的主要因素，针对主要 因素进行优化，并最终达到改善小麦啤酒中酸感物质含量进而改善啤酒酸感的目的。本 论文主要研究内容包括： ( 1 ) 通过小麦啤酒与大麦麦芽啤酒口感品评的比较，寻找两者之间酸感的差异。确定小 麦啤酒中影响酸感的主要物质以及小麦啤酒较佳的酸感物质组成范围。 ( 2 ) 影响小麦啤酒酸感物质的主要来源。 ( 3 ) 改善小麦啤酒酸感的研究。 4 第二章材料与方法 2 1 主要材料与试剂 2 1 1 主要材料 第二章材料与方法 商品麦芽：由欧麦( 保定) 公司、河南金星公司和奥克公司、h b 啤酒吧以及青岛啤 酒公司分别提供；小麦：市售皖麦、欧麦( 保定) 公司和河南金星提供；大米：市售粳米； 酵母菌株：本研究中心保藏。小麦啤酒常规信息见表2 1 所示。 表2 1 啤酒样品信息 t a b l e2 1i n f o r m a t i o no fb e e rs a m p l e s 注：烟台和金星小麦啤酒为实验量目制；1 - 1 l ：均为小麦啤酒，1 2 - 2 4 为大麦啤酒。 2 1 2 主要试剂 甲醇( 色谱纯) 、磷酸二氢钾( a r ) ：中国医药( 集团) 上海化学试剂公司；乙酸、丙酮 酸、苹果酸、乳酸、柠檬酸、富马酸、琥珀酸、乙酸乙酯、乙酸异戊酯、正丙醇、异丁 醇、异戊醇：均为色谱纯，s i g m a - a l d r i c h 公司；酒花精油：斯丹纳公司；1 1 - 酸：玉门拓 璞公司：天冬氨酸、谷氨酸：国药集团化学试剂有限公司；超纯水：无锡华晶飘之霖有 限公司。 2 2 主要仪器设备 高效液相色谱 岛津s h i m a d z ug c 2 0 1 0 气相色谱仪 p h s 3 c 型精密p h 计 预处理柱s e p p a kc 18c a r t r i d g e b g y 8 a 糖化仪 5 8 0 4 r 冷冻离心机 美国w a t e r s 公司 日本岛津 上海雷磁仪器厂 美国w a t e r s 公司 杭州博日 e p p e n d o r f ( g e r m a n y ) 江南大学硕士学位论文 m e t t l e rt o l e d o 电子天平 g z x 9 2 6 4 m b e 数显鼓风干燥箱 h v e 5 0 全自动高压蒸汽灭菌锅 h p x 18 0 b s i i 恒温恒湿培养箱 s p x 15 0 b ( 恒温恒湿) 生化培养箱 e b c 标准磨 2 3 0 0k j e l t e c 型凯氏定氮仪 1 2 2 9 型红外谷物分析 2 3 主要实验方法 2 3 1 酸感品评依据 梅特勒托利多上海仪器有限公司 上海博迅实业有限公司 日本h i r a y a m a 株式会社 上海新苗医疗器械制造有限公司 上海跃进医疗器械厂 德国 瑞士f o s s 公司 瑞士f o s s 公司 由8 名专业品酒人员( 1 人为国家级，其余为省级) 对啤酒样品进行感官品尝，主要 以其酸感为指标，分为四类：淡薄，适度，微酸，太酸。酸感评分为平均分，酸味评分 标准：1 一淡薄：2 - 适度；3 一微酸；4 - 太酸。根据个人感官允许评o 5 分，如1 5 。( 如 未特别注明，本文酸感评分标准都按照此依据) 2 3 2 糖化工艺 本论文中如未特别注明，则所采用的糖化工艺均以下工艺，见图2 1 所示。 图2 - 1 糖化曲线 f i g 2 1m a s h i n gg u r v e 2 3 3 酵母扩培方法 菌种斜面马l oi n kl l 。p 麦汁试管争取lm l 至9m e , 11 。p 麦汁试管争 全部接a s 0m l , 11 。p 麦汁锥形瓶夸全部接a 2 5 0m l , 11 。p 麦汁锥形瓶书 放置于低温培养箱静置4 v8h 堡型堡骂即可用于接种发酵 6 第二章材料与方法 2 3 4 发芽谷物和成品小麦芽有机酸的测定和计算【2 2 2 3 】 ( 1 ) 发芽谷物中测定： 称3 0g 样品，加入去离子水1 0 0m l ，食品匀浆机匀浆5m i n ，将匀浆液转移到容量 瓶中，定容至2 0 0m l 。取4 0m l 匀浆液在1 0 0 0g 离心5m i n 。上清液用0 2 2 岬膜过 滤，再用s e p p a kc 1 8 过滤处理后进h p l c 测定麦汁中有机酸含量。 ( 2 ) 成品小麦芽测定： 成品小麦芽有机酸测定先经过协定糖化法制备麦汁，再利用h p l c 分析测定麦汁中 有机酸含量( m g l ) ，最后按照以下公式计算绝干发芽谷物或成品小麦芽有机酸含量 ( m 10 0 9 干基) 。 有机酸( m g l o o g 绝干基) = 而i 罟筹器末茗糕 式中：c 一麦汁中有机酸含量；w 一水分；d 一麦芽汁比重；g 一麦汁浸出物重量百分比 2 3 5 微型制麦工艺 洗麦 浸麦 发芽 焙焦 o 13 氢氧化钠和0 0 5 漂白粉( 按小麦含量) ； 浸4 断1 2 浸4 断8 浸2 ，1 5 ( 2 ( 共3 0 h ) ； 温度控制1 6 c ，入箱每8h 翻麦一次，每1 8h 补水，湿度9 5 ( 共1 2 0 h ) ： 4 5 5 h ，5 0 c 6h ，6 0 c 6h ，7 0 c 2h ，8 0 c 2h ( 共2 0 ”。 2 4 主要测定方法 2 4 1 磷酸盐测定【2 4 】 在5 0m l 比色管中，准确加入2 5m l 待测样品，再依次加入5 0 m l4 0g l 过硫酸钾溶 液，用蒸馏水将比色管中溶液体积调至2 5 m l ，置于沸腾水中煮1 5 m i n ( 以放入比色管后水 再沸腾开始记时) ，取出流水冷却至室温，加入2 0 m l2 6g l 钼酸铵溶液，3 0 m l2 0 9 l 抗坏血溶液，用蒸馏水稀释至刻度、摇匀，室温下静置显色l o m i n ，用lc m l ：匕色皿在7 2 1 型分光光度计上于7 1 0n n 处以试剂空白( 即不含p 0 3 作参比测定吸光度值。 2 4 2 有机酸测定【2 5 】 ( 1 ) 试剂配制 3 0 硫酸锌溶液( w v ) ：取z n s 0 4 7 h 2 0 ( 分析纯) 3 0g ，用蒸馏水溶解并稀释定容至1 0 0 m l 。 15 亚铁氰化钾溶液( w v ) ：取k 4 f e ( c n ) 6 3 h 2 0 ( 分析纯) 15g ，用蒸馏水溶解并稀释 定容至1 0 0 m l 。 ( 2 ) 样品预处理 啤酒或麦汁一滤纸过滤除气- * 1 0 0 0 0r m i n 高速离心_ 上清用超纯水稀释2 5 倍 _ o 4 5l a i n 微孔滤膜过滤一过o d s c 1 8 预处理柱一滤液待色谱进样分析。 ( 3 ) h p l c 色谱条件 色谱柱：w a t e r sa t a n t i sd c l g4 6 x 1 5 0t o n i ，5 岬；流动相：2 0m m o l ln a i l 2 p 0 4 ， 7 江南大学硕士学位论文 p h = 2 7 ：进样体积：1 0 此：柱温：3 0 c ；检测器：u v 2 1 0n n l 。 2 4 3 醇酯测定 ( 1 ) 样品预处理 向样品瓶中加入1 8 9n a c l ，并用保鲜膜封住瓶口，置于冰水中3 0 m i n 以上，加入 4 m l 啤酒或标准溶液( 啤酒应静置于0 c 冰水中1 2 h 以上，不需除气) ，同时加入内部标 准溶液l m l ( 需冷却至0 ) ，利用封盖器进行密封。手摇动使n a c l 溶解。 ( 2 ) 色谱条件 色谱柱：c p - w a x5 2c b3 0i t i ，i d 0 3 2i 砌( 液膜原标：0 5 2 “m ) ，载气n 2 ，色谱柱 室温度：4 0 ( 2 ) 1 8 0 ( 4 ) 1 0 ，气化室温度2 0 0 ，检测室温度2 5 0 ，进样时间0 0 4m i n ， 顶空瓶平衡时间3 0m i n ，顶空瓶平衡温度7 0 ，传输线温度1 3 0 。 2 4 4 游离脂肪酸的测定 ( 1 ) 样品预处理 取1 5 0m l 除气啤酒，加入2 0gn a c l 、1m l 内标储备液、2m l 浓h c l ，依次用5 0 m l 、3 0m l 、3 0m lv ( c h 2 c 1 2 ) ：v ( i 甲醇) = 3 ：1 溶液连续萃取3 次，有机相再用5 0 、3 0 、 2 0 m l5 0 9 ln a 2 c 0 3 连续萃取3 次。水相用6 m o f lh c i 调节p h2 - 3 后，再依次用5 0 、 3 0 、3 0m lc h 2 c 1 2 甲醇连续萃取3 次，收集有机相。有机相经无水硫酸钠脱水后滤入 1 0 0m l 梨形瓶，真空旋转蒸发浓缩至3 - 5m l ，转入2 0m l 酯化管，n 2 吹扫浓缩至o 5m l ， 甲醇浓h 2 s 0 4 法进行酯化，气相色谱法检测【2 纯酊。 ( 2 ) 色谱条件 色谱柱：c p - w a x5 2c b ( 3 0m x 0 3 2i n n li d ，0 5 岬) ；检测器：f i d ；载气：高纯n 2 ， 流量3m l m i n ；汽化室温度：2 5 0 ；检测器温度：2 6 0 ；柱温程序：5 0 ( 2m i n ) - - , 1 0 0 ( o 1r a i n ) 5 c m i n _ 2 2 0 c o om i n ) 1 0 c r a i n ；助燃气：空气，流量4 0 0m l m i n ；燃 气：h 2 。 a i l a s pi = 幸pi 搴c ， “a s p i 啤酒中脂肪酸i 含量；p i 混标中脂肪酸i 量；a s 啤酒中内标物峰面积： a s 混标中内标物峰面积；加啤酒中脂肪酸i 峰面积； 础混标中脂肪酸i 峰面积；c f 浓缩倍数 2 4 5 氨基酸测定 ( 1 ) 样品预处理 5m l 液体样品与三氯乙酸等体积混合，静置lh 后，混合液体过两层滤纸并收集处 理样品。 ( 2 ) 色谱条件 色谱柱：4 0 x 1 2 5m m c l 8 柱，流速1 0m l m i n ，柱温4 0 。c ，检测波长3 3 8n m ，2 6 2 n m ( p r o ) ，流动相a ：2 0m m o l 醋酸钠溶液，流动相b ：2 0m m o l 醋酸钠溶液：甲醇：乙腈 8 第二章材料与方法 为l ：2 ：2 ( v v ) 。 2 4 6 麦芽常规指标【2 9 】 2 4 6 1 总酸的测定 吸取麦汁5 0 m l 于小烧杯中，置磁力搅拌器上用氢氧化钠溶液滴定至p h 为8 2 ，记 录所消耗氢氧化钠的体积。 计算公式：总酸以l o o m l 麦芽汁或1 0 0 9 无水麦芽相当的0 1 n 氢氧化钠毫升数表示。 总酸( o i nn a o h 毫升1 0 0 毫升麦芽汁) - 2 x n v ；总酸( o i nn a o h 毫升1 0 0 克无水麦 芽) = 2 n v e 2 g d 。 e 2 为无水麦芽浸出物百分数；g 为麦芽汁浸出物重量百分数；d 为麦芽汁2 0 c 比重；n 为所用氢氧化钠的当量浓度；v 为所用体积。 2 4 6 2 浸出物的测定 将协定糖化制备成的麦汁( 水) 装入至比重瓶中，然后立即浸入2 0 - j ：0 1 恒温水浴 中，至比重瓶温度计达2 0 ( 2 ，并保持2 0 3 0 r a i n 不变后，取出。用滤纸除去溢出测管的 水，并立即盖上罩放置。称量至小数后四位。取得2 0 c 时样品的比重，查表得相应浸出 物含量。 a 麦汁比重的计算：础= 罟三鲁，式中w t - 比重瓶重；w z 比重瓶和样品重；w ，比重瓶 和水重。 b 麦芽浸出物的计算：巨= g ( 而8 0 丽0 + m ) ，易= 焉亲等， 式中e l - 风干麦芽的浸出物( ) ；e 2 绝干麦芽的浸出物( ) ；m 麦芽水分( ) ；g 麦芽汁中浸出 物的重量百分数。 2 4 6 3 可溶性氮的测定 催化剂按五水硫酸铜：硫酸钾= 0 3 ：1 0 称取，研磨至细混匀。消化管在使用前用超 纯水润洗，烘干，以减少误差。 碳化：吸取麦汁或啤酒样品l o m l 于干净消化管中，滴3 5 滴浓硫酸，于2 2 0 1 2 碳 化至样品成焦黑状，时间约3 0 m i n 。 消化：向碳化好的消化管中加7 9 催化剂，1 5 m l 浓硫酸，于4 2 0 。c 消化至样品为透 明的翠绿色。 关闭电源，待冷却，冷却后样品颜色为浅绿色。于凯氏定氮仪定氮。 计算公式： 总可溶性氮( m g n l o o m l 麦汁) 从仪器上直接读数。总可溶性氮( m g n 1 0 0 9 无水麦芽) = 总 可溶性氮( m g n 10 0 m l 麦汁) x e 2 g d e 2 为无水麦芽浸出物百分数；g 为麦芽汁浸出物重量百分数；d 为麦芽汁2 0 c 比重 2 4 6 4 总氮的测定 取细粉样品1 o g 左右( 精确到小数点后四位) ，小心转移到干净的消化管中，加入催 化剂7 9 ，浓硫酸1 5 m l 于4 2 0 c 消化至样品为透明的翠绿色。关闭电源，冷却，冷却后 9 江南大学硕士学位论文 样品颜色为浅绿色。于凯氏定氮仪定氮。 计算：总氮( m g n 1 0 0 9 无水麦芽) = 仪器所得数据( 1 - w ) ，w 为麦芽中水分百分比。 2 4 6 5 库尔巴赫值( ) 的测定 库值( ) = 总可溶性氮( m g n 1 0 0 9 无水麦芽) 总氮( m g n 1 0 0 9 无水麦芽) x 1 0 0 取整数。 2 5 方差分析 采用s p s s 统计软件对试验数据进行统计分析。 l o 第三章结果与讨论 第三章结果与讨论 3 1 影响小麦啤酒酸感的主要物质及其较佳组成范围的确定 3 1 1 小麦啤酒与大麦麦芽的淡爽啤酒酸感比较 分别对9 种商品小麦啤酒、2 种自制小麦啤酒和1 3 种商品淡爽啤酒，由8 名专业品 酒人员( 1 人为国家级，其余为省级) 对啤酒样品进行酸感品尝，酸感指标分为四类：淡 薄，适度，微酸，太酸。酸感得分为平均分，酸感评分标准：1 一淡薄；2 一适度；3 一 微酸；4 _ 太酸。根据个人感官允许评0 5 分，如1 5 。得分结果见表3 1 。 表3 - 12 4 种啤酒样品的酸感品评结果 t a b l e3 1t 瓠t es c o r e so f 2 4c o m m e r c i a lb e e r 注：编号对应样品酒名见表2 l ，其中1 - 9 为商品小麦啤酒；1 0 - l l 为自制小麦啤酒；1 2 - 2 4 为商品大麦麦芽啤酒。 由表3 1 可知，前1 1 种小麦啤酒酸感得分范围在2 5 - 4 0 之间，整体口感偏酸，表 现为酸露头现象；而后1 3 种大麦麦芽制成的淡爽啤酒酸感得分范围在1 0 2 6 之间，一 般表现为酸感淡薄或适中。从该结果可以看出，小麦啤酒总体上要比大麦麦芽为主要原 料制成的淡爽啤酒酸感要明显强烈得多，并有酸露头现象，给饮用者不愉快的感觉。因 此作者将主要研究影响小麦啤酒酸感的主要物质。 3 1 2 影响小麦啤酒酸感的主要物质 由表1 1 ，初步选择风味阈值小、啤酒样品中含量大的酸类物质，即风味强度f u ( 相 应风味组分的浓度与风味化合物阈值之比) 大的酸类物质为主要研究对象。初步确定的 研究对象为四大类，f l l j ( ) 无机酸：磷酸盐；( 2 ) 脂肪酸：乙酸和辛酸；( 3 ) 不挥发有机酸： 琥珀酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸和丙酮酸；( 4 ) 酸性氨基酸：天冬氨酸和谷氨酸。 9 种商品小麦啤酒和2 种自制小麦啤酒中的四类酸物质含量，以及由8 名专业品酒 人员对啤酒样品的酸感品评得分结果见表3 2 。 由表3 2 中可以发现，小麦啤酒酸感程度处在微酸或酸突出上，总体口感偏酸。采 用s p s s 统计分析软件的p e r s o n 相关性分析方法，初步确定影响小麦啤酒酸感的主要酸 成分，结果见表3 3 。 根据各酸对小麦啤酒酸感的相关系数和显著程度来看，琥珀酸、乙酸显著相关，柠 檬酸较显著相关，苹果酸和乳酸为一般相关。磷酸盐、辛酸、天冬氨酸、谷氨酸和丙酮 酸无显著性或一般相关性。因此也可以初步确定：琥珀酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸和乳 酸五种酸是影响小麦啤酒酸感的主要物质，因此把它们也称为酸感物质，它们影响小麦 江南大学硕士学位论文 啤酒酸感大小的顺序依次为：琥珀酸 乙酸 柠檬酸 苹果酸 乳酸。 表3 - 2 小麦啤酒酸含量及酸感品评结果( m g l ) t a b l e3 - 2c o n t e n to fs e v e r a la c i d si ns e v e nw h e a tb e e r sa n dt a s t es c o r e s ( r a g l ) 表3 3 小麦啤酒中酸感物质与酸感程度的相关性分析 t a b l e3 - 3c o r r e l a t i o na n a l y s i sb e t w e e na c i d si nw h e a tb e e ra n dt h ed e g r e eo ft h em o u t h - f e e la c i d 注：显著相关( p o 0 5 ) ；较显著相关( p o 1 ) ；一般相关【】( p 0 2 ) ，考虑到结论的广泛应用性，所以选择p 0 2 ；无 显著1 虫。 3 1 3 酸感物质较佳组成范围的确定 采用二个方面的试验与分析确定市场上流行的小麦啤酒的酸感物质相对较佳范围。 一是以分析国外小麦啤酒样品酸含量分布范围为基础和以酸感适度的小麦啤酒为代表， 分别测定其不同批次啤酒的酸组成。二是根据酸感物质的品评试验验证所确定的相对较 佳范围。 ( 1 ) 影响小麦啤酒酸感的主要物质较佳组成范围 由表3 1 可知，国外高档小麦啤酒的酸感物质组成的范围为：苹果酸6 9 8 8 m g l ， 乳酸8 5 1 4 1m g l ，乙酸8 5 - 1 2 9 m g l ，柠檬酸1 4 9 2 3 8 m g l ，琥珀酸9 6 1 3 1 m g l ，这是 酸感物质较佳范围的重要参考。 莉雪小麦啤酒酸感适度，口感柔和协调。所以选其为代表样品。所以特别检测其不 同生产日期啤酒