超滤技术在茶啤酒澄清中的应用研究.docx

超滤技术在茶啤酒澄清和杀菌过程中的应用研究胡重庆 15720316安徽农业大学茶与食品科技学院，合肥，230000摘要：茶啤酒有着不错的带有茶香气的口感，更能带来茶中的功能性成分，所以近年来越来越多的人开始进行进行茶啤酒的研究。但是实验表明，茶中含量过多的多酚类物质会使茶啤酒的非生物稳定性变差，使得茶啤酒产生浑浊的现象。本文主要对膜分离技术中的超滤技术，啤酒浑浊机理以及超滤技术在茶啤酒在澄清和杀菌过程中的应用进行了概述，提出了现在研究还存在的问题，以及对未来研究进展的展望。关键词：超滤技术；多酚；澄清；杀菌Application of ultrafiltration technology in tea beer clarification and sterilization processAbstract: tea beer has a tea aroma taste good, which can bring more functional components in tea research, so in recent years more and more people began to make tea beer. But the experiment showed that the tea polyphenols content will make tea beer non biological stability becomes poor, the phenomenon makes tea beer turbidity. In this paper, the main technology of ultrafiltration membrane, ultrafiltration technology in beer turbidity mechanism and application in tea beer clarification and sterilization process were summarized, the current research problems, and prospects for future research progress is being expected.Key words: ultrafiltration; polyphenol; clarification; sterilization茶啤酒是用大麦芽、酒花和水酿造的啤酒，糖化、煮沸、加入酒花后接种酵母进行发酵，酵母菌消耗糖产生二氧化碳和酒精而成为一种爽口的饮料。啤酒中有很多营养丰富的物质，能提供较多的能量，消化吸收简单，被称为“液体面包”。人民生活质量的提高是的人们对啤酒的制作，风味，品种提出了更高的要求。茶啤酒是一种风味独特好喝的产品，但是由于茶多酚的存在，做出来的啤酒往往非常浑浊，这与我国人们喜欢喝清酒的习惯完全不符，这就迫切需要我们找到合适的对策。超滤技术不仅能澄清啤酒还能起到杀菌作用，为此我们对这种方法在茶啤酒中的应用进行阐述。1 超滤技术膜分离技术通过外部力量的推动，利用多组气体或者液体不能同时通过选择性膜来进行分离、富集、杀菌提纯的技术。其操作简单，常温下即可进行，发生的只是物理分离，不会使得组分失去活性，也不会破坏食品的口感和质量，所以适用于分离纯化热敏感和生物活性物质，有节能，效率高，无污染的好处。由于膜分离技术的独特性，使它在食品精深加工领域具有传统分离方法无法替代的地位。膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、膜蒸馏、膜渗透蒸馏等，其膜孔径的差别也会带来用处的差别1-2，由于超滤的膜孔径大概在10100nm 内，所以会被用在分子量较大的化合物或者是胶体溶液和乳浊液，超滤膜过滤大分子物质的过程主要是物理截留，过滤效果好坏主要要看膜表面孔的大小，形态和化学性质3-4。2 多酚物质对啤酒非生物稳定性的影响多酚类物质是影响啤酒非生物稳定性的主要物质。一般是按照其分子量的大小来分的，分为单宁类化合物（M在500-3000）以及非单宁类化合物（M低于500高于3000）。2.1 M小于500的酚类化合物单体酚类化合物,常见的状态是游离形态或者是糖苷和脂，还原性很强，不会聚合是茶啤酒浑浊，还有利于产品的风味稳定，主要是酚酸类化合物。单体多酚类化合物，这类物质多有还原性，容易在空气中被氧化，但是有聚合能力使得啤酒产生褐色沉淀物，同时它能使得啤酒的抗氧化能力变强，能清除体内的氧自由基。其中的黄烷醇类化合物（儿茶酸类和花色苷，花色素，花色原）极易氧化聚合，这类物质是造成啤酒浑浊的重要化合物。2.2 M在500-3000内的单宁化合物（1） 缩合单宁，它们的聚合度在2-10内，是单体多酚的低聚体。聚合度的升高反而会使它的使蛋白质沉淀的现象变弱。（2） 水解性单宁，不会缩合，酸性物质，碱性物质或者酶制剂可以把它们水解成酚酸类物质和葡萄糖，鞣化能力非常强。此类单宁含五倍子单宁和鞣化单宁。由五倍子单宁生成的没食子酸会给啤酒带来独特的风味同时也有利于啤酒的稳定。而由鞣化单宁生成的鞣化酸使得啤酒有涩味。2.3 M大于3000的多酚属非单宁类物质这类物质一般有很低的活性，也有很强的鞣化能力，自己就可以聚合成浑浊组分，发酵过后大多数被除掉了。这种高分子物质给予了啤酒很深的色泽，恶劣的口味，胶体稳定性也很差。2.4 原料中的酚类物质从上面我们对多酚物质的分析看，多酚化合物使得啤酒的非生物稳定性以及风味稳定性变差的原因有很多。麦芽中含有多酚类物质，麦皮，糊粉层，胚乳中都有，多数是黄烷基多酚（花色苷、儿茶酸和它的低聚合体），需要在糖化操作时将他们除去。酒花中含有4%-5%（干重）的酚类物质，酒花的氧化度提高后，多酚的聚合能力变高，鞣化能力下降2。茶的新鲜叶子中含有18%-36%（干重）多酚类物质，多数都会使得啤酒浑浊，这一现象也被我们在实验中证实到。所以我们迫切的寻找一种有效的方法来解决这些问题。3 超滤技术在茶啤酒澄清中应用的优势澄清和杀菌过程是在制作啤酒时非常关键的步骤。澄清的过程能够使得啤酒中含有的酵母菌以及导致啤酒非生物性混浊的物质（酒花树脂、单宁、蛋白质）从而使得啤酒澄清度变高，气味也随之浓郁香甜，口感变佳。灭菌的过程中，酵母菌，细菌以及其他微生物被除掉，发酵过程也停止，从而确保消费者喝到安全的啤酒，还便于保藏。传统的啤酒杀菌方法是用硅藻土和纸板进行过滤，巴氏消毒法进行杀菌的。此类方法不能除去很多种菌，不能保藏过长的时间，很容易出现食品安全问题。而且处理过后的废弃物中有机物残留多，尤其是蛋白质，又由于其pH偏酸，若是直接把这些东西排入下水道，会严重污染周围的环境。巴氏消毒过程中会给予啤酒较高的温度，这样就会使得啤酒的原有风味消失，使得啤酒的质量和口感变差。经过超滤技术处理过的啤酒，能够很好地保护啤酒的原有风味和重要的营养成分，同时还澄清了啤酒。膜过滤之后鲜啤酒的香味，酒花的风味、苦味和持久行基本无太大变化，测得的浊度会很大程度的变小，基本不超过0.5个浊度单位，同时细菌几乎全部被截留5。然而滤膜的承担压力的能力不强，几乎不能吸附任何东西，因此要先对啤酒进行合适的预过滤处理，把酒体中颗粒过大物质和胶体去掉。膜的澄清作用会因为预过滤程度以及膜孔径大小的不同产生差异6，我们多数使用膜孔径在0.5-20m/(*h)的膜，每次过滤的量能够达到200m/。褚良银等7在澄清生啤酒时用了孔径仅有015m的陶瓷膜，结果显示酒精度，原麦汁浓度以及实际发酵度没有发生变化，但是总酸，色度，浊度跟双乙酰都变小了。处理过的啤酒透光性更好了，双乙酰从原来的0.034mg/l变到了0.002mg/l，一些有害微生物也被清除了。王守忠等在对啤酒进行杀菌时采用的是聚碳酸酯膜和聚酯膜，数据显示孔径降到1.0mm时啤酒酵母被全部截留；当孔径降到0.4mm时大肠杆菌被全部截留，这时啤酒的生物稳定性会特别好，能够保存2个月以上8-9。我们发现，超滤技术已经被用到茶制品，饮料以及发酵品中并取得了不错的效果。研究发现超滤膜可以高效的截留茶多酚、氨基酸及咖啡碱等物质。尹军锋等人的研究显示超滤技术用于绿茶以及乌龙茶的澄清过程中时，茶的透光率显著增加，口味也很好，茶汁浑浊现象也得到有效解决10-11。张成兵在用超滤技术对红茶饮料进行处理时发现，此技术使得饮料的稳定性在保质期内得到了提高12-13。与此同时，超滤技术也会截留产品中有效成分而产生一些不必要的损失，所以更适合的超滤方法有待被发掘。4 问题及展望超滤技术作为一种既能起到过滤作用又能起到杀菌作用的技术非常适合用在茶啤酒的生产过程中，由于它是一种纯物理的处理方法，在保护茶啤酒的原有营养物质上有很好效果。同时这项技术不需要加热等一些对啤酒风味产生影响的操作，又很好地保护了啤酒的风味。但这项技术并不是完美的，在澄清过程中，由于膜的耐压性不强，必须要先进行预过滤，希望今后能找更高效且耐压的膜来支撑这项技术。在杀菌过程中，只是截留了一部分微生物，还有有害菌并没有被排除，我们期待更加细化和高效滤膜被开发出来。参考文献：1刘茉娥等.膜分离技术M.北京: 化学工业出版社, 1999, 4-102黄丽彬, 陈有容, 齐凤兰等.膜分离技术在食品发酵工业中的应用J.食品工业, 2002( 6) : 51-523黄加乐, 董声雄.我国膜技术的应用现状与前景J.福建化工, 2000( 3) : 3-44张英莉, 胡耀辉, 黄坤等.膜分离技术及其在乳品工业中的应用J.吉林农业大学学报, 2000, 22(2): 108-1115邢卫红, 徐南平, 时钧.无机膜分离技术在食品、发酵行业中的应用J.膜科学与技术,1997, 17( 6) : 4-56何国庆. 94国际酒文化学术研讨会论文集J. 杭州: 浙江大学出版社, 1994, 181-1867褚良银, 陈文梅, 刘培坤等.生啤酒超滤除菌技术试验研究J.食品与机械,1999(1) :18198肖志刚, 王辉, 申勋宇.微孔滤膜在酿造工业中的应用J.酿酒,2005, 32( 4) : 1061079严传鸣. 氟胺氰菊酯的合成J.现代农药,2003,2(1):13 -15.10陈莹莹. 新拟除虫菊酯类杀虫剂J.农药译丛,1985,7(5):56 58.11CHOLEWINSKI A J,REID J C,MCDERMOT A M,et al. Purification of astroglial-cell cultures from rat spinal cord:the use of D-va