酵母代数对啤酒发酵过程挥发性风味物质的影响

1、生长的抑制毒害作用形成了累加。因此在实际生产中测定入池酒醅的滴定酸度对生产质量有一定的指导意义,但是混合有机酸中的单个有机酸的抑制作用,特别是己酸、丁酸对酵母的毒害是我们在实际生产中不可忽视的重要因素,必需加以控制。参考文献1王元太,等.白酒生产工艺和设备M .轻工业出版社,1988,29-492沈怡方,等.白酒生产技术全书M.北京:中国轻工业出版社,1998,114-1623刘从艾,等.大曲酵母菌及窖泥生香菌耐酸能力的研究J.酿酒,1999,(1:47-504汤有宏,等.己酸等有机酸对酒醅发酵影响的研究J.酿酒科技,2007,(2:48-54酵母代数对啤酒发酵过程挥发性风味物质的影响郑昕1,

2、张彦青2(1.深圳第二高级技工学校,深圳518049;2.中国食品发酵工业研究院,北京100027摘要:针对0代3代酵母,采用相同的接种量和接种工艺,对啤酒发酵过程中挥发性风味物质含量进行跟踪分析,并揭示出不同的酵母代数与发酵阶段挥发性风味物质生成量之间的变化规律,对提高啤酒的风味一致性具有重要的意义。关键词:酵母代数;挥发性风味物质;发酵过程中图分类号:TS262.5,TS201.2,TS261.11文献标识码:BEffect of Yeast Generation on Volatile Flavor Compounds in BeerFermentationZHENG Xin 1,ZHA

3、NG Yan-qing 2(1.Shenzhen Second Senior Technical School,Shenzhen 518049,China;2.China National Research Institute of Food and Fermentation Industries,Beijing 100027,ChinaAbstract:In this study,the same inoculum size and the inoculation process were used with 0-3generation yeast.The contents of volat

4、ile flavor compounds were analyzed during the fermentation process.The relationship between the yeast generation and the formation of the volatile compounds during the fermentation stage was revealed,which is of great significance to the homogeneity of beer flavor.Key words:yeast generation;volatile

5、 flavor compounds;fermentation process啤酒的典型风味主要取决于所使用的酵母菌株。啤酒的风味物质是麦汁经过酵母在一定条件下发酵产生的一系列产物,特别是具有挥发性的醇、醛、酯等,含量虽然不高,但它们构成了啤酒特有的香味和口味1。采用GC 测定啤酒中挥发性风味物质的方法为基础,对主要的9种挥发性风味物质进行分析,比如构成啤酒生青味的主要物质乙醛;能使酒体丰满和香气协调的3种高级醇及4种挥发性酯类物质;构成啤酒不愉快煮玉米味的成分DM S (二甲基硫等等。挥发性风味物质对于维持啤酒的质量稳定性意义重大。然而企业中生产同一品种的酿造工艺和酵母菌种虽然相同,但由于酵母

6、代数的不同,也会影响啤酒挥发性风味物质的差异,最终导致不同批次的成品啤酒质量千差万别。本文针对0代3代酵母,按图1和图2所示步骤进行酵母的实验室扩大培养以及生产现场扩大培养2,得到0代酵母。斜面原菌种斜面活化25,34d 100mL 液体试管25,2436h 100mL 培养瓶25,24h 1L 培养瓶20,24-36h 5L 培养瓶1618,2436h 25L 卡氏罐1416。3648h收稿日期:2011-07-28作者简介:郑昕(1978-,女,食品科学高级工程师。文章编号:1002-8110(201105-0048-03图1实验室扩大培养阶段!48第38卷第5期2011年09月酿酒LIQ

7、UORMAKINGVol.38.5Sep.,2011郑昕,等:酵母代数对啤酒发酵过程挥发性风味物质的影响第五期2011 25L卡氏罐250L汉生罐1214,23d1500L培养罐1012,3d100hL培养罐911,3d20m3繁殖罐89,78d0代酵母0代酵母进入13°BX麦汁,在10.5条件下进行主发酵,双乙酰及糖度降至工艺要求指标时,降温至-1进行低温保藏。降温过程中回收酵母进行下一代发酵。酵母泥使用至第4代。0代3代酵母进入发酵阶段,自主酵第一天起至发酵结束,共21天,对发酵阶段挥发性风味物质进行持续分析。1.2分析实验顶空程序:温度:样品平衡温度50,取样环温度:55,传输

8、线温度:60。时间:样品平衡时间:30min,压力化时间0.5min,压力平衡时间:0.2min,取样时间:0.2min,进样时间:0.5min。色谱柱:hp-wax20M石英毛细管柱30m×0.25mm(i.d.×0.25m。气体流速(恒流模式:He(载气1mL/min, H2,30mL/min,空气,350mL/min,补充气:45mL/min。柱温:柱温采用程序升温初温45,保持1min后以20/min升至100,不保持,再以40/min升至130,保持1min,以20升到200保持1min。注样器温:220;接口温度:280,离子源温度:230,四极杆温度:150。

9、取样发酵液,慢慢倒入刻度试管中,用吸管吸去上层泡沫及多余发酵液至5mL,倒入20mL顶空进样瓶中,加入内标物正丁醇0.1mL,立即加密封垫、铝盖后压紧,置于室温下放置约15min,然后将样品瓶置于自动顶空进样器中。2结果与讨论2.1标准挥发性风味物质的检出采用GC的方法,对挥发性风味物质标准样品进行检测,如图3所示;表1中列出了挥发性风味物质组成、出峰时间及出峰顺序。同时应用正丁醇作为内标,能够对9种主要的挥发性风味物质进行准确定量。其中正丙醇、异丁醇和异戊醇等三种醇类物质构成了高级醇;乙酸乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯及辛酸乙酯构成了主要的酯类物质。2.2不同代数酵母发酵阶段乙醛生成量比较乙醛对

10、啤酒风味有很大的影响,它是构成啤酒生青味的主要物质之一2。乙醛的阈值为25×10-6,当乙醛含量超过此值时,会呈现辛辣的腐烂青草味。同时乙醛能刺激人体的呕吐中枢神经,使人产生恶心、呕吐;能促进脑神经收缩而致头痛。因此啤酒生产者希望乙醛的生成量越低越好。如图4所示,0代3代酵母从发酵第1天到第21天,乙醛在发酵阶段的变化趋势基本一致。但受酵母代数的影响,乙醛达到峰值的发酵天数以及峰值的乙醛含量略有不同。由于酵母传代会引起死亡率上升,对乙醛的还原能力下降,最终导致发酵终结时乙醛含量0代酵母最低,而3代酵母最高。2.3不同代数酵母发酵阶段DMS生成量比较啤酒中已被检测出多种有机硫化物,其中

11、浓度最高的是二甲基硫(简称DM S,是一种挥发性的硫醚化合物1,DM S味阈值极低(30×10-6,超过此值则给啤酒带来不愉快的煮玉米味道,是影响下面发酵啤酒风味的重要物质。啤酒原料以及酵母发酵过程都会对DM S的生成量产生影响。如图5所示, DM S的变化波动性较大,0代和1代酵母在发酵过程中DM S 的生成量偏高,发酵结束时DM S含量超过0.03×10-6;2代和3代酵母发酵阶段的DM S波动较小,特别是2代酵母,DM S图2生产现场扩大培养阶段图3气相色谱标准图谱表1用气相色谱质谱能够定量测量的风味物质峰号123456ISD(内标789保留时间1.421.562.1

12、93.243.653.924.084.694.996.5风味物质乙醛DMS乙酸乙酯正丙醇异丁醇乙酸异戊酯正丁醇*异戊醇己酸乙酯辛酸乙酯乙醛生成量/×1-6发酵天数/d图4不同代数酵母发酵阶段乙醛生成量49生成量始终在0.02×10-6上下轻微波动。2.4不同代数酵母发酵阶段高级醇生成量比较啤酒中主要高级醇为异戊醇、异丁醇、正丙醇等。适量的高级醇能使酒体丰满和香气协调,但如果含量过高却会在饮用时出现明显的异杂味,同时也是引起啤酒“上头”的主要成分之一1。由图6可知高级醇在发酵过程中的变化情况。高级醇随着酵母的增殖迅速增长,在主酵后期,随着发酵时间的延长,高级醇的含量变化不大。

13、不同代数的酵母对高级醇的生成量有较大的影响,特别是0代、1代酵母,高级醇含量较高,而2代酵母显示出较好的酿造性能,高级醇在主酵后期一直到发酵结束一直稳定在60×10-6左右。2.5不同代数酵母发酵阶段酯类生成量比较啤酒中的酯类物质是香气的主要载体。啤酒中含有50多种酯类,其中乙酸乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯等是主要代表物。啤酒中适量酯类会给啤酒带来酯味和酒香味,同时它们还具有风味协同作用,使酒体丰满协调。酯类物质含量甚微,但微小的波动都会导致啤酒的风味缺陷。含量过高会产生不愉快的、粗糙的口味甚至果香味或异味;含量过低则会造成口味不纯正、酒体整体香味不协调等明显缺陷。如图7所示

14、,2代、3代酵母由于发酵性能稳定,因此酯类物质在发酵过程中的生成量适中,约15×10-6。而0代、1代酵母的发酵阶段酯类物质明显偏高,因此可能会带给酒体不协调的香味。3结论在啤酒的发酵过程中,不同代数的酵母对啤酒的挥发性风味物质影响很大。由于酵母的传代,会出现衰老、变异、退化等等现象,因此不同代数的酵母会体现出不同的酿造性能,代谢副产物的生成量也由此而产生差异。在对0代3代酵母发酵阶段的挥发性风味物质综合分析可知,0代、1代酵母由于尚处在适应期,繁殖旺盛、增殖能力强,因此发酵副产物的生成量也较高,特别是高级醇和酯类,这两项指标过高不仅对啤酒的口味协调性产生不良影响,还可能使饮用者产生“上头”的现象。而3代酵母,由于传代次数较多,因此酵母的死亡率升高,活性开始下降,因此造成对乙醛的还原能力下降。综合比较四项挥发性风味物质变化情况,2代酵母处在酵母的最佳时期,表现出较优异的酿造性能,高级醇生成量约60×10-6,乙醛、酯类物质生成量适中,DM S 波动性较小。通过分析研究,了解酵母代数对啤酒发酵过程中挥发性风味物质的变化规律。因此,在啤酒生产过程中,应该考虑到不同代数酵母对挥发性风味物质产生的影响,对企业不断提高产品的质量稳定性具有重要的意义。参考文献1Wolfgang Kunz