啤酒发酵过程的其

1、啤酒发酵过程的其他代谢产物啤酒发酵过程的其他代谢产物 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1. 生青味物质生青味物质2. 芳香物质芳香物质 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。发酵期间两种主要副产物的浓度变发酵期间两种主要副产物的浓度变化化024681012345678910 11 12 13 14时间天浓度mg/L生青味物质芳香类物质一

2、、双乙酰一、双乙酰连二酮 双乙酰 2,3戊二酮 口味阈值0.10.15mg/L，口味阈值大约为2mg/L 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. .15mgL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。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

3、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。双双乙乙酰酰与与戊戊二二酮酮的的形形成成机机理理 乙醇乙醇 乙醇乙醇 丙酮酸丙酮酸 乙酸乙酸乙酸乙酸乙酰乳酸乙酰乳酸乙酰羟基酸乙酰羟基酸缬氨酸缬氨酸 亮氨酸亮氨酸 异亮氨酸异亮氨酸乙酰乳酸乙酰乳酸乙酰羟基酸乙酰羟基酸双乙酰双乙酰戊二酮戊二酮 酶法转化酶法转化被动扩散被动扩散非酶分解原生质膜多糖多糖 单糖单糖双乙酰三个形成的阶段双乙酰三个形成的阶段（一）前驱体的形成前驱体的形成 酶法转化酶法转化 （二）连二酮的还原连二酮的还原 非酶分解非酶分解 （三）前驱体的转化（三）前

4、驱体的转化 被动扩散被动扩散 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-氨基氮有利于酵母的繁殖。 前驱体的转化前驱体的转化（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4.24.4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

5、啤酒的成熟速度。啤酒中双乙酰含量高的原因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：v 1. 是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下列因素有利于双乙酰分解(一一)（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

6、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，相应地就抑制了乙酰乳酸和双乙酰的生成； （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；v（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；v（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。下列因素有利于双乙酰分解（二）下列因素有利于双乙酰分解（二）在实际生产中注意在实际生产中注意（一）（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

7、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）。（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）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。 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

8、生产中注意以下几点（三）在实际生产中注意以下几点（三）（6）可采取加-乙酰乳酸脱羧酶的方法，使-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。乙酰乳酸 乙偶姻（3羟基丁酮） 2，3丁二醇乙酰乳酸脱羧酶二、高级醇二、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。v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。v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（主要高级醇含量与特征（mg/L）主要高级

9、醇主要高级醇啤酒发酵中生成的高级醇，以异戊醇异戊醇（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% 高级醇的作用高级醇的作用对啤酒风味影响较大的是异戊醇和-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 主要原因是由于高级醇在人体内的代谢速度要比

10、乙醇慢，对人体的刺激时间长 形成高级醇的两个代谢途径形成高级醇的两个代谢途径 （一）（一）降解代谢途径（降解代谢途径（Ehrlich反应）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形成高级醇的两个代谢途径（二）生物合成（二）生物合成 糖类生物合成氨基酸的最后阶段，形成了酮酸，经脱羧成醛，醛还原为醇影响啤酒中高级醇形成的因素（一）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

11、酸含量以控制在18020mg/L较合适），若辅料比太大，加蔗糖多，常导致麦汁中氨基氮缺少，必然导致高级醇增加；影响啤酒中高级醇形成的因素（二）影响啤酒中高级醇形成的因素（二）（3）酵母添加量 1. .51. .8107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；影响啤酒中高级醇形成的因素（三）影响啤酒中高级醇形成

12、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2025。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v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）v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乙酸苯乙酯己酸乙酯辛酸乙酯 酯类在啤酒的

13、阈值及含量酯类在啤酒的阈值及含量mg/L 四、啤酒中的硫化物四、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 。v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。v含硫氨基酸半胱氨酸、甲硫氨酸（蛋AA）啤酒中主要硫化物啤酒中主要硫化物硫化物的主要危害性硫化物的主要危害性(一一)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”v解决措施解决措施 啤酒应尽量避免光照 包装箱或棕色

14、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，使之不易裂解硫化物的危害性硫化物的危害性(二二) 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”v解决措施解决措施 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5.25.5，抑制DMS-P的水解反应 其它工艺措施，如菌种、低温发酵、CO2洗涤二甲基硫二甲基硫(DMS)形成示意图形成示意图 硫化物的危害性硫化物的危

15、害性(三三)硫化氢（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 v解决措施解决措施 选育产H2S少的菌株 降低酵母生长率，相应降低H2S的产率 采用CO2洗涤，降低H2S含量 防止酵母出现出现自溶五、有机酸五、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。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 表表47 12P啤酒发酵产生酸的阈值和含量啤酒发酵产生酸的阈值和含量 发酵产酸 乳 酸柠檬酸 丙酮酸苹果酸 琥珀酸乙酸 C3C12酸阈 值 4.7 8.7 极 限 值 40 18 25 7.0 40 10 310 正常含量 412 25 15 3.5 14 625 总酸0.0440 0.13 0.234 0.04 0.05 0.