酿造学期末复习题及答案

酿造学期末复习题及答案一、名词解释1.麦芽溶解：指大麦在发芽过程中，胚乳细胞壁物质（如β-葡聚糖）、蛋白质及淀粉等成分被酶分解，胚乳由坚硬状态转变为疏松状态的过程。溶解程度直接影响麦芽的浸出率、麦汁过滤性能及啤酒风味，常用库尔巴哈值（可溶性氮/总氮）和协定麦汁粘度评价。2.酒花α-酸异构化：在麦汁煮沸过程中，酒花中的α-酸（律草酮）在热和麦汁pH（5.2-5.6）作用下，通过环化和异构化反应生成异α-酸（异律草酮）的过程。该反应是啤酒苦味物质的主要来源，异构化率通常为30%-40%，受煮沸时间、pH、酒花添加量等因素影响。3.双乙酰还原：啤酒发酵后期，酵母将双乙酰（2,3-丁二酮）还原为无风味的2,3-丁二醇的代谢过程。双乙酰是啤酒中重要的风味物质，阈值仅0.1-0.2mg/L，若残留量过高会产生“馊饭味”，因此需通过控制后发酵温度（0-2℃）和酵母活性促进其还原。4.高盐稀态发酵：酱油酿造的主要工艺之一，指将豆粕与小麦经蒸煮、制曲（接种米曲霉）后，与高浓度盐水（18%-20%NaCl）混合成酱醪，在常温（25-30℃）下进行3-6个月自然发酵的过程。该工艺通过高盐抑制杂菌生长，促进蛋白酶、淀粉酶等酶系作用，生成氨基酸、还原糖等风味物质，产品风味醇厚。5.葡萄酒苹果酸-乳酸发酵（MLF）：由乳酸菌（如酒酒球菌）主导的二次发酵过程，将葡萄酒中的L-苹果酸（二元酸，口感尖酸）转化为L-乳酸（一元酸，口感柔和）和CO₂。该过程可降低葡萄酒酸度（总酸下降1-3g/L），提升风味复杂性（生成双乙酰、乙偶姻等物质），并增强生物稳定性（消耗苹果酸抑制杂菌）。二、简答题1.简述大麦制麦芽时“绿麦芽干燥”的主要目的及关键工艺参数。答：绿麦芽干燥的主要目的包括：①终止发芽，固定酶活力（避免过度分解导致酶失活）；②去除水分（从40%-45%降至2%-5%），便于储存；③形成麦芽色泽和风味物质（通过美拉德反应生成类黑素、焦糖等）；④分解绿麦芽中的生青味物质（如正己醇、反-2-己烯醛）。关键工艺参数：干燥分三个阶段，凋萎期（45-60℃，20-24h，水分降至10%-12%）、焙焦期（65-85℃，6-8h，形成风味）、冷却期（≤40℃，快速降温防止酶失活）。浅色麦芽焙焦温度≤80℃，深色麦芽可升至100-120℃。2.啤酒主发酵过程中，酵母的代谢活动可分为哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？答：主发酵（旺盛发酵期）可分为三个阶段：①起始期（0-2天）：酵母细胞活化，耗氧繁殖（菌数从1×10⁶个/mL增至15-20×10⁶个/mL），麦汁糖度缓慢下降（降糖0.5-1°P），产生少量CO₂（泡沫层较薄）；②高峰期（3-5天）：酵母进入对数生长期，耗糖速率加快（降糖1-2°P/天），大量产生乙醇（浓度达4%-5%vol）和CO₂（泡沫层厚达20-30cm，呈棕黄色），发酵液温度上升（需通过冷媒控制）；③衰减期（6-7天）：可发酵糖（葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖）消耗约90%，酵母活性下降（部分沉淀），降糖速率减缓（0.3-0.5°P/天），乙醇生成量趋于稳定，双乙酰开始形成（需进入后发酵进一步还原）。3.葡萄酒酿造中“冷浸渍”工艺的作用及操作要点是什么？答：冷浸渍（ColdSoaking）是红葡萄酒酿造的预处理工艺，指葡萄破碎后，在低温（4-15℃）下保持皮渣与果汁接触1-7天的过程。其作用包括：①促进花色苷、单宁等酚类物质的提取（低温抑制酵母活性，避免酒精干扰萃取）；②提取品种香气（如黑皮诺的草莓香、西拉的紫罗兰香）；③抑制氧化（低温降低多酚氧化酶活性）。操作要点：需添加SO₂（30-50mg/L）抑制杂菌；控制温度（≤15℃，常用冷冻机或冰块降温）；定期循环（泵入泵出）促进皮渣与果汁混合；浸渍时间根据品种调整（皮薄的黑皮诺1-3天，皮厚的赤霞珠5-7天）。4.酱油制曲过程中，米曲霉的主要代谢活动有哪些？如何判断成曲质量？答：米曲霉在制曲（28-32℃，40-48h）中的代谢活动包括：①分泌水解酶（蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶）：蛋白酶分解大豆蛋白为多肽和氨基酸（如谷氨酸），淀粉酶分解小麦淀粉为糊精和葡萄糖，脂肪酶分解脂肪为甘油和脂肪酸；②合成风味前体物质（如谷氨酰胺、天冬酰胺）；③消耗氧气，产生CO₂和热量（需翻曲散热）。成曲质量判断指标：①感官：菌丝致密呈白色，无杂色（黄绿色为青霉污染），有曲香无酸臭；②酶活：中性蛋白酶活力≥1000U/g（福林法），糖化酶活力≥800U/g；③水分：28%-32%（过低影响酶分泌，过高易染菌）；④pH：6.5-7.0（偏酸可能杂菌繁殖）。5.黄酒“煎酒”的目的及操作要点是什么？答：煎酒（灭菌）是黄酒压榨澄清后，加热至85-90℃并保持5-10分钟的工艺。目的：①杀灭酵母、乳酸菌等微生物（防止储存期酸败或浑浊）；②促进风味物质熟化（美拉德反应生成醛类、酮类，增强醇厚感）；③固定酒度（终止残糖发酵）。操作要点：需控制加热速率（快速升温避免焦糊）；采用列管式或板式换热器（避免金属离子污染）；煎酒后需迅速冷却至20℃以下（防止风味物质挥发）；控制酒液接触空气（通氮气保护，减少氧化）。三、论述题1.从原料处理、微生物作用、发酵控制三方面，比较啤酒（下面发酵）与葡萄酒（自然发酵）的工艺差异，并分析对产品风味的影响。答：啤酒与葡萄酒的工艺差异及风味影响如下：（1）原料处理：啤酒以大麦芽为主料（需经发芽、干燥制成麦芽），辅助原料（大米、玉米）需粉碎后与麦芽粉混合糖化（62-72℃，利用麦芽中的β-淀粉酶、α-淀粉酶生成可发酵糖）；葡萄酒以葡萄为原料（破碎后直接进入发酵，无需糖化，葡萄中的天然果糖、葡萄糖可直接被酵母利用）。啤酒的糖化过程引入麦芽香（如麦芽酚）和糊精（提供酒体），而葡萄酒保留葡萄品种香（如长相思的青草香、雷司令的柑橘香）。（2）微生物作用：啤酒采用纯培养的下面酵母（酿酒酵母Saccharomycespastorianus，耐低温，凝聚性强），发酵前需扩培（麦汁充氧促进酵母繁殖）；葡萄酒多利用葡萄表皮的天然酵母（如酿酒酵母、贝酵母、汉逊酵母），或接种商业酵母（如EC1118），发酵初期存在多种酵母竞争（贝酵母产酯，汉逊酵母产高级醇）。啤酒酵母代谢以产乙醇和CO₂为主（副产物包括高级醇≤120mg/L，酯类≤30mg/L），风味干净；葡萄酒酵母与其他微生物协同作用（乳酸菌进行MLF，醋酸菌可能产醋酸），风味更复杂（如乳酸的柔和感、乙酸乙酯的果香）。（3）发酵控制：啤酒主发酵温度8-12℃（下面发酵），通过冷媒控制升温（最高14-16℃），降糖速率1-2°P/天，发酵周期7-10天；后发酵0-2℃，持续2-4周促进双乙酰还原和澄清。葡萄酒酒精发酵温度红葡萄酒25-30℃（促进色素提取），白葡萄酒12-18℃（保留香气），降糖速率0.5-1°Bx/天，周期5-14天；红葡萄酒需带皮发酵（浸提单宁），白葡萄酒分离皮渣后发酵。啤酒的低温控制减少杂菌污染（仅产少量乙酸），风味偏清爽；葡萄酒的高温（红葡萄）或低温（白葡萄）发酵分别强化结构感（单宁）或果香（酯类），MLF后酸度降低，口感更圆润。综上，啤酒的工艺标准化程度高（纯酵母、精确控温），风味以麦芽香、酒花苦为主；葡萄酒依赖原料品种和自然微生物，风味更具多样性（品种香、发酵香、陈酿香）。2.分析酱油发酵过程中“酶系作用”与“微生物代谢”的协同关系，并说明如何通过工艺优化提升酱油品质。答：酱油发酵是酶系（米曲霉分泌的胞外酶）与微生物（乳酸菌、酵母菌）代谢协同作用的过程，二者关系及优化措施如下：（1）酶系作用与微生物代谢的协同：①前期（0-30天）：米曲霉分泌的蛋白酶（中性蛋白酶、碱性蛋白酶）分解大豆蛋白为多肽（占50%）和游离氨基酸（占10%-15%），淀粉酶分解小麦淀粉为葡萄糖（占总糖80%），为乳酸菌（如植物乳杆菌）和酵母菌（如鲁氏酵母、球拟酵母）提供碳源（葡萄糖）和氮源（氨基酸）。②中期（30-60天）：乳酸菌利用葡萄糖进行同型乳酸发酵（生成乳酸，pH降至4.5-5.0），抑制杂菌（如丁酸菌），同时乳酸与氨基酸反应生成乳酸乙酯（风味物质）；鲁氏酵母利用葡萄糖进行酒精发酵（产乙醇2%-3%vol），并代谢琥珀酸（增强鲜味）、4-乙基愈创木酚（丁香香）。③后期（60天以上）：球拟酵母代谢多元醇（如甘油、阿拉伯糖醇），增加甜味；乙醇与脂肪酸（来自脂肪酶分解）酯化生成乙酸乙酯、棕榈酸乙酯（果香和脂香）；氨基酸与还原糖发生美拉德反应（pH4.5-5.0，温度25-30℃），生成类黑素（色泽）、呋喃类（烤香）、吡嗪类（坚果香）。（2）工艺优化措施：①制曲阶段：优化米曲霉菌种（如沪酿3.042），控制曲料水分（45%-50%）和通风量（保证供氧），提高蛋白酶（≥1200U/g）和淀粉酶（≥1000U/g）活力，增加可利用氮和还原糖含量。②发酵阶段：-控制盐浓度（16%-18%NaCl）：降低至16%可促进酵母生长（鲁氏酵母耐盐≤18%），但需加强杂菌防控（添加0.1%苯甲酸钠）；-分段控温：前期25-30℃促进酶解（蛋白酶最适温度35-40℃），中期20-25℃促进酵母发酵（鲁氏酵母最适25℃），后期15-20℃减缓过度氧化；-补充酵母：接种鲁氏酵母（1×10⁶个/mL）和植物乳杆菌（5×10⁵个/mL），缩短发酵周期（从6个月降至3个月），提高乙醇（3%-4%vol）和氨基酸态氮（≥1.2g/100mL）；-定期搅拌（每周1-2次）：促进氧气扩散（酵母需微氧环境），均匀酱醪温度，避免局部酸败。通过以上协同优化，可提升酱油的氨基酸态氮（鲜味）、总酯（香气）和还原糖（甜味）含量，同时降低生物胺（如组胺）和3-氯丙醇（控制原料中氯离子和脂肪含量），最终获得风味醇厚、体态澄清的高品质酱油。3.以啤酒为例，论述发酵过程中“降糖曲线”与“风味物质生成”的关联性，并说明如何通过监测降糖曲线指导生产。答：啤酒发酵中的降糖曲线（糖度随时间变化的曲线）反映了酵母代谢活性，与风味物质生成密切相关，具体关联及生产指导如下：（1）降糖曲线与风味物质的关联：①起始期（0-2天，糖度12°P降至10-11°P）：酵母耗氧繁殖（菌数从1×10⁶增至15×10⁶个/mL），主要代谢葡萄糖和果糖（占麦汁可发酵糖5%），生成少量高级醇（如异丁醇、异戊醇，由氨基酸代谢的埃利希途径产生）和酯类（乙酸乙酯，由乙醇与乙酰辅酶A酯化生成），此阶段风味物质积累少。②高峰期（3-5天，糖度10-11°P降至6-7°P）：酵母进入对数生长期，优先消耗麦芽糖（占可发酵糖60%-70%），降糖速率1-2°P/天，乙醇生成速率0.5-1%vol/天。此时高级醇生成量增加（占总高级醇70%，与酵母增殖速率正相关），酯类（乙酸异戊酯、己酸乙酯）因酵母细胞膜通透性增加（高乙醇浓度）而大量合成（占总酯类80%），双乙酰（由酵母合成缬氨酸的中间产物α-乙酰乳酸氧化生成）开始积累（浓度0.3-0.5mg/L）。③衰减期（6-7天，糖度6-7°P降至4-5°P）：可发酵糖剩余麦芽三糖（占20%-30%，酵母分解能力弱），降糖速率0.3-0.5°P/天，乙醇生成趋缓。此时酵母活性下降（部分沉淀），高级醇和酯类生成量减少，α-乙酰乳酸继续分泌并氧化为双乙酰（峰值0.5-0.8mg/L），需进入后发酵（0-2℃）促进双乙酰还原（酵母将其还原为2,3-丁二醇）。④后发酵期（7天后，糖度4-5°P降至3-4°P）：酵母利用麦芽三糖（需麦芽三糖透性酶）缓慢降糖，双乙酰浓度降至0.1mg/L以下（符合标准），同时产生少量含硫化合物（如二甲基硫醚，由麦汁中S-甲基蛋氨酸热分解生成，阈值50μg/L），影响风味（煮玉米味）。（2）通过降糖曲线指导生产：①判断酵母活性：若高峰期降糖速率＜0.8°P/天，可能酵母接种量不足（应≥1×10⁷个/mL）或麦汁α-氨基氮过低（＜180mg/L，需调整糖化蛋白分解）；若速率＞2°P/天，可能酵母过度增殖（高级醇超标，需降低接种温度或减少充氧量）。②控制风味物质：高峰期延长（降糖慢）可减少高级醇生成（如将发酵温度从12℃降至10℃）；衰减期降糖过快（麦芽三糖分解多）可能导致残糖过低（啤酒干度高，缺乏甜味），需选