综述 啤酒风味物质与控制

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1、啤酒风味物质研究与控制摘要：影响啤酒风味的物质可分为醇、酯、羰基化合物、含硫化合物、有机酸等。产生这 种物质主要来源是麦芽、谷物辅料、酒花、酵母的发酵等。主要阐述了由于发酵作用而产生 的影响啤酒风味的形成机理。双乙酰也是影响啤酒风味的重要原因之一。 关键词：啤酒；风味物质；控制The Research and Control of Beer FlavourAbstract： The compounds effecting the flavour of beer are alcohol , ester , carbonyl compound ,organic acid ,etc.They are

2、 mainly formed in the fermentation of malt , supplementary cereal,hops and yeast . The influence mechanism of the fermentation on beer flavour was discussed in this article . Diacetyl is also an important effect substance on t he flavour of beer .Key words：beer ; flavour ; control1. 啤酒简介啤酒是指以大麦芽（包括特

3、种麦芽）为主要原料，加酒花，经酵母发酵酿制 而成的、含二氧化碳的、起泡的、低酒精度（2.57.5%） 的发酵酒。主要原料：水、麦芽、酒花。 生产形式：发酵。感观性状：有泡沫，含co2、酒精等。2. 啤酒的风味啤酒的风味是人的感觉器官从视觉（色泽、泡沫）、嗅觉（香味、臭味）、 味觉（酸、甜、苦、辣等）、触觉（温度）四方面的综合的反应。正如啤酒国家 标准中所要求的“啤酒的外观必须清亮透明，没有明显的悬浮物和沉淀物；把啤 酒倒入洁净的玻璃杯中，应该升起洁白细腻的泡沫，且持久挂杯；有明显的麦芽 香气和酒花香气；口味纯正爽口，无异香味”。3. 啤酒的风味物质啤酒中酒精和C02对啤酒风味的影响，远远没有微

4、量的发酵副产物影响大， 通常将啤酒发酵副产物称为风味物质。啤酒风味物质的形成与原料、制麦、糖化、煮沸、发酵、过滤、罐装以及生 产设备和卫生状况都有关联。啤酒的风味成分非常复杂，目前已经检测出 800 多种啤酒化学成分。主要有高级醇、酮、a-酸、卜酸、有机酸、硫化物等等。其 中包括 352 种挥发性成分和其他的非挥发性成分。啤酒的特有良好风味是由许多 成分浑然一体，互相作用的结果，并非由某一特定的成分形成。风味物质其组成 和含量取决于所产用的原料，酿造工艺，酵母品种等。啤酒风味品尝师认为：为了使啤酒具有协调的风味应使啤酒中某风味物质不 能太突出，这样就要求其发酵副产物的风味强度控制在 0.5以下

5、。啤酒中某风味物质强度：F某物质在啤酒中含量某物质的风味阈值下面将分别讨论几种主要风味物质的影响及控制。3.1 高级醇3.1.1 高级醇对啤酒风味的影响高级醇是各种酒类的主要香味和口味物质之一，它能使酒类有丰满的 香味和口味并增加酒的协调性。但高级醇过量存在也是啤酒主要异味来源之 一。如：戊醇过量会有汗臭味和腐败味，异戊醇和异丁醇混合物超量会使啤 酒有杂醇油臭味，也使啤酒具有不愉快苦味。卩-苯乙醇有玫瑰花香味，并不 特别令人讨厌，但德国式啤酒认为由卜苯乙醇产生的花香和酒花的香味不协 调是不愉快的香味，色醇和对羟基苯乙醇，如果超过8mg/l会产生强烈的酚 味，它是啤酒中讨厌的杂味。故在啤酒酿造过

6、程中应控制高级醇中的量。表 1 啤酒中高级醇阈值和含量 mg/l含量高级醇阈值Lager Beer青岛啤酒某厂正丙醇255-254.47.15正丁醇501-101.3-异丁醇7515-307.531.9异戊醇5030-1004551.0活性戊醇7515-30451.5总高级醇10075-15060960苯乙醇505-8035.519.9酪醇101-31.5-色醇10.1-13.1.2 降低啤酒中高级醇的主要措施1、酵母酵母菌种不同，生成的高级醇的差别是很大的。生产上必须选择生成高级醇 含量低的酵母， 并保证酵母菌种活性更好地适应生产需要， 同时控制酵母代数 的使用在五代以内，以保证酵母强壮。在

7、酵母扩培时，更多地模拟生产条件，对 从试管斜面、三角瓶到卡氏罐、扩培罐各个环节加强微生物检测控制，确保酵母 菌种的纯度、活性及出芽率，以保证啤酒风味的稳定2。酵母接种量啤酒酿造过程中应适当添加酵母。酵母添加量过多会使新生酵母 数量减少，致使高级醇含量减少；而过少的添加量会使酵母繁殖代数增加， 造 成高级醇的增加。实际生产中每次麦汁接种前须检测添加酵母的浓度、出芽率、 活性、pH值,根据实际检测结果确定酵母添加量，以保证满罐酵母数控制在（1.3 1.5）x107个/ml的范围内，在发酵过程中，控制酵母最高含量不超过6.0x107个 /ml3。及时回收酵母发酵结束后， 酵母沉积于锥形罐底部， 由于

8、压力、酒精和二 氧化碳的作用使酵母活性降低，再加上酵母的自溶，从而导致高级醇含量升高。 因此尽早回收酵母也是降低高级醇的重要手段之一。2、麦汁麦汁浓度 高级醇的含量与麦汁浓度成正比关系， 高级醇含量随麦汁浓度 的增高而增加。因此适当控制麦汁浓度可降低啤酒中高级醇的含量。生产中最好 控制麦汁浓度在10Bx12Bx。麦汁成分a-氨基氮含量低时，酵母将进行合成代谢途径，合成自身所需氨 基酸，从而形成较多的a-酮酸中间体，产生较多的高级醇；当麦汁中a-氨基氮 含量较高时，酵母繁殖量增加，导致代谢副产物增加，高级醇含量亦增加，因此 对12Bx麦汁来说，麦汁中a-氨基氮含量在165mg/L190mg/L比

9、较合适，这 样既可满足酵母对氮的需要，又可防止形成过多高级醇。 3.1.2.2.3 麦汁充氧量在麦汁冷却过程中，溶解氧含量高会使酵母繁殖加快，形成较多的高级醇； 反之形成的高级醇较少。但如果溶解氧含量不足会使酵母代谢缓慢，高级醇含量 反而会增加。因此麦汁冷却过程中，取样测定冷麦汁中溶解氧含量并控制其数值 在 8mg/L10mg/L 的范围内，这样既可满足酵母生长繁殖的需要，又不会使发 酵过于旺盛造成高级醇含量偏高。麦汁浊度 麦汁澄清是分离去除热凝固物和冷凝固物的工艺过程。无论热凝 固物还是冷凝固物，都会影响酵母的正常发酵，它们吸附在酵母表面，造成酵母 呼吸代谢困难，一方面造成降糖迟缓，另一方面

10、也会产生大量的高级醇4。3、发酵温度和pH值一般来讲发酵温度越高， 产生的高级醇也越高。因此改变发酵温度，采用 低温发酵、高温还原工艺，能明显降低啤酒中的高级醇含量。同时高级醇的生成 量还与麦汁的 pH 值有关。一般要求麦汁 pH 值在 5.25.6。为此可在糖化过程 中将麦汁pH控制在5.25.6，同时尽量缩短糖化时间，以减少麦汁中缓冲物质 的溶解。另外麦汁pH在5.25.6也有利于酵母正常繁殖。4、发酵压力加压发酵，有利于减少高级醇的产生。加压发酵时酵母增殖速度降低， 代 谢副产物高级醇也相应减少。这样，一方面有利于缩短发酵周期，另一方面可以 使发酵过程中产生的二氧化碳溶入酒体， 排出部分

11、发酵过程中产生的异味。5、其他影响因素啤酒在过滤和灌装过程中氧的吸入会使醛类物质增加 5，造成啤酒中高级 醇增加。如果在发酵麦汁中缺乏镁盐、泛酸、生物素等营养物质时，酵母生长会 受到抑制，高级醇的生成量也会增加。3.2挥发酯挥发性酯是啤酒香味的主要来源之一，啤酒中应该含有适量的挥发酯，才 能使啤酒香味丰满协调，通常储藏啤酒的酯含量在 2550mg/l 之间。传统啤酒风味观点（欧洲大陆）认为啤酒主体香是酒香，过高的酯含量或 超过阈值酯含量，是啤酒不愉快的香味，或是异香味。上述观点，阻碍现代啤酒 中常常被打破，随着追求啤酒不太苦，大幅度减少酒花添加量，酒花香味常常不 足，由于酵母菌株改变及发酵技术

12、的变化，啤酒中挥发酯含量也和高级醇一样旁 边有升高的趋势，它也逐渐引导消费者接受有一定酯香味的啤酒，如北美，荷兰 的啤酒中乙酸乙酯大于阈值，有淡雅乙酸乙酯的果实香味，此香味也成了它们独 特风格。但储藏期过长的啤酒，野生酵母污染的啤酒有强烈的酯香味至今还不能 被人接受。表 2 啤酒中一些酯的阈值和含量及口味特征酯类阈值（ppm）含量（ppm ）气味或口味乙酸甲酯501-8芳香味乙酸乙酯308-15果实香味、溶剂味、略甜味、高时异苦味乙酸异戊酯21-5水果味、酯香味、溶剂味、香蕉味卩-乙酸苯乙酯3-40.2-2玫瑰甜香味、苹果味、略甜味、蜂蜜味丙酸乙酯100.5-5水果味、略甜味丁酸乙酯0.50.

13、1-0.2木瓜味、苹果味、香料味、奶油味、略甜己酸乙酯0.30.1-0.5苹果味、水果味、茴香味、略甜味辛酸乙酯0.20.1-1.5苹果味、水果味、略甜味辛酸戊酯2.50.1-2.0强烈的果香味壬酸乙酯1.20.1-1.2水果味、木瓜味、红醋栗味顺-3-壬烯醛0.5mg/l0.01-0.05ppb不赋予，但有点酱油味(不稳定)反-2-壬烯醛0.1ppb0.05ppb老化味癸酸乙酯1.50.07-1.0肥皂味、水果味、苹果味、溶剂味硫酸二乙酯0.0030.0005-0.002洋葱味、大蒜味3.3 羧基化合物的形成啤酒中的羰基化合物对啤酒的风味有重要影响。羰基化合物都含有羰基。醛 类和酮类都是羰基

14、化合物,但有些存于麦汁中。麦汁煮沸时经美拉德(Maillard)反 应,产生乙醛、甲醛、丙醛、丁酮、戊醛等物质,所以如果醛类增加肯定会使啤酒 风味变坏。乙醛是啤酒中含量最大的羰基化合物。其生成过程是糖酵解途径中从 碳水化合物生成乙醇的代谢分点。乙醛是丙酮酸生成的 ,丙酮酸是经丙酮酸脱羧 酶的作用被催化生成乙醛。我们认为乙醛本身给啤酒风味造成的影响并不很大。 当然当乙醛和双乙酰、硫化氢混合时啤酒的风味就会产生极坏的影响。发酵温度 对乙醛生成量的影响分为二种情况,一是增加发酵温度对乙醛的影响不大;另一种 认为较高的发酵温度乙醛含量较低。麦汁的 pH 值高酵母接种量大, 能增加乙醛 的含量;麦汁冲氧

15、的含量高,乙醛的生成量亦会高;贮存过程对乙醛的影响不大。3.4含硫化合物含硫化合物分挥发性和非挥发性二种。非挥发性含硫化合物对啤酒影响较 少。挥发性含硫化合物对啤酒影响就较大。啤酒中主要有硫化氢、二甲基硫、二 氧化硫、甲基硫醇和乙基硫醇等低分子硫醇。其中硫化氢和二氧化硫对啤酒风味 十分有害。如果啤酒中硫化氢含量超过 50pp b 时就会感到有明显的酵母臭味。 所以目前多数啤酒厂采用 CO2 背压, 有利于消除硫化氢和二氧化硫。3.4.1 硫化氢啤酒中大部分硫化氢是由酵母代谢产生,其过程:1、酵母对硫酸盐、亚硫酸盐的同化;2、是酵母合成蛋氨酸受到抑制时的中间产物;3、巯基氨基酸中胱氨酸的酶促分解

16、反应。3.4.2 影响硫化氢生成的因素酵母菌种对硫化氢生成量影响很大。酵母生长率愈高 , 硫化氢的产率也愈 高。另外, 麦汁中硫酸盐和亚硫酸盐浓度高,蛋氨酸含量足,会使麦汁混浊不清,产 生硫化氢。3.4.3 二甲基硫二甲基硫是酵母的代谢产物,而它的前驱物质是来定性仍然是一个需要加强 的问题。要提高啤酒的生物稳定性 ,必须认真做好生产各环节的清洁卫生和工艺 杀菌工作, 尤其是要做好包装阶段的巴氏灭菌工作, 同时还应采用正确的检验分 析法,尽早预防生物不稳定现象的出现。3.5 双乙酰双乙酰是啤酒发酵过程中的重要副产物，是影响啤酒风味的重要物质，同时 也是啤酒成熟的限制性指标。双乙酰是衡量啤洒是否成

17、熟的重要熬指标，它具有 挥发性和强烈的刺激性，当其含量过高时（淡色啤酒中1.5mg/L，啤酒会呈现 出馊饭味，严重破坏啤酒的风味，并影响啤酒的感官质量。它主要是酵母发育增 殖时，在合成氨基酸的生化途径中产生的，它是啤酒发酵的副产物，是酵母菌的 正常代谢产物，是酵母菌在发酵时释放在啤酒中的一种化合物。因此，如何控制 双乙酰在发酵过程中的生成与还原，并采用措施尽量降低其含量，对产品的产量 和质量至关重要。双乙酰在啤酒中的感观界限值为0. 15mg/L, 般优质啤酒其 双乙酰含量应控制在0. 1mg/L以下。为了达到降低啤酒中双乙酰含量的目的工艺上应采取如下措施：3.5.1控制a 一氨基氮含量及缬氨

18、酸含量糖化时，应合理搭配麦芽与辅料的配比（辅料的用量不可太多，一般不超过 40%）。选择蛋白质溶解良好的麦芽，库尔巴哈值应在3842%；对溶解不足的 麦芽，采用低温糖化法，糖化用水pHv5. 4,短时间浸渍粉碎好的麦芽，使各种 酶溶出，然后进行蛋白休止和糖化，以提高可发酵糖含量和氨基氮含量，使麦汁 中畲有足够的 a 一氨基氮。值得注意的是，不同品种的大麦，同品种大麦不同的 制麦工艺制成的麦芽，缬氨酸含量不同。有时麦汁中 a 一氨基氮含量达标，但缬 氨酸含量不一定能满足工艺要求，同样会造成双乙酰还原困难。3.5.2选用优良酵母不同酵母菌株，合成a-乙酰乳酸的缩合酶活性差异很大，形成的双乙酰峰值

19、差异相应也大，且双乙酰还原速度也不一样。应选用双乙酰峰值低、还原速度快 的酵母菌种。 搞好酵母扩培工作，提供优良酵母。 回收酵母要及时，封罐后13天内回收，避免因时间过长造成酵母活力 下降，死亡率上升。 控制酵母使用代数小于4代，及时淘汰衰老酵母。 酵母使用前检查酵母质量，要求：死亡率5%，酵母泥pH6.0,说明酵母自溶现象很严重，严禁使用。3.5.3控制酵母的增殖倍数控制酵母的增殖倍数，可降低a-乙酰乳酸和双乙酰的生成量。控制措施有两点：八、 加大酵母增殖倍数，满罐酵母浓度控制在1218x106个/ ml。 控制麦汁通风量，前三锅麦汁通风量811ppm，第四锅麦汁不通风。酵母最高浓度控制在5

20、565x106个/ ml，降低双乙酰的高峰值。3.5.4控制满罐温度满罐温度对乙酰峰值也有一定的影响，如果满罐温度高，特别是前几锅麦汁 温度高，就会造成酵母过早地旺盛繁殖，麦汁中缬氨酸含量较长时间处于低水平 状态，从而引起双乙酰峰值高。3.5.5搞好系统卫生工作加强车间的清洁卫生管理，特别是发酵工段、酵母洗涤室的卫生管理，以免 酵母菌被野生酵母或细菌感染，造成感染的野生酵母或细菌消耗掉大量营养而影 响酵母代谢活动，使得啤酒中形成大量双乙酰。3.5.6控制啤酒灌装过程溶解氧的含量在啤酒灌装过程中，应尽量减少氧的摄入，主要从以下几方面着手：(1) 避免清酒在管路中产生涡流现象，这样会使清酒中溶解氧

21、的含量增加。(2) 灌装过程中使用二氧化碳备压，并采用二次抽真空，来降低灌装增氧量。(3) 采用高压引沫除氧装置，降低瓶颈空气的含量，控制在 lmlL 以下。(4) 啤酒巴氏杀菌温度不宜过高，杀菌强度应控制在1520PU。3.5.7 a乙酰乳酸脱羧酶的加入适量添加a-乙酰乳酸脱羧酶不仅可以缩短双乙酰的还原时间，同时也减少了 酒液中的a-乙酰乳酸的含量。3.6有机酸啤酒有机酸即羧酸类物质，主要来源于酿造原料、麦芽生产、糖化麦汁制备 及啤酒酿造过程中。啤酒中的有机酸是构成酵母细胞组织的重要物质，有利于酶 作用，是组成啤酒风味物质成分之一。但是，若啤酒中的脂肪酸含量过多则会对 啤酒风味稳定性不利，有

22、机酸在啤酒中的含量、比例都将使啤酒风味产生重大影 响。啤酒中有机酸的控制1、首选控制原料质量。酿造用水除符合饮用水标准外，还要符合啤酒酿造。 严防水质、大麦、麦芽、大米、酒花等的污染。2、贮存的原料要妥善保管，定期灭菌处理，防止病虫害发生，防止原料潮 湿霉变。3、调节糖化用水pH值时宜用两种混合酸，最适用乳酸、磷酸。既可防止 啤酒出现酸味感，生成的磷酸盐又可被酵母所利用。4、适当缩短糖化时间。特别要防止麦汁污染导致酸败。 麦汁冷却是最易 被污染的环节$应予以高度重视。5、麦汁过滤一定要清亮，尽量除去麦汁中热、冷凝固物$减少麦汁中脂肪酸 的含量。6、从啤酒酿造到包装全过程的每一个环节都要按程序搞

23、好工艺卫生，按工 艺程序进行清洗、消毒灭菌。彻底杜绝有害菌污染。7、选用强壮优良的酵母菌种，保持酵母良好的生产形态和代谢状态，减少 中间产物的积累。8、加强酵母管理，减少酵母自溶，以减少啤酒中链脂肪酸含量，以免啤酒 风味受到破坏和影响。合理的有机酸的存在与分布是优化啤酒质量、保持高品位 酒体风味的重要条件。 但不合适的比例则会破坏啤酒风味，影响啤酒质量。 这 个度是要认真掌握的。4 结论通过对啤酒风味物质的形成、消除、防止等,从感性认识到理性的深化,使我 们更加重视对啤酒风味物质的了解。在当今啤酒市场竞争激烈的环境中 ,啤酒从 外观质量到内在质量都必须创第一流的产品奉献给消费者。当我们了解到啤

24、酒中 所含的醇类、酯类、羰基化合物、酸类、含硫化合物等物质的影响时 ,我们就会 十分注重狠抓产品质量。当然这些工作中要十分注重食品卫生工作。有些风味物 质就是由于卫生工作差而使微生物侵入产品。所以我们通常讲啤酒一半以上工作 是卫生工作。参考文献：1 管郭仪主编.啤酒工业手册（上）M.轻工业出版社，1985： 693462 管郭仪主编.啤酒工业手册（中）M.轻工业出版社，1985： 331083 管郭仪主编.啤酒工业手册（下）M.轻工业出版社，1985： 122074 徐同兴，胡叔平，王智方编啤酒生产M.上海科学普及出版社1996： 29127李冬梅影响啤酒风味稳定性及其控制措施J.酿酒科技，2

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