啤酒风味稳定性控制思路
啤酒风味稳定性控制思路
王加春
(福建省燕京惠泉啤酒股份 XX公司,惠安,362100)
成品啤酒于贮藏期间均会逐渐地产生或多或少的壹些异味,这些异味被认为来自啤酒的
氧化过程,通常我们把这些异味称之为“氧化味”或“老化味”,越是纯净柔和的浅色啤酒
变化越明显。由于消费者判断啤酒质量的重要因素之壹是啤酒的风味,因此如何保持啤酒的
风味稳定性是啤酒行业目前面临的最严峻的挑战之壹。啤酒生产过程由于原料、工艺、设备、
操作等原因致使啤酒口味出现缺陷,特别是啤酒灌装后,口味开始变化。于贮藏过程中,由
于受环境条件的影响,硫基和多酚物质的氧化,口味会逐渐变差。
啤酒中的化学反应多种多样,产生的物质也千变万化。啤酒中产生羰基化合物的前驱物
质和反应太多了,而且微量的醛足以导致风味败坏。研究啤酒风味稳定性不宜根据个别反应
就事论事,应该通盘考虑。
壹、影响啤酒风味物质
啤酒中的风味物质对啤酒的口味有重要影响。优质啤酒应有明显的酒花香气,口味纯正,
爽口,酒体协调,柔和,无异香、异味。但啤酒中所含的风味物质极易被氧化,使啤酒产生
老化味和异杂味。
1、双乙酰
双乙酰味是指啤酒中双乙酰及其前驱体(α-乙酸乳酸)的含量超过品味阈值(-
程产生过多的双乙酰,改善麦汁组分,适当提高麦汁中α-氨基酸的含量,为酵母生长提供
充足的营养,增加麦汁中缬氨酸含量,以抑制双乙酰的生成。同时保证酵母的添加量,使酒
液中有足够的新鲜酵母数量,加速双乙酰的仍原。另外,氧的存于也可导致啤酒中双乙酰反
弹,因此,必须严格控制清酒过滤、灌装过程中氧的摄入。
2、高级醇
高级醇是啤酒发酵过程产生的许多副产物中的主要成分,它是构成啤酒酒体和风味的物
质成分之壹。对啤酒风味影响较大的高级醇是异戊醇和β壹苯乙醇,当异丁醇和异戊醇的含
量超过口味阈值会产生壹种不愉快的苦味,异戊醇仍产生汗臭似的腐败味,高级醇的生成主
要受酵母菌种、酵母增殖、麦汁浓度和麦汁成分、发酵条件、大麦品种以及工艺过程中的通
氧量等因素的影响。
有些消费者谈到饮某家啤酒后“上头”,究其原因主要是其啤酒中高级醇含量偏高所致,
因此,于后发酵期中,应采取措施,大量排除这些劣味物质的含量。高级醇是由酵母繁殖菌
体代谢的结果,于不影响酵母发酵力前提下,控制酵母的繁殖,是发酵中降低高级醇的核心。
3、醛类
醛类物质是啤酒发酵时酵母的代谢产物,是造成啤酒口味变劣的主要物质。乙醛是啤酒
发酵过程中产生的主要醛类,也是啤酒中含量最高的醛类。当乙醛含量超过界限值(10mg/
L)时,给人以不愉快的粗糙苦味感觉。成品啤酒中的后美拉德反应以及于高级醇存于时的
氧化亦生成醛,啤酒中含有醛基可被氧化且改变原来的风味物质特性,产生涩味、粗糙的苦
味或后苦、老化味及其它异味,使啤酒失去原来的新鲜气味。
乙醛于正常发酵后期迅速减少,发酵度愈高,残留啤酒中乙醛愈少,如果后发酵由于温
度突降,压力突升等原因,造成发酵中断,就会有较高(>15mg/L)乙醛残留。后酵双乙酰
仍原后期采用 CO2洗涤,能够促进乙醛挥发(乙醛沸点为 21℃),经过 CO2洗涤优秀啤酒中乙
醛可低于 6mg/L。
4、挥发酯类
啤酒中适量的醋酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸苯乙酯给啤酒增添壹些酯味或酒香味,使酒
体丰满协调是可取的,过量而超过味阈值,形成不愉快的异香则不宜。如乙酸乙酯具突出的
果实香气味且有不愉快苦味,而乙酸异戊酯能产生壹种穿透性的水果气味,乙酸丁酯呈刺激
的果实香味。酯的形成于很大程度上和酵母菌种的遗传特性有关,控制啤酒中酯类含量的措
施,主要是根据麦汁中可同化氮的供给情况,以供氧为调节手段,来调节酵母的生长程度。
5、硫化物
硫是酵母生长和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
啤酒带来风味缺陷。硫化氢是啤酒中主要的硫化物之壹,对啤酒风味影响很大,其味阀值也
最低(为 5PPb)。硫化氢对啤酒风味的影响具有双重作用,即微量存于时,可构成啤酒风味的
特殊风格,过量则表现出不利于啤酒的口味。当啤酒中 H2S>10(μg/L),是啤酒的生酒味
来源之壹,具有类如洋葱异味,当>50(μg/L)有臭蛋的气味。成熟的优秀啤酒中只有 1~
5(μg/L)H2S,啤酒用 CO2洗涤工艺,是降低挥发性 H2S的有效方法。
6、酸类物质
啤酒中含有酸类 100种之上,原料、糖化方法、发酵条件、酵母菌种均影响啤酒中的酸
含量,啤酒中的酸及其盐控制着啤酒的 pH和总酸含量,这些酸类物质是酒中的重要缓冲物
质。适宜的 pH和总酸,能赋予啤酒柔和清爽的口感,缺乏酸类啤酒呆滞、粘稠、不爽口,
而过量的酸又使啤酒口感粗糙、不柔和、不协调。
如果于生产过程中清洁卫生管理不善,感染了乳酸菌、醋酸菌、四联球菌等菌种,就会
使酒液中生成乳酸、醋酸而带有酸味。所以控制好无菌条件十分重要,且要注意易染区域、
设备部件、工具的灭菌。另外,由于麦芽原料贮存保管不善会使原料本身酸度提高,当麦汁
低于 60℃的过滤、贮存、沉淀时间太长给细菌大量繁殖以可乘之机,也是使啤酒偏酸的原因。
饮用啤酒时,酸刺激刺感强,酸露头,其原因除了麦汁总酸太高外,仍经常因啤酒中挥发酸
太高所致。啤酒中挥发酸应控制于(以醋酸计)<
就意味着啤酒已经酸败了。
二、控制啤酒风味的思路
1、原料控制
对于原料供应,采购部门应选择规模大、质量保证能力强、诚信度高的原料供应商,且
和他们建立长期稳定的合作关系,对每批次原辅料严格按内控标准进行检测把关,坚决杜绝
不合格品流入投料口。
麦芽
①粗细粉差:且非越低越好,麦芽溶解过度或溶解特别差,粗细粉差均会很低。于判断
麦芽细胞溶解情况时,最好把粘度和粗细粉差放于壹起综合考虑,当粘度高而粗细粉差较理
想时,表明麦芽溶解不均匀。
②脆度测定时应把全玻璃状粒(未挤碎部分和整粒)列出,溶解好的麦芽<2%。
③蛋白质溶解度是壹个比值,它必须和麦芽蛋白质的含量相结合进行考虑。例如 608mg
溶解性 N/100g麦芽干物质,于麦芽蛋白质含量为 %时,库值是 40%,于蛋白质含量为
%时,其值仅为 33%,鉴于此情况,也有用每 100g麦芽干物质含多少 mg可溶解性 N表示
的,此值壹般于 620~680mg之间。
④酶活力等。(如考核焙焦情况的过氧化氢酶活性)
、大米
辅料大米是我们容易忽略的壹个重要问题,其实大米中的脂肪酸是现代啤酒生产老化味
的主要来源。如果大米的脂肪酸多,于前期糖化阶段已形成老化物质的前驱物,这样怎样减
少和氧接触均是无济于事。
①碎米率(和陈化度同样导致老化)。
②蛋白质:其含量和硬度有关,蛋白质高,透明度高,硬度越高,反之,蛋白质含量越
低的大米,含水量高或是用不成熟的稻米制成,透明度差。
③掺杂识别。
④新鲜度鉴定。
国家对大米质量有严格的理化标准,但外观抽检不可能替代精密的测试仪器,不妨从以下几
方面予以识别:
●壹查:根据食品标签通用标准规定,米袋上必须标注生产日期、产品名称、生产企业名称
和地址、净含量、保质期、质量等级、产品标准号以及其他特殊标注的内容,其中生产日期
是识别新大米最关键之处。另外查见包装上是否有国家强制性规定的“QS“认证标志。
●二见:见大米的色泽和外观。新大米除了米粒大小均匀、丰满,色泽鲜亮而有光泽,罕见
碎米和黄粒米。
●三抓:抓壹把大米于手中,放开后观察手里是否粘有白兮兮的米糠粉,这种米糠粉情况于
合格的新大米中很少发现。
●四闻:闻大米的气味。手中取少量米粒,向它们哈壹口气,或用手搓其发热,然后立即嗅
其气味,正宗的新大米有股扑鼻的清香味。
●五尝:尝大米味道。取几粒大米放入口中细细咀嚼,合格的新大米味微甜,无霉味和
酸味。
大米新陈度和 pH关系:取 10克大米和 60mL新鲜蒸馏水混均,静置 5min,测其 pH。当
pH值<,新陈度为黄色;pH值于 ~之间,则新陈度为黄绿色;pH值>,新陈度
为草绿色。米粒越新越绿,随氧化加深分别呈草绿色→黄绿色→黄色→橙色(此为加入甲基
红和溴百里酚蓝混合指示剂后的颜色变化),且随着放置时间的延长,pH值呈递减的趋势。
本操作简单,颜色区分明显,可用于日常抽检。
大米的使用原则是:壹星期内脱壳的大米。新陈度显色不合格的大米绝不使用。
、酒花
新鲜度、劣化度判定。
酒花贮藏系数(HopStorageIndex简写为 HSI):指酒花的碱性甲醇浸出液于 275nm/325nm
波长下的吸光度之比。若想以 HSI值来判断酒花的新鲜和否,首先要满足于每个波长的吸光
度值必须于 ~的范围内,HSI是壹个判断酒花新鲜程度的好手段,新鲜酒花的 HSI值
于 ~之间。
劣化度(%)=+102lgID,其中 ID=α-酸含量/β-酸含量,此为日本三得利公
司提出的计算酒花劣化度的经验公式。
若α-酸、β-酸有所损失,则 HSI值增加,可由式(α-酸+β-酸)总损失率(%)=
110×lg(HIS/)估算。
测定时酒花样品粉碎时注意事项:酒花粉碎壹定要采用专门的酒花粉碎机,且粉碎时间
不能过长,否则粉碎机发热会导致酒花α-酸损失。
根据酒花品种、新陈度等改进添加工艺,且严格冷藏贮存,使用时应现领现用以保持最
佳的苦味和香味,开箱后应立即使用,酒花于糖化室的贮藏时间最好不要超过 12小时。啤
酒苦味不正主要是由于酒花添加量过高,酒花添加量越高其苦昧越重。于工艺中使用氧化过
度的酒花、麦汁煮沸时间过长以及贮酒温度过高也会使啤酒中的苦味不正。因此于生产中应
按α-酸的含量和麦汁量添加酒花,严格控制麦汁煮沸强度。为了利用酒花的香味,沸终前
所加酒花量,可依据总酒花平均煮沸时间不低于 50min,且和初沸酒花量进行综合平衡分配,
酒花可分俩次于沸初和沸终时加入。
2、金属离子控制
生产用水、原料以及中的铁含量、铜含量应尽可能的低,以免这些离子促进啤酒氧化。
生产管道的材质应为不锈钢,尽量不使用铜制设备和碳钢设备。啤酒硅藻土过滤后铁的增加
量应加强检测,测定步骤:取 100mL啤酒+1g硅藻土于 20℃下搅拌 12h后过滤,测 Fe。
Fe的增加量:<
≤
>
降低成品啤酒中金属离子的有效办法是:于发酵结束前提早将酵母从嫩啤酒中分离出来,
因为于发酵结束前酵母会释放大量金属离子到啤酒中。
3、啤酒酵母的质量控制
啤酒生产中利用的微生物主要是纯粹培养的啤酒酵母,啤酒酵母的特点决定了啤酒的口
味,原菌种要保持性能稳定,不出现变异、退化等现象。啤酒酵母如被杂菌污染或发生变异,
就会产生不正常的发酵现象和口味。啤酒酵母的自然突变率是比较低的,但于长期的酵母培
养和发酵过程中,酵母的变异仍是可能的。因此,不论于酵母培养过程或于发酵过程中,必
须从各方面对酵母进行检查,防止产生不正常的发酵现象。
啤酒酵母的质量控制分三部分:酵母性能检测、野生酵母检测和微生物检测。有必要做
好以下工作:
①酵母自溶程度鉴定
②酵母的优化(育种)评估
③酵母最低代谢所需要的营养物质
4、麦汁成份
①碘试反应:于麦汁制备过程中,淀粉必须分解至不和碘液起呈色反应为止。至此,麦
汁中的淀粉已全部分解为可发酵性糖和低聚糊精。如果制备发酵度高的淡爽型啤酒,碘液呈
无色反应后,仍应适当地延长糖化时间,以增加可发酵性糖的含量。
为了解糖化过程的碘值,且由此反映糖化过程中的微生物情况,需对糖化过程中碘值进
行测定。定量测定可采用分光光度法,其原理:麦汁中的高分糊精和淀粉于加入酒精后会沉
淀出来,经离心分离后,又重新被溶解于磷酸盐缓冲液中。加入碘溶液,根据显红糊精和淀
粉的分子量和支链度的不同而形成由红到蓝的颜色,其深浅可通过分光光度计测量出来。结
果评判:麦汁碘值<表示糖化完全,大生产中壹般控制于 ~。测定注意事项:若
样品的碘值大于 ,则必须对样品进行稀释,结果必须乘以相应的系数。
②合理控制麦汁组分:啤酒风味物质的生成量随麦汁浓度的升高而升高。麦汁中α-氨
基酸的含量对发酵过程形成啤酒风味物质至关重要。壹般要求每 1°P麦汁,α-氨基酸含量
控制于 15mg/L左右,对啤酒整体风味有利,且不影响酵母的生长和繁殖。
③充氧量的把关:麦汁溶解氧含量要稳定。麦汁中含氧量越高,酵母增殖越大,发酵越
旺盛,啤酒风味物质的生成量也越多;反之,酵母增殖量少,不利于发酵的正常进行。壹般
麦汁中含氧量控制于 6mg/L—10mg/L为宜。使用分锅次满罐的麦汁,最后壹锅麦汁能够不充
氧,以防止因发酵罐麦汁氧含量过高,导致酵母增殖量过大,产生较多的影响啤酒风味的物
质。
5、发酵罐、清酒罐溶解氧问题
①俩罐法工艺,后壹罐从底部进入 CO2赶走罐内空气,前壹罐用 CO2压出啤酒,减少氧进
入的必要手段。
②过滤时的排氧较糖化工序的排氧尢为重要。过滤时,特别是用压缩空气备压时,会增
加氧进入的机会,使啤酒氧化,对酒体产生影响。清酒罐要使用纯度为 %的 CO2备压,
用脱氧水引酒,实行等压过滤,应用脱氧水流加硅藻土,清酒管道避免酒液形成湍流而使清
酒溶解氧含量过高。清酒溶解氧控制于 以下。
6、食品添加剂的使用
目前啤酒行业普遍采取添加抗氧化剂来减少啤酒贮藏过程中出现的老化味,可是从市场
上使用的抗氧化剂的效果来见不甚理想。抗坏血酸或异坏血酸钠只能解决啤酒中少量氧,且
不能完全避免其损害作用。当啤酒中氧含量过高时添加抗坏血酸反而起负作用,亚硫酸盐也
只能对啤酒中异杂味如羰基化合物起到壹定的掩盖作用,且使用有地域性。所以根本上的措
施仍是严格控制生产原料、认真执行合理工艺路线,生产过程中应尽量保存麦汁物啤酒自身
的仍原力,以增强抗氧化能力,另外不断开发新的分析检测技术(特别是针对微量成分)以
便监控生产过程。
啤酒抗氧化剂于使用过程中,需要注意以下几点:
①使用前要弄清其主要成分。如果连主要成分均不清楚的抗氧化剂,不要添加。
②要弄清其主要作用,合理使用。不同种类的抗氧化剂有不同的功效,各企业可根据啤
酒的质量要求选择添加。
③抗氧化剂的使用量要准确。添加量要根据实验确定。添加量少,达不到应有的效果;
添加量多,则影响啤酒的口味。
④使用方法要准确。啤酒抗氧化剂的添加,须用脱氧水溶解后,于隔氧的情况下,定量
流加到清酒中。但有的企业使用普通自来水溶解,且壹次加到清酒罐中。这种添加方式,使
得抗氧化剂和清酒中的溶解氧结合之前就已氧化完毕,效果可想而知。
⑤权衡利弊、科学使用。抗氧化定剂的使用,要权衡利弊,找出质量问题所于,科学使
用抗氧化定剂。
7、啤酒行业应重视食品级润滑剂开发应用
目前,保护消费者的安全和健康于国际上受到了越来越多的关注,因此于欧洲和美国由
法律强制规定每个食品厂设置控制系统和健康安全系统,称为 HACCP(危险分析和关键控制
点)。例如:每个酿造厂必须根据物理、微生物和化学危害来分析其生产部门,明确关键控
制和污染点且启动预防尺度使危害得到控制和最小化。所有的润滑点要按润滑剂和啤酒是否
可能接触进行分类。当有可能出现的污染和食品的卫生有关时,只能使用USDA(美国农
业部)-H1认证的食品级润滑剂。它最明显的特征是能够和食品接触而对健康无害,而普
通工业润滑剂则含有可能致癌的矿物质。
于啤酒机械设备中,最关键的是灌装机。它的酒缸、分配器、充装阀和压盖头等部位均
要和啤酒接触,因此这些部位所使用的密封橡胶必须是食用橡胶。于食品行业中被普遍使用
的是 EPDM橡胶材料,因为它对人体无害。它的主要优点有:可抵抗紫外线老化,氧化反应
迟钝,适应温度范围宽(-30℃~80℃),抗酸碱侵蚀。机械强度差且不耐磨是 EPDM橡
胶的不利之处,况且它价格不菲,因此必须使用润滑剂对它进行润滑保护,防止过早磨损老
化而失效。
现有我国的大部分啤酒工厂仍把动物油、医用凡士林用于 EPDM橡胶上。它们的弊端于
于:动物油对 EPDM有腐蚀作用,壹般均有异味,极易混入啤酒而影响啤酒的味道;同时动
物油本身的保质期不长,容易产生细菌污染啤酒,从而使啤酒的保质期变短。凡士林于壹定
温度、压力环境下,100小时即可能产生细菌,同时有酸化趋势;200小时之上,开始变酸,
不仅影响口感而且长期使用会腐蚀设备。这俩种产品均会直接降低啤酒液的表面张力,影响
啤酒泡沫的形成和持久。此外,它们的润滑性能及润滑持久性均很差,会大大缩短 EPDM密
封橡胶的使用寿命,从而增加生产成本。同时频繁的再润滑次数又加长了停机时间,影响生
产的持续进行。
随着国人对啤酒营养价值的认识,啤酒的需求量已越来越大,人们对啤酒的口感和味道
会越来越讲究。这就促使厂家们不断引进国外的先进设备,诸如 KHS、KRONESS、APV、GEA
等等,这些酿造业著名的设备制造商通常均推荐克鲁勃出品的 PARALIQGTE703用于灌装机和
管道阀门上。这是克鲁勃公司专门为 EPDM密封开发研制的,是壹种经 USDA-H1认证的无味
无嗅的食品级润滑脂。
8、卫生管理工作
加强微生物控制管理,防止杂菌污染。啤酒生产过程应加强对啤酒中有害微生物检测,
典型的有害菌为:四联球菌、醋酸菌、果胶杆菌类、巨球菌类等,醋酸菌给啤酒带来入口酸
味;四联球菌类给啤酒带来不愉快的双乙酰味;果胶杆菌、巨球菌类给啤酒带来下水道臭味。
因此,要严格控制生产环节的清洗杀菌,保证按清洗杀菌工艺进行,微生物检测严格按照检
验频率和标准进行检验,不得漏检。各微生物控制点检测合格后,再进行生产,
9、包装工序
①灌装过程要尽量避免啤酒和氧的接触,必须保证罐酒时用纯度为 %二氧化碳或氮
气备压,瓶子二次抽真空,真空度≤-。利用高压引沫装置,减少瓶颈空气含量,
灌装引酒时,要用脱氧水。禁止人工兑酒及二次上线灌装。要实现瓶颈空气及溶解氧含量为
零是不现实的,可是过高的瓶颈空气及溶解氧含量,将加速啤酒的氧化,使啤酒产生混浊,
且使色泽加深,啤酒风味变差。实践证明,瓶颈空气含量≥3mL,溶解氧≥
影响啤酒的风味稳定性。
②控制好杀菌强度:于啤酒包装生产中,由于设备故障或者其它原因,不可避免地易造
成杀菌机的停车,使啤酒于杀菌机内停留时间过长,造成 PU值过高,加快啤酒的氧化,使
啤酒新鲜度变差,促使啤酒变质,产生“老化味”。为了降低 PU值,控制巴氏杀菌温度和时
间,使杀菌强度于 10—20PU之间,于保证啤酒生物稳定性的前提下,降低啤酒老化强度,
提高啤酒的风味稳定性。
③杀菌机出口瓶装酒温度:瓶酒出槽温度应控制低壹些,出口酒温控制于 30℃以下(必
须于露点之上),保证啤酒口味新鲜。
10、强化销售过程管理(贮存、运输、合理饮用)
①啤酒的风味稳定性和酒的贮存温度关系很大,温度愈高,醛类的劣味会愈早出现,降
低温度也就降低了劣味物质的形成。啤酒应于避光、阴凉处贮存。这壹点,各啤酒经销商做
的不够好,均喜欢把啤酒堆积于门头上,于阳光下曝晒,经过阳光曝晒的啤酒,壹天后就有
明显的老化味,啤酒的新鲜度明显降低。贮藏啤酒的仓库应保持墙地清洁、干燥.通风良好,
严防日光直射,库内不得堆放杂物,贮运温度宜于 10℃左右,防止环境温度波动剧烈。因此,
营销员应尽力做好宣传工作,以保证啤酒的新鲜度。
②运输条件和贮存条件存于同样情况,由于运输仍需震荡,情况会更严重。防止啤酒运
输过程中进行激烈振荡和日光照射,导致酒质形成日光臭。
③正确的饮用方法。啤酒最佳饮用温度为 10℃-15℃之间,温度过高、过低均将影响啤
酒口味的协调性,仍应注意饮用啤酒的用具应清洁,无油污,否则,倒入的啤酒无泡沫,啤
酒中的 CO2气体损失贻尽,这样的啤酒无香味,不杀口,风味变差。
我国啤酒产量列世界第壹位,已成为世界啤酒行业争夺的主要市场。但国内啤酒行业由
于缺乏先进的质量监控和技术创新的手段,啤酒风味方面的研究水平,和发达国家相比有较
大的差距,严重制约啤酒行业的技术进步。有必要加大新技术、新材料、新设备的应用研究
力度,自主创新,人才为本。
总之,啤酒的新鲜度是固定消费群体的前提,是优质啤酒应具备的特点。啤酒的新鲜度
控制是壹项系统工程,涉及方方面面,是壹项长期积累、细致的工作,不仅工程技术人员要
参加,而且管理人员更要参加,只有全体员工共同努力,目标壹致才能确保啤酒风味的壹致
性。要求每个环节均要掌握好,要按照工艺标准的要求去做,上下协调壹致,才能使啤酒的
新鲜度保持稳定,奉献给广大消费者更好的产品。
备注:本文发表于《啤酒科技》2009年第 6期