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双乙酰是啤酒生产的重要控制性指标。如果啤酒中的双乙酰含量超过阈值,就会给啤酒带来一种不愉快的馊饭味道,因此,在啤酒生产过程中必须认真对待这个问题,降低其含量至规定的范围之内。一般可从如下几个方面控制。
一、酵母性能
1、酵母菌种选择
双乙酰是由α-乙酰乳酸形成的。α-乙酰乳酸为酵母合成缬氨酸经氧化酮基异戊酸的中间产物,当麦汁缺乏缬氨酸或缬氨酸被消耗时,将引起过量的α-乙酰乳酸的形成,α-乙酰乳酸经氧化脱羧反应,转化为双乙酰,此反应是在酵母细胞外非酶催化作用下进行的,是一较慢的与酵母无关的化学变化过程。双乙酰在酵母还原酶的作用下,可还原生成对啤酒无不良影响的2,3-丁二醇。因此酵母菌种对双乙酰的控制起着重要作用。不同的酵母菌种,由于性能不同,其还原双乙酰的能力不同。
2、酵母代数和酵母保存
对于一种给定的酵母菌,其还原双乙酰的效率取决于酵母代谢状态。在发酵旺盛时,产生的双乙酰量比还原的多;酵母代数越老,其还原双乙酰的能力越差。经久藏的酵母或高温贮藏的酵母,其新陈代谢的速率降低了,它不能象健康的酵母那样有效地还原双乙酰。鉴于上述原因,需回收的酵母,应低温保存,并尽快投入使用。此外,还应及时地扩培酵母,以保证酵母的质量。
3、酵母添加
发酵时,添加酵母量的多少,与酵母性质有关。如悬浮力强的酵母,还原能力也强。因此,在发酵时进行搅拌,可大量还原双乙酰,主要因为通风搅拌可加速α-乙酰乳酸的非酶性分解,同时也可以加速α-乙酰乳酸的合成,从而降低了双乙酰的含量。采用较高的温度接种较多的酵母,有利于双乙酰早期形成,早期还原,使啤酒中双乙酰含量降低。一般要求接种的酵母量在15~20×106个/ml。
二、麦汁成分
1、提高α-氨基氮的含量
α-氨基氮含量较多时,可以控制α-乙酰乳酸的形成,从而减少双乙酰的形成;α-氨基氮含量不足时,麦汁中缺乏同化的氮和营养物质,发酵末期酵母的同化力降低,造成双乙酰不能还原,使啤酒中双乙酰含量增高。如过多使用辅助原料或使用溶解度差的麦芽,酿造出的麦汁中α-氨基氮偏低,对双乙酰的产生、还原造成不利,影响啤酒中双乙酰含量。
2、提高缬氨酸的含量
麦汁中缬氨酸的含量高低,对形成双乙酰多少也有关系。一般应提高缬氨酸的含量,通过反馈作用,抑制从丙酮酸合成缬氨酸的代谢反应。
3、麦汁充氧
麦汁充氧不足,则发酵不旺盛,发酵度低,啤酒中双乙酰含量高。适当提高充氧量,有更多的活酵母细胞生成,使发酵液在发酵前期可形成较多α-乙酰乳酸,趁发酵温度高时,双乙酰快速还原,进一步分解成阈值较高的2,3-丁二醇。如果充氧过多,酵母生长过快,导致酵母在α-乙酰乳酸被分解前已被分离开来,会导致双乙酰含量增高。
三、酿造工艺控制
1、发酵温度
α-乙酰乳酸的非酶分解和双乙酰的酶还原作用都与温度有关。温度越高,反应越快。因此,主发酵温度提高些,或主发酵结束前保持较高的发酵温度,双乙酰还原很快,啤酒的后酵时间就大大缩短了。
2、加高泡酒
当发酵啤酒的双乙酰含量不能正常降下时,可尝试加入20~30%的高泡酒,利用高泡酒的酵母把双乙酰还原除去。
3、CO2洗涤
用发酵产生的高纯度CO2气体进行洗涤,可将挥发性的双乙酰带走。CO2洗涤,虽能降低双乙酰含量,但却使已逐步沉积的酵母、冷凝物等重新悬浮起来,可能会影响到啤酒的过滤。
4、贮酒和过滤
在贮酒和过滤时吸入氧,则会加速了α-乙酰乳酸分解成双乙酰。因此,在啤酒过滤时,努力降低氧的吸入,在一定条件下能控制双乙酰的含量,其大致过程如下:
4.1把双乙酰转化成羟基丁酮和丁二醇。
4.2双乙酰和亚硫酸盐反应生成一个不挥发性的复合络合物,以除去因双乙酰引起的异味。
4.3通过阻止乙酰乳酸转变成双乙酰来降低双乙酰含量。
5、啤酒包装
一方面要降低含氧量,另一方面要控制好巴氏杀菌的温度和时间,因为随着巴氏杀菌温度的提高,在有氧及较高温的条件下,更易使乙酰乳酸分解成双乙酰。实践证明,瞬时杀菌比在长时间低温杀菌产生的双乙酰要少。
6、防杂菌污染
如果麦汁或添加种酵母感染了乳酸菌或四联球菌,都会生成大量的双乙酰和乙酰乳酸。麦汁或添加酵母感染其它杂菌,虽然这些细菌本身不产生双乙酰,但他们能严重影响到酵母的活性、状态等新陈代谢,也可能使双乙酰含量增高,因此,必须控制好酿造过程的卫生和环境卫生,避免麦汁或添加酵母过程染菌。
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