酵母代數(shù)對啤酒發(fā)酵過程揮發(fā)性風味物質(zhì)的影響

1、生長的抑制毒害作用形成了累加。因此在實際生產(chǎn)中測定入池酒醅的滴定酸度對生產(chǎn)質(zhì)量有一定的指導(dǎo)意義,但是混合有機酸中的單個有機酸的抑制作用,特別是己酸、丁酸對酵母的毒害是我們在實際生產(chǎn)中不可忽視的重要因素,必需加以控制。參考文獻1王元太,等.白酒生產(chǎn)工藝和設(shè)備M .輕工業(yè)出版社,1988,29-492沈怡方,等.白酒生產(chǎn)技術(shù)全書M.北京:中國輕工業(yè)出版社,1998,114-1623劉從艾,等.大曲酵母菌及窖泥生香菌耐酸能力的研究J.釀酒,1999,(1:47-504湯有宏,等.己酸等有機酸對酒醅發(fā)酵影響的研究J.釀酒科技,2007,(2:48-54酵母代數(shù)對啤酒發(fā)酵過程揮發(fā)性風味物質(zhì)的影響鄭昕1,

2、張彥青2(1.深圳第二高級技工學校,深圳518049;2.中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院,北京100027摘要:針對0代3代酵母,采用相同的接種量和接種工藝,對啤酒發(fā)酵過程中揮發(fā)性風味物質(zhì)含量進行跟蹤分析,并揭示出不同的酵母代數(shù)與發(fā)酵階段揮發(fā)性風味物質(zhì)生成量之間的變化規(guī)律,對提高啤酒的風味一致性具有重要的意義。關(guān)鍵詞:酵母代數(shù);揮發(fā)性風味物質(zhì);發(fā)酵過程中圖分類號:TS262.5,TS201.2,TS261.11文獻標識碼:BEffect of Yeast Generation on Volatile Flavor Compounds in BeerFermentationZHENG Xin 1,ZHA

3、NG Yan-qing 2(1.Shenzhen Second Senior Technical School,Shenzhen 518049,China;2.China National Research Institute of Food and Fermentation Industries,Beijing 100027,ChinaAbstract:In this study,the same inoculum size and the inoculation process were used with 0-3generation yeast.The contents of volat

4、ile flavor compounds were analyzed during the fermentation process.The relationship between the yeast generation and the formation of the volatile compounds during the fermentation stage was revealed,which is of great significance to the homogeneity of beer flavor.Key words:yeast generation;volatile

5、 flavor compounds;fermentation process啤酒的典型風味主要取決于所使用的酵母菌株。啤酒的風味物質(zhì)是麥汁經(jīng)過酵母在一定條件下發(fā)酵產(chǎn)生的一系列產(chǎn)物,特別是具有揮發(fā)性的醇、醛、酯等,含量雖然不高,但它們構(gòu)成了啤酒特有的香味和口味1。采用GC 測定啤酒中揮發(fā)性風味物質(zhì)的方法為基礎(chǔ),對主要的9種揮發(fā)性風味物質(zhì)進行分析,比如構(gòu)成啤酒生青味的主要物質(zhì)乙醛;能使酒體豐滿和香氣協(xié)調(diào)的3種高級醇及4種揮發(fā)性酯類物質(zhì);構(gòu)成啤酒不愉快煮玉米味的成分DM S (二甲基硫等等。揮發(fā)性風味物質(zhì)對于維持啤酒的質(zhì)量穩(wěn)定性意義重大。然而企業(yè)中生產(chǎn)同一品種的釀造工藝和酵母菌種雖然相同,但由于酵母

6、代數(shù)的不同,也會影響啤酒揮發(fā)性風味物質(zhì)的差異,最終導(dǎo)致不同批次的成品啤酒質(zhì)量千差萬別。本文針對0代3代酵母,按圖1和圖2所示步驟進行酵母的實驗室擴大培養(yǎng)以及生產(chǎn)現(xiàn)場擴大培養(yǎng)2,得到0代酵母。斜面原菌種斜面活化25,34d 100mL 液體試管25,2436h 100mL 培養(yǎng)瓶25,24h 1L 培養(yǎng)瓶20,24-36h 5L 培養(yǎng)瓶1618,2436h 25L 卡氏罐1416。3648h收稿日期:2011-07-28作者簡介:鄭昕(1978-,女,食品科學高級工程師。文章編號:1002-8110(201105-0048-03圖1實驗室擴大培養(yǎng)階段!48第38卷第5期2011年09月釀酒LIQ

7、UORMAKINGVol.38.5Sep.,2011鄭昕,等:酵母代數(shù)對啤酒發(fā)酵過程揮發(fā)性風味物質(zhì)的影響第五期2011 25L卡氏罐250L漢生罐1214,23d1500L培養(yǎng)罐1012,3d100hL培養(yǎng)罐911,3d20m3繁殖罐89,78d0代酵母0代酵母進入13°BX麥汁,在10.5條件下進行主發(fā)酵,雙乙酰及糖度降至工藝要求指標時,降溫至-1進行低溫保藏。降溫過程中回收酵母進行下一代發(fā)酵。酵母泥使用至第4代。0代3代酵母進入發(fā)酵階段,自主酵第一天起至發(fā)酵結(jié)束,共21天,對發(fā)酵階段揮發(fā)性風味物質(zhì)進行持續(xù)分析。1.2分析實驗頂空程序:溫度:樣品平衡溫度50,取樣環(huán)溫度:55,傳輸

8、線溫度:60。時間:樣品平衡時間:30min,壓力化時間0.5min,壓力平衡時間:0.2min,取樣時間:0.2min,進樣時間:0.5min。色譜柱:hp-wax20M石英毛細管柱30m×0.25mm(i.d.×0.25m。氣體流速(恒流模式:He(載氣1mL/min, H2,30mL/min,空氣,350mL/min,補充氣:45mL/min。柱溫:柱溫采用程序升溫初溫45,保持1min后以20/min升至100,不保持,再以40/min升至130,保持1min,以20升到200保持1min。注樣器溫:220;接口溫度:280,離子源溫度:230,四極桿溫度:150。

9、取樣發(fā)酵液,慢慢倒入刻度試管中,用吸管吸去上層泡沫及多余發(fā)酵液至5mL,倒入20mL頂空進樣瓶中,加入內(nèi)標物正丁醇0.1mL,立即加密封墊、鋁蓋后壓緊,置于室溫下放置約15min,然后將樣品瓶置于自動頂空進樣器中。2結(jié)果與討論2.1標準揮發(fā)性風味物質(zhì)的檢出采用GC的方法,對揮發(fā)性風味物質(zhì)標準樣品進行檢測,如圖3所示;表1中列出了揮發(fā)性風味物質(zhì)組成、出峰時間及出峰順序。同時應(yīng)用正丁醇作為內(nèi)標,能夠?qū)?種主要的揮發(fā)性風味物質(zhì)進行準確定量。其中正丙醇、異丁醇和異戊醇等三種醇類物質(zhì)構(gòu)成了高級醇;乙酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯及辛酸乙酯構(gòu)成了主要的酯類物質(zhì)。2.2不同代數(shù)酵母發(fā)酵階段乙醛生成量比較乙醛對

10、啤酒風味有很大的影響,它是構(gòu)成啤酒生青味的主要物質(zhì)之一2。乙醛的閾值為25×10-6,當乙醛含量超過此值時,會呈現(xiàn)辛辣的腐爛青草味。同時乙醛能刺激人體的嘔吐中樞神經(jīng),使人產(chǎn)生惡心、嘔吐;能促進腦神經(jīng)收縮而致頭痛。因此啤酒生產(chǎn)者希望乙醛的生成量越低越好。如圖4所示,0代3代酵母從發(fā)酵第1天到第21天,乙醛在發(fā)酵階段的變化趨勢基本一致。但受酵母代數(shù)的影響,乙醛達到峰值的發(fā)酵天數(shù)以及峰值的乙醛含量略有不同。由于酵母傳代會引起死亡率上升,對乙醛的還原能力下降,最終導(dǎo)致發(fā)酵終結(jié)時乙醛含量0代酵母最低,而3代酵母最高。2.3不同代數(shù)酵母發(fā)酵階段DMS生成量比較啤酒中已被檢測出多種有機硫化物,其中

11、濃度最高的是二甲基硫(簡稱DM S,是一種揮發(fā)性的硫醚化合物1,DM S味閾值極低(30×10-6,超過此值則給啤酒帶來不愉快的煮玉米味道,是影響下面發(fā)酵啤酒風味的重要物質(zhì)。啤酒原料以及酵母發(fā)酵過程都會對DM S的生成量產(chǎn)生影響。如圖5所示, DM S的變化波動性較大,0代和1代酵母在發(fā)酵過程中DM S 的生成量偏高,發(fā)酵結(jié)束時DM S含量超過0.03×10-6;2代和3代酵母發(fā)酵階段的DM S波動較小,特別是2代酵母,DM S圖2生產(chǎn)現(xiàn)場擴大培養(yǎng)階段圖3氣相色譜標準圖譜表1用氣相色譜質(zhì)譜能夠定量測量的風味物質(zhì)峰號123456ISD(內(nèi)標789保留時間1.421.562.1

12、93.243.653.924.084.694.996.5風味物質(zhì)乙醛DMS乙酸乙酯正丙醇異丁醇乙酸異戊酯正丁醇*異戊醇己酸乙酯辛酸乙酯乙醛生成量/×1-6發(fā)酵天數(shù)/d圖4不同代數(shù)酵母發(fā)酵階段乙醛生成量49生成量始終在0.02×10-6上下輕微波動。2.4不同代數(shù)酵母發(fā)酵階段高級醇生成量比較啤酒中主要高級醇為異戊醇、異丁醇、正丙醇等。適量的高級醇能使酒體豐滿和香氣協(xié)調(diào),但如果含量過高卻會在飲用時出現(xiàn)明顯的異雜味,同時也是引起啤酒“上頭”的主要成分之一1。由圖6可知高級醇在發(fā)酵過程中的變化情況。高級醇隨著酵母的增殖迅速增長,在主酵后期,隨著發(fā)酵時間的延長,高級醇的含量變化不大。

13、不同代數(shù)的酵母對高級醇的生成量有較大的影響,特別是0代、1代酵母,高級醇含量較高,而2代酵母顯示出較好的釀造性能,高級醇在主酵后期一直到發(fā)酵結(jié)束一直穩(wěn)定在60×10-6左右。2.5不同代數(shù)酵母發(fā)酵階段酯類生成量比較啤酒中的酯類物質(zhì)是香氣的主要載體。啤酒中含有50多種酯類,其中乙酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯等是主要代表物。啤酒中適量酯類會給啤酒帶來酯味和酒香味,同時它們還具有風味協(xié)同作用,使酒體豐滿協(xié)調(diào)。酯類物質(zhì)含量甚微,但微小的波動都會導(dǎo)致啤酒的風味缺陷。含量過高會產(chǎn)生不愉快的、粗糙的口味甚至果香味或異味;含量過低則會造成口味不純正、酒體整體香味不協(xié)調(diào)等明顯缺陷。如圖7所示

14、,2代、3代酵母由于發(fā)酵性能穩(wěn)定,因此酯類物質(zhì)在發(fā)酵過程中的生成量適中,約15×10-6。而0代、1代酵母的發(fā)酵階段酯類物質(zhì)明顯偏高,因此可能會帶給酒體不協(xié)調(diào)的香味。3結(jié)論在啤酒的發(fā)酵過程中,不同代數(shù)的酵母對啤酒的揮發(fā)性風味物質(zhì)影響很大。由于酵母的傳代,會出現(xiàn)衰老、變異、退化等等現(xiàn)象,因此不同代數(shù)的酵母會體現(xiàn)出不同的釀造性能,代謝副產(chǎn)物的生成量也由此而產(chǎn)生差異。在對0代3代酵母發(fā)酵階段的揮發(fā)性風味物質(zhì)綜合分析可知,0代、1代酵母由于尚處在適應(yīng)期,繁殖旺盛、增殖能力強,因此發(fā)酵副產(chǎn)物的生成量也較高,特別是高級醇和酯類,這兩項指標過高不僅對啤酒的口味協(xié)調(diào)性產(chǎn)生不良影響,還可能使飲用者產(chǎn)生“上頭”的現(xiàn)象。而3代酵母,由于傳代次數(shù)較多,因此酵母的死亡率升高,活性開始下降,因此造成對乙醛的還原能力下降。綜合比較四項揮發(fā)性風味物質(zhì)變化情況,2代酵母處在酵母的最佳時期,表現(xiàn)出較優(yōu)異的釀造性能,高級醇生成量約60×10-6,乙醛、酯類物質(zhì)生成量適中,DM S 波動性較小。通過分析研究,了解酵母代數(shù)對啤酒發(fā)酵過程中揮發(fā)性風味物質(zhì)的變化規(guī)律。因此,在啤酒生產(chǎn)過程中,應(yīng)該考慮到不同代數(shù)酵母對揮發(fā)性風味物質(zhì)產(chǎn)生的影響,對企業(yè)不斷提高產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性具有重要的意義。參考文獻1Wolfgang Kunz