考試發(fā)酵條件

1、題目： 發(fā)酵條件對啤酒中乙醛及高級醇含量的影響宣講者：謝奇 專 業(yè)：10食質(zhì)（1）班 學(xué) 號：10108042 人們在日常生活中, 飲用大量啤酒后有時會出現(xiàn)頭疼、頭暈等感覺, 即俗稱的“啤酒上頭”。啤酒上頭的原因有很多, 如酒精、高級醇、醛等引起的上頭。乙醛是微毒性物質(zhì), 刺激作用和對中樞神經(jīng)的抑制作用比甲醛強。高級醇因為不宜被人體代謝, 在人體內(nèi)存在時間長, 毒性大, 因此啤酒中乙醛及高級醇含量過高是引起啤酒上頭的主要原因。乙醛代謝乙醛是一種生青物質(zhì), 影響啤酒的口味, 優(yōu)質(zhì)啤酒中乙醛含量一般在 8 mg/L 以下。乙醛是啤酒發(fā)酵過程中產(chǎn)生的主要醛類, 是酵母的中間代謝產(chǎn)物, 由酵母糖代謝產(chǎn)

2、生丙酮酸, 丙酮酸脫羧生成乙醛, 在發(fā)酵前期大量生成的乙醛, 隨著發(fā)酵的不斷進行, 會被乙醇脫氫酶還原為乙醇而濃度不斷降低, 一般說下面發(fā)酵至發(fā)酵度為 35 %60 %時, 乙醛含量最高。乙醛的代謝機理見圖 1。高級醇代謝啤酒中高級醇是指 3 個碳原子以上的醇類的總稱,主要包括正丙醇、異丁醇、異戊醇, 活性戊醇、- 苯乙醇,一般高級醇的含量在 70100 mg/L。高級醇對啤酒風(fēng)味具有重大影響, 超過一定含量, 具有明顯的雜醇味, 飲用過量會導(dǎo)致人體不適, 除某些特種啤酒外, 一般的啤酒, 大量的高級醇是不受歡迎的, 高級醇的形成與發(fā)酵條件密切相關(guān)。啤酒中絕大多數(shù)的高級醇是在主發(fā)酵期間形成的,

3、形成高級醇的代謝途徑有兩種: 一是在 1907 年由德國化學(xué)家埃爾利希提出的有氨基酸形成高級醇的途徑; 二是合成代謝途徑, 在生成高級醇的這兩條途徑中, 合成途徑占 75 %, 而埃爾利希途徑只占 25 %。其代謝方程式發(fā)酵條件的影響通過改變發(fā)酵條件:麥汁溶氧、發(fā)酵溫度、酵母添加量, 跟蹤監(jiān)測發(fā)酵過程中乙醛及高級醇含量的變化。麥汁溶氧對發(fā)酵影響采用相同的糖化工藝, 相同的酵母添加量, 改變麥汁溶氧, 其他發(fā)酵條件一致, 跟蹤監(jiān)測發(fā)酵過程中高級醇和乙醛的含量變化。麥汁溶氧分別為 6 mg/L、7 mg/L和 8 mg/L。麥汁溶氧對發(fā)酵影響采用相同的糖化工藝, 相同的酵母添加量, 改變麥汁溶氧,

4、 其他發(fā)酵條件一致, 跟蹤監(jiān)測發(fā)酵過程中高級醇和乙醛的含量變化。麥汁溶氧分別為 6 mg/L、7 mg/L和 8 mg/L。 溫度對發(fā)酵的影響采用 3 種不同溫控進行發(fā)酵, 跟蹤監(jiān)測溫度改變對乙醛和高級醇含量的影響。主酵溫度為 9 ;主酵溫度為 9 , 待糖度降到 4Bx 后, 溫度不做控制。主酵溫度為 10.5 。以上 3 種主酵方法, 待雙乙酰濃度0.08 mg/L 后,降溫程序相同。 酵母添加量對發(fā)酵的影響通過變化酵母的添加量, 控制酵母的滿罐數(shù), 如下:L: 滿罐酵母數(shù)為 1.0107個 /mL;M: 滿罐酵母數(shù)為 1.5107個 /mL, 其他發(fā)酵條件一致, 跟蹤發(fā)酵過程中乙醛和高級

5、醇含量的變化。 麥汁溶氧對乙醛含量和高級醇含量的影響 由圖 5 可知, 適當(dāng)?shù)娜苎蹩纱龠M酵母的代謝, 加大乙醛的積累, 溶氧為 7 mg/L 時乙醛含量的峰值最高,且發(fā)酵前期即可迅速達(dá)到最大值, 隨后隨著乙醇脫氫酶的還原, 乙醛濃度不斷降低, 而到了發(fā)酵后期, 乙醛的含量基本不變。由圖 6 可知, 隨著麥汁溶氧的增加, 發(fā)酵過程中高級醇的含量增多, 且啟發(fā)速度快, 短時期即可達(dá)到高峰值, 而當(dāng)麥汁溶氧較低時, 影響酵母的繁殖, 啟發(fā)速度較緩慢, 到達(dá)高峰值的時間較長, 且高級醇的總體含量較低。因此適當(dāng)控制麥汁的溶氧可有效地控制啤酒中高級醇的含量。 溫度改變對乙醛和高級醇的影響 溫度改變對乙醛的

6、影響結(jié)果見圖 7。由圖 7 可知, 降低主酵溫度, 影響了酵母的繁殖和代謝, 降低了乙醛的還原, 從而提高了乙醛的含量, 主酵后期不做溫度控制, 使乙醛含量一直處于較高狀態(tài)。因此, 適當(dāng)提高主酵溫度, 可以降低乙醛的含量。由圖 8 可知, 溫度的升高, 促進了酵母的繁殖, 顯著增加了高級醇的含量, 而主酵后期的溫度變化對高級醇含量的影響并不明顯, 因此溫控發(fā)酵 A、B 的最終高級醇含量基本一致。 酵母添加量對乙醛及高級醇的影響 由圖 9 可知, 發(fā)酵初期, 酵母添加量增加促進了乙醛的積累和乙醛峰值的提前, 而繁殖代數(shù)的減少, 及營養(yǎng)物質(zhì)的有限, 使得發(fā)酵代謝后期, 大量的菌體代謝不旺盛又促使最終乙醛得以積累。由圖 10 可知, 一定范圍內(nèi)菌體添加量的改變并未顯著影響高級醇的含量。 結(jié)論通過改變啤酒發(fā)酵條件, 跟蹤監(jiān)測其發(fā)酵過程中乙醛及高級醇含量的變化。實驗結(jié)果表明, 適當(dāng)?shù)靥岣甙l(fā)酵初期溫度及減少酵母添加量, 可以有效地降低啤酒中乙醛的含量,