啤酒醇酯比的影響因素與控制措施

胡華勇

(杭州千島湖啤酒有限公司,浙江 淳安 311700)

風味物質(zhì)質(zhì)量濃度不同是造成啤酒風味類型差異的主要原因。啤酒中發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性風味成分對啤酒的風味產(chǎn)生明顯影響,如酯、醇、酮、醛和酸等,通過協(xié)同作用影響啤酒質(zhì)量。雙乙酰、乙醛和硫化物這些物質(zhì)賦予啤酒不純正、不成熟、不協(xié)調(diào)的口味和氣味。當質(zhì)量濃度高時,對啤酒質(zhì)量具有嚴重的不利影響。高級醇、酯類和醛類等物質(zhì)主要決定啤酒的香味,在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi),它們的存在是優(yōu)質(zhì)啤酒的前提條件?，F(xiàn)在普遍認為控制一定醇酯比(高級醇與酯類總量的比值)可以合理地控制啤酒的風味特色。合理的高級醇組成及質(zhì)量濃度,使啤酒具有豐滿的香味、協(xié)調(diào)和醇厚的口感。高級醇質(zhì)量濃度如果過高會在飲用時出現(xiàn)明顯的異雜味,同時也是引起啤酒“上頭”的主要因素之一[1]。酯類的質(zhì)量濃度雖然很低,但是對決定啤酒風味特征起著重要作用。酯類質(zhì)量濃度合理,啤酒充滿協(xié)調(diào)的酯香,如果味;酯類質(zhì)量濃度偏高,啤酒充滿不悅的異香,如油漆味。酯類可以緩解神經(jīng)的收縮作用,適宜的醇酯比可以減少“上頭”現(xiàn)象。從酒體的協(xié)調(diào)性出發(fā),也要考慮醇與酯的比例,合理的醇酯比是啤酒口感協(xié)調(diào)的影響因素之一。實踐證明:m(高級醇)∶m(酯類)≤4.5∶1時,將明顯減輕啤酒飲后的“上頭”感;m(高級醇)∶m(酯類)>6∶1時,啤酒“上頭”極其明顯[2]。近年來,工坊啤酒日益流行,釀酒師積極研究差異化的釀造工藝、原料與技術(shù)等,開發(fā)自身特色的啤酒,以滿足消費者的需求[3]。與此同時,啤酒飲用后“上頭”的客訴也隨之增加。有關(guān)論述啤酒“上頭”原因的文章較多,而醇酯比是其中一大因素,為此專題論述啤酒醇酯比的影響因素與控制措施。

1 影響因素

1.1 酵母菌種

酵母是啤酒的心臟,在啤酒發(fā)酵過程中起著核心作用。酵母菌種從一定意義上決定了啤酒風味特征,同時對醇酯比的影響也很大,不同酵母菌種發(fā)酵的啤酒醇酯比不同。高發(fā)酵度的菌種傾向于形成較多的高級醇[4]。不同酵母在糖代謝過程中產(chǎn)生的酯類總量差異性也很大,艾爾酵母比拉格酵母產(chǎn)酯量多。WB-06菌種,屬釀酒酵母糖化酵母變種,具有較高發(fā)酵度,被推薦用于小麥啤酒的釀造,帶來細膩的酯香和諸如小麥啤酒典型的丁香類的酚類香氣(POF+),醇酯比也較高,釀造的啤酒易引起“上頭”感;US-05菌種,屬美國艾爾酵母品種,該酵母可生產(chǎn)出具有非常好口感平衡性的啤酒,且雙乙酰質(zhì)量濃度低,口感純凈,后味利落,醇酯比較低,釀造的啤酒飲用后不易“上頭”。

1.2 酵母性能

酵母性能也影響著醇酯比。健康的酵母對啤酒釀造來說是至關(guān)重要的,降糖速率、雙乙酰還原能力和沉降性能等都會隨著酵母性能的變化而變化,影響發(fā)酵速率、啤酒風味形成及過濾難易等。若在菌種保藏、酵母擴培、發(fā)酵與回收等過程中管理不當,則造成酵母活力降低、污染雜菌和變異等,最終影響啤酒質(zhì)量,醇酯比是其中影響質(zhì)量指標之一。

1.3 麥汁組分

高級醇質(zhì)量濃度受麥汁組分中氮源的影響較大。若麥汁中氮源質(zhì)量濃度高,則酵母增殖代數(shù)多,高級醇代謝產(chǎn)物增加。若麥汁中氮源偏低,會使酵母代謝不完全,也會產(chǎn)生較多高級醇[5]。氮源質(zhì)量濃度過高或過低都會增加高級醇質(zhì)量濃度,質(zhì)量濃度過低時產(chǎn)生的影響更大。

在酵母代謝物質(zhì)中,酯類雖相對較少,但對風味影響較大[6]。原麥汁濃度與酯類質(zhì)量濃度之間存在一定的正比例關(guān)系,即濃度越高,形成的酯越多。當原麥汁濃度由12～13 °P提高到15～16 °P,發(fā)酵液中酯類質(zhì)量濃度將增加10%～20%[2]。精釀啤酒使用純麥芽釀造,原麥汁濃度較高,一般維持在11～14 °P,更有甚至超過了16 °P[7],使其酯類質(zhì)量濃度較高?？砂l(fā)酵碳水化合物與可消化氮的質(zhì)量比m(C)∶m(N)是一個重要的判斷基準,在全麥啤酒發(fā)酵中,m(C)∶m(N)較低,酵母生長旺盛,即使當氧耗盡時,因氮源因素,繼續(xù)合成乙酰輔酶A,造成全麥啤酒的酯類質(zhì)量濃度過高;若提高輔料比例,將減少乙酰輔酶A的合成,細胞內(nèi)不飽和脂肪酸的積累將抑制酯類合成酶的活性,因而減少了酯類的形成[8]。

1.4 充氧因素

冷麥汁充氧量高低直接影響醇酯比高低,包括酵母擴培過程和生產(chǎn)過程的冷麥汁充氧。充氧量太低,酵母起發(fā)慢,代謝不正常,同時染菌風險增加;充氧量太高,酵母增殖代數(shù)多,產(chǎn)生的高級醇多,合成酯類減少,醇酯比上升。無氧條件下,酯類形成作用最大,有氧條件存在一定抑制作用。

1.5 滿罐酵母數(shù)

滿罐酵母數(shù)控制精準與否影響高級醇質(zhì)量濃度。如果接種量太小,種群優(yōu)勢不明顯而雜菌易繁殖,酵母增殖次數(shù)增加,高級醇產(chǎn)生較多,從而影響啤酒風味。如果接種量過大,也是不利的,造成起酵和降糖快,酵母易衰老[9]。

1.6 發(fā)酵溫度與壓力

啤酒主酵前期(達高泡之前),若主酵溫度偏高、發(fā)酵液溫度上低下高且溫差大(對流強而促進發(fā)酵),則會造成酵母增殖速度過快,高級醇質(zhì)量濃度增加。溫度升高,產(chǎn)生的酯濃度也增加[10]。帶壓發(fā)酵會降低酵母生長速率及抑制酯類合成。二氧化碳溶解度對微生物的繁殖產(chǎn)生影響,二氧化碳質(zhì)量分數(shù)直接影響酵母生物特性,對酯類產(chǎn)生有較強的抑制作用,對乙醇與高級醇的影響不明顯。發(fā)酵液溫度越低、壓力越大,二氧化碳越易溶解。同時發(fā)酵溫度與壓力控制不穩(wěn)定,也會對啤酒成品質(zhì)量產(chǎn)生負面影響。

2 控制措施

2.1 酵母管理

酵母是產(chǎn)品的核心,也是啤酒工廠的重點工作之一,需建立酵母管理體系。抓好實驗室的源頭工作,包括菌種的篩選、保存與活化等,為生產(chǎn)提供源源不斷的健康酵母。選育高級醇代謝產(chǎn)物低的菌種;建立豐富的酵母菌種庫,根據(jù)不同產(chǎn)品特征與消費者需求,包括對醇酯比的要求,選擇合適的菌種用于啤酒釀造,以滿足產(chǎn)品差異化的發(fā)展需求。同時做好生產(chǎn)過程的管控工作,包括充氧、接種、回收及衛(wèi)生條件控制等,促進酵母健康,控制醇酯比,保證產(chǎn)品質(zhì)量,也為下一生產(chǎn)周期提供保障。

2.2 麥汁控制

麥汁組分與麥芽原料質(zhì)量直接相關(guān)。啤酒中高級醇及酯類的質(zhì)量濃度與麥芽品種質(zhì)量優(yōu)劣有關(guān),不同地區(qū)的大麥品種,含氮量有較大的差別,其所制成的麥芽或麥汁的含氮量也不同[11]。啤酒工廠需加強供應商的評審與飛檢,促進產(chǎn)品質(zhì)量指標的均一性。

酵母所需的N源和C源來源于麥汁,對醇酯比的影響較大。應科學控制麥汁中的可發(fā)酵碳水化合物與可消化氮,11～12 °P麥汁a-N質(zhì)量濃度為160～180 mg/L[11]。高級醇質(zhì)量濃度適宜,則啤酒風味協(xié)調(diào)、口感醇厚及無刺激的酒精味,高級醇質(zhì)量濃度控制在60～120 mg/L為宜。鋅離子有利于提高酯類物質(zhì)質(zhì)量濃度,根據(jù)酵母特性與產(chǎn)品設計在回旋沉淀槽中適當添加鋅離子。麥汁濃度越高,酯類物質(zhì)生成越多,高濃度稀釋的酒較低濃度稀釋的酒總酯質(zhì)量濃度高,在總酯較低情況下,可適當提高麥汁濃度[5]。

2.3 發(fā)酵過程控制

冷麥汁的充氧量需根據(jù)不同產(chǎn)品特征確定不同的適宜的充氧量,一般控制在6～10 mg/L為宜,不同菌種所需氧質(zhì)量濃度的差異比較明顯。發(fā)酵前期采用無壓發(fā)酵,壓力的控制要求平穩(wěn),波動小。不同菌種的增殖能力不同,需根據(jù)酵母自身繁殖能力及產(chǎn)品特性確定滿罐酵母數(shù),滿罐酵母數(shù)可控制在600～1 500 萬個/mL。滿罐溫度的控制,多批次麥汁進一個發(fā)酵罐時,麥汁進罐溫度需逐次提高,批次間差異建議為1 ℃,關(guān)注滿罐總時間,防止染菌;主酵期間溫度控制上低下高,促進對流;貯酒期間,溫度控制上高下低,防止對流;否則發(fā)酵異常,醇酯比可能偏離工藝設計,溫度控制也需平穩(wěn)。整個發(fā)酵過程需及時排放死酵母,防止因酵母自溶而對酯類總量產(chǎn)生影響。

2.4 協(xié)同作用

降低總高級醇質(zhì)量濃度,是降低醇酯比的方法之一,也是解決“上頭”問題的方法之一,但不能一味追求降低高級醇,否則影響啤酒豐滿的香味、口味,以及口感的協(xié)調(diào)性和醇厚性。人們飲用高級醇質(zhì)量濃度很高的白酒后,不一定“上頭”,這與白酒中酯類質(zhì)量濃度高有關(guān);高質(zhì)量濃度的酯類物質(zhì)使神經(jīng)得以舒展,會調(diào)節(jié)人體對上頭現(xiàn)象的感知[12]。釀酒師需根據(jù)啤酒產(chǎn)品的不同類型,合理設計風味特征,同時控制高級醇和酯類的質(zhì)量濃度、比例,發(fā)揮高級醇和酯類的協(xié)同作用,消除飲用啤酒后的“上頭感”。

3 結(jié) 論

控制醇酯比對于提升啤酒質(zhì)量具有重要意義,醇酯比反映了啤酒工廠對酵母管理、工藝設計、原料采購、糖化過程與發(fā)酵過程等的控制水平,同時反映了啤酒質(zhì)量的好壞,科學控制醇酯比可以提高啤酒質(zhì)量,使酒體協(xié)調(diào)。影響啤酒醇酯比的因素很多,必須采取措施進行有效控制。合理控制醇酯比,除需要啤酒工廠建立酵母管理體系、研究新技術(shù)工藝及標準化生產(chǎn)以外,還需發(fā)揮原料供應商的作用,主要包括麥芽和酵母的質(zhì)量、科學管理、干預各階段,從而帶給消費者愉悅的體驗,提高市場競爭力與品牌影響力。