不同發(fā)酵工藝對(duì)啤酒酵母風(fēng)味物質(zhì)的影響

啤酒發(fā)酵過(guò)程是指啤酒酶母通過(guò)在一定條件下使用可發(fā)酵的麥汁物質(zhì)進(jìn)行的生命活動(dòng)。它代謝的產(chǎn)物是所需的成品啤酒。酵母是啤酒的靈魂,它的好壞直接影響著啤酒的質(zhì)量。不同的酵母菌種有著不同的生理特性,其代謝副產(chǎn)物的種類(lèi)及含量均有差異,故形成的啤酒風(fēng)味也不同。啤酒的代謝產(chǎn)物主要包括乙醇和CO2,另外還有一些代謝副產(chǎn)物如雙乙酰、高級(jí)醇、酯類(lèi)物質(zhì)等,這些物質(zhì)有強(qiáng)烈的風(fēng)味和酒花中的一些物質(zhì)共同構(gòu)成了啤酒的風(fēng)味。隨著人們生活水平的提高,消費(fèi)者對(duì)啤酒的風(fēng)味要求也隨之增強(qiáng)。因此研究和改善啤酒風(fēng)味,對(duì)提高啤酒質(zhì)量具有十分重要的意義。1材料和方法1.1安冀酵母京國(guó)產(chǎn)大麥品種甘肅三號(hào)江蘇永順泰(南京)麥芽有限公司;安琪酵母安琪酵母有限公司;Y1110酵母、模式酵母揚(yáng)州大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院食品科學(xué)系。1.2生物工程設(shè)備PSX智能型恒溫恒濕培養(yǎng)箱寧波萊福特科技有限公司;HH-S數(shù)顯恒溫水浴鍋江蘇金壇醫(yī)療儀器廠;YC-W型冷凍恒溫震蕩器鎮(zhèn)江格瑞生物工程公司;可見(jiàn)分光光度7200尤尼可公司;VS-1300超凈工作臺(tái)蘇州凈化設(shè)備有限公司;6890/5973N氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀美國(guó)安捷倫公司。1.3方法1.3.1準(zhǔn)備啤酒果汁采用浸出糖化法。35~37℃,保溫30min→50~52℃60min→65℃30min(至碘液反應(yīng)基本完全)→76~78℃過(guò)濾。1.3.2母配方的生長(zhǎng)1.3.3發(fā)酵實(shí)驗(yàn)于8℃在麥汁中接入啤酒酵母,接種量為1.5×107個(gè)/ml,于8℃主酵7d,4℃后酵7d,發(fā)酵過(guò)程中跟蹤取樣檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)。1.4分析與測(cè)定1.4.1ph測(cè)量直接用pH測(cè)定。1.4.2-阿爾伯茨α-AN的測(cè)定按管敦儀的方法進(jìn)行,并按公式(1)進(jìn)行游離α-氨基氮含量的計(jì)算。式中,n為稀釋倍數(shù)。1.4.3母數(shù)測(cè)量酵母數(shù)的測(cè)定采用血球計(jì)數(shù)法,并按公式(2)計(jì)算。1.4.4,3-二甲基喹施雙乙酰的測(cè)定按參考文獻(xiàn)的方法進(jìn)行,并按公式(3)進(jìn)行計(jì)算雙乙酰的含量。用蒸汽將雙乙酰從樣品中蒸餾出來(lái),加鄰苯二胺,形成2,3-二甲基喹喔林。2,3-二甲基喹喔林的鹽酸鹽在波長(zhǎng)335nm下的吸光度,可作定量測(cè)量。雙乙酰(mg/L)=吸光度×1.2-0.01(3)1.4.5烯烴和異丁烯酒樣中異戊醇、異丁醇等在濃硫酸作用下,脫水生成異戊烯和異丁烯,它們與對(duì)二甲氨基苯甲醛作用起縮合反應(yīng),生成紫紅色化合物,在波長(zhǎng)530nm處有一吸收峰,用以進(jìn)行定量分析。按參考文獻(xiàn)的方法進(jìn)行高級(jí)醇含量的測(cè)定。1.4.6糖、酒精、實(shí)際濃度和原酒濃度的測(cè)定外觀糖度、酒精度、真正濃度的測(cè)定按管敦儀。原麥汁濃度按公式(4)計(jì)算。結(jié)果以重量%表示,取二位小數(shù)。1.4.7關(guān)于外觀和真正外觀的測(cè)定外觀發(fā)酵度和真正發(fā)酵度按公式(4)和(5)計(jì)算。1.4.8食品測(cè)定乙醚直接萃取后,取樣品溶液1μl直接進(jìn)樣進(jìn)行GC-MS分析。2結(jié)果與分析2.1不同發(fā)酵時(shí)期ph值的變化接種前,麥汁的pH值為5.3,發(fā)酵第1d,Y1110酵母的發(fā)酵液的pH值最低,下降最快,而安琪酵母的發(fā)酵液pH值最大。發(fā)酵前3d,pH值下降較快,由于發(fā)酵初期酵母大量增殖,酵母代謝形成大量有機(jī)酸,再加上酵母吸收發(fā)酵液中的金屬陽(yáng)離子,使得H+滲出,造成pH值下降較大。后酵時(shí),pH值下降較慢,變化不大。發(fā)酵過(guò)程中,Y1110的發(fā)酵液pH值下降最快,發(fā)酵速度最快,后酵結(jié)束時(shí),Y1110的發(fā)酵液pH值最小為4.19。2.2不同模式酵母在發(fā)酵第2d和第3周內(nèi)達(dá)到酵母數(shù)控制相同的接種量為1.5×107個(gè)/ml進(jìn)入發(fā)酵,發(fā)酵初期酵母增殖較快,Y1110酵母在發(fā)酵第3d達(dá)到酵母數(shù)最大為6.00×107個(gè)/ml,而安琪酵母和模式酵母在發(fā)酵第4d達(dá)到酵母數(shù)最大,分別為5.92×107個(gè)/ml和5.80×107個(gè)/ml,而后逐漸下降,酵母開(kāi)始沉降和衰亡,到后酵結(jié)束時(shí),Y1110酵母數(shù)最少,說(shuō)明Y1110酵母繁殖能力強(qiáng),進(jìn)入對(duì)數(shù)期的時(shí)間短,發(fā)酵起速快,發(fā)酵時(shí)間短。2.3酵母粉中-an含量的變化α-氨基氮含量反映了麥芽中蛋白質(zhì)的分解程度,間接說(shuō)明了麥芽中的蛋白質(zhì)活性;同時(shí),α-氨基氮是酵母細(xì)胞攝取合成細(xì)胞體蛋白質(zhì)和合成各種酶的唯一源泉,往往作為預(yù)評(píng)酵母發(fā)酵雙乙酰還原的一個(gè)重要參數(shù)。麥汁中α-AN含量隨發(fā)酵時(shí)間逐漸降低,主酵期間下降較快,后酵期間趨于平緩。這是由于其被酵母吸收利用的緣故,發(fā)酵前期酵母生長(zhǎng)繁殖較快,對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求量較大,故α-AN含量急劇下降。Y1110酵母的α-AN含量下降速度最快,安琪酵母的下降速度最慢,這與酵母增殖情況相一致。2.4炭的加量雙乙酰是反映啤酒成熟度的一項(xiàng)重要理化指標(biāo),其含量高低直接影響啤酒口味,它在啤酒中的味閾值為0.1mg/L,超過(guò)此閾值時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一種令人不愉快的餿飯味。從圖1中可以看出,三種酵母的雙乙酰含量都在第4d達(dá)到最大值,其中,酵母Y1110的雙乙酰含量最高,第4d后雙乙酰大量下降,這是因?yàn)榻湍府a(chǎn)生的酶系統(tǒng)逐漸還原了雙乙酰,進(jìn)入后酵后,還原速度下降,到后酵結(jié)束時(shí),Y1110的雙乙酰含量最低,說(shuō)明Y1110較其它兩種酵母能更快促進(jìn)啤酒的成熟。2.5高級(jí)醇含量的變化啤酒中大約80%的高級(jí)醇在主發(fā)酵期間隨酵母繁殖合成細(xì)胞蛋白質(zhì)時(shí)形成。它能促進(jìn)酒類(lèi)具有豐滿(mǎn)的香味和口味,并增加酒的協(xié)調(diào)性。但高級(jí)醇含量過(guò)高就會(huì)影響啤酒的風(fēng)味和口味,高級(jí)醇含量超過(guò)100mg/L,飲用后易“上頭”,對(duì)人體有很大傷害。由圖2可以看出,發(fā)酵過(guò)程中高級(jí)醇的含量呈逐步上升的趨勢(shì),前7d發(fā)酵液中高級(jí)醇含量上升迅速,以后雖有提高但幅度不大;發(fā)酵結(jié)束時(shí),采用酵母Y1110發(fā)酵的發(fā)酵液中高級(jí)醇含量最高達(dá)到78.1mg/L,由于Y1110酵母增殖比較快,充分利用麥汁中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),因此生成的高級(jí)醇含量也相對(duì)較多。2.6實(shí)際樣品測(cè)定我國(guó)規(guī)定11度啤酒酒精含量不低于3.2%,實(shí)際濃度不低于3.9%。以上所得數(shù)據(jù)顯示,三個(gè)啤酒樣品都符合規(guī)定。其中Y1110酵母樣品的酒精度、原麥汁濃度高于其它兩種樣品。2.7風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)利用計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)檢索與人工推測(cè)識(shí)譜相結(jié)合的方法,共鑒定出50種成分的化學(xué)結(jié)構(gòu),采用面積歸一化法測(cè)定了各成分的相對(duì)含量,各啤酒樣品溶液的總離子流色譜圖見(jiàn)圖3~6,啤酒樣品的主要成分見(jiàn)表5~7。酯類(lèi)和醇類(lèi)是構(gòu)成啤酒香氣的重要物質(zhì),酯類(lèi)以乙酸乙酯、己酸已酯、辛酸已酯、乙酸苯已酯含量居多,另外還含有丙酸已酯、丁酸已酯、己酸已酯、辛酸已酯等,醇類(lèi)以乙醇、異戊醇、β-苯乙醇居多,另外還含有正丙醇、異丁醇、己醇等,有機(jī)酸類(lèi)物質(zhì)以辛酸含量最多。另外,還檢測(cè)出少量苯并二氫呋喃、王草素及烯類(lèi)、烷類(lèi)、醚類(lèi)和胺類(lèi)等成分。由表5~7可知,天目湖啤酒中主要醇類(lèi)物質(zhì)占所有風(fēng)味物質(zhì)的59.79%,酯類(lèi)占11.72%,有機(jī)酸占14.41%;Y1110樣品中,主要醇類(lèi)物質(zhì)占74.24%,酯類(lèi)占10.15%,有機(jī)酸占6.17%;安琪樣品中主要醇類(lèi)物質(zhì)占62.39%,酯類(lèi)占12.88%,有機(jī)酸占13.55%;模式樣品中主要醇類(lèi)物質(zhì)占70.72%,酯類(lèi)占12.86%,有機(jī)酸占8.07%。用市售天目湖啤酒與自己用三種酵母發(fā)酵的啤酒作比較后發(fā)現(xiàn),風(fēng)味物質(zhì)基本種類(lèi)是一致的,只是相對(duì)含量有所不同。安琪酵母的酯類(lèi)與醇類(lèi)相對(duì)含量與天目湖的都相近,推斷此酵母可用于淡爽型啤酒的釀造,Y1110酵母的醇類(lèi)相對(duì)含量較高,推斷可用于醇厚型啤酒的釀造,而模式酵母的酯類(lèi)與安琪酵母相近,醇類(lèi)與Y1110相近,在實(shí)際生產(chǎn)中很少應(yīng)用。3不同模式酵母的風(fēng)味物質(zhì)檢測(cè)3.1發(fā)酵過(guò)程中,Y1110繁殖速度較快,樣品中α-氨基氮含量、pH值下降最快,而安琪酵母增殖相對(duì)最慢,α-氨基氮含量、pH值下降也相對(duì)最慢,說(shuō)明Y1110酵母的發(fā)酵速度較快,發(fā)酵周期較短,有利于發(fā)酵生產(chǎn)。Y1110的雙乙酰還原速度也較快,后酵結(jié)束時(shí),雙乙酰含量最低,高級(jí)醇含量最高,都低于閾值。發(fā)酵結(jié)束后,Y1110酵母樣品中酒精度、原麥汁濃度較高。模式酵母次之,安琪酵母較低。3.2氣相色譜-質(zhì)譜儀(GC-MS)檢測(cè)出的風(fēng)味物質(zhì)顯示,安琪酵母啤酒中的酯類(lèi)與醇類(lèi)含量與市售天目