氧在现代啤酒工业的作用及其对质量的影响

如一广州食品I业科技'5。1994年第3期氧在现代啤酒工业的作用及其对质量的影响．墅广州球江啤酒集团公司广州51035摘要筒述现代啤酒工业对氧的作用，啤酒氧化的原固，氧对睥酒质量造成的危害，并从生产工艺方面，提出防治啤j酉的氧化措施。关键词碑酒氧质量氧化防治。。‘’～_-一一、氧对啤酒的作用氧在有机化学和生物化学中是起作用的元素，而啤酒酿造过程主要是有机化学和生物化学反应，啤酒的化学组成又主要是有机化合物，其中的许多物质极易与氧反应而生成氧化产物并改变原来的性质。因此，氧不仅对啤酒酿造过程，而且对最终啤酒产品的质量都有着十分重要的影响。早在二十世纪初，欧踟各主要啤酒生产商已注意到了氧对啤酒保存价值的影响，而保存价值是影响啤酒远销的重要因素。虽然瓶装熟啤酒的出现使啤酒远销后，外观上得到了保证，但是人们发现，瓶装熟啤酒的香气与口味较之生啤酒有了较大的改变，而保存一段时间和经过长途运输以后，在不同程度地出现了悬浮颗粒物质或混浊。于是人们开始了对氧的作甩与影响的研究。到二十世纪五十年代，所有的研究结果表明，空气中的氧，对啤酒的损害是多方面的，包括：1、可以增加冷混浊并形成永久混浊，缩短啤酒保存期；2、可以增加啤酒的色度，甚至形成红褐色；3、产生不良的苦味，涩味和氧化味(老化味)；4、破坏啤酒的香味，甚至诱发异常气味；5、能诱发出啤酒的喷漏的因子。随着啤酒工业生产技术的不断发展，生产设备的日趋先进，特别是在啤酒消费市场竞争渐趋激烈的过程中，不断发现的质量问题，人们越来越认识到氧对啤酒质量的损害远远超过了氧在啤酒酿造过程中的作用。通过不断的研究，终于在二十世纪七十年代末，确立了必须在过滤过程与包装过程中，始终保持隔绝氧”的这样一种全新的基本概念．并要求酿造设备与包装设备按不接触氧(全封闭式)的这种形式进行制造与改进，使啤酒质量稳定有了保证。二、氧对啤酒质量的影响在啤酒酿造生产过程中，既离不开氧，又要排除氧。啤酒在后酵期成熟后，无论输送、过滤、包装等工序都要避免与氧接触，以防止啤酒氧化而影响风味。(一)啤酒氧化产生的原因啤酒是一种含有多种成分的不稳定的胶体溶液，由于氧对啤酒的某些成分的氧化作用，使啤酒产生混浊和色泽加深，甚至变成褐色，致使啤酒口味发生巨大变化，失去新鲜感，导致啤酒口感粗劣或发生令人讨厌的怪味目前已知啤酒含有的1200余种成分中，有相当一部分可以与氧作用，从而对啤酒的质量产生影响。一是使啤酒改变风味，产生异杂味。啤酒所含的醛基、羟基、烯醇等，都可被氧化，或进行加氧反应，以改变原来的呈味性质。二是使啤酒产生混浊，色泽加深等因素所致。据有关资料报导，啤酒中含有易氧化的多酚类物质和长链不饱和脂肪酸。这些物质与氧反应后生成各种氧化物，主要是九个碳的醛、酮、烯类等。产生氧化味主要是由于贮存时形成挥发性的羰基化合物，尤其是a一反式一壬烯醛，其阀值达到lppb时会使人感到老化昧。啤酒中某些酚胺类及氨基酸维普资讯http://www.cqvip.com1994年笨3期广州食品I业科技51类的浓度达到20ppm时也会出现谷粒似的苦涩味。多酚的氧化和啤酒出现粗糙苦味有关。(--)氧对啤酒质量的危害1、氧对啤酒贮存期的影响啤酒混浊的组分主要是脉、胨和多肽、二价金属等。形成啤酒混浊是这些物质的相互作用，由小分子缩聚成大分子的结果，以多酚聚合为主要起因。啤酒中的多酚来自麦壳与酒花，简单的多酚或多酚二聚体，如没食予单宁酸、儿茶酸与栎精等，都在一定条件下进行氧化聚合，特别是多酚二聚体，极易氧化聚合为多聚体。如果啤酒中有较多的溶解氧存在，加上有铜、铁、锡等金属离子的催化与结合，使这种聚合作用加速进行。在多酚聚合的同时，又可以氢键或共价键的形式与脉或多肽相结合，形成多酚一蛋白质聚合体，啤酒工艺上称之为混浊母体”。这些混浊母体如以氢键相结合，则呈现可逆性连接，在低温下结合并使溶解度降低而析出，呈现雾状混浊，遇热则复溶，故称“冷混浊”。由于氧化聚合的继续进行，形成许多牢固的共价键结合物。分子量也逐渐增太，形成不易复溶的絮状或片状混合物，称为“永久混浊”。由此可见，氧是啤酒混浊母体形成与结合的促进因素，有氧存在就有可能形成混浊，因为啤酒中的多酚与蛋白质分解产物是不可能也确实难以除尽的。2、对啤酒风味的影响：啤酒风味的特征不是静止的，而是继续变化的，啤酒风味成熟完满后，就是啤酒风味转向变坏的开始。啤酒风味物是多方面的，主要是双乙酰及前驱物、高级醇类、醛类、酯类、羰基化合物、含硫化合物(如二甲硫、挥发性硫醇)、酚类化合物等与氧作用均被氧化而改变原来的性质，使啤酒风味发生变化。一种可能是原来感觉不到的风味成分转化为感觉到的风味成分；另一种可能是改变了的风味成分原来的呈味性质，从而产生了涩味、后苦味、老化味及其它不应有的异昧。3、氧化作用可加深啤酒的色泽：啤酒中含有一些低分子糖类，与简单的含氮化合物在高温下结合形成类黑素，主要发生在麦芽制备的焙焦阶段及麦汁制备的煮沸过程中。在啤酒杀菌温度下也会缓慢氧化，发生类黑精反应。虽然类黑素对啤酒的泡沫和非生物稳定性有益，但过量的类黑素生成，会损耗较多的可酵性糖和氨基酸，致使啤酒的色泽加深。另外多酚类物质极易氧化生成红色的单宁色素——栎鞣红，使啤酒呈现暗红色。所以使用麦芽和酒花比例高的啤酒，往往都有暗红色。4、氧化作用大量消耗保护性的还原性物质，如还原酮、二氧化硫、烯二醇类物质。氧对有害性的还原性物质，如含硫基的化合物，多酚物质、酒花油组分等的作用加速、加剧，产生混浊，口味改变等不良后果。当然啤酒氧化与溶解氧的含量有关。在嫩啤酒处理、输送、过滤和清酒包装等工序中，都会或多或少地增加溶解氧，溶解氧愈多，愈易被氧化。在瓶装啤酒中，溶解氧的含量取决于瓶颈空气的多少。瓶颈空气含量多的啤酒，存放几周后氧化味较明显，酒液变红变浅；瓶颈空气含量少的啤酒，存放几周后无明显的氧化昧，酒液变绿变暗。总之，啤酒氧化后不仅会加速混浊物质的形成，色泽加深，同时也改变了啤酒原来的风味，应引起重视，加以解决。三、防治啤酒氧化措施根据以上所述，氧对啤酒质量有较大的危害，所以必经尽量减少氧在啤酒中的溶解，并控制啤酒被氧化的程度，以保证啤酒质量在较长的时间内的稳定，让消费者喝到风味新鲜的啤酒。因此，我们必须对啤酒成熟后每一个工序加强防氡措施。(一)在整个糖化生产过程中，要调节糖化、糊化、洗糟用水的pH值使之显酸性，以控制多酚物质的溶解，尽量关闭风门，减少搅拌次数，限制空气中氧的溶解，以保护麦醪中的还原物质。在糊化、糖化用水时，须使用水混合器，或先下水后升温至所需温度，在升温过程中排除水中的溶解氧，降低醪液氧化还原电势，限制氧进行非酶氧化和酶氡维普资讯http://www.cqvip.com52广州食品I业科技1994年第3期化的反应(二)采用低温进行酸休止，降低糖化醪液粘度，加速麦汁过滤速度。控制麦芽粉碎稀醪糖化等工艺，增加8一葡聚糖酶的活力，以缩短过滤时间，防止多酚物质的溶解和氧化在麦汁过滤时，待原麦汁液位盖满加热器或加热层时，开始控制加热，使麦汁处于“小沸腾”状态，温度保持在85~95℃，以破坏麦汁中存在的多酚氧化酶、过氧化氢酶和过氧化酶的活性，从而防止产生氧化作用，在8O℃以下仍有活性。(三)严格控制劣质酒花、陈旧酒花的使用。选用a一酸大于6的新鲜酒花酿造淡色啤酒，井改善酒花贮存条件，在0~4"C，避光保存。在煮沸麦汁时，要进行强烈煮沸，造成对流与沸腾，增加氧的摄入，可促进多酚——蛋白质复合物凝固析出。虽然延长煮沸时间有利于蛋白质析出，有利于麦汁中还原物质的形成，但时间不宜超过2小时，以免影响啤酒花的异构化。要尽量减少麦汁在澄清罐内的滞留时问，以免氧的摄入造成非酶氧化和酶促反应加剧．从而避免多酚物质及还原性物质氧化。另外长时问的煮沸，会加速树脂的相互作用，多酚氧化会使啤酒形成粗糙苦味和涩味．严重影响啤酒的质量。(四)增加麦汁溶解氧达8～11PPm，促使酵母繁殖，保持旺盛发酵。这样可分泌更多的代谢产物，包括相当一部分还原性物质，从而提高发酵液的抗氧化能力，同时酵母细胞会吸附多酚物质和蛋白质。在发酵工艺过程中，添加亚硫酸氢盐(SO)或抗坏血酸(、rc)等还原性物质，提高啤酒的抗氧化能力。此外还可添加不溶性的聚酰胺树脂(如尼龙66)或聚己烯吡咯烷酮(PVPP)等吸附剂，吸附除去多酚物质，提高啤酒的非生物稳定性。(五)要尽量控制较为旺盛的后发酵，有利于驱除贮酒罐预部的空气，使繁殖较高的酵母细胞消耗氧，产生较高的还原性物质(酵母的代谢产物)，提高抗氧化能力在贮酒期间添加澄清剂、酶制荆或其它需要添加的物质时，用无氧水调合，或发酵液调合，用CO压送进罐，避免氧进入罐内。在啤酒过滤前应进行深度冷却，使啤酒在急冷温度下析出冷凝固物，在过滤时被陆去。滤酒时流速要控制适当，输送酒要均匀缓慢，管道和承接头连接要严密，防止输酒时吸进空气。在酒未到过滤机前，过滤机和助滤剂内所有空气应设法用去氧水或CO排掉。(六)要使用净化的C0代替压缩空气输送啤酒、过滤和灌装，包括作为抗压或压送啤稻，使啤酒不与空气或少与空气接触在啤酒输送灌装和保存过程中，应避免啤酒的激沫与振荡，减少氧溶解，缓和氧化作用的进行(七)灌装时，酒输入灌酒机贮洒糟时应平稳无涡流，井以CO为反压，适当降低灌装压力和温度，采用封盖前击泡，超声波喷射C0，喷无菌水，滴酒引沫等方式去除瓶颈空气．使瓶颈空气含量降低，每640ml啤酒瓶颈空气含量在3ml以下，355ml啤酒瓶颈空气含量在1．5ml以下，减少溶解氧含量，以防止多酚物质，长链不饱和脂防酸等物质氧化产生老化味，延长啤酒的保质期。(八)灭菌时要防止发生灭菌温度过高，时间过长的情况，否则会使啤酒内的高分子蛋白质变性而凝聚产生混浊，加速瓶颈空气对啤酒的氧化作用。经灭菌后的啤酒必须尽快冷却至一定温度，不要高于35℃，防止高温氧化。淡色啤酒的生产用水铁离子含量应在0、5mg／L以下，所有与啤酒生产的有关设备、管遭、阀门及泵等均使用不锈钢制成．以防止啤酒发生氧化作用。维普资讯http://www.cqvip.com