【doc】啤酒发酵过程有机酸代谢特征变化规律的研究

【doc】啤酒发酵过程有机酸代谢特征变化规律的研究 啤酒发酵过程有机酸代谢特征变化规律的 研究 第36卷第6期 2009年11月 酿 LIQUOR 酒 MAKING V0J_36.?.6 Nov.,2009 文章编号:1002—8110(2009)06—0053—O3 啤酒发酵过程有机酸代谢特征变化规律的研究 袭彦君 (深圳金威啤酒有限公司.深圳518019) 摘要:对发酵过程中几种主要有机酸的变化进行了初步研究.研究结果表明,有机酸大致可以分为三类:第1 类,发酵过程中基本不分泌到胞外,或被酵母吸收的有机酸,包括柠檬酸,苹果酸,富马酸和甲酸;第1I类,发酵 过程中有较多增加的有机酸,包括乳酸和乙酸;第1II类,麦汁中含量较少,但发酵过程中会大量产生,包括的 有机酸为琥珀酸. 关键词:啤酒发酵;有机酸;变化 中图分类号:TS2262.5;TS201.2文献标识码:B StudyonVariationofOrganicAcidsinProcessofBeerFermentation HUANGYan-jun (ShenzhenKingwayBrewaryCO.,LTD.,Shenzhen518019,China) Abstract:Variationofcontentofmainorganicacidsinprocessofbeerfermentationwasstudie d.Theresultsshowedthat,organicacidcan bederidedintothreepartsaccordingtoitsvariation.Citricacid,malieacid,fumaricacidandfo rmicacidwillhereducedinprocessofbeer fermentation,forutilizedbyyeast.Lacticacidandaceticacidwillhaveavisibleincrease.Succ inicacidwillincreasedistinctlyinprocessof beerfermentation,thoughthereisalittlesuecinicacidinworts. Keywords:beerfermentation;organicacid;variation 有机酸是成品啤酒中一类非常重要的一类风味物质,也 是啤酒中必不可少的成分【一.适量的有机酸赋予啤酒愉快的 口感,但是有机酸本身也有两面性,若啤酒含有过高的有机 酸,又会引起啤酒的酸露头,降低啤酒饮用性,因此研究啤 酒酿造过程中的有机酸的变化规律,有利于对啤酒中的有机 酸进行代谢控制发酵,以达到对啤酒有机酸含量的控制. 本研究以离子色谱所能检测的有机酸作为研究对象(有 机酸有:柠檬酸,苹果酸,富马酸,琥珀酸,乳酸,甲酸和乙酸), 通过跟踪检测发酵过程中的这些有机酸的含量来研究这些有 机酸在发酵过程中的演变曲线. 1与 1.1材料 1.1.1菌种 大生产2-3代酵母泥. 1.1.2主要实验药品 本研究中使用的各种糖为国产纯. 1.1.3主要仪器和设备 ICS一3000型离子色谱仪(美国Dionex公司),配有EG40淋 洗液自动发生器,电导检测器和Chromeleon6.80色谱工作站 IonpacAS11-HC型分离柱(250ram×4mm) 收稿日期:2009-09—06 作者简介:黄彦君(1979一)女,福建人,硕士,毕业于华南理工大学,现 从事啤酒酿造技术的研究. IonpacAG11-HC型保护柱(50mm×4mm) ASRS—ULTRA阴离子抑制器 1.2实验方法 研究分为两种情况一为相对理想情况,另一为实际情况. 相对理想情况是指模拟麦汁中糖组份的含量,添加所需各种 糖类组份用水和氮源配制而成的半组合培养基(培养基的配 方见表1),实验室培养箱发酵.实际情况是指,以直接研究大 生产的发酵过程. 表1自配培养基组成 1.3分析方法 离子色谱法主要条件如下[51: 色谱柱:IonPacAS11-HC型分离柱(250mm×4ram1 IonPacAG11-HC型保护柱(50ram×4mm) 流动相淋洗采用梯度程序 流速:1.0ml/min;抑制器再生模式:外加水电抑制;检测 器:电导检测器;进样量:25L. 2结果与讨论 2.1啤酒中有机酸来源分类的初探 表2是培养基(半组合培养基和麦汁)发酵前后各有机酸 的增加情况.结合合成培养基和大生产的麦汁发酵前后各有 ? 53? 第六期西良酒 机酸的增加的绝对值及相对值,可以初步地将啤酒中的有机 酸分为三类,其中第1类是,不管起初培养基中该类有机酸的 含量有多少,发酵过程中基本不分泌到胞外有的甚至被酵母 吸收的有机酸,包括柠檬酸,苹果酸,富马酸和甲酸;第1I类 有机酸是指初培养基中该类有机酸的含量较高,发酵过程中 有较多增加的有机酸,包括的有机酸为乳酸和乙酸;第1II类 有机酸是指,起初培养基中(麦汁)含有较少的该类有机酸含 量,但发酵过程中也会大量产生的有酸,增幅超过50%,包括 的有机酸琥珀酸. 表2发酵过程中各有机酸的增加情况 2.2试验跟踪结果 2.2.1发酵过程中有机酸总量的变化 发酵过程中的无机阴阳离子的跟踪检测结果见图1.从 图1可以看出,在发酵过程中的有机酸的含量是随着发酵的 继续而呈增加的趋势,局部的波动应该是检测的误差所致.从 图1还可以看出,发酵至第五天左右时,有机酸的总量基本达 到平衡,这时发酵基本结束(合成培养的发酵度为76%,大生 产的发酵度为68%),这说明,发酵过程中的有机酸的增加是 和发酵同步的. T ]6O0 500 40o 墅300 豫200 100 0246810 发酵进程/d 图1发酵过程中有机酸总量的变化曲线 2.2.2发酵过程中的柠檬酸的变化规律 从图2可以看出,合成培养基中含有柠檬酸较少,而大生 产的麦汁中则含有较多的柠檬酸,在这两种情况下,柠檬酸在 发酵过程中的有相似的变化规律,因此从这两种近乎两种极 端的情况下,可以很好的看出了柠檬酸在发酵过程中的变特 点:即酵母在进行TCA循环时虽然产生柠檬酸,但是很少甚 至没有柠檬酸会分泌到胞外,甚至有少量的柠檬酸会被酵母 利用或损失掉. 2.2.3发酵过程中苹果酸的变化规律 图3是合成培养基和大生产麦汁,在发酵过程中的苹果 酸的变化情况.对于合成培养基来说,起初的培养基中苹果酸 含量较少,随着发酵的进行,苹果酸呈增加的趋势,但是从增 量的绝对值来看,增加量很有限在lOmg/L左右.对于大生麦 ? 54? 汁来说,发酵过程中的苹酸呈现在动态平衡的变化趋势,即在 发酵过程中发酵液中苹果酸没有太大和太小的增长趋势. 140. 120. 删100. 奇?80. 姜60. 4O. 20. - 20. 图2发酵过程中柠檬酸的变化曲线 发酵进程,d 2468l(I 发酵进程/d 图3发酵过程中苹果酸的变化曲线 2.2.4发酵过程中富马酸的变化规律 .图4是酵母在合成培养基和大生产麦汁中发酵过程中富 马酸变化的跟踪结果.两种情况下,富马酸呈现相同的变化结 果:即发酵过程中酵母不会发泌富马酸到胞外的发酵液中. 2468lO 发酵进程,d 图4发酵过程中富马酸的变化曲线 ?卯柏?加mO 1.??/姐链 53525l5O 3210 一_,J.??/删如避暑 第六期黄彦君:啤酒发酵过程有机酸代谢特征变化规律的研究2009 2.2.5发酵过程中琥珀酸的变化规律 发酵过程中琥珀酸的变化规律见图5.在排除检测误差 的基础,可以推断出发酵过程中的琥珀酸是呈显着增加的趋 势.而且可以看出,麦汁中的琥珀酸含量很低,但是在发酵过 程中酵母会大量分泌琥珀酸到胞外的发酵液中. T , 140 120 蜩IR0 缸 甾60 40 20 02458lO 发酵进程,d 图5发酵过程中琥珀酸的变化曲线 2.2.6发酵过程中乳酸的变化规律 发酵过程中的乳酸的跟踪检测结果见图6.从图6可以 看出,起初的培养基中含有较高有此类有机酸,在排除检测的 误差,可以看出,在发酵过程中乳酸呈一定程度的增加. T 咖 加 O245810 发酵进程,d 图6发酵过程中乳酸的变化曲线 2.2.7发酵过程中甲酸的变化规律 发酵过程中的甲酸的跟踪检测结果见图7.从图7可以 看出,两种不同的试验模型出现同样的变化趋势.即不管起初 培养基中甲酸含量有多高,发酵过程中几乎不有甲酸的增加, 这说明成品啤酒中的甲酸主要来源于原料. 4o 35 30 知25 墅20茬 15 l0 5 O2458lO 发酵进程/d 图7发酵过程中的甲酸的变化曲线 2.2.7发酵过程中乙酸的变化规律 发酵过程中的乙酸的跟踪检测结果见图8.从图8可以 看出,两种不同的试验模型出现了相同的变化趋势.起初培养 基中含有较高的此类有机酸,发酵过程中仍有较大幅度的增 加. 300 250 200 镒150 姬100 50 024581O 发酵进程,d 圈8发酵过程中的硫酸根的变化曲线 3结论 通过对发酵过程中的有机酸的跟踪分析可以得出如下结 论: 3.1根据起初培养基中有机酸的含量以及发酵前后各有机 酸的增加的绝对值及相对值,可以初步地将啤酒中的有机酸 分为三类,其中第1类是,不管起初培养基中该类有机酸的含 量有多少,发酵过程中基本不分泌到胞外有的甚至被酵母吸 收的有机酸,包括柠檬酸,苹果酸,富马酸和甲酸;第1I类有 机酸是指初培养基中该类有机酸的含量较高,发酵过程中有 较多增加的有机酸,包括乳酸和乙酸;第1II类有机酸是指,起 初培养基中(麦汁)含有较少的该类有机酸含量,但发酵过程 中也会大量产生的有机酸,增幅超过50%,包括的有机酸为 琥珀酸; 3.2成品啤酒中有机酸含量由麦汁中有机酸含量决定的有 机酸有柠檬酸,苹果酸,富马酸和甲酸,因此要控制此类有机 酸在啤酒中的含量,主要从源头抓起,通过发酵条件或酵母选 育可能不会凑效; 3.3成品啤酒中有机酸主要由发酵过程中产的有机酸有琥 珀酸,此有机酸可以通过改变发酵条件或选育菌种得到控制; 3.4成品啤酒中的有机酸受源头和发酵过程中影响较大有 机酸有乳酸和乙酸. 【参考文献】 [1]ChristinaS,MartinK,WemerB.SensoryandAnalyticalCharacterization ofNonvolatileTaste-ActiveCompoundsinBottom-FermentedBeers 【J】.TechnicalQuartedy-MasterBrewersAssociationoftheAmefie— as,2002,39(4):210-217 [2】李红,康黎东,郭瑞涵,等.啤酒工业中的有机酸及其检测方法【J】.啤 酒科技,2005,(10):13—16 【3】董霞.啤酒中有机酸类物质的研究【D】.江南大学,2004 【4】刘春风.啤酒口感协调柔和性的研究【D】.无锡:江南大学,2008 [5]BarberLE.Theanalysisoforganicacidsbyionchromatography inbeerandwort【J】.JournaloftheAmericanSocietyofBrewing Chemists,1990,48(1):44—6 ? 55?