谈麦汁煮沸

王久志　李文艳　刘传宝

麦汁的煮沸是酿酒过程的一个关键环节。这一过程中所发生的化学反应对最终产品的特性有重要影响。在酿酒过程的这一阶段,麦汁已与废糟分离,留下了主要由生成麦汁的原料混合物构成的复杂介质。

一 、钝化酶的活性

或许可以这样讲,煮沸麦汁的最重要作用是钝化糖化过程后残留酶的活性。煮沸可以终止将淀粉转化为糖类的糖化过程,同时稳定麦汁中可发酵糖的成分。因此,钝化酶的活性可以保持麦汁中所需的糖/糊精的比例。这个比例在糖化过程中就已明确定义, 它是得到RDF目标值的必要条件。

煮沸过程的高温可以钝化三种主要的酶, 每种酶都有其活性的最佳温度范围,它们在190°F的高温下仍具有轻微的瞬间活性。然而,任何一种酶都无法在沸腾温度下存活。

二、酒花成分的浸出与异构化

煮沸麦汁的一个主要作用是从酒花中提取所需的成分。

其中最重要的两种酒花成分是:酒花树脂、酒花油(精油)

酒花树脂含有α酸和β酸,正是这两种成分最终赋予啤酒以苦味。酒花树脂还含有一定量具有重要作用的多酚,但酿造过程中的大部分多酚主要来自麦芽。

酒花中的α酸的最终作用是赋予啤酒苦味和提高泡沫稳定性。然而,在成品啤酒中,我们只能发现α酸的踪迹,却察觉不到β酸的存在。这是因为在麦芽汁沸腾的过程中,α酸已经转变为异α酸。

α酸仅微溶于麦汁,浓度约为3 ppm。然而,异α酸极易溶于麦汁(可高达120 ppm)。正是异α酸造就了成品啤酒干净、爽口、转瞬即逝的苦味特性。

α酸的异构化不仅发生在麦汁煮沸的过程中,而且也发生在随后的热麦芽待冷却期间。异α酸的浓度与麦汁滞留在高温下的时间成正比。

除了提供苦味之外,异α酸还是稳定啤酒泡沫的主要因素。因此,有必要认识到,任何影响异α酸的因素都会对啤酒的泡沫特性产生影响。

三、杀菌

对麦汁灭菌是煮沸麦汁过程的另一重要作用。麦汁实质上是一种富含营养成分的糖液。在为酵母和发酵提供理想的环境和温度的同时,也为细菌的滋生提供了温床。总而言之,如果不加以控制,麦汁中的所有细菌都会疯狂滋长,其中包括正常存在于谷物中的细菌。这些细菌将导致啤酒变质和风味问题。

一般来说,麦汁中的细菌在煮沸过程中都会被杀灭。十五分钟的沸腾时间足可以杀灭几乎所有类型的细菌。一些生存在低温环境下的细菌在低温时具有较大破坏性。幸运的是,大部分细菌在糖化过程的高温下都难以存活。

四、蒸出不良的挥发物

煮沸麦汁过程的另一个作用是蒸发掉某些不良的挥发性化合物。

由于煮沸过程还会形成更多的DMS,因此清除DMS更为重要。

二甲基硫(DMS):DMS是一种非常易挥发的硫化物,其难闻的气味和味道很容易被检测出来,因此啤酒中应含有尽量少的DMS。DMS实际上由S-甲基蛋氨酸 (SMM)分解而来。

SMM是制麦发芽期间生成的化合物。在低于70℃的温度下,SMM依然能保持相对稳定。如图所示,随着温度升高,SMM通过反应转化为DMS。在沸腾温度下,该反应速度大大提高。在SMM转化成DMS的过程中,还会生成了另一种对啤酒无重要影响的化合物 - 高丝氨酸。

在煮沸锅中麦汁的煮沸过程中,SMM转化为DMS。长时间沸腾煮沸会将大量的SMM转化为DMS。由于DMS极易挥发,其在产生的一瞬间即被“蒸发掉”。因此,在煮沸麦汁的过程中,DMS的过量产生一般不会构成问题。

五、蛋白质絮凝沉淀

麦汁含有大量的蛋白质化合物,其中有些会影响啤酒的口味和稳定性,因而是不受欢迎的成分。煮沸可促使一些蛋白质成分发生变化(变性),溶解度降低,进而导致蛋白质呈絮状物沉淀。这些絮状物被称为热凝固物。热凝固物在麦汁煮沸过程中形成,随后在回旋沉淀槽中被除去。

蛋白质颗粒通常聚集在沸腾的麦汁泡沫表面。蛋白质聚积后便从麦汁中分离(沉淀)出来。影响蛋白质絮凝的主要因素是麦汁的煮沸时间和强度。沸腾强度越高,絮凝的效果越好。蛋白质絮凝与麦汁pH值也有一定关系,形成絮凝的最佳pH值为5.2。然而,在实际操作中,大部分麦汁的pH值都略高于这个值。

六、聚合蛋白质和多酚(单宁)

除了蛋白质外,多酚是另一类复合化合物。多酚对啤酒有积极和消极两方面的影响。有些多酚是我们所期望的,因为它们有利于啤酒的色泽、苦味、醇厚感等特质。还有些多酚起到抗氧化剂的作用。然而,因其与蛋白质的反应会导致啤酒冷混浊,故通常情况下并不期望有这些多酚存在。此外,多酚还会导致啤酒产生粗糙的苦涩味。

煮沸麦汁的一个重要目的就是促使蛋白质和多酚在煮沸锅内反应,而不是在以后的过程中反应。这个目标需要剧烈沸腾翻滚来达到。单体多酚在麦汁煮沸过程中经历氧化和聚合作用。大多数由蛋白质和多酚或氧化多酚复合生成的化合物,不溶于麦汁,而且在回旋沉淀槽内作为热淀物沉淀。另一些由蛋白质降解物和多酚反应形成的化合物,并在煮沸麦汁的过程沉淀。这些化合物随后将以冷凝固物形式沉淀。生产出清酒之前,不以热凝固物或冷凝固物形式沉淀的化合物残留在啤酒中可能导致冷混浊。

七、色泽形成

煮沸麦汁的过程对于麦汁色泽的形成(色度加深)具有重要影响。色泽的形成是由复杂的美拉德反应引起的。它取名自一位法国化学家,有时也被称为”棕色反应”。这一反应通常发生在某些氨基酸和糖之间, 生成一种叫类黑素的产物。类黑素是一种黑色素的名字。

八、风味形成

引起色泽形成的美拉德反应同时也影响着啤酒的风味。该反应产生的类黑素的气味取决于哪种氨基酸化合物同糖反应。例如,同葡萄糖反应, 氨会产生苦味,氨基乙酸会产生面包焦香味,缬胺酸则会产生麦芽的味道。亮氨酸产生宛如新鲜面包的香味,而苯胂则产生如凋谢的玫瑰的味道。

煮沸麦汁过程看似简单,实则引起了麦汁的重大变化。煮沸过程钝化酶的活性、对酒花成分进行异构化、对麦汁进行灭菌、蒸发掉不需要的挥发物、凝聚蛋白质、蛋白质与多酚聚合、形成颜色、形成风味等等。对后期成品啤酒的风味、口味起到决定性作用。□(编辑/李舶)