对啤酒中二氧化硫的研究

2012-11-15朱德新

中国科技信息 2012年3期

关键词：酒体二氧化硫游离

朱德新

天津渤海职业技术学院，天津 300402

对啤酒中二氧化硫的研究

朱德新

天津渤海职业技术学院，天津 300402

本文论述了啤酒中的二氧化硫的存在形式、来源、作用。二氧化硫对啤酒特性的影响。针对啤酒中二氧化硫含量对啤酒的两个重要指标TBA、RSV进行评价，说明啤酒中二氧化硫含量高低对上述两个指标的影响。

啤酒；二氧化硫；TBA；RSV

二氧化硫在啤酒中主要起到抗氧化作用，其次还是一种风味稳定剂。啤酒中的二氧化硫主要是在发酵过程中产生的，很少进行工艺添加。但是二氧化硫作为啤酒中主要的挥发性含硫化合物之一，由于其具有特殊的风味特点而对啤酒的风味具有重要的影响。

1 啤酒中的二氧化硫

1.1 二氧化硫的存在形式

二氧化硫在不同的酸度环境下以游离二氧化硫和结合二氧化硫两种形式存在。当pH在1.77～7.20之间时，游离二氧化硫主要以亚硫酸氢根的形式存在。而啤酒溶液的典型pH在3.5～4.5左右。所以啤酒中的游离二氧化硫主要以亚硫酸氢根的形式存在。二氧化硫还能与啤酒中的醛、糖、色素等物质发生可逆反应。这些发生反应的二氧化硫称为结合二氧化硫。游离二氧化硫和结合二氧化硫在啤酒中是同时并存的。总二氧化硫即为游离二氧化硫和结合二氧化硫的总和。啤酒中作的二氧化硫浓度一般为1～30mg/L。

1.2 二氧化硫的作用

1.2.1 抗氧化作用

作为抗氧化剂主要是由于二氧化硫能够结合氧而产生无毒害影响的硫酸根离子，从而消耗了啤酒中大部分的溶解氧，使得部分老化反应减弱。

1.2.2 风味稳定剂

作为风味稳定剂主要是由于二氧化硫能够与含醛类化合物与酮类化合物等羰基化合物结合产生非挥发性的亚硫酸盐加成物[1]，从而掩盖了不饱和醛类的劣味。一般当二氧化硫的浓度大于2mg/L时，就可以掩盖大部分劣醛的味道。

1.2.3 杀菌作用

游离的二氧化硫能够有明显的抑制细菌增长的作用，一般认为游离二氧化硫对细菌的抑制能力顺序为：革兰氏阴性菌＞革兰氏阳性菌＞霉菌＞酵母。当啤酒中的游离二氧化硫消耗殆尽时，结合态的二氧化硫与啤酒中的醛类、酮类的反应将逆向进行，生成游离态二氧化硫，抑制细菌增长。

同时Kanedaetal 等表明亚硫酸盐能抑制自由基的反应[2]。

1.3 二氧化硫的来源及其影响

啤酒中的二氧化硫主要来自于两个方面；一方面是啤酒酿造的原辅材料中，如啤酒花、辅料和麦芽等。另一方面是啤酒在发酵过程中酵母的代谢（图1）产生的二氧化硫。据相关资料显示，原料中94%的二氧化硫在麦汁煮沸中挥发掉，因而啤酒中的二氧化硫主要来自于酵母代谢。可以认为，10～15mg/L的二氧化硫是酵母产生的。

图1

大量不确定的因素可以影响二氧化硫的含量，包括麦汁成分、发酵工艺条件、酵母菌株与生理状况。麦汁中脂类含量与溶解氧量直接影响二氧化硫含量。麦汁中脂类含量增加，成品啤酒中二氧化硫含量急剧降低。而采用纯氧充氧的麦汁发酵过程中产生的二氧化硫含量明显降低。

发酵工艺条件也影响着二氧化硫的含量，例如大量的文献报道了发酵压力与发酵温度直接影响成品啤酒中二氧化硫含量。王德良[3]等人研究发现麦汁的添加方式对发酵产生的二氧化硫含量也有着重要的影响。采用生理活性较弱的酵母进行接种发酵而产生的二氧化硫普遍低于正常发酵的情况。

2 啤酒中的二氧化硫与TBA的关系

TBA即硫代巴比妥酸值，它是计算麦芽、麦汁热负荷值并与啤酒风味稳定性有关的参数。TBA代表的是羰基化合物的多少，代表酒体潜在的老化程度与潜在的老化趋势。

TBA值作为酒体老化物质以及趋势的指示，二氧化硫作为酒体抗氧化性能的指标，二者之间是一种逆向的关系。

郑翔鹏[4]等通过对55个啤酒样品的游离二氧化硫、总二氧化硫、以及TBA值的测定结果表明大部分样品的TBA值随储藏时间的延长而减少。酒体总二氧化硫的含量较高时，酒体的TBA值相对较低。这说明较高的总二氧化硫含量对酒体的抗氧化性有一定的贡献。而当总二氧化硫的含量较低时，TBA值也比较大的情况出现的几率也比较大。说明在整个酒体的老化过程中二氧化硫与羰基化合物占一部分，要详细说明TBA值与抗氧化剂的线性关系则应详细分析啤酒的所有抗氧化指标。

3 啤酒中的二氧化硫与RSV的关系

RSV指啤酒的抗老化值，一般用它表示啤酒的保险期。RSV值越大，表示啤酒的保鲜时间可能越长。

初始啤酒中羰基化合物含量较高，TBA值大。也就是说此时的啤酒中的还原性物质含量高而氧化性物质含量少，此时啤酒很容易被氧化，啤酒的抗老化值低，RSV值小。这也表明啤酒的初始TBA值与啤酒的RSV之间呈负相关性。李红[5]等人研究发现二氧化硫、乙醛、多酚类物质对成品酒的RSV值有不同的影响。其中二氧化硫对RSV的影响不大，但是二氧化硫的含量则加有利于提高啤酒的风味保鲜期。然而二氧化硫的含量不是越多越好，成品中残留的二氧化硫过多，不仅会使啤酒产生不良风味，而且对亚硫酸盐过敏的人来说还会成生过敏反应。我国对食品中残留的SO2也有一定的限制，《发酵酒卫生标准》( GB2758-81 ) 规定了以游离SO2计的残留SO2的限量[6]。

啤酒中的二氧化硫主要来自于酵母代谢。酒体总二氧化硫的含量较高时，酒体的TBA值相对较低。二氧化硫的含量则加有利于提高啤酒的风味保鲜期。