关于啤酒风味稳定性生产的控制

傅国城　陕西省食品科技学会常务副会长，陕西省酿酒专业协会理事长闫 英　陕西省酿酒专业协会副会长兼秘书长，青岛啤酒汉斯宝鸡有限公司总酿酒师、高级工程师，国家啤酒评委



关于啤酒风味稳定性生产的控制

傅国城陕西省食品科技学会常务副会长，陕西省酿酒专业协会理事长
闫 英陕西省酿酒专业协会副会长兼秘书长，青岛啤酒汉斯宝鸡有限公司总酿酒师、高级工程师，国家啤酒评委

啤酒的稳定性包括生物稳定性，非生物稳定性，风味稳定性和泡沫稳定性，其风味稳定性随着啤酒储存时间的延长在不断发生变化，如何在啤酒保质期内提高啤酒的风味 ，延长啤酒的风味稳定性，将风味物质的变化控制在出现的时间越晚，口感质量保持时间越长，是啤酒酿造生产技术控制的方向.啤酒风味稳定性一直是啤酒生产控制的难点，由于啤酒风味涉及多种化合物的相互作用、原料及生产工艺、氧及储存条件等影响，要保证产品从生产到消费过程的同等“新鲜度”是比较困难的，从目前理论看，尚不能完全杜绝啤酒老化，但可以采取一些措施尽量减少或推迟老化的发生。众所周知，啤酒的风味变化包括氧自由基产生，类脂及异葎草酮的氧化、氨基酸的降解，高级醇的氧化及醇醛缩合等过程。为了提高啤酒的风味稳定性，常见措施主要是注重生产过程避氧控制和添加抗氧化剂等。几年来随着生产设备的改进和管理的完善，啤酒中溶解氧已得到有效控制，使啤酒的热负荷、啤酒内源抗氧化能力及其他生产因素的影响更为凸出。因此，提高啤酒的内在抗老化综合能力在生产控制上变得越来越重要。

1、影响啤酒风味物质

啤酒中的风味物质对啤酒的口味有重要影响，优质啤酒应有明显的酒花香气，口味纯正，爽口，酒体协调，柔和，无异香、异味。但啤酒中所含的风味物质极易被氧化，使啤酒产生老化味和异杂味。

1.1双乙酰

双乙酰味是指啤酒中双乙酰及前驱体（α—乙酸乳酸）的含量超过品味阈值，（0.13～0.15mg/L）而呈一种“馊饭味”，啤酒中双乙酰含量是啤酒成熟与否的标志，应控制发酵过程生产过多的双乙酰，麦汁组分，适当提高。麦汁中α—氨基酸的含量，为酵母生长提供充足的营养，增加麦汁中缬氨酸含量，以抑制双乙酰的生成，同时保证酵母的添加量，使酒液中有足够的新鲜酵母数量，加速双乙酰的还原。另外，氧的存在也可导致啤酒中双乙酰反弹，因此，必须严格控制清酒过滤、灌装过程中氧的摄入。

1.2高级醇

高级醇是啤酒发酵过程产生的许多副产物中主要成分，它是构成啤酒酒体和风味的物质成分之一。对啤酒风味影响较大的高级醇是异戊醇和β-苯乙醇，当异丁醇和异戊醇的含量超过口味阈值会产生一种不愉快的苦味，异戊醇还产生汗臭似的腐败味，高级醇的生成主要受酵母菌种、酵母增殖、麦汁浓度与麦汁成分、发酵条件、大麦品种以及工艺过程中通氧量等因素的影响。

1.3醛类

醛类物质是啤酒发酵时酵母的代谢产物，是造成啤酒口味变劣的主要物质。乙醛是啤酒发酵过程中产生的主要醛类，也是啤酒中含量最高的醛类。当乙醛含量超过界限值（10mg/L）时，给人以不愉快的粗糙苦味感觉。成品啤酒中的后美拉德反应以及在高级醇存在时的氧化亦生成醛，啤酒中含有醛基可被氧化并改变原来的风味物质特性，产生涩味、粗糙的苦味或后苦、老化味及其他异味，使啤酒失去原来的新鲜气味。

1.4挥发酯类

啤酒中适量的醋酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸苯乙酯给啤酒增添一些酯味或酒香味，使酒体丰满协调是可取的，过量而超过味阈值，形成不愉快的异香则不宜。如乙酸乙酯具突出的水果气味并有不愉快苦味，而已酸异戊酯能产生一种穿透性的水果气味。乙酸丁酯呈刺激的果实香味。酯的形成在很大程度上与酵母菌种的遗传特性有关，控制啤酒中酯类含量的措施，主要是根据麦汁中可同化氮的供给情况，以供氧为调节手段，来调节酵母的生长程度。

1.5硫化物

硫化物是啤酒中主要的硫化物之一，对啤酒风味影响很大，其味阈值也最低。硫化氢对啤酒风味的影响具有双重作用，即微量存在时，可构成啤酒风味的特殊风格，过量则表现出不利于啤酒的口味。当啤酒中H2S＞10（µg/L），是啤酒的生酒味来源之一，具有类如洋葱异味，当＞50（µg/L）H2S，啤酒用CO2洗涤工艺，是降低挥发性H2S的有效方法。

1.6酸类物质

啤酒中含有酸类100种以上，原料、糖化方法、发酵条件、酵母菌种均影响啤酒中的酸含量，啤酒中的酸及其盐控制着啤酒的pH和总酸含量，这些酸类物质是酒中的重要缓冲物质。适宜的pH和总酸，能赋予啤酒柔和清爽的口感，缺乏酸类啤酒呆滞、黏稠、不爽口、而过量的酸又使啤酒口感粗糙、不柔和、不协调。啤酒中挥发酸应控制在（以醋酸计）＜0.06ml/100ml，若挥发酸＞0.1ml/100L，就意味着啤酒已经酸败。

2、提高啤酒稳定性的措施

2.1原料

2.1.1选择蛋白质含量、β—葡聚糖、花色苷和草酸含量低的薄皮麦芽为原料。

2.1.2采用低温、缓慢发芽工艺，确保麦粒溶解良好，要求麦芽库值＞42%，成品麦芽热凝固性氮＜15%。提高麦芽焙焦温度，使之生成更多的类黑素，以提高麦芽的抗氧化能力。

2.1.3合理控制原辅料的使用，原辅料要通过试验优化搭配使用，使生产的啤酒风味一致。选用低脂或脱脂的麦芽，尽量减少麦汁中脂肪酸含量，总长链脂肪酸含量应控制＜5mg/L；使用脂肪酸含量低的辅料，调整糖化工艺使脂肪酸溶出很少。麦汁过滤一定要清亮透明，浑浊麦汁中脂肪酸含量是清亮麦汁的几倍。建立大米和玉米淀粉等辅料的质量监控指标，如控制大米脂肪含量、新陈度及水分；控制玉米淀粉的SO2含量等。

2.1.4完善酒花和麦芽的品评监控。酒花品种应为纯种的酒花，储藏指数HIS值小于0.4，定期进行感官质量（品评）检查，如使用多个酒花品种则要合理搭配使用，并相对稳定，适当使用异构化酒花浸膏可改善啤酒的光稳定性。

2.1.5减少无机离子的影响；生产用水和原料中的铁、铜含量应尽可能低，以免这些离子促进啤酒氧化。水质的控制特别重要，通过水质分析和检测啤酒生产过程中无机离子的变化，认为酿造水中的Ca2+、HCO3-和NO3-、NO2-等离子是主要的影响因素：Ca2+、HCO3-主要组成水的硬度和碱度，并通过二者之间量的变化影响麦汁或醪液的pH值，从而对酶的活力和酵母代谢产生影响；NO3-、NO2-二者之间可以相互转化，他们能引起酵母功能性的损害，改变啤酒口味，其中水中NO2-偏高对酵母有毒害作用。

2.1.6选用新鲜、无氧化、多酚含量低的酒花。注意酒花储存温度、水分、氧等方面的控制，杜绝使用氧化变质的酒花及其制品。

2.1.7酿造水要求碱度＜1.78mmol/L，铁等金属离子及其盐含量要尽量低。酿造水pH为6.5～7.5。稀释水的pH、Ca2+等金属离子浓度及温度与待稀释酒越接近越好。

2.2合理控制麦汁组分：

啤酒风味物质的生成量随麦汁浓度的升高而升高。麦汁中α—氨基酸的含量对发酵过程形成啤酒风味物质至关重要。一般要求每1°P麦汁，α一氨基酸含量控制在15mg/L左右，对啤酒整体风味有利，且不影响酵母的生长和繁殖。

2.3充氧量的把关：

麦汁溶解氧含量要稳定。麦汁中含氧量越高，酵母增殖越大，发酵越旺盛，啤酒对风味物质的生成量也越多；反之，酵母增殖量少，不利于发酵的正常进行。一般麦汁中含氧量控制在6～10mg/L为宜。充氧过多会因发酵罐麦汁氧含量过高，导致酵母增殖量过大，产生较多的影响啤酒风味的物质。采用湿法粉碎麦芽，能够保持麦皮的完整性，减少多酚等有害成分的溶出。优良的麦芽粉碎物组成为麦皮占20%，细粒和细粉占65%左右，而大米则越细越好。糖化要彻底，碘检正常后再升温灭酶倒醪。

依据麦芽质量调整蛋白质休止时间，降低麦汁中高分子蛋白质含量。调整糖化醪pH为5.2稳定性5.5，以降低多酚等的溶解度，促进酶的作用。通过添加氯化钙等调节醪液Ca2+，以消除麦芽中溶出的草酸根，使草酸钙在酿造过程中充分分析出。合理搭配麦芽，并依据麦芽质量添加在粉碎和糖化、过滤过程减少与氧的接触。麦汁过滤调节洗槽水pH至5.8～6.2，水温为76℃～78℃。严禁过度洗槽，防止多酚、色素、高分子蛋白等进入麦汁，残糖为1.0～2.0°P左右。保证过滤麦汁清亮、透明。

2.4啤酒生产中麦汁煮沸和巴氏灭菌是最大的热负荷过程，适当减少这两部分热负荷，将对啤酒风味稳定性产生直接的影响。通过调整煮沸强度和煮沸方式，如采用动态低压煮沸技术、间歇煮沸技术等，可以显著降低热负荷。煮沸时加热的饱和蒸汽温度不可超过121℃，麦汁在90℃以上的总时间不要超过100分钟，控制煮沸系统对其TBA的上升量小于30单位。另外，为了减少巴氏灭菌对啤酒风味的影响，可采用无菌膜过滤生产啤酒，或通过强化无菌酿造、优化过滤过程，使清酒达到无菌要求，从而可降低成品啤酒的巴氏灭菌值。强烈煮沸麦汁，使变性蛋白质分析出，还原物多量形成，常压煮沸强度达到8%以上，麦汁可凝固型为10～20mg/L （11°P）。麦汁煮沸开始不要过早添加酒花，让麦芽多酚与蛋白质充分反应，以提高酒花利用率。麦汁煮沸时间不宜过长，否则会使已凝聚的大颗粒物等复溶，反而使煮沸效果下降。

2.5麦汁处理

充分分离除去热、冷凝固物，控制漩涡澄清槽的热澄清时间在30分钟以内。对冷麦汁强烈充氧，使麦汁溶解氧大于8PPm，利于满罐后麦汁迅速起发。

2.6糖化隔氧措施

通过安装麦醪混合器并从底部低速缓慢进醪，倒醪时避免出现气浊、抽空及卷动现象；糖化全程实施密闭生产，保持锅、槽等人孔开启次数和时间。对锅、槽进料前用CO2备压置换槽内空气，同时也对醪液或麦汁表面起到隔氧作用。通过采取这些隔氧措施，对防止氧化—还原链的启动与加入有较好的控制效果，对防止大量生成氧自由基非常有利。

2.7发酵滤酒隔氧措施

两罐法倒酒必须使用高纯度CO2背压；滤前发酵液及高浓稀释用水溶解氧均在10PP以内；用脱氧水或者酒液调配硅藻土，流加罐搅拌速度不宜太快防止涡流吸氧；并对添加装置用CO2隔氧；避免一罐分多次过滤及过滤中途停顿等现象，开罐后在两天内滤完，避免空罐时进入空气，管道布局合理，避免管径缩小，并安装排气装置过滤期间加强监控，缓冲罐及清酒罐加挡板，避免出现喷泉状流动和涡流现象；采用CO2对缓冲罐及清酒罐备压置换空气，保证气体纯度≥99.99%；滤酒管道，酒罐等清洗后用脱氧水冲洗或CO2吹尽并充分排出管道中的气泡，脱氧水引酒，输酒时平稳缓慢避免湍流，开始过滤要慢速；含氧丰富的酒头，酒尾储存于专用罐统一处理。为组织CO2溢出和空气吸入，在过滤机泵前要有足够的液体压力；管道连接、阀门切换等操作快速并保证密闭性。发酵液降温储酒后，大量酵母仍悬空在酒液中，如果酵母沉降效果不好，导致酵母自溶，嫩啤酒浊度高达30EBC以上，可导致啤酒过滤困难，清酒回滤率增高，严重影响过滤效果和过滤清酒质量。为此要注意啤酒酵母的凝聚性对啤酒稳定性的影响。啤酒自溶形成的大分子会在啤酒过滤中堵塞介质孔径，也会增加啤酒黏度，造成过滤困难，滤酒耗土量增加，从而增加过滤成本。

2.8麦汁通风供氧量对啤酒酵母絮凝性的影响

麦汁充氧不足，将导致酵母活性不足，过早形成絮凝，使酵母发酵不彻底，发酵度低，而充氧过量，发酵剧烈，发酵结束，仍有大量酵母悬浮空中不能沉降下来，造成啤酒稳定性变差。通过生产实践可知，麦汁充氧控制在8～10PPm，对稳定提高啤酒酵母的絮凝性最好。麦汁澄清剂主要成分是角藻聚糖。在麦汁煮沸时添加可提高麦汁的清亮度，但使用麦汁澄清剂对酵母有较强的凝聚沉降作用，麦汁澄清剂能加速酒液中酵母及冷凝物的凝聚沉降，有利用酒液的澄清。但麦汁澄清剂能使双乙酰还原期酵母数偏少，影响双乙酰还原。

2.9发酵罐、清酒罐溶解氧控制

两罐法工艺，后一罐从底部进入CO2赶走罐内空气，前一罐用CO2压出啤酒，减少氧进入的必要手段。

2.9.1过滤时的排氧较糖化工序的排氧尤为重要。过滤时，会增加氧进入的机会，使啤酒氧化，对酒体产生影响。清酒罐使用纯度为99.99%的CO2备压，用脱氧水引酒，实行等压过滤，应用脱氧水流加硅藻土，清酒管道避免酒液形成湍流而使清酒溶解氧含量过高，清酒溶解氧控制在0.03PPm以下。

2.9.2在真空蒸发去除麦汁中不良风味物质的同时，酒花及麦芽香气物质也会同时损失，要调整酒花及其制品的添加工艺，在尽可能留住酒花及麦芽香气物质的同时最大限度的去除不良风味物质，如推迟酒花或其制品的添加时间。合理控制多酚含量：麦芽多酚及酒花多酚在糖化过程有氧化保护功效，因此糖化过程多酚宜多，成品中多酚宜少。合理的多酚含量可赋予啤酒醇厚口感。监理监控指标，跟踪监测其影响：对麦汁组分、充氧量、高级醇酯比、SO2含量、乙醛含量、双乙酰总量进行监测监控。健全有效的酵母性能评价方法：为了区别活酵母和酵母活性之间的差别，利用多种不同的方法对酵母活性进行评价，如次甲基蓝染色、胞内ATP检测或NADP计数、荧光法等，评价项目包括酵母产酸能力测试、胞内pH测试、某种胞内化合物如ATP、NADH、肝糖、海棠糖、甾 醇、不饱和脂肪酸、糖分解过程中的光通过率或CO2产生率的数量。优化发酵工艺，改变只用单一可发酵性糖利用的控制工艺。尽管减少啤酒中金属离子含量：使用低铁含量硅藻土或无土过滤，如可溶铁含量小于40mg/kg的硅藻土，或采取错流膜过滤、CP过滤。在发酵结束降温至7℃以下，即可回收酵母，可减少酵母释放金属离子入啤酒中。监控CO2的使用：对回收CO2的净化、除味效果进行监测，严格控制外购CO2的质量，使稀释水喝啤酒的风味不受影响。

2.9.3严格控制发酵温度和压力

一般情况下，0.1马趴压力对酵母细胞是无影响的，但对酵母的代谢产物、细胞繁殖和发酵速度影响较大，前酵期为不影响细胞繁殖速度，最好在糖度降到3.5°P时，开始升压。发酵温度的高低直接影响产生风味物质含量的多少，发酵温度提高，发酵速度相应加快，风味物质生成量就多。

2.9.4严格控制后储时间

后储时间长，风味物质含量就会有小幅度上升。特别是啤酒消费淡季，后酵储酒时间应严格控制，储酒时间一般为7～14天。

2.9.5做好酵母菌种的管理工作

啤酒酵母的特点决定了啤酒的口味，要提高啤酒的新鲜度，必须保证酵母质量，原菌种要保持性能稳定，不能出现变异，退化等现象，否则，很难保证最终产品的口味均衡。

2.9.6选用优良的酵母菌种

酵母菌种是影响啤酒风味的决定性因素，不同的酵母菌种生成的风味物质种类和数量有很大的差别，在同等发酵情况下，有的酵母会产生比其他酵母菌种高数倍的风味物质。酵母接种量的大小对风味物质的生成量也有一定影响，当加大酵母接种量时，酵母的繁殖量将减少，风味物质的生成量也相应减少；当接种量不足时，酵母的繁殖量将增大，产生较多的风味物质。因此，合理地选择酵母菌种是从根本上控制风味物质含量的最有效方法。

2.9.7对回收酵母的质量要求

回收使用的酵母泥，必须色泽洁白、无异味、无酸味、外观黏稠，酵母细胞形态大小均匀、饱满、液泡小，细胞壁薄，内容物不明显，无异形细胞。发酵液的杂菌和有害菌的监测结果，是评价该罐酵母受污染程度的标志，要本着无菌使用酵母的原则，微生物不合格的罐不能作为传代酵母使用。要坚持“先检查，后使用”的原则，回收酵母在添加使用前要进行监测，酵母的死亡率要低于5%、pH值不能高于5，pH值若高，说明酵母有自溶现象，这样的酵母泥不应再回收使用。酵母回收代数应控制在5代内，保证酵母的强壮及良好的活性，保持啤酒良好的风味。

2.10包装单元控制措施

灌装过程要尽量避免啤酒与氧的接触，必须保证罐罐、条条包装线用纯度为99.99%的二氧化碳备压，瓶子二次抽真空。实行平稳灌装，减少停机次数，利用高压引沫装置，减少瓶颈空气含量，灌装引酒时，要用脱氧水。要增强员工的质量意识，禁止人工兑酒及二次上线灌装。要让员工知道，当瓶颈空气含量在5ml～10ml时，啤酒的保鲜期只有15天，当瓶颈空气含量在5ml～15ml时，啤酒的保鲜期只有3～7天的严重危害，瓶颈空气含量控制在3ml以下。

3、结论

提高啤酒风味稳定性是个系统工程，不仅要从原辅材料的质量管理、生产工艺优化等角度进行控制，还与仓储条件、运输及销售等环节密切相关，从过程控制入手，通过全面质量管理，才能提高啤酒的风味稳定性。啤酒企业要有一支稳定的，品评能力较强的专业品评队伍，建立一套完整的品评工艺流程，从材料、设备、工艺等各方面和生产一线入手，调动各部门密切配合，不断积累经验，在过程控制中持续改进。为共同提高啤酒质量，保持啤酒风味稳定性，延长啤酒保鲜期献计献策！