提高啤酒非生物的稳定性
互联网 · 2015-10-13 13:47:09 1673 次浏览
摘要:中世纪以来,啤酒厂一直关注如何提高啤酒稳定性的问题。前工业革命时期,关注重点在于如何确保每个相对较小批次是否能够符合国内标准,并被广大消费者充分 接受,那时候的消费者通常都是当地或附近的居民。早在1576 年,《啤酒花种植》一书就阐明啤酒花有利于提高啤酒稳定性。该书同时也强调,啤酒花可以帮助节省大量麦芽。

中世纪以来,啤酒厂一直关注如何提高啤酒稳定性的问题。前工业革命时期,关注重点在于如何确保每个相对较小批次是否能够符合国内标准,并被广大消费者充分接受,那时候的消费者通常都是当地或附近的居民。早在1576 年,《啤酒花种植》一书就阐明啤酒花有利于提高啤酒稳定性。该书同时也强调,啤酒花可以帮助节省大量麦芽。

控制氧气可以明显延长啤酒的保质期。

控制氧气可以明显延长啤酒的保质期。

中世纪以来,啤酒厂一直关注如何提高啤酒稳定性的问题。前工业革命时期,关注重点在于如何确保每个相对较小批次是否能够符合国内标准,并被广大消费者充分接受,那时候的消费者通常都是当地或附近的居民。早在1576 年,《啤酒花种植》一书就阐明啤酒花有利于提高啤酒稳定性。该书同时也强调,啤酒花可以帮助节省大量麦芽。

直到上世纪20世纪,英国才开始在啤酒酿造中普遍使用啤酒花,主要用于调味和提高稳定性。在使用过程中,他们发现啤酒的生物稳定性得到了显著提高,特别是乙醇和二氧化碳的相互作用,以及酸性pH值,可以有效抑制微生物生长。如今,我们已对啤酒花中的各种化合物有了深入了解,尤其是抑制革兰氏阳性菌,这是一种潜力非常巨大的化合物,但应用范畴非常有限,因为这种物质带有苦味。借助先进的制冷技术(无论是在加工过程或配送环节)、巴氏杀菌技术、清洁的包装材料,以及对啤酒中微生物和细菌问题的充分认识,啤酒的生物特性能够得到很好的掌控。

啤酒稳定性研究

对啤酒中微生物稳定性的关注一直持续到21 世纪初。那时,采用常规工艺加工的啤酒已经可以达到令人满意的保质期,原因就是上文中提到的那些。然而,城市化的快速发展和日益集中的啤酒酿造模式,使得啤酒厂数量逐年减少。为了服务于更多的当地客户,啤酒厂需要拓展配送和物流网络。在这种背景下,啤酒酿造商虽然仍很重视啤酒的微生物问题,但关注焦点开始转向防止啤酒发生混浊而变味和泡沫稳定性上。

早期的研究工作都放在确认氧分子对啤酒稳定性的负面影响上,希望更深入的了解“啤酒氧化”过程。研究人员试图采用简化的氢(rH)评分来评估啤酒减少氧化的可能性。当时并没有对氧化破坏啤酒稳定性的种类进行明显区分,因此研究人员将努力放在啤酒的稳定性及氧化的破坏性上。我们通常称其为酚氧化,因此实验目标被设定为评估啤酒对多酚氧化的耐受能力,这是啤酒发生浑浊的前奏。与此同时,美国研究机构找到了一种和rH 分析相关的方法,这种被称为ITT(指示时间测试)的方法是啤酒风味变化和浑浊度发展的良好指标。

到了20世纪70年代,啤酒的稳定性问题发生了实质性变化。随着研究的进一步展开,专家发现蛋白质-多酚总量是啤酒浑浊的主要原因,因此,研究和预防手段变为如何去除这些蛋白质和多聚酚。从21世纪初开始,蛋白质去除方法就被提到了研究日程,单宁酸的专利申请提交于1917 年。该专利的申请同时说明,沉淀物的形成就像最终啤酒的高效滤床,可有效清除可能引发啤酒变质的细菌。

从上世纪50年代中期开始,许多酿酒师已经证明了聚酰胺树脂和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等物质通过去除单宁酸防止啤酒发生浑浊的有效作用。到了上世纪60年代,硅胶对去除易浑浊蛋白质从而稳定啤酒质量的作用也得到了证实。除了去除蛋白质,酶降解也是防止啤酒发生浑浊的另一种方法。

菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶、木瓜蛋白酶和猪胰蛋白酶等多种蛋白酶都已被应用在这一领域,此外还有很多定制的酶产品,例如Brewers 的Clarex ™,这种物质的独特设计专门用于去除易浑浊蛋白质中的脯氨酸。通过解决啤酒浑浊物的形成问题,啤酒的保质期得到了进一步延长。我们有理由认定,先进的技术可以帮助啤酒商有效稳定啤酒质量,至少是最常见的蛋白质- 多酚混浊物。

通过微生物的管理和防止浑浊物形成,啤酒保质期得到了有效延长。对啤酒最初的视觉评价可以预判它在完成酿造后数周或数月后的稳定性,瓶装或桶装的包装方式也会对结果产生一定影响。然而,众多周知,啤酒的味道会随着新鲜度降低而变差。自20世纪末以来,光照对啤酒的负面影响日益明显,特别是储存在透明或绿色玻璃瓶中的啤酒。这种“曝光”或“日晒”会迅速形成光线,使近紫外和可见光区域的啤酒引发啤酒花中所含的苦味酸,从而发生自由基降解,啤酒中的3 - 甲基- 2 - 丁烯含量增加,而3 - 甲基- 2 - 丁烯是一种水味阈值约为100pm 的化合物。解决这一问题的方法是,用化学改性物质完全取代啤酒花中的苦味酸,但这种化学物质仍会改变啤酒风味,是目前啤酒包装中最令人头痛的难题。

氧的作用

包装啤酒有一个潜在变化一直受到争议,那就是数周或数月中啤酒的味道一直在发生着细小的变化,尤其是小包装(罐装和瓶装)啤酒。自上世纪30年代以来,针对啤酒风味的变化积累了大量文献报道,足以说明这个问题的复杂和棘手程度。无论啤酒的风味变化是由氧化或非氧化反应引起的,业内普遍认为控制氧化降解是当务之急。

啤酒花有利于提高啤酒稳定性。

啤酒花有利于提高啤酒稳定性。

今天的主要工作重点放在阻止氧气在生产过程中进入啤酒,尤其是在啤酒温度较高时进入到啤酒包装中。在糖化环节,研磨好的麦芽被加热用以促进淀粉糊化和糖化,这个时候任何控制氧气的努力都有利于最终啤酒的风味稳定,例如研磨用的水,以及研磨容器中添加的水。在这一阶段,啤酒生产中氧气可以发挥不同的作用,但最重要的是作为一种脂氧合酶的基底。最终产生的物质是脂质氧化物,其中的E - 2 - 壬烯醛和Z - 3 - 己烯醛等物质具有明显的香味活性。换而言之,可以利用麦芽研磨时的分馏在一定程度上管理脂氧合酶,在较高的温度下分离麦芽的胚芽,提高酶的热稳定性。

同样,麦芽汁(所谓的“甜汁”)中未经利用的颗粒中夹带的氧气是不受欢迎的,因为它会提高氧化降解的风险,尤其是在随后的麦汁煮沸环节中。在沸腾过程中会形成蛋白质/ 单宁含量很高的沉淀物,这种沉淀物是从苦汁中分离出来的。

啤酒商需要在煮沸的提取物中添加氧气用以激发发酵。大多数啤酒商选择在煮沸物冷却后添加氧气(或者是空气),降低化学氧化风险,然而给定的提取物和酵母菌株中会存在一个最佳范围的溶解氧。完成发酵后,包装顶部会存在小部分氧气,这些氧气会分散并顺着封口进入瓶体中。有些封口会起到阻碍作用,防止氧气进入瓶体。

这些控制氧气的努力可以明显延长啤酒的保质期。然而,啤酒功能老化的感官评估表明,即便排除氧气的影响,小包装啤酒的风味仍然会随着时间的推移发生不可逆的变化。啤酒的化学反应可能为解决这个难题提供了一些线索。苦味稳定下降,甜味相应增加,这种变化在几个月后更非常明显。最近的研究表明,所谓的反式异α 酸的流失合理解释了感官效果和苦味的下降原因。

此外,瓶盖内垫对于啤酒中的低极性成分有着一定的亲和性,尤其是啤酒花中的香气,随着啤酒储存时间变长,瓶盖内垫会慢慢吸收啤酒的味道。最后,歧化反应的发生无法排除,特别是对氧化还原反应敏感的多酚与蛋白质的巯基/ 二硫键之间。然而,迄今为止,这一化学反应还未被深入展开。

在过去的100 年中,啤酒商的努力已经从一个纯粹的微生物角度转移到将啤酒的保质期延长为几个月甚至更长。延长保质期的核心挑战在于管理味道的负面变化。虽然微生物腐败和浑浊物形成的风险并没有消失,但技术和实践正在有效降低风险发生的几率。啤酒风味的稳定性成果仍有待观察,但鉴于啤酒成分的化学复杂性,缓解风味变化可能比无限期延长啤酒稳定性更实际、更可行。

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