胡華勇

(杭州千島湖啤酒有限公司,浙江 淳安 311700)

啤酒是人類古老的酒精飲料,起源于8000年前的兩河流域(底格里斯河與幼發(fā)拉底河),即現(xiàn)代伊拉克地區(qū),遠古時代“蘇美爾人”居住的區(qū)域。飲用啤酒成了消費者的日常習慣,也是一種普遍的社交方式。啤酒以大麥麥芽、水為主要原料,添加啤酒花(包括酒花制品,如酒花顆粒、酒花浸膏和異構酒花浸膏等),經(jīng)啤酒酵母發(fā)酵釀制而成的,富含多種氨基酸、維生素、低分子糖、無機鹽和各種酶,營養(yǎng)豐富且易被人體吸收利用。2017年以來,精釀啤酒在國內(nèi)興起,特色啤酒深受消費者青睞,釀酒師熱衷于差異化釀造工藝的研究。消費者熱衷于啤酒的同時,客訴問題隨之而來,重要原因之一就是啤酒非生物穩(wěn)定性不佳,這也是困擾釀酒師的問題之一。啤酒的非生物穩(wěn)定性指因非微生物污染而產(chǎn)生混濁沉淀現(xiàn)象的可能性。啤酒是成分復雜、穩(wěn)定性不強的膠體溶液,在生產(chǎn)、倉儲和銷售過程中,因非生物因素,易打破膠體平衡,出現(xiàn)渾濁與沉淀的現(xiàn)象,是引起消費者投訴的原因之一。

1 影響因素

1.1 內(nèi)部因素

1.1.1 蛋白質與多酚

啤酒的渾濁主要是由蛋白質、多酚及其復合物引起,蛋白質主要來自麥芽,多酚主要來自麥芽、啤酒花、大麥和小麥等輔料。蛋白質與多酚比例失調(diào),可引起啤酒在貨架期的渾濁,甚至沉淀。多酚質量分數(shù)過高,容易造成色澤加深、渾濁和沉淀等現(xiàn)象[1]。若酒體中含有過量熱凝固蛋白,采用巴氏殺菌后就易形成絮狀沉淀。

1.1.2 離 子

合理控制啤酒中鐵離子、銅離子及草酸根離子等質量分數(shù)。金屬離子是重要的氧化催化劑;鐵離子能與高分子蛋白質形成鐵-蛋白質復合物,產(chǎn)生渾濁,過濾助劑硅藻土中的鐵離子應加以監(jiān)測;草酸根離子若在糖化、發(fā)酵和過濾等生產(chǎn)過程中去除不夠徹底,成品中與鈣離子形成草酸鈣沉淀析出。糖化過程添加適量氯化鈣與石膏,去除草酸根離子。

1.1.3 溶 解 氧

酒體中的溶解氧對啤酒的質量影響極大,不但影響啤酒風味,而且影響啤酒非生物穩(wěn)定性。對蛋白質-多酚聚合體的影響:使蛋白質與多酚氧化,使二者的聚合能力加強,快速形成更大的顆粒;對蛋白質的影響:啤酒中含有大量有巰基的蛋白質與多肽,受到氧化后形成雙巰鍵,促進蛋白質與多肽的聚合,形成渾濁物質;對多酚的影響:促進多酚物質的氧化、聚合,使單體多酚、二聚體多酚聚合形成更易與敏感蛋白聚合的多聚體多酚,使蛋白質-多酚顆粒更大,形成渾濁更快[2]。

試驗證明:包裝容器中60%以上的氧是與多酚物質起作用,多酚物質的氧化不僅加速了混濁物的形成,同時也加深了啤酒的色澤,改變了啤酒的風味[3]。

1.1.4 其他內(nèi)部因素

β-葡聚糖(β-葡聚糖質量分數(shù)高時,可在糖化時添加β-葡聚糖酶)、糊精(是不可發(fā)酵性糖,由糖化不完全、淀粉水解不足造成,糖化過程控制溫度與pH,使用酶制劑來降解)在酒體中質量分數(shù)過高,就容易出現(xiàn)混濁。經(jīng)巴氏殺菌后,出現(xiàn)黑色物質,可能是酒花樹脂氧化后溶于酒體,巴士殺菌后再次析出,出現(xiàn)酒花樹脂渾濁主要來自發(fā)酵罐的泡蓋,管道CIP不徹底。

1.2 外部因素

啤酒是一種不穩(wěn)定的膠體溶液,在沒有外界條件的影響下,啤酒膠體溶液呈相對穩(wěn)定狀態(tài)。啤酒非生物穩(wěn)定的影響因素除內(nèi)部因子外,還有重要的外部因素。

異物帶入,直接影響外觀,是客訴的重要原因之一。閥門密封圈應定期檢查,破損處及時更換。密封圈破損,不但密封性能欠佳,跑冒滴漏,造成浪費,而且?guī)砥渌焕绊?如微生物問題,溶解氧增加,異物帶入等,這些問題可直接影響非生物穩(wěn)定性。捕集袋的使用加以關注,防止破損而異物進入酒體。防止玻璃碎片(通常來自爆瓶)進入酒體,提高驗瓶機靈敏度、定期清理灌裝機及加強成品檢驗等是有效的措施。

高溫、光照和振動等都對啤酒非生物穩(wěn)定性起負面作用。例如,高溫會加速膠體顆粒分子間的布朗運動,增加彼此碰撞接觸的機會,聚集成大顆粒,形成渾濁。當受到外界條件如光照、振動、受熱和氧化等因素影響時,使膠體顆粒失去電荷,互相凝聚,破壞膠體平衡而形成混濁沉淀[4]。

2 控制措施

2.1 原料控制

2.1.1 大麥選擇

啤酒釀造用大麥蛋白質質量分數(shù)的高低對成品非生物穩(wěn)定性起著很重要的作用,大麥蛋白質質量分數(shù)不宜超過11%,低溫發(fā)芽工藝較高溫發(fā)芽工藝蛋白質溶解得要好,所以采用低溫發(fā)芽工藝,提高麥芽蛋白質溶解度。溶解良好的麥芽,β-葡聚糖的質量分數(shù)低,不易產(chǎn)生β-葡聚糖渾濁。

2.1.2 輔料使用

根據(jù)啤酒類型,合理提高輔料的使用比例(≤45%),如大米(應監(jiān)測新鮮度)、糖漿和白砂糖等,降低蛋白質與多酚的質量分數(shù),同時應保證輔料的新鮮度,減少脂肪酸不利物質的質量分數(shù),促進啤酒非生物穩(wěn)定性[5]。特別是在生產(chǎn)渾濁性啤酒時,適當輔料的使用,可以有效提高啤酒非生物穩(wěn)定性。

2.1.3 釀造用水

釀造用水的濃度、堿濃度及pH值應控制合理。釀造用水總濃度控制在0.71～2.50 mmol/L;釀造用水pH控制在6.5～7.5,高濃液稀釋用水的pH、離子濃度(如鈣離子)及溫度等應接近或低于待稀釋酒液;釀造用水堿濃度小于1.78 mmol/L,降低鐵離子等金屬離子及其鹽濃度[6]。

2.2 工藝條件

2.2.1 蛋白質休止

根據(jù)麥芽質量合理控制蛋白質休止的溫度、時間及pH,使蛋白質分解適度,分解過度則影響啤酒泡持性與口感,分解程度低則影響啤酒非生物穩(wěn)定。糖化階段采用45～50 ℃蛋白質休止溫度利于啤酒非生物穩(wěn)定性[7]。

2.2.2 麥汁過濾

洗糟水溫度不宜過高(不超過80 ℃),洗糟水不宜用堿性水質,洗糟不過度,否則麥皮中的多酚及其他不良物質洗出過多,不僅影響成品的口感,還影響成品的非生物穩(wěn)定性。

2.2.3 麥汁煮沸

麥汁煮沸是復雜的物理與化學過程,對啤酒的非生物穩(wěn)定性起促進作用。煮沸強度至關重要,需達到工藝要求,太低則麥汁不清亮而不利于啤酒非生物穩(wěn)定性,太高則影響啤酒的口感及增加能耗,煮沸強度8%～11%(冷麥汁可凝固性氮含量反映煮沸強度,但可凝固性氮不易檢測,可通過監(jiān)測冷麥汁濁度間接指導煮沸強度。一定范圍內(nèi),煮沸強度大則冷麥汁濁度低,通常認為冷麥汁濁度≤0.8EBC較為理想)可得清亮透明麥汁,使蛋白質大塊凝結;加壓煮沸可加速可凝固性氮析出;煮沸時間適當,煮沸時間在一定范圍內(nèi)越長蛋白質凝結越多,但煮沸時間過長不僅導致已凝結的復合物重新擴散,還增加能耗、加深色澤及不利泡沫性能等;降低pH,形成凝固物的最佳pH=5.2,因此要盡可能設法降低滿鍋麥汁的pH[8];添加酒花,酒花中的單寧、類單寧與麥汁高分子蛋白復合而沉淀。

2.2.4 發(fā)酵過程

較低pH值與貯酒溫度,適宜的貯酒時間,可以促進冷凝固物及酒花樹脂析出,對啤酒非生物穩(wěn)定性是有利的。冷麥汁充氧質量濃度(6～10 mg/L)加以嚴控,太低則酵母起發(fā)慢,且易染雜菌;太高則酵母繁殖快,代謝產(chǎn)物增多,易上頭。酵母添加量少,起發(fā)慢,同樣導致發(fā)酵液pH下降慢,不利冷凝固物析出,且易引起雜菌繁殖;添加量過高,雖對非生物穩(wěn)定性無影響,但酵母回收比例小,且易衰退;酵母死亡率與使用代數(shù)需加以控制。發(fā)酵過程還應及時排放酵母、酒花殘渣及冷凝固物。啤酒在低溫下(0～1.5 ℃)貯酒時間越長,大分子蛋白質沉淀越充分;溫度愈低愈有利于冷凝固蛋白質沉淀,啤酒抗冷霧濁能力也就越強[9]。

2.2.5 清酒過濾

根據(jù)不同類型的啤酒選擇合適的過濾方式,如艾爾啤酒一般采用離心過濾;控制濾前發(fā)酵液的溫度,采用薄板急冷使發(fā)酵液溫度降至≤-1.0 ℃,促進冷凝固物析出;合理使用過濾介質,如硅藻土和PVPP可以有效吸附蛋白質與多酚。

2.2.6 包裝過程

灌裝過程控制啤酒溶解氧與瓶頸空氣;灌裝機酒缸中壓力穩(wěn)定,防止大量起泡而出現(xiàn)析出物;根據(jù)生產(chǎn)啤酒的種類,選擇適宜的滅菌工藝,瞬時殺菌、巴氏殺菌、溫瓶工藝及物理過濾等,科學的殺菌工藝不僅利于啤酒風味,還能在貨架期內(nèi)保持酒體穩(wěn)定。

2.2.7 衛(wèi)生條件

衛(wèi)生條件不佳,如罐體、管道和酒瓶等未清洗徹底,也會影響啤酒非生物穩(wěn)定性,罐體、管道和酒瓶等任何與酒體直接接觸的部件、器具都應保持清潔,為提高啤酒貨架期的非生物穩(wěn)定性提供條件。

2.3 酵母育種

發(fā)酵過程是一個非常復雜的生化過程,對最終成品的非生物穩(wěn)定性影響重大,而酵母在此過程起著核心的作用?？梢酝ㄟ^篩選、雜交和誘變等方法培育利于啤酒非生物穩(wěn)性的新酵母菌株。例如,利用基因工程手段,將野生酵母中編碼胞外蛋白酶的基因克隆到啤酒酵母中去,發(fā)酵時,蛋白酶分泌到細胞外,分解形成渾濁的高分子蛋白質,這對啤酒非生物穩(wěn)定性是有利的,且實驗結果證明無其他副作用[10]。新酵母菌株的育種,是提高啤酒非生物穩(wěn)定性的另一思路。隨著科學技術的飛速發(fā)展,定向培育酵母菌株,越來越多性能優(yōu)良的新型酵母菌株得以運用到啤酒生產(chǎn)中。

2.4 橘皮添加

經(jīng)大量試驗,在生產(chǎn)某些渾濁型啤酒時,發(fā)酵2～3 d后,酒體上下分層明顯,上層清亮,下層渾濁;成品非生物穩(wěn)定性不佳,易產(chǎn)生沉淀。在煮沸過程中添加橘皮,非生物穩(wěn)定性可有效改善。橘皮中的天然果膠類物質起到了增稠劑、穩(wěn)定劑的作用。添加時應注意:一是煮沸的添加時間不可太遲,煮沸不充分溶出效果欠佳;二是橘皮粉碎后添加效果更佳,需讓果膠類物質充分溶出;三是添加量適宜(0.8%～1.2%),太高則改變啤酒原風味,太低則效果不明顯,需根據(jù)實際情況確定。橘皮的添加,也符合消費者對零添加劑食品的追求。

2.5 售后服務

啤酒包裝結束后,技術人員仍應繼續(xù)做好售后服務指導工作,對啤酒的運輸過程、客戶倉儲、銷售過程及終端消費等提供技術支持,提高啤酒非生物穩(wěn)定性。啤酒搬運與儲存,輕拿輕放,避免撞擊,5～25 ℃,陰涼、干燥、通風、防雨及防嗮;銷售與消費過程,先進先出,扎啤機保持衛(wèi)生,冰柜不過度冷凍,啤酒開啟方式正確而防止爆瓶。為消費者帶來最佳的產(chǎn)品體驗,減少因非生物穩(wěn)定性問題引起的客訴,提高客戶滿意度。

3 結 論

啤酒的非生物穩(wěn)定在一定時間內(nèi)可保持,隨著時間的延長,必然出現(xiàn)渾濁或沉淀,并非受單一因素影響,但是可以控制的。提高啤酒非生物穩(wěn)定性的關鍵控制點貫穿啤酒整個生命周期,技術人員研究新技術的同時,需發(fā)揮原輔料供應商、物流倉儲團隊和售后團隊,甚至是經(jīng)銷商團隊的作用,科學控制大麥發(fā)芽過程、輔料使用比例、釀造用水質量、糖化工藝、發(fā)酵工藝、過濾工藝及包裝工藝等,提高售后服務水平,直至消費者飲用。提高啤酒非生物穩(wěn)定性,延長產(chǎn)品貨架期,給消費者帶去最佳的產(chǎn)品體驗。