正文 第四節 啤酒後過濾處理——提高啤酒非生物穩定性的措施和方式(1 / 3)

啤酒質量的穩定性涉及兩方麵:一方麵是生產的每批同種啤酒的口味、質量保持一致;另一方麵主要包括生物穩定性、非生物穩定性、口味穩定性、泡沫穩定性、色度穩定性等。由於微生物的原因導致成品啤酒在感官、口味、風味方麵出現的缺陷,稱為啤酒的生物穩定性;由於外界因素如高溫、溶解氧、日光、時間等因素,使啤酒口味、氣味發生變化稱為口味穩定性;使啤酒泡沫性能下降稱為泡沫穩定性;不是微生物的原因導致啤酒出現渾濁稱為啤酒的非生物穩定性。啤酒生產中首先應滿足啤酒保存期的要求,主要涉及啤酒非生物穩定性、生物穩定性。在啤酒保存期內應使啤酒的口味、色度、泡沫穩定性高。在提高啤酒的非生物、生物穩定性的同時,或多或少會損害啤酒的口味、泡沫、醇厚性、口味穩定性。影響啤酒非生物穩定性、生物穩定性的因素很多,應在力求保證適當的啤酒非生物穩定性、生物穩定性的前提下,要求對啤酒的口味、泡沫、醇厚性、口味穩定性的負麵影響小,並能降低啤酒穩定處理的成本。

一、非生物穩定性差引起啤酒渾濁的類型

啤酒非生物穩定性差引起啤酒渾濁的類型可分為冷渾濁、巴氏殺菌渾濁或熱渾濁、永久渾濁、草酸鈣渾濁、糊精(α-葡聚糖)渾濁、β-葡聚糖渾濁、酒花樹脂渾濁。

(1)冷渾濁是指遇冷渾濁,當溫度下降到-1~0℃且在低溫貯存時間長時,啤酒首先出現失光,逐漸出現明顯渾濁。冷渾濁顆粒小,隨溫度上升冷渾濁會複溶。導致啤酒抗冷穩定性差主要是由蛋白質-多酚物質以氫鍵形式引起,α-葡聚糖、β-葡聚糖有利於冷凝固物形成。其中高分子蛋白質分解產物的相對分子質量不是最大。冷凝固物隨巴氏殺菌及高溫、氧、重金屬、運動、光、時間長的影響,會轉化為永久渾濁。

(2)永久渾濁是蛋白質-多酚物質以共價鍵形式引起。永久渾濁形成的顆粒大(1~10μm),隨著溫度上升永久渾濁不會複溶,往往隨著啤酒貯存時間延長,以及其他因素導致形成永久渾濁即氧化渾濁。

(3)巴氏殺菌渾濁或熱渾濁是指啤酒經過巴氏殺菌後出現的渾濁,主要是因為啤酒pH低、可凝固性氮含量高、巴氏殺菌負荷高、殘留的酵母數多、矽藻土多而引起的。

(4)啤酒中的渾濁僅僅由糊精(α-葡聚糖)、β-葡聚糖、草酸鈣、酒花樹脂引起的,分別稱為為糊精(α-葡聚糖)渾濁、β-葡聚糖渾濁、草酸鈣渾濁、酒花樹脂渾濁。

實際上啤酒非生物穩定性差的情況,主要是由冷渾濁和永久渾濁引起的。

二、導致啤酒非生物穩定性差的因素

導致啤酒發生渾濁的重要反應是:蛋白質(P)+多酚物質(T)→蛋白質-多酚物質(PT)。當啤酒中蛋白質和多酚都較多時,啤酒很容易出現渾濁,啤酒非生物穩定性差;如果啤酒中蛋白質、多酚物質都較低,或蛋白質較低或僅多酚物質較低時,就不易發生形成渾濁的反應。當啤酒中含有較多的氧、α-葡聚糖、β-葡聚糖、草酸鈣、金屬離子、酒花樹脂,可大大加快啤酒出現渾濁的速度,使啤酒的非生物穩定性下降。成品啤酒在貯存時,會因為高溫、氧化、重金屬離子、酒液運動、光照、時間等這些外在因素,加快多酚物質與蛋白質的氧化,從而使啤酒可能較早出現渾濁,啤酒非生物穩定性下降。

三、提高啤酒非生物穩定性的途徑

提高啤酒非生物穩定性的途徑主要是降低啤酒中引起渾濁的高分子蛋白質分解產物、多酚物質,成品啤酒的氧含量、金屬離子,確保成品啤酒的碘值低、β-葡聚糖較低;啤酒應在溫度低、光線暗的條件下保存;通過新鮮度管理優化銷售環節,縮短啤酒的實際貨架期。

啤酒廠在控製啤酒非生物穩定性的環節中,應首先考慮生產啤酒本身的非生物穩定性的要求,其次是啤酒原麥汁濃度、購買麥芽的選擇和質量控製、製定合理的麥芽和輔料比例、啤酒釀造過程(麥汁生產、啤酒發酵)中所采取的措施,最後是啤酒過濾及穩定化處理、啤酒灌裝的控製和處理,在采取所有措施時會權衡穩定化處理成本,對啤酒質量的影響程度。

1.降低過濾之前啤酒中引起渾濁的高分子蛋白質分解產物

(1)選擇易溶解、蛋白質含量適當(10%~11%)的釀造大麥用於製麥,保證麥芽的可溶性氮數量、可溶性氮中高中低含氮物質比例、可凝固性氮數量、焙焦強度適當。

(2)製定合理的原料配比,采用煮出糖化工藝,確保定型麥汁總氮含量適當,高中低含氮物質比例為20%∶20%∶60%,既有利於啤酒口味、泡沫,又有利於啤酒非生物穩定性、啤酒釀造過程。

(3)生產原麥汁濃度低的啤酒。

(4)保證過濾麥汁及洗糟麥汁清亮,減少高分子蛋白質分解產物進入麥汁中。

(5)麥汁煮沸時通過保證滿鍋麥汁的pH為5.2,采用性能良好的煮沸鍋保證均勻煮沸,采用動態的低壓煮沸工藝,合理添加多酚物質較多的酒花製品,在煮沸時使用添加劑,確保蛋白質凝固效果好,煮沸終了麥汁中殘留可凝固氮15~25mg/L。

(6)徹底的熱凝固物排除,殘留熱凝固物至少小於25~50mg/L,適當的冷凝固物排除,殘留冷凝固物在50~100mg/L。

(7)確保麥汁、酵母的質量好,確保旺盛、順利地主酵,發酵時pH降低到4.0~4.4,有利於蛋白質析出。加快雙乙酰還原速度、高溫及時回收酵母,盡可能避免酵母自溶。

(8)保證低溫貯酒時溫度為-1~0℃,貯酒時間至少5~7d,或者啤酒經薄板冷卻器冷卻,可保證均勻的低溫貯酒,啤酒過濾前采用激冷,以保證啤酒過濾時的酒溫-1~0℃。應避免貯酒時間過長、溫度過高且酵母數多的情況;及時排冷凝固物、廢酵母。

(9)在麥汁冷卻的同時添加脯氨酸特效分解酶,在啤酒低溫貯存開始時添加膨潤土、單寧酸、酶清等。

2.降低過濾前啤酒中的多酚物質含量

成品啤酒中應含有適當的還原性強的多酚物質,這樣既有利於啤酒的口味、口味穩定性,又能滿足啤酒非生物穩定性的要求。反之,成品啤酒中含有的多酚物質過多,2~3倍多酚或高聚合度的多酚物質,則會導致啤酒的非生物穩定性差,色度深、苦味粗糙。

(1)選擇麥皮薄、皺紋細密、顆粒大、麥皮比例低(7%~9%)的釀造大麥;一般來說,海洋性氣候生長的大麥、蛋白質含量低的大麥含有的多酚物質多些,也可采用無花色苷的大麥。

(2)製麥時采用堿浸泡,有利於麥皮多酚的浸出;發芽時加強麥芽溶解,有利於多酚物質遊離;焙焦強度的高低,也會影響麥芽中多酚物質的數量。

(3)在糖化過程中采用比例適當、花色苷含量低的輔料,以減少過多的多酚物質進入到啤酒中。

(4)在糖化和麥汁過濾時應注意:選擇溶解好、均勻、酶活力高的麥芽;輔料的比例適當且糊化效果好;稀醪糖化;原料粉碎效果好;選擇糖化時間短的糖化工藝;添加酶製劑;選擇性能好的麥汁過濾設備以及相應的麥芽粉碎設備使糖化過程、麥汁過濾過程的時間短,減少麥芽多酚物質的浸出。

(5)釀造用水的殘餘堿度低(-5~0°d),適當醪液酸化及洗糟用水的酸化,避免因過高的pH,浸出多酚物質多。

(6)糖化時可采用能除去麥芽多酚的措施,如糖化時采用甲醛(因食品安全的緣故,國外禁止使用;我國也不提倡使用)、糖化時可控製的通風,可除去部分麥芽多酚,但或多或少會影響啤酒口味和口味穩定性。

(7)控製好酒花添加時總的酒花多酚物質數量。煮沸結束前應添加多酚物質含量少的酒花製品,避免過多的酒花多酚物質殘留在啤酒中。

(8)徹底的熱凝固物排除,適當的冷凝固物排除,可減少多酚物質數量。

(9)生產低濃度啤酒。

3.采用PVPP降低啤酒中多酚物質含量

啤酒過濾時為了保證啤酒的非生物穩定性,首先應確保未過濾啤酒中的碘值小於0.20,β-葡聚糖含量為150~200mg/L;其次控製好矽藻土過濾時酒液的溫度應在-1~0℃,過濾後清酒的濁度在0.2~0.4EBC,殘留酵母數至少小於5個/L;在此基礎上根據需要在過濾處理環節中采取一定的穩定化處理措施。如果采用回收型PVPP,則需要專門的PVPP過濾機及再生係統,其餘方法都可以在矽藻土過濾之前、矽藻土過濾過程中或矽藻土過濾過程後根據需要適當采用。所以在啤酒進行矽藻土過濾的同時,也能進行啤酒非生物穩定化處理。

PVPP是聚酰胺樹脂,是聚乙烯聚吡咯烷酮的簡稱,具有酰胺鍵,化學分子式為(C6H9NO)n。它的吸附作用是通過PVPP上的酰胺基和多酚物質上的羥基之間形成氫鍵而吸附酒液中的多酚物質。PVPP的單體是水溶性的PVP(聚乙烯吡咯烷酮),PVP在一定條件下交聯聚合,從而形成PVPP。根據聚合度的大小可分為水溶性PVPP、非水溶性的PVPP。現在使用的PVPP是非水溶性的PVPP(相對分子質量大於7×105)。PVPP的酰胺基團空間比尼龍66密集,可形成更多的氫鍵,因此它的吸附能力比尼龍66高4~5倍。PVP能溶於水,與啤酒中的多酚物質結合而析出,但仍有部分PVP殘留溶解於啤酒中無法去除,這就造成了一種不安全感。而PVPP既不溶於水,也不溶於酒精,因而可沉澱;而且它還可再生,重複使用。