淺談啤酒質(zhì)量問(wèn)題的成因及解決途徑

淺談啤酒質(zhì)量問(wèn)題的成因及解決途徑

啤酒是目前最受歡迎的飲料之一。它的質(zhì)量與小麥芽、水、酒花和啤酒發(fā)酵母株密切相關(guān)。其中,酵母菌種的優(yōu)劣對(duì)啤酒質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用,可以說(shuō)是啤酒的靈魂。使用優(yōu)良啤酒酵母在工藝中解決沉淀、口味及色澤變化、風(fēng)味老化等問(wèn)題是啤酒生產(chǎn)中的一大技術(shù)突破。1優(yōu)秀啤酒創(chuàng)始人的特性1.1良好的發(fā)芽能力能縮短發(fā)酵時(shí)間,提高效率;具有良好的合成麥芽糖和麥芽三糖滲透酶的能力;可利用麥芽糖和麥芽三糖進(jìn)行發(fā)酵;能利用糊精使之分解。1.2添加蛋白質(zhì)和葡聚糖酶蛋白質(zhì)和葡聚糖是引起啤酒混濁沉淀的兩種重要物質(zhì),優(yōu)良的啤酒應(yīng)能產(chǎn)生蛋白酶和葡聚糖酶使原料中的蛋白質(zhì)和葡聚糖分解,從而減少混濁沉淀的生成,有助于過(guò)濾和提高啤酒的穩(wěn)定性。1.3嚴(yán)格控制具有較強(qiáng)的對(duì)低溫、壓力、高濃度酒精和麥汁濃度的耐受性。1.4適當(dāng)?shù)哪m當(dāng)?shù)哪?有利于實(shí)施連續(xù)化發(fā)酵,可達(dá)到較高的發(fā)酵度、沉淀堅(jiān)實(shí)、易于分離。1.5冷炭腐敗之不良中的對(duì)比啤酒中的雙乙酰含量達(dá)0.1mg/kg以上時(shí),便會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似冷飯腐敗之不良?xì)馕?off-flavor),啤酒的爽快感消失。如酵母能產(chǎn)生-乙酰乳酸脫羧酶,則可使雙乙酰的前驅(qū)物α-乙酰乳酸快速轉(zhuǎn)化為3-羥基-2-丁酮,并可縮短儲(chǔ)酒時(shí)間。1.6穩(wěn)定具有較強(qiáng)的抗變異能力,可連續(xù)多代發(fā)酵而對(duì)發(fā)酵度、發(fā)酵速度、酒的風(fēng)味等指標(biāo)明顯影響。1.7抗嗜毒作用可產(chǎn)生殺手因子(Killerfactor,又稱(chēng)為嗜殺毒素)或具有抗嗜殺酵母(Killeryeast)的作用。這樣,可抵抗各種雜菌的污染。1.8繁殖迅速酵母細(xì)胞能很快進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。1.9比表面更優(yōu)良的酵母細(xì)胞長(zhǎng)短軸之比一般為1.1～1.3∶1,體積大小在100～160μm3。2改進(jìn)啤酒發(fā)酵母的方法2.1高效的uv-c照射和se-ovi電泳從自然界直接分離篩選耐高濃度乙醇酵母是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的途徑。Ernandes從粗循環(huán)酵母樣品中分離得到兩株酵母菌Et-2和Et-4,可利用35%的糖漿發(fā)酵,產(chǎn)生高達(dá)18.5%(V/V)的乙醇。A-likhangan用UV照射和EDS誘變S.oviformis,使酵母細(xì)胞的乙醇耐受性從14.1%提高到17.5%。賀家明等人以最低致死酒精濃度為篩選工具,用20萬(wàn)倫琴的射線處理嘉士伯酵母(S.carlsbergensis)后,再經(jīng)UV處理3min,經(jīng)多次分純,使酵母耐糖度從24°提高到28°,耐乙醇從8.25%(/)提高到9.45%(m/m)、發(fā)酵度從14°P提高到18°P,且性能穩(wěn)定。此外,此途徑還可提高酵母對(duì)糖的利用。麥汁中的糖類(lèi)主要為麥芽糖和麥芽三糖,而啤酒酵母S.cerevisiae和S.uvarum對(duì)糖的攝取順序?yàn)檎崽?gt;葡萄糖>果糖>麥芽糖和麥芽三糖,且葡萄糖會(huì)抑制麥芽糖和麥芽三糖之?dāng)z取,這是因?yàn)槠咸烟悄芤种汽溠刻呛望溠咳堑妮斔兔傅幕钚浴?.2菌株誘導(dǎo)配體采用強(qiáng)迫交配法Castillo用對(duì)7%(V/V)乙醇敏感的酵母LS2和可在12%(V/V)乙醇中生長(zhǎng)的酵母LA1進(jìn)行雜交,獲得的LS5、6C雜交株可產(chǎn)生14.11%(V/V)的乙醇。采用強(qiáng)迫交配法(Raremating)可育成抗嗜殺酵母的啤酒酵母。強(qiáng)迫交配法指非交配型菌株(如非整倍體和多倍體)在高密度狀態(tài)下與單倍體菌株交配。嗜殺酵母的細(xì)胞質(zhì)中帶有嗜殺因子,該因子為存在于Saccharomyces屬的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的雙股RNA,它可殺死其它種屬酵母。通過(guò)強(qiáng)迫交配法將嗜殺酵母的嗜殺因子導(dǎo)入啤酒酵母的細(xì)胞中,使啤酒酵母具有嗜殺因子,則可防止其它酵母菌株的污染。2.3tj1和am12的融合克服了雜交法不易交配及產(chǎn)孢的局限,加之啤酒酵母多為多倍體或非整倍體,故用此法很適于啤酒酵母的改良。日本三井造船株式會(huì)社用具有絮凝性,可生成約11%乙醇的TJ1菌株與具有耐高溫、耐乙醇、無(wú)絮凝的N1菌株進(jìn)行融合,獲得的融合株AM12具有雙親特性,可生成20%的乙醇,發(fā)酵速度比N1快一倍。朱文深研究,用此法育成的融合株1400具有分解糊精的能力,可比雙親產(chǎn)生更高濃度的乙醇。用此法培育的啤酒酵母菌株在含有葡萄糖的培養(yǎng)基中,具有最佳的發(fā)酵力,且具有很強(qiáng)的耐壓、耐熱特性。缺點(diǎn)是啤酒風(fēng)味不佳,仍需進(jìn)一步改良。2.4利用基因、私家車(chē)的dna改造利用此技術(shù)從生物體內(nèi)提取出所欲表達(dá)的基因或人工合成的DNA,接入到適當(dāng)?shù)妮d體上,再轉(zhuǎn)入啤酒酵母細(xì)胞中,使遺傳物質(zhì)重新組合,可極大地改良啤酒酵母。2.4.1啤酒酵母met10基因雙乙酰是一種對(duì)啤酒風(fēng)味不利的物質(zhì),芬蘭VTT公司成功地將細(xì)菌Klebsiellaterrigena的α-乙酰乳酸脫羧酶基因移入啤酒酵母細(xì)胞中,此酶可將乙酰乳酸脫羧化以防止雙乙酰的生成,并縮短成熟期。啤酒酵母的MET10基因是編碼一種亞硫酸鹽還原酶所必須的多肽,該酶催化亞硫酸鹽分解。利用基因工程使酵母菌株的MET10基因失活,便可在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生較多的亞硫酸鹽和二氧化硫,可防止啤酒風(fēng)味物質(zhì)的氧化和減少混濁沉淀現(xiàn)象的發(fā)生將桑蠶的能消除自由基的基因轉(zhuǎn)移到啤酒酵母細(xì)胞中,可有效地清除啤酒中的自由基,提高啤酒的風(fēng)味。2.4.2防止野生酵母的污染野生酵母的污染會(huì)影響啤酒的生物穩(wěn)定性,也會(huì)帶來(lái)異味。因此,在啤酒釀造中,防止野生酵母的污染至關(guān)重要。Ymashita等人成功地將嗜殺酵母的基因轉(zhuǎn)移到啤酒酵母中。嗜殺啤酒酵母能抑制發(fā)酵過(guò)程中野生酵母的生長(zhǎng),凈化發(fā)酵系統(tǒng)。2.4.3基于葡聚糖功能的啤酒酵母選育具有分解葡聚糖能力的啤酒酵母可以提高啤酒的穩(wěn)定性。Hinchliffe成功地將B.subtilis的葡聚糖酶基因轉(zhuǎn)移到啤酒酵母中,獲得了具有分解葡聚糖能力的啤酒酵母。缺點(diǎn)是菌株的葡聚糖酶的活力較低,其原因主要是因?yàn)樵撁笧榘麅?nèi)酶;另一方面,B.subtilis的基因不能在酵母細(xì)胞中有效地表達(dá)。Meaden等人成功地用B.subtilis克隆了具有分解葡聚糖功能的啤酒酵母。Pentlila等人則成功地將真菌的葡聚糖藏歷克隆而獲得一株具有較強(qiáng)的分解葡聚糖能力的改良啤酒酵母,該菌株可顯著地降低葡聚糖帶來(lái)的危害,對(duì)啤酒質(zhì)量無(wú)任何影響。2.4.4啤酒酵母的改良Innis等人成功地構(gòu)建成能夠產(chǎn)生分解糊精的胞內(nèi)糖化酶的啤酒酵母菌種,該菌株可以分解麥汁中的殘余的糊精。Amanda等人通過(guò)對(duì)克隆糖化酶基因的研究證實(shí)了即使不需要高表達(dá)的啟動(dòng)子,也可以產(chǎn)生具有足夠量糖化酶活力的啤酒酵母菌株,此菌株可分解麥汁中70%的糊精。目前正在研究開(kāi)發(fā)的酵母菌株還有:增加乙酸乙酯含量的菌株、硫化氫含量低的菌株、耐高溫菌株、改善啤酒泡沫性能的菌株、無(wú)醇啤酒菌株、抗老化菌株和類(lèi)膽固醇含量高的菌株等。遺憾的是,目前的研究只局限于改良啤酒酵母的某一方面性狀,而不能同時(shí)改良啤酒酵母的幾個(gè)