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啤酒中的硫化氫

作者: 發布時間:2022-03-28 11:46:57點擊:13

硫化氫是啤酒中主要的硫化物之一,對啤酒風味影響很大,其味閥值也更低(為5PPm)。硫化氫對啤酒風味的影響具有雙重作用,即微量存在時,可構成啤酒風味的特殊風格,過量則表現出不利于啤酒的口味。

1.硫化氫的主要來源

啤酒中的硫化物,部分來源于原料,在麥芽制造和麥汁制備過程中也可能形成部分揮發性硫化物(主要以硫化氫為主),但這些硫化物在麥汁煮沸過程中絕大部分被蒸發從而除去。麥汁中含有的非揮發性有機硫化物,包括含硫氨基酸、生物素、硫胺素和含硫的蛋白質、肽類等,其總含量約為5Omg/L。

啤酒中的揮發性硫化物大都是在發酵過程中形成的。酵母對硫化物的代謝作用首先利用有機硫化物,在可代謝的有機硫化物存在下,硫酸根離子很少被利用,因為無機硫的攝人需要能量和氮源。

2.硫化氫的形成

酵母對含硫氨基酸的分解

啤酒中的大部分硫化氫主要來自酵母對含硫氨基酸(半恍氨酸)及硫酸鹽和亞硫酸鹽的同化作用及酵母合成蛋氨酸受抑制時的中間產物。

酵母利用硫酸鹽形成

硫酸鹽進人酵母細胞后,在ATP-硫酸化酶的催化下,首先被三磷酸腺甘活化,經過一系列酶促反應后,變為亞硫酸鹽。亞硫酸鹽是中間產物,進一步被亞硫酸鹽還原酶還原后,形成硫化氫。蛋氨酸對ATP一硫酸化酶和亞硫酸鹽都有抑制作用,從而限制了硫酸鹽的分解。泛酸對亞硫酸鹽還原酶也有抑制作用。

半恍氨酸的分解作用形成H2S

麥汁中大部分硫化氫系來自酵母對硫酸鹽的同化作用,含半恍氨酸的量比較少。半脫氨酸被酵母的半恍氨酸脫硫基酶催化分解為硫化氫,蛋氨酸對半恍氨酸脫硫基酶有抑制作用,從而影響半恍氨酸的分解作用。因麥汁中的半恍氨酸絕大部分在麥汁煮沸時被裂解,留在冷麥汁中的數量是極少的,所以半恍氨酸的分解作用并非硫化氫的主要來源。

3.影響硫化氫形成的因素

酵母菌種的影響

不同酵母的硫化氫產率也不一樣,下面酵母的硫化氫產率遠高于上面酵母。生產上可通過變異的方法選育形成硫化氫少的菌株。同時在酵母代謝過程中,硫化氫的產率與酵母代謝活性是相平行的,酵母生長率愈高,硫化氫的產率也愈高。

麥汁組分

泛酸可以從兩方面抑制硫化氫的生成,首先它直接抑制亞硫酸鹽還原酶,其次它是蛋氨酸生物合成的輔因子,所以也能間接地抑制硫化氫的生成。因此麥汁中應含有足夠的泛酸,以保證酵母生長的需要及蛋氨酸的生物合成。但一般說來,麥汁中泛酸的含量是足夠的。

制麥與糖化階段應嚴格防止蛋白質分解過度,因為麥汁中蛋氨酸的會抑制ATP-硫酸化酶,所以能限制硫酸鹽利用,而且蛋氨酸還能阻遏亞硫酸鹽還原酶及半胱氨酸脫巰基酶。

蘇氨酸、甘氨酸和其他一些氨基酸能抑制蛋氨酸的合成,所以它們的存在會導致產生較多的硫化氫。

半胱氨酸作為半胱氨酸脫巰基酶的作用基質能刺激硫化氫的生成,而且它能誘導ATP-硫酸化酶,所以增加了硫酸鹽的利用,促進硫化氫的生成。

即便麥汁中的氨基酸成分恒定,發酵時蛋氨酸也會很快被消耗,剩下相對多量的其他氨基酸,也將抑制蛋氨酸的合成,激發硫化氫的形成。金屬離子對硫化氫的生成也有影響,一般認為銅和鋅離子增加硫化氫的形成。

發酵的影響

發酵初期,由于蛋氨酸的存在可以抑制硫化氫的生成。當麥汁發酵至發殘糖為50Bx時,硫化氫的生成量更高。當發酵繼續進行,其它氨基酸也被消耗掉時,硫化物的形成率又下降。

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4.降低硫化氫含量的措施

麥汁中的含硫氨基酸多來自麥芽,如采用輔助原料取代部分麥芽,可以減少啤酒中硫化氫的含量。

  • 過去人們都認為采用銅制的麥汁煮沸鍋和管道,制出的啤酒風味好。實踐證明,麥汁中含有銅離子,所制啤酒中的H2S含量的確低。但是銅離子對啤酒風味穩定性的危害也是嚴重的,人們還是不愿在麥汁中含有過多的銅離子。

  • 冷、熱凝固物分離完全的麥汁,硫化物含量減少,發酵時可以減少硫化氫的生成。

  • 低溫或低接種量的緩慢發酵,可以減少H2S的生成量。

  • 貯酒時添加的高泡酒中往往帶有較多的硫化氫。

  • 在發酵完畢時,添加抗氧化劑如亞硫酸鹽,或采用以50℃滅菌的貯酒容器,都易引起生成較多的H2S。

  • 用磷酸活化酵母泥,雖能消除大部分污染細菌,但也容易改變酵母細胞壁的滲透性,使硫酸鹽易進人細胞內而被利用,促進了H2S的生成。

  • 貯酒期中,伴隨著大量CO2的排放,可將大部分揮發性的H2S隨之排除。一般說,啤酒中H2S的最后含量可控制在0~lOUg/L的范圍內。但污染了雜菌(大腸菌群、發酵單胞菌等)的麥汁,會使啤酒含有多量的硫化氫。

  • 啤酒經過殺菌,特別是延長殺菌時間,會使H2S大量增加,甚至超過濾酒后H2S含量的1倍,以致使殺菌啤酒又出現不成熟的啤酒味感。但經過一段時間的放置,H2S濃度會逐漸消失至未殺菌前的濃度或更低一些。

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