浅论啤酒的老化机制

啤酒的老化是由各种风味物质复杂氧化和分解、化合的结果,啤酒老化物质主要是以反二壬烯醛为代表的羰基化合物,其形成过程大都与氧有关。老化在原料、制麦、糖化、发酵、包装过程已经开始,而在成品酒贮存过程中,这些老化前驱物质进一步变化,从而使啤酒风味恶化。以下途径参与了老化味的形成,对啤酒的风味稳定性产生重大的影响。     

啤酒中的羰基化合物来源及形成机理

羰基化合物是啤酒老化物质的主要组成成分,多种羰基化合物会在啤酒贮存过程中增加,并给啤酒带来不同的老化风味。论述了羰基化合物的主要来源（高级醇氧化、氨基酸的Strecker降解、醛醇缩合反应、酒花苦味物质降解、不饱和脂肪酸降解、大马烯酮形成）及相应的形成机理。     

麦芽褐变程度对脂肪酸氧化酶活力的影响

浅色啤酒中的老化味主要来自于糖化过程中脂肪酸氧化酶催化脂肪降解得到的中间产物的氧化。本文研究具有不同褐变程度的特种麦芽的脂肪酸氧化酶。结果显示脂肪酸氧化酶的活力只是在浅色麦芽中表达，在高于60℃的糖化温度和特种麦芽中关拉德反应产物存在条件下都将受到抑制。特别是特种麦芽的添加对脂肪酸氧化酶有很强的抑制能力，对在浅色啤酒中去除老化味有很大的作用。     

啤酒中添加酵母以改善风味稳定性

啤酒贮存期间会出现风味劣化问题。而酵母可以很大程度的降低老化化合物的活性,本研究的目的是验证啤酒再发酵对风味稳定性的影响。研究表明,在成品啤酒中添加酵母几乎可以完全去除老化味;在鲜啤酒中添加酵母,啤酒老化速度会大大延缓。无论是上面发酵还是下面发酵的酵母菌株都有这种效果。显然,在鲜啤酒中添加糖产生二次发酵是没有必要的。测试酵母添加量结果表明,添加1万个／mL酵母细胞时就可以明显减缓啤酒老化的速度,随着酵母细胞浓度的提高,其效果更为显著。     

啤酒老化过程中糠基乙醚的形成途径及合成动力学

本文研究了啤酒老化物质糠基乙醚的形成机理和动力学。在啤酒中，糠基乙醚的主要前驱物是糠醇和乙醇。糠醇在啤酒酿造过程中的产生来源已在先期进行了研究，部分糠醇是在发酵过程中酵母还原糠醛而得的。然而对于绝大多数啤酒而言，大部分糠醇则是和糠醛一起在麦汁煮沸和制麦过程中发生的美拉德反应中合成的。此外，可以肯定的是，糠基乙醚是许多特种啤酒中一种典型的老化物质。     

天然抗氧化剂与啤酒风味稳定性

啤酒灌装后，随着时间的推移风味要不断变化。这些变化包括：板栗味先增加而后降低，甜味和乳脂糖味不断增加，苦味逐渐减少，纸板味不断的形成。纸板味通常被引用为啤酒的老化。醛类物质特别是糠醛的含量，在啤酒储存过程中不断增加。随着数据分析灵敏度的提高。研究人员发现反-2-壬烯醛的形成与啤酒的纸板味密切相关。反-2-壬烯醛的风味阈值较低(0．1μg/L)，啤酒老化后其阈值要高于此值。糠醛的风味阈值相当高(150mg/L)，但它对啤酒风味的影响不是很明显，其含量的多少与啤酒老化的程度有一定的相关性。其它一些羰基化合物风味阈值也比较低，会给啤酒带来一定的苦味、醛味。这些羰基化合物包括顺式-庚烯醛(0．3-0．5μg／L)，反式辛烯-2-醛(0．3-0．5μg/L)，正癸醛(5—7μg/L)，反-2-癸醛(1．0μg/L)，9-十-碳烯醛(1．5μg/L)，10-十一碳烯醛(3．5μg/L)，正十二烷醛(4μg/L)以及正-十一醛(3．4μg/L)。这些化合物与反-2-壬烯醛共同形成了啤酒的老化、纸板风味。     

啤酒老化过程中4-乙烯基愈创木酚的降解和罗布麻酚与香草醛的形成

研究了啤酒老化过程中4-乙烯基愈创木酚（4VG）的降解,并鉴定了4VG的降解产物。在强制老化后的啤酒模拟溶液和自然老化的啤酒中,通过GC-MS和HPLC—ECD分析技术鉴定了香草醛和罗布麻酚这两种化合物,二者总共占4VG减少量的85％,且只有当瓶子顶部空间存在大量氧气时才能检测到香草醛。罗布麻酚[4-（1-羟乙基）-2-甲氧基苯酚】被证明是4VG主要的降解产物,并且它的形成与啤酒pH值密切相关。由于罗布麻酚和香草醛都有明显的类似香草的香味,所以啤酒老化过程中4VG的减少可能表明啤酒的风味由新鲜特种啤酒类似丁香的风味转变成了老化特种啤酒更甜、更类似香草的风味。     

影响啤酒风味稳定性的物质及其控制

该文试论几种主要的羰基化合物的形成、变化和对啤酒风味的影响。经实验证明反－２－壬烯醛、呋喃醛、２－甲基醛等与老化味存在着直接关系。论述了氧在老化反应中所起的作用,以及提高啤酒的风味稳定性,应采取的工艺措施。     

啤酒贮存期间pH对风味老化的影响

通过设计一个模型试验,快速调整、降低啤酒的 pH 值,然后分析其在贮存期间化学萤光产物的升高,异律草酮和原花色素的降解。通过感官测试表明:添加 HCl 到新鲜的啤酒中,在贮存期间会加快啤酒风味老化;但是,添加 HCl 到贮存过的啤酒中,啤酒风味老化现象并没有明显加快。因此,可以认为:啤酒风味老化的加快,并不完全取决于啤酒 pH 值的降低。在降低 pH 值条件下,醛类物质从老化风味——醛类氧化物中解离出来。基于这样一个事实,说明降低啤酒 pH值,在啤酒贮存期间,加快了风味老化反应、自由基反应。     

啤酒醛类化合物的测定及其在老化味研究中的应用

建立了顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（HS—SPME—GC—MS）结合邻一五氟苄基羟胺（PFBHA）衍生以测定啤酒中与老化味相关的13种醛类化合物的方法。样品前处理采用衍生试剂直接加入啤酒样品中，插入SPME装置，一步完成衍生和萃取过程。GC—MS分析采用选择离子模式（SIM）并以内标法定量，所建方法的定量重复性较好，样品的RSD在2．5％～19．5％之间；回收率在55．3％～108．8％之间。应用该方法进行醛类化合物与啤酒老化味关系的研究表明：室温贮存与37℃强制老化过程中啤酒的醛类化合物均随时间的延长而增加，室温贮存时苯乙醛与异丁醛的增长率最为明显，而在37℃贮存时糠醛的增幅迅速增加，增长率排序依次为糠醛、苯乙醛与异丁醛。贮存温度对啤酒醛类的变化有显著影响，随温度升高，醛类化合物含量的增长率明显加快，糠醛对贮存温度最为敏感。为评价醛类化合物对老化味的影响，在新鲜啤酒中定量添加各种醛的感官品评结果表明3-甲硫基丙醛与啤酒老化味的相关性最强。     

麦芽中的风味物质及其对啤酒质量的影响

啤酒的风味物质主要来自原料和发酵过程的酵母代谢产物。麦芽是酿制啤酒的主要原料，麦芽中的风味物质对啤酒质量有重大的影响。从麦芽中已检出有120多种香气成分，这些成分主要是从麦芽制造的发芽和干燥两个过程中形成。其途径为：（1）、氨基酸和还原糖的美拉德反应（MallardReaction）；（2）、不饱和脂肪酸的酶降解作用和化学氧化作用；（3）、前驱物的热降解作用。一、由美拉德反应形成的风味物质此反应主要是在麦芽制造的最后工序，即绿麦芽干燥的过程中产生的。参加反应的氨基酸和还原糖由原料中的蛋白质和淀粉经过酶的分解作用而生…     

美拉德和焦糖化产物对下面发酵啤酒氧化反应的影响

通过向下面发酵啤酒加入焦糖色（三级）或黑啤司陶特（stout）来评价美拉德产物（类黑精）和着色焦糖化产物对下面发酵啤酒风味稳定性的影响。利用自旋捕集剂和电子自旋共振法（EsR）检测，发现添加焦糖色或司陶特的下面发酵啤酒形成自由基的迟滞时间缩短了，同时亚硫酸盐的含量也有所降低。在Fenton反应引发的形成自由基模拟体系中，焦糖色增加了自由基含量，而司陶特却降低了自由基的含量，但不少于下面发酵啤酒。在30℃暗光下将分别混有焦糖色和司陶特以及无添加物的下面发酵啤酒进行贮存实验，观察到焦糖色和司陶特对下面发酵啤酒的强氧化影响。随着贮存时间的增加，啤酒的ESR迟滞时间直线缩短，同时啤酒中的亚硫酸盐含量成指数降低。     

老化醛类对啤酒风味的影响与控制

在啤酒贮存过程中,原有的香味和口味将发生变化,逐渐产生“老化味”,其中以类似纸板味的反-2-壬烯醛是啤酒老化味的典型代表.这些氧化反应主要集中于低碳脂肪醛和长链不饱和脂肪醛等羰基化合物,通过控制老化醛的产生和氧化是提高啤酒新鲜度的重要途径,酿造者们对啤酒老化醛的来源、形成机理和控制途径进行了深入的研究.     

麦芽中的风味物质

啤酒的风味物质主要来自原料和发酵过程的酵母代谢产物。麦芽是酿制啤酒的主要原料,麦芽中的风味物质对啤酒质量有重大的影响。已检出120多种香气成分,主要是从麦芽制造的发芽和干燥两个过程中形成,其途径为:1、氨基酸和还原糖的美拉德反应(MaillardReaction)。2、不饱和脂肪酸的酶降解作用和化学氧化作用。3、前躯物的热降解作用。     

优化TBA法量化啤酒老化风味特性的研究

从羰基化合物TBA法和老化物质角度，结合PUNISH方法，酒体在37．0℃分别贮存7天、14天、21天、28天、35天后分析ATBA值，量化啤酒老化程度和趋势，通过数学统计与感官品评、自然贮藏综合分析，量化了老化评价方法；优化TBA法能较好反应啤酒的老化情况，具有较高的相关性，定量效果良好。同时，利用该方法还研究了酒体老化过程中风味物质的变化情况。     

美拉德反应对啤酒风味的影响研究进展

美拉德反应产物的产生和降解贯穿啤酒生产整个过程,美拉德反应产生的风味物质是啤酒风味的重要组成部分,这些化合物的存在赋予了啤酒不同的风味特点。该文综述了具有风味特征的美拉德反应产物（包括含氮杂环、含氧杂环及醛类物质）对啤酒气味的影响、这些物质在啤酒加工过程中的动态变化,以及加工条件对这些物质生成的调控研究现状,旨在从美拉德反应入手,挖掘提升啤酒风味品质的新方法与新工艺。     

羟基苯乙烯酸中4-乙烯基和4-乙烷基衍生物的形成过程：啤酒中挥发性酚类风味化合物的出现和酿酒酵母间Pad1-活性的分配

本文研究了不同类型的啤酒中羟基苯乙烯酸和挥发性酚类物质的形成过程，描述了4-乙烯基愈疮木酚对上面发酵啤酒整体风味的贡献大小，分析了不同啤酒中羟基苯乙烯酸（游离和酯键结合）和挥发性酚类含量的显著差别。不同类型啤酒中挥发性酚类含量的可变性可以通过Pad1^＋显型的高频来解释，我们同时观察了上面发酵酵母菌株间Pad1的活力变化情况。热量与酶促脱羧作用间的相对重要性可以用来说明下面发酵和上面发酵啤酒间的差别。关于啤酒中挥发性酚类的含量水平优化，选择一株适合的酿造酵母菌株是使啤酒具有酚味的最重要方法。假如在酯键键合形式下啤酒中仍然含有大量的羟基苯乙烯酸，可以通过提高糖化过程中酚味前体物质的酶促释放来大大增强麦汁中的潜在酚味。     

麦芽褐变程度对脂肪酸氧化酶活性的影响

浅色啤酒风味稳定性的改变通常是由于在糖化过程中脂肪酸氧化酶催化脂质降解的申间产物的氧化反应引起的。本文研究了不同褐变程度的麦芽时脂肪酸氧化酶活性的影响。研究结果表明，脂肪酸氧化酶活性只存在于浅色麦芽中，受高于63℃的糖化温度和特种麦芽中关拉德反应产物的影响。尤其是，当浅色麦芽中添加特种麦芽时．能够强烈抑制脂肪酸氧化酶的活力、降低着色潜力．可以有效地降低浅色啤酒老化风味的出现。     

广式腊肠挥发性风味物质的形成机理及贮存与蒸煮的影响

采用顶空固相微萃取技术(SPME)结合气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分离鉴定广式腊肠挥发性风味物质,研究贮存和蒸煮对挥发性风味物质的影响;广式腊肠中共鉴定出挥发性风味物质52种,其中烘烤结束时为32种,贮存1个月时为37种,蒸煮后为42种。在鉴定的化合物中主要以醇类、酯类和醛类物质为主。试验结果表明:风味形成的主导因素为曲酒的添加及脂质的降解与氧化,氨基酸降解、微生物和美拉德反应的作用为辅助因素。贮存和蒸煮可促进广式腊肠风味形成,其中贮存主要影响来源于脂质降解和氧化的风味物质,蒸煮主要影响来源于氨基酸降解和美拉德反应的风味物质。     

从羟基苯乙烯酸生成的4-乙烯基和4-乙基衍生物——啤酒中挥发性酚类风味化合物的形成及酿造酵母Padl活性的分类

本文研究了羟基苯乙烯酸的出现和不同啤酒类型中的挥发性酚类，揭示了4-乙烯基愈创木酚对上面发酵啤酒整体香味的贡献。研究表明，不同啤酒中羟基苯乙烯酸和挥发性酚类的含量有明显的差异。不同品种、不同类型啤酒间挥发性酚类含量的变化可以解释为：上面发酵酵母Padl高度的阳性表现及Padl的活性变化。热力学对酶脱羧反应的作用不言而喻，这也解释了上面发酵啤酒和下面发酵啤酒的区别所在。关于啤酒中挥发性酚类的最佳含量，选择合适的酿造酵母菌株至关重要，它是啤酒产生酚类风味的重要措施。需要考虑的是，大量的羟基苯乙烯酸常以结合酯的形式存在于啤酒中。在糖化过程中，加速酶促反应，以释放这些酚类风味物质的前体物质，能在很大程度上提高麦汁中潜在的酚类香味。