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啤酒多酚的影响与控制

2008-06-04 10:31 酿酒科技
一、啤酒多酚的来源 1.麦芽及大麦、小麦等辅料 成品啤酒中的多酚约有70%80%来源于麦芽,麦芽多酚约占麦芽干重的0.1%0.3%,主要存在于麦皮和糊粉层中,少量存在于胚乳中,包括花色苷、儿茶酸等。一般同品种蛋白质含量越低、麦皮越厚的大麦,多酚含量越高。麦皮多酚具有

一、啤酒多酚的来源 

     1.麦芽及大麦、小麦等辅料

     成品啤酒中的多酚约有70%—80%来源于麦芽,麦芽多酚约占麦芽干重的0.1%—0.3%,主要存在于麦皮和糊粉层中,少量存在于胚乳中,包括花色苷、儿茶酸等。一般同品种蛋白质含量越低、麦皮越厚的大麦,多酚含量越高。麦皮多酚具有强烈的刺激味和苦味。麦芽多酚含量与大麦品种、地区、收获季节、发芽工艺,以及麦芽溶解度均有一定的关系。

     2.啤酒花

     酒花中含4%—10%的多酚物质,是一类非结晶混合物,它几乎仅存于苞叶和花轴中。酒花多酚由20%的可水解物质和80%的可缩合物质组成。酒花多酚含量及其组成,与品种、产地、贮存条件等因素有关。一般低苦味的香型酒花含有较高的单宁类多酚。酒花多酚较麦芽多酚聚合度高,在啤酒酿造过程中更易发生反应,最终在啤酒中有少量残留。

     二、啤酒多酚的组成及其对啤酒风味和质量的影响、作用

     1.单酚及小分子多酚

     主要有酚酸化合物、花色素原物质、黄酮醇类化合物、儿茶酸类化合物等。它们具有一定的还原性,是啤酒抗老化的主要物质之一。如酚酸化合物,主要是与氧自由基作用。如果它们的含量很高,也会聚合成大分子造成啤酒混浊或沉淀。其中,黄酮类化合物是具有消除人体自由基功效的生物活性剂,有助于心脑血管疾病的辅助治疗,但黄酮醇也易氧化聚合造成非生物混浊。此类多酚含量过低,啤酒口味寡淡,啤酒抗老化能力和营养功效会大大降低。因此,啤酒中应保留一定量的小分子多酚,以保持啤酒的醇厚性和丰满感。

     2.单宁类物质

     由分子量为500—3000的酚类组成,能与蛋白质结合生成沉淀并析出,降低了麦汁和啤酒中高分子氮的含量,有利于啤酒的非生物稳定性,但沉淀能力随聚合度的提高而有所下降。此类多酚也有发生氧化、聚合的倾向。

     3.聚酚

     由分子量在3000以上的聚酚组成,属非单宁类化合物,其本身就可以聚合并沉淀。此类多酚是啤酒氧化反应的底物,能促进啤酒的老化,其多量存在会使啤酒口感变得粗糙、苦涩,还会加深啤酒色泽。

     综上所述,多酚在啤酒酿造过程中的作用主要表现为:

     (1)清除自由基OH(使DPPH表现为提高)。

     (2)螯合金属离子(Cu2+、Fe2+)。

     (3)抑制脂肪氧合酶(LOX)的作用。

     (4)保护酶的活性作用部分不被自由基损害或干扰其作用,有利于浸出率的提高。

     (5)增加酿造过程的中间产品的抗氧化能力(使麦汁和啤酒的TBA表现为稳定或略有降低)。

     (6)可改善麦汁和啤酒的过滤性能。

     (7)抑制劣化醛的生成,有利于啤酒的风味稳定性。

     (8)氧在老化啤酒中有60%—65%进入多酚,参与多酚氧化聚合;有5%进入异α-酸,形成氧化裂解产物;只有30%—35%进入挥发性羰基化合物改变啤酒风味,这就意味着多酚的存在将分担大部分氧的消耗。

     (9)与蛋白质结合形成“冷混浊”或“永久混浊”,不同程度地影响着啤酒非生物稳定性。

     (10)是啤酒的风味物质之一。如低分子多酚,能赋予啤酒一定的醇厚性和杀口力,不至于淡薄无味。但氧化了的高分子多酚,会导致啤酒生硬粗糙、苦味加重。

三、啤酒多酚的一些性质

     1.氧化还原性

     多酚在氧化剂存在时被氧化成醌类化合物。此醌类十分活跃,可直接氧化高级醇和脂肪,形成劣味醛,加速啤酒老化,与氨基酸聚合和缩合可形成类黑素。

     2.聚合性

     多酚在氧、金属离子等催化下易发生聚合。这些物质会进一步与蛋白质结合。通常以聚合指数(P.I.)表示多酚聚合物的组成情况,P.I.为总多酚物质和花色苷之比值。低聚合指数的麦芽具有高的还原力。

     3.呈色反应

     利用此性质可对多酚进行定性和定量分析,即多酚物质与铁盐结合后形成红色络合物。

     4.酸碱性

     多酚物质具有弱酸性,酸性主要由苯环的影响而产生。苯环上不同的取代基对酚的酸性产生影响。多酚可以与强碱反应形成酚盐,溶液pH越高,越有利于多酚溶出。

     四、啤酒生产过程中多酚的变化

     1.制麦发芽过程中,随着胚乳中其它物质的分解,可溶性多酚物质也相应增加。多酚物质的浸出率与麦芽溶解度是平行的。

     发芽水分越大,温度越高,麦层中CO2含量也越高。相应地,单宁和花色苷含量也越高。较长的发芽时间和较低的发芽温度;较短的浸麦周期和较高的浸麦温度,以及发芽最后几天的限制通风,都会导致多酚增加。酚酸类存在于谷皮中,对发芽有抑制作用,浸麦时被浸出,有利于发芽和啤酒风味。

     焙焦过程中,总多酚和花色苷物质含量增加。高温焙焦有利于钝化多酚氧化酶,焙焦温度越高,P.I.越低,麦汁还原力越高,同时会产生类黑精物质。

     2.糖化过程中随蛋白质的分解和浸出物的溶出,多酚得以游离。单个的多酚并不会形成沉淀,但单宁类物质在较高的温度(50℃以上)下会发生氧化、聚合,并很快与蛋白质以共价键结合形成永久沉淀。煮沸过程添加酒花后,麦汁多酚含量会增加,接着因沉淀而减少。同时,多酚氧化聚合使麦汁色泽上升。当然,多酚含量受糖化方法影响。一般认为,煮出法比浸出法要低。

     3.发酵过程中,多酚会随着基质温度的下降、pH的降低和酵母的凝聚沉淀而析出,总还原物质基本保持不变,但仍有部分多酚与蛋白质结合成复合物,尤其是分子量为500—1000的类单宁物质,为后期成品啤酒混浊积累了物质基础。