一款黑蒜風(fēng)味啤酒的釀制工藝研究

袁磊　馮磊

摘? ?要：以黑蒜浸泡液為風(fēng)味物質(zhì)，對(duì)黑蒜風(fēng)味啤酒的釀制工藝進(jìn)行了研究，采用單因素實(shí)驗(yàn)法和正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)工藝條件進(jìn)行選優(yōu)。結(jié)果表明，黑蒜添加量為5%，選用M4酵母，在主發(fā)酵時(shí)添加效果最好。所得啤酒風(fēng)味評(píng)分達(dá)94分，有黑蒜特有的風(fēng)味，色澤黑亮，酒精度適中，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)都已到達(dá)啤酒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。

關(guān)鍵詞：黑蒜;酵母;麥芽;主發(fā)酵;正交實(shí)驗(yàn)

啤酒生產(chǎn)有著悠久的歷史，自公元8世紀(jì)以來(lái)，德國(guó)釀酒人員確定將大麥麥芽作為啤酒釀造的主要原料，并早在1516年制訂了啤酒純凈法[1]。受到德國(guó)的影響，世界上大多數(shù)啤酒的主要原料都是大麥麥芽。啤酒是一種世界性飲料，啤酒飲料分布在世界各國(guó)，是世界最大的酒種。啤酒的蛋白質(zhì)和碳水化合物在加熱和酶的作用下可以轉(zhuǎn)化成容易消化吸收的形態(tài)，其中，蛋白質(zhì)幾乎完全可以被人體吸收及利用，因此1971年，國(guó)際營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)把啤酒列為營(yíng)養(yǎng)食品[2]。在德國(guó)，甚至有些醫(yī)生把啤酒列入病人膳食中[3]。

黑蒜，又稱(chēng)發(fā)酵黑蒜，是通過(guò)洗滌、酶促、成熟和干燥新鮮大蒜獲得的大蒜產(chǎn)品。黑蒜的制備過(guò)程包括酶促反應(yīng)和非酶促褐變反應(yīng)，非酶促褐變反應(yīng)包括美拉德反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)、VC氧化分解反應(yīng)等[4]。如今，大蒜市場(chǎng)主要是銷(xiāo)售原料及其初級(jí)加工產(chǎn)品，產(chǎn)品的附加值不理想，大蒜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到很大影響。黑蒜柔軟甜美、口感好，相比生蒜的強(qiáng)烈辛辣和難聞的氣味更容易讓人接受。

在啤酒釀造工藝的基礎(chǔ)上，添加具有保健功能的物質(zhì)，生產(chǎn)出的保健型啤酒兼具啤酒和保健功能的特點(diǎn)，風(fēng)味獨(dú)特，日益受到研發(fā)者和消費(fèi)者的關(guān)注。本實(shí)驗(yàn)以黑蒜浸泡液為風(fēng)味添加物，對(duì)黑蒜風(fēng)味啤酒的釀制工藝進(jìn)行了探討。

1? ? 材料與方法

1.1? 材料

（1）原料：山東金鄉(xiāng)優(yōu)質(zhì)黑蒜;澳洲優(yōu)質(zhì)麥芽;酒花;M4，M2，U5啤酒酵母。

（2）儀器與設(shè)備：高溫蒸汽滅菌器;恒溫鼓風(fēng)干燥箱;恒溫培養(yǎng)箱;電子天平;雙乙酰蒸餾裝置;酒精濃度計(jì)。

1.2? 試驗(yàn)方法

1.2.1? 黑蒜風(fēng)味啤酒的釀造工藝流程

麥芽→粉碎→投料→蛋白質(zhì)休止→糖化→過(guò)濾→煮沸→冷卻→滅菌→接種→主發(fā)酵→熱處理→過(guò)濾→后發(fā)酵→殺菌→成品。

1.2.2? 黑蒜風(fēng)味啤酒質(zhì)量指標(biāo)的檢測(cè)方法

（1）測(cè)定酒精度：溫度在20 ℃時(shí)，以酒精水溶液與同體積純水質(zhì)量之比求得相對(duì)密度，由此得到試樣中酒精含量的百分比，即酒精度，以%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）表示。

（2）測(cè)定總酸：使用酸度計(jì)，用0.1 mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定樣品，滴定至pH=9.0作為終點(diǎn)，由NaOH的消耗量來(lái)計(jì)算啤酒總酸。

（3）測(cè)定雙乙酰：鄰苯二胺與雙乙酰作用生成2，3-二甲基喹喔林，2，3-二甲基喹喔林的鹽酸鹽在波長(zhǎng)335 nm下呈現(xiàn)出一吸收峰，根據(jù)峰值大小能夠確定雙乙酰量，用作定量解析。

（4）感官評(píng)定：選擇5名啤酒感官評(píng)分人員組成評(píng)分小組，在靜音、恒溫、恒濕的環(huán)境下對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的黑蒜風(fēng)味啤酒的外觀、酒花香氣、泡沫性能進(jìn)行感官評(píng)分并記錄。

1.3? 黑蒜風(fēng)味啤酒的釀造

1.3.1? 麥芽汁制備

經(jīng)過(guò)粉碎、糖化、過(guò)濾、添加酒花、煮沸和冷卻等一系列工序，麥芽汁是酵母完全繁殖發(fā)酵的根基，從而釀制出優(yōu)質(zhì)的啤酒。

1.3.2? 麥芽粉糖化

設(shè)定煮沸鍋溫度35 ℃，加入蒸餾水11 L，等待水溫到達(dá)35 ℃時(shí)，下料，將5 kg麥芽粉包裹在紗布袋中緩慢放入水中，操作時(shí)用玻璃棒充分?jǐn)嚢?，使里面的物質(zhì)充分混合，防止結(jié)塊，恒溫放置20 min;升溫至50 ℃，恒溫放置60 min;升溫至65 ℃，恒溫放置30 min，碘測(cè);升溫至80 ℃時(shí)結(jié)束。

1.3.3? 麥芽汁過(guò)濾

過(guò)濾麥芽汁清液，向麥芽汁沉淀物加入量好的蒸餾水，用玻璃棒不斷攪動(dòng)，靜置澄清;收集上層清澈液體，與麥芽汁清液一起在紗布袋中過(guò)濾兩次，所得清澈溶液放置在干凈容器內(nèi)。

1.3.4? 麥芽汁煮沸

用糖化鍋加熱麥汁，等麥芽汁煮沸40 min后加入顆粒酒花2 g，煮沸70 min時(shí)，再加入顆粒酒花3 g，煮沸100 min時(shí)加入顆粒酒花5 g，繼續(xù)煮沸20 min后停止煮沸，于無(wú)菌超凈工作臺(tái)上用消過(guò)毒的盤(pán)銅管接水龍頭快速冷卻。

1.3.5? 活性干酵母活化

取煮沸后的麥汁加等量涼開(kāi)水，迅速冷卻至30～32 ℃，放置到可密封的潔凈容器內(nèi)，取5 g干酵母粉加入其中，混合均勻后放入30 ℃恒溫震蕩培養(yǎng)箱活化15 min。

1.3.6? 主發(fā)酵

待麥芽汁冷卻至7 ℃時(shí)，放入啤酒酵母，靜置在l0 ℃培養(yǎng)箱中進(jìn)行恒溫發(fā)酵。當(dāng)檢測(cè)到雙乙酰質(zhì)量濃度降至0.06 mg/L后，降溫至0 ℃貯酒，并每日做好相關(guān)數(shù)據(jù)記錄。

1.3.7? 后發(fā)酵

將嫩啤酒轉(zhuǎn)移至消毒后的啤酒瓶，做好記錄標(biāo)簽，放于0 ℃冰箱貯酒。

1.4? 黑蒜風(fēng)味啤酒釀制工藝的單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1? 黑蒜添加量對(duì)啤酒風(fēng)味的影響

黑蒜的添加量為0.2%、1.0%、2.0%、5.0%，在主發(fā)酵時(shí)添加，活性干酵母使用M4。

1.4.2? 酵母種類(lèi)對(duì)啤酒風(fēng)味的影響

確定黑蒜的添加量為5%，在主發(fā)酵時(shí)添加，活性干酵母使用M4、M2、U5 。

1.4.3? 添加時(shí)間對(duì)啤酒風(fēng)味的影響

確定黑蒜的添加量為5%，分別在煮沸、主發(fā)酵、后發(fā)酵添加，活性干酵母使用M4。

1.5? 黑蒜風(fēng)味啤酒的正交試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)

將黑蒜添加量、酵母添加種、黑蒜添加時(shí)間3個(gè)因素作為黑蒜啤酒進(jìn)行正交試驗(yàn)的分析變量，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果的計(jì)算分析，確定黑蒜風(fēng)味啤酒的最佳發(fā)酵工藝條件。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? 黑蒜風(fēng)味啤酒的單因素實(shí)驗(yàn)分析

2.1.1? 黑蒜添加量對(duì)啤酒風(fēng)味的影響

從圖1可以看出，添加黑蒜的量對(duì)總酸影響比較大，黑蒜中的有機(jī)酸含量較高，有機(jī)酸以檸檬酸含量最高，其中，氨基酸的含量隨發(fā)酵時(shí)間變化明顯[5]， 隨著啤酒中黑蒜添加量的增大，啤酒中的總酸含量快速升高[6]。由于在大蒜發(fā)酵為黑蒜時(shí)營(yíng)養(yǎng)成分被破壞，無(wú)法被酵母利用，對(duì)啤酒酒精度幾乎沒(méi)有影響。啤酒酵母的數(shù)量和發(fā)酵性能是雙乙酰含量的主要影響來(lái)源，黑蒜的添加對(duì)于酵母發(fā)酵性能的影響基本沒(méi)有，所以雙乙酰含量變化也不大[7]。

2.1.2? 酵母種類(lèi)對(duì)啤酒風(fēng)味的影響

從圖2可以看出，不同酵母對(duì)啤酒雙乙酰含量影響比較大，同時(shí)會(huì)很大程度上影響啤酒的感官評(píng)分。酵母的種類(lèi)不同，發(fā)酵性能也有所差異?？梢钥闯?，M4所產(chǎn)生的雙乙酰含量偏低且感官評(píng)分較高，雙乙酰含量會(huì)很大程度上影響啤酒風(fēng)味，過(guò)高的雙乙酰含量會(huì)導(dǎo)致啤酒出現(xiàn)餿味，風(fēng)味不佳。故通過(guò)篩選得出M4酵母更適合用于黑蒜風(fēng)味啤酒的釀造。

2.1.3? 黑蒜添加時(shí)間對(duì)啤酒風(fēng)味的影響

黑蒜添加時(shí)間基本不影響啤酒中酒精度、雙乙酰、總酸的量，而對(duì)感官評(píng)分影響較大。黑蒜在煮沸時(shí)添加，在高溫作用下會(huì)釋放出黑蒜獨(dú)有的刺激性風(fēng)味，導(dǎo)致啤酒風(fēng)味不佳，感官評(píng)分降低;在主發(fā)酵時(shí)添加，黑蒜與酵母、酒中含有的各種成分作用溫和，故感官評(píng)分較高。經(jīng)過(guò)對(duì)比得出結(jié)論，黑蒜適宜的添加時(shí)間為主發(fā)酵時(shí)。

2.2? 啤酒的正交實(shí)驗(yàn)分析

將單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果用正交實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行組合分析，用A、B、C分別代表黑蒜添加量、酵母種類(lèi)、黑蒜添加時(shí)間3個(gè)影響因素，每個(gè)影響因素選取3個(gè)不同水平，以1、2和3進(jìn)行編碼，具體設(shè)計(jì)如表1所示。正交設(shè)計(jì)方案和分析結(jié)果如表2～5所示。

根據(jù)表1～5可以得出以下結(jié)論：3個(gè)因素中，對(duì)黑蒜啤酒中雙乙酰含量影響的強(qiáng)弱順序是C>A>B，對(duì)啤酒中總酸含量影響的強(qiáng)弱順序是C>A>B，對(duì)啤酒感官評(píng)分影響大小的順序是A>B>C。由各數(shù)據(jù)不同組的平均值得出各因素的優(yōu)化組合，雙乙酰優(yōu)組合為A2B1C1、總酸優(yōu)組合為A3B2C2、感官評(píng)分優(yōu)組合為A1B2C2，即黑蒜添加量為麥芽+水總量的5%，酵母種類(lèi)選用M4酵母，黑蒜添加時(shí)間為主發(fā)酵。

3? ? 問(wèn)題討論

啤酒花、麥芽汁和酵母菌等啤酒原料在發(fā)酵進(jìn)程中會(huì)獲得一種泡沫蛋白（指對(duì)啤酒泡沫形成起主導(dǎo)作用的蛋白群體），并溶解在啤酒中，具備起泡作用。如何改良酒花、麥芽汁、酵母菌的比例達(dá)到增多啤酒氣泡的目的是以后需要深入研究的一個(gè)問(wèn)題。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)及正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出：黑蒜添加量、酵母種類(lèi)、黑蒜添加時(shí)間會(huì)對(duì)啤酒的風(fēng)味和質(zhì)量品質(zhì)有一定影響，影響程度的強(qiáng)弱表現(xiàn)為酵母種類(lèi)>黑蒜添加量>黑蒜添加時(shí)間。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析得出使黑蒜啤酒風(fēng)味最佳的工藝條件為：黑蒜添加量為麥汁總量的5%，酵母選用M4酵母，黑蒜添加時(shí)間為主發(fā)酵。由正交實(shí)驗(yàn)所得出的最優(yōu)參數(shù)組合所得黑蒜風(fēng)味啤酒質(zhì)量評(píng)分達(dá)94分，黑蒜啤酒風(fēng)味的關(guān)鍵在于酵母種類(lèi)的選擇和黑蒜添加量的多少，啤酒的麥芽香和酒花香會(huì)和黑蒜的蒜香味和焦香味混合在一起，產(chǎn)生一種獨(dú)特的風(fēng)味。整體上，黑蒜風(fēng)味啤酒具有黑蒜特有的風(fēng)味，色澤黑亮，酒度適中，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)都已達(dá)到啤酒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。

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