白啤酒的研制

白啤酒的研制

中國的啤酒廠通常生產(chǎn)以大麥芽為主要原料的淡水啤酒，通過以下發(fā)酵啤酒，很難滿足市場競爭和不同消費者的要求。為了豐富我國啤酒種類,我們對風味獨特、營養(yǎng)豐富的白啤酒進行了開發(fā)研究。白啤酒(whitebeer)14世紀起源于Leuven-Tieneu,后來逐漸在歐洲流行起來,它的典型代表是德國的柏林啤酒和比利時的“格里薩特”,它以大麥芽(60%～70%)和小麥芽(25%～40%)為原料,有時加入5%的燕麥,經(jīng)上面啤酒酵母和乳酸菌發(fā)酵而成,其特點是含有少量酒精,酒體濃厚,色微白,味微酸,爽口,營養(yǎng)豐富,這也是白啤酒名稱的來源。白啤酒一般以生啤酒的形式飲用,它既具有啤酒的風格,又含有酵母和乳酸菌幫助消化,很受消費者歡迎。1987年,我國煙臺啤酒廠首先研制生產(chǎn)了以小麥芽為主要原料生產(chǎn)的白啤酒,并制定了國內(nèi)第一個白啤酒標準。1991年,鐵嶺市啤酒廠開發(fā)試制了以大麥芽為主料輔以小麥的下面發(fā)酵生產(chǎn)白啤酒,均未見加入乳酸菌的發(fā)酵工藝。白啤酒和小麥啤酒(wheatbeer)都用小麥和大麥為原料,2者都具有色澤微白,泡沫豐富等特點,所以很容易造成概念上的混淆,小麥啤酒生產(chǎn)不經(jīng)過乳酸發(fā)酵。目前國內(nèi)還未見以酵母和乳酸菌發(fā)酵生產(chǎn)白啤酒的報道。本文以大麥芽(60%)和小麥芽(40%)為原料,使用一株優(yōu)良的上面啤酒酵母,對生產(chǎn)白啤酒的乳酸菌進行了篩選,對發(fā)酵方式和發(fā)酵條件進行了探索。1材料和方法1.1材料表面1.1.1植物乳酸菌培養(yǎng)(1)上面啤酒酵母BLS-1,某工廠提供。(2)乳酸菌:作者分離、篩選2株植物乳桿菌L1、L2,購買中科院微生物所植物乳酸菌L3,購買國外生產(chǎn)用乳酸菌L4。1.1.2原材料大麥芽和小麥芽:北京市啤酒原料廠。1.1.3藥物和試劑啤酒質(zhì)量測試用藥品和試劑,見GB。1.1.4主要設(shè)備恒溫電熱水浴鍋、恒溫培養(yǎng)箱、超凈工作臺、酸度計、磁力攪拌器、分光光度計、蒸餾裝置、微量凱氏定氮儀、冰箱等。1.2方法1.2.1準備60%大麥芽和40%小麥芽按1∶5加水進行糖化,糖化曲線如圖1,過濾麥汁加酒花浸膏煮沸1h,最終麥汁濃度12°P,pH6.0。1.2.2無酒花麥汁的制備乳酸菌斜面※5mL10°P無酒花麥汁35～40℃培養(yǎng)1～2d※以10%接種量擴培到10°P無酒花麥汁中,25～30℃培養(yǎng)1～2d※供主發(fā)酵使用。1.2.3上面的葡萄糖母生長上面啤酒酵母斜面※10°P無酒花麥汁5mL25℃培養(yǎng)1d※12°P無酒花麥汁50mL20℃培養(yǎng)1d※用于主發(fā)酵。1.2.4發(fā)酵條件及酵母添加量在3000mL三角瓶中裝2000mL麥汁進行主發(fā)酵,后發(fā)酵在耐壓封閉塑料瓶中進行。發(fā)酵條件:主發(fā)酵18～20℃,3～4d;后發(fā)酵0～4℃,7～10d;酵母添加量0.2%;乳酸菌液添加量2%。1.2.5產(chǎn)品的質(zhì)量指標以下所有方法均按GB標準方法進行。感官檢查包括:外觀、泡沫、氣味和滋味。理化指標包括:比重、外觀濃度、酒精度、真正濃度、發(fā)酵度、總酸、雙乙酰、總還原糖、α-氨基氮。衛(wèi)生指標測定:大腸菌群。2生物可發(fā)酵糖傳統(tǒng)啤酒只用酵母發(fā)酵,在生產(chǎn)過程中需防止乳酸菌的污染,而白啤酒則需酵母和乳酸菌共同作用。酵母和乳酸菌都是對人體有益的微生物,它們有相似的生長條件,即共生基礎(chǔ)。它們能很好地利用果糖、葡萄糖、麥芽糖等可發(fā)酵性糖,而這些糖在11～12°P麥汁中高達9g/100mL。在厭氧條件下,酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸同時酵母菌能為乳酸菌生長提供需要的生長因子,2菌共生發(fā)酵,對啤酒的品味改善有益。酵母的主要作用是產(chǎn)生各種醇類、羰基化合物、氨基酸代謝物;乳酸菌產(chǎn)生低級脂肪酸、羧基化合物,2者的芳香成分組合到一起,形成豐富的香氣,同時乳酸及脂肪酸可與酒精作用形成脂類,降低酒精度的同時增加了香氣。2.1菌種的篩選結(jié)果乳酸菌的種類很多,不是所有的乳酸菌都能適應(yīng)麥汁生長,特別是在白啤酒發(fā)酵條件下,溫度較常規(guī)乳酸菌低。我們對已有的4株植物乳酸菌進行了選擇,以相同的接種量,在12°P麥汁中不同溫度下發(fā)酵,進行產(chǎn)酸和菌體濃度的比較,溫度范圍分別為:4～6℃,20～25℃,35～40℃,50～55℃,麥汁起始pH5.95,產(chǎn)酸結(jié)果如圖2、圖3,4株乳酸菌在20℃下發(fā)酵24h和48h細胞濃度比分別為:從產(chǎn)酸曲線和細菌細胞濃度比可得L3在麥汁中生長最好,產(chǎn)酸最多,但由于它產(chǎn)酸太多,用它與上面啤酒酵母共生發(fā)酵制得的產(chǎn)品口味太酸,影響酵母發(fā)酵和風味,所以,我們選擇了L4作為發(fā)酵用菌株。2.2發(fā)酵方式的確定在乳酸菌L4接種量2%,上面啤酒酵母BLS-1接種量0.2%,麥汁濃度為12°P,pH5.9,溫度18～20℃的條件下,分別以不同的發(fā)酵方式發(fā)酵:(1)先加上面啤酒酵母發(fā)酵2d,再加乳酸菌發(fā)酵1d。(2)上面啤酒酵母和乳酸菌一起共生發(fā)酵。(3)先加乳酸菌35～40℃發(fā)酵1d,再加上面啤酒酵母18～20℃發(fā)酵3d。(4)單獨上面啤酒酵母發(fā)酵。2.2.1發(fā)酵盛果率測定因受條件限制,在3000mL玻璃三角瓶中放入2000mL麥汁進行主發(fā)酵試驗,主要以起發(fā)、高泡和落泡的外觀變化來判斷發(fā)酵的旺盛程度。實驗中注意三角瓶的大小體積一致,實驗結(jié)果如圖4。結(jié)果表明:方式(1)起發(fā)情況好,發(fā)酵很旺盛,與單一酵母方式(4)發(fā)酵接近。方式(2)起發(fā)及發(fā)酵次之。方式(3)發(fā)酵最不理想,泡沫很少,發(fā)酵不完全?？赡苁侨樗岚l(fā)酵pH降低影響了酵母的繁殖。2.2.2乳酸發(fā)酵乳飲料制備主發(fā)酵控制殘?zhí)墙Y(jié)束封罐保存一周后進行了比較,發(fā)酵結(jié)束pH值如表1所示。(1)、(4)以BLS-1發(fā)酵為主,抑制了乳酸菌的發(fā)酵,(1)比(4)pH略有降低。氣味、滋味品嘗比較:(1)有酒花香,風味純正,較爽口協(xié)調(diào),無酸味。(2)香味良好,有酒花香,酸味純正爽口,無異味,具有白啤酒酸味和香味。(3)香味良好,有酒花香,較酸,色深。(4)有酒花香,口味純正,較爽口,無異味。其中(1)和(4)口味差不多,無白啤酒的獨特酸味、香味。(2)和(3)口味差不多,有白啤酒的獨特酸味和香味。(1)、(2)、(4)酒體顏色與原麥汁顏色差不多,保持了原麥汁的淡黃綠色,(3)酒體顏色較深,分析原因可能是由于乳酸發(fā)酵在35～40℃下進行使麥汁氧化所致。綜合發(fā)酵、pH變化和酒的風味確定發(fā)酵方式:分開活化上面啤酒酵母BLS-1和乳酸菌L4,然后兩菌同時加入12°P麥汁中共生發(fā)酵,溫度18～20℃發(fā)酵3～4d,0～4℃下密閉后貯存1周。2.3發(fā)酵條件的確定2.3.1乳酸菌接種量的確定本實驗采用上面啤酒酵母發(fā)酵時溫度高,起發(fā)速度快,其添加量確定在0.2%,在其它條件不變的情況下對乳酸菌進行了不同接種量的比較,乳酸菌L4的接種量依次為1%、2%、3%、4%、5%,結(jié)果如表2所示。2.3.2酒花的增加量決定本實驗在以上發(fā)酵條件不變的情況下,分別以每L麥汁加入0、0.05、0.1、0.2g/L酒花浸膏,結(jié)果如表3所示。2.3.3酵母菌和乳酸菌在接種量、發(fā)酵方式、溫度、時間等因素確定后,對BLS-1和L4菌共生發(fā)酵過程的物質(zhì)轉(zhuǎn)化進行了分析,結(jié)果如圖5所示。發(fā)酵的主要物質(zhì)變化是糖生成CO2、乙醇和乳酸及其它高級醇和酯類,糖類在前期供菌體繁殖,后期供發(fā)酵物質(zhì)轉(zhuǎn)化,因為麥汁中的固形物主要是糖類和大分子物質(zhì),所以比重的變化代表了糖的利用和大分子物質(zhì)的凝聚沉降,這與pH下降相吻合。酵母菌、乳酸菌在同一時間接入麥汁共生于麥汁中初期由于麥汁pH較高,乳酸菌在適宜的環(huán)境中首先旺盛生長,隨即酵母也大量生長繁殖,發(fā)酵由于有乳酸菌的不斷積累,pH逐漸下降,比單獨酵母發(fā)酵早和快,隨著pH的降低抑制了乳酸菌的繼續(xù)生長發(fā)酵,而酵母的生長和酒精發(fā)酵繼續(xù)良好進行。乳酸菌和酵母菌混合發(fā)酵,對產(chǎn)酒精無重大妨礙。本實驗結(jié)果酒精生成正常,各項指標無異?，F(xiàn)象。2.4啤酒發(fā)酵工藝根據(jù)以上實驗結(jié)果,討論確定了白啤酒生產(chǎn)工藝,本工藝以0～4℃低溫后貯后直接飲用形式設(shè)計。在日產(chǎn)500L啤酒的設(shè)備上進行了擴大實驗,發(fā)酵試制成功。生產(chǎn)流程如下:2.5啤酒的成品分析本實驗對已確定工藝條件生產(chǎn)的白啤酒進行了品嘗和測試,酒樣為0～4℃后貯1周后上清液。2.5.1把酒樣納入分配在測啤酒泡沫指標時,受條件限制,采用250mL量筒代替玻璃杯,把100mL酒樣沿筒壁倒入,結(jié)果如表4所示。白啤酒由于酸度較高,所以對泡沫總量有影響,但本實驗泡沫持續(xù)時間較長,掛杯較好,不影響啤酒質(zhì)量。2.5.2物理測試按國標方法進行測定,所測結(jié)果如表5,其中雙乙酰含量偏高,受本實驗條件所限,該問題在中試和大生產(chǎn)中可以解決。2.5.3可能指數(shù)測定結(jié)果由于是乳酸菌發(fā)酵,對細菌總數(shù)指標不適用。本實驗用飲料標準大腸菌群測定方法,對白啤酒中大腸菌群最可能指數(shù)進行了測定,結(jié)果表6所示。大腸菌群測定值為每100mL<30個,符合國家生啤標準。由于BLS-1是生產(chǎn)用菌,L4也是可食用安全乳桿菌,若在白啤酒生產(chǎn)中嚴把原料和生產(chǎn)衛(wèi)生關(guān)白啤酒的衛(wèi)生安全性是能保證的。本實驗未對其它衛(wèi)生指標進行測試,當然產(chǎn)品在生產(chǎn)許可前還必須進行全面衛(wèi)生測試。3生啤中的用酒(1)上面啤酒酵母BLS-1和乳酸菌L4混