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啤酒中的SO_2及SO_2对啤酒抗氧化作用的研究

周梅  
【摘要】: 啤酒中的SO_2对啤酒的风味稳定性有很重要的作用,当啤酒中含有SO_2_时,SO_2首先可以与氧分子结合起到抗氧化剂的作用;另外SO_2还可以同羰基化合物结合形成风味阀值高的络合物而掩盖了啤酒的老化。然而当啤酒中SO_2含量过高时,会使啤酒产生硫刺激性气味,影响啤酒的风味,同时过高的SO_2含量也不利于食品安全,所以对啤酒中SO_2的含量需要进行合理控制。本文对啤酒发酵过程中SO_2的变化规律和形成机理、发酵过程中影响SO_2形成的因素以及外加SO_2对啤酒的抗氧化作用进行了研究,以期为实际啤酒生产中SO_2的控制提供一定的理论和现实依据。主要研究结果如下: 1跟踪发酵过程中SO_2含量变化,结果显示,发酵过程中酵母代谢形成SO_2的规律为:发酵初期SO_2生成缓慢,随着发酵速度的加快,SO_2迅速合成,其含量快速增加,在主发酵基本结束时达到最高值,主发酵结束后SO_2含量略有降低,最后SO_2含量维持稳定。 2对发酵过程中SO_2形成机理的研究表明:常规啤酒发酵过程中产生的SO_2来源于酵母合成蛋氨酸时还原吸收的麦汁中的硫酸根;酵母代谢形成SO_2受到各种氨基酸的调节作用。向麦汁中分别添加了蛋氨酸,苏氨酸,天冬氨酸,半胱氨酸,丝氨酸等单个氨基酸,与不添加氨基酸的麦汁在同一条件下进行发酵。与不添加蛋氨酸的发酵液相比,添加蛋氨酸后发酵液中SO_2含量明显减少;添加苏氨酸,天冬氨酸,半胱氨酸,丝氨酸的麦汁发酵后发酵液中SO_2的含量都明显增加,添加量多时,发酵液中SO_2增加量也多。 3发酵过程中酵母代谢形成SO_2的量受到麦汁组成、糖化工艺以及发酵工艺的影响,研究结果表明,增加麦汁中硫酸根的含量可以促进SO_2的生成。在糖化时使用无氮辅料,发酵产生的SO_2减少,并且辅料使用比例增加时,发酵液中SO_2含量呈降低的趋势;糖化时添加Zn~(2+)会使发酵产生的SO_2增加。对啤酒发酵工艺的研究结果表明,提高麦汁溶解氧可以减少发酵产生的SO_2的量;较低接种量有利于发酵产生SO_2;高浓度麦汁发酵时可明显增加发酵时产生的SO_2。 4采用GC-MS建立了对啤酒中的九种老化物质(糠醛、2-乙酰基呋喃、苯甲醛、5-甲基糠醛、苯乙醛、琥珀酸二乙酯、苯乙酸乙酯、烟酸乙酯、γ-壬内酯)同时检测的方法。采用标准加入法定量,相关系数为0.9925~0.9995;精密度为2.54%~12.05%;回收率为83.00%~99.63%;检测限为0.008~0.025μg·L~(-1),表明该法准确可靠。试验结果表明:啤酒存放时间越长,大部分老化物质的含量越高,且不同啤酒中老化物质的含量因老化程度不同而存在差异,其中糠醛含量占九种老化物质总含量的70%左右,可以作为啤酒老化的指标之一。 5在啤酒中添加焦亚硫酸钠,随着焦亚硫酸钠添加量的增加TBA值明显降低,当焦亚硫酸钠的添加量分别为5,10,15 mg·L~(-1)时,与不添加焦亚硫酸钠的啤酒相比,RSV值分别提高17.8%,19.5%,23.3%。相同条件下储藏相同的时间后,检测的老化物质中糠醛、苯甲醛、5-甲基糠醛、苯乙醛、烟酸乙酯、γ-壬内酯的含量明显降低,乙醛含量也呈降低趋势。说明在啤酒储藏过程中焦亚硫酸钠可以减少某些老化物质的形成,提高啤酒的抗氧化能力。 试验结果显示,在啤酒中添加异Vc钠并不是越多越好,当异Vc钠添加量为9 mg·L~(-1),啤酒的TBA值最小,风味保鲜期RSV值最大。这说明适量添加异Vc钠可以提高啤酒的风味,添加过量时反而不利于啤酒的抗氧化。而随着异Vc钠添加量的增加,相同条件下储藏相同的时间后,总的老化物质含量是增加的,可见异Vc钠的添加对啤酒的氧化作用大于抗氧化作用。 从抗氧化剂合理搭配使用的正交试验结果,感官品评以及降低成本的角度考虑,确立最终的抗氧化剂添加的合理方案为:焦亚硫酸钠添加量为10 mg·L~(-1),异Vc钠不添加。


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