豪鲁啤酒设备厂家——啤酒发酵过程中酯类的工业调控

文章出处：www.cnhaolu.com 作者：豪鲁啤酒设备发表时间：2020-01-17 08:01:03

发酵过程中，酿酒酵母生成大量风味活性物质，这些风味活性物质有六种：有机酸、高级醇、羟基化合物、含硫分子、酚类组分和挥发酯。虽然挥发酯只是这些风味活性物质的微量成分，它却是最重要的风味活性组分。在啤酒工业中，挥发酯之所以被关注，是因为它们能产生水果味、糖果味、香水味，是啤酒的主体香型的贡献者。酯类一般在啤酒中具备较低的风味阈值。因为大部分的酯由酿酒酵母产生于发酵期间并且其浓度在各自阈值左右波动，这些次级代谢物的微小变化都会对啤酒感官质量产生很大的影响。因此，了解酯生成机制是为了更好地控制最终产品的酯水平，也是工业化的目标之一。

酯合成的生物化学背景已经被深入研究，人们发现，酯形成速度依赖于三个因素：两个共底物浓度（乙酰CoA和醇），酶活性（包括其合成和水解活性）。因此，凡是影响底物浓度或者酶活性的因素均可能影响酯的生成。在啤酒中有两类风味活性酯，一种是乙酸酯类，一种是乙酯类。在这两类酯中，乙酸酯类的乙酸乙酯受到最广泛的关注，因为它的浓度更高，更容易检测，而且它的合成基因也是首先被报告发现的。相对而言，到目前为止人们对乙酯类的产生知之甚少，只知道它们具有令人愉快的苹果样气味。最近进展已经鉴定了几个合成它们的基因并且描述了其生化途径。

这些活性酯通过发酵酵母在细胞内形成，由于是脂溶性的，乙酯类如中链脂肪酸（MCFA ethyl ester）能通过细胞质膜扩散到发酵培养基中。乙酸酯类可以在培养基中迅速和完全的扩散，而乙酯要转移到发酵培养基中依赖于它们的组成。随着脂肪酸链长度增加，其扩散速度剧烈下降。MCFA乙酯在酵母和啤酒之间的分布受到酵母类型的影响。拉格酵母（Saccharomyces pastorianus）细胞内保留较多的MCFA乙酯。而且，MCFA乙酯在酵母和啤酒之间的分布有赖于温度的高低，较低温度下，酵母细胞内保留较多酯，反之则较少。

酯的合成需要两种物质：醇和羧酸。酯类能通过化学反应形成但酯化反应的速度太慢不足以在啤酒中形成足够数量的酯。1962年，研究者发现酯类是通过酰基转移酶（或酯合成酶）催化的细胞内过程形成的。反应需要来自酰基辅酶A（CoA）辅底物的硫酯键提供的能量。最丰富的酰基CoA是乙酰CoA，它既能通过丙酮酸的氧化脱羧形成，也能在ATP的作用下直接通过乙酸激活。大多数的CoA通过丙酮酸的氧化脱羧形成，其他的大多数乙酰CoA通过酰基CoA合成酶（脂肪酸代谢）的催化作用经自由CoA的酰基化生成。

现代啤酒工业遇到并需要迫切解决的问题是：①高浓度发酵（产生不成比例的乙酸乙酯和乙酸异戊酯）；②大规模的锥底发酵罐的应用（减少了酯的生成）；③生产低酒精度啤酒（风味物质的缺乏）。影响啤酒酯合成的参数有许多，有大量文献研究啤酒酯风味水平的影响参数。影响酯合成的因素可以分为三类：酵母特性，麦汁组成和发酵条件（见表6-1）。