啤酒酿造中双乙酰的代谢调控研究

《啤酒酿造中双乙酰的代谢调控研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、啤酒酿造中双乙酰的代谢调控研究摘要:双乙酰是啤酒生产过程中由酵母在合成氨基酸的途径中产生的重要风味物质。其含量是衡量啤酒成熟的重要标志。本文简要综述了啤酒生产中双乙酰的形成机制和代谢调控研究进展。关键词：啤酒酿造；双乙酰；代谢；调控啤酒中双乙酰的主要成分是2，3-丁二酮，是酵母发酵过程中的代谢副产物，是影响啤酒风味的重要因素，是衡量啤酒成熟的主要依据。如果在生产过程中控制不当，就会使双乙酰含量超过阈值，致使啤酒风味改变。国家标准中优级淡色啤酒要求双乙酰含量在0．13mg/L以下。双乙酰的形成与消除几乎成了促进啤酒成熟以及缩短发酵周期的核心问题。传统的啤酒酿造中，啤酒

2、酵母在主发酵期产生的双乙酰，会在发酵后期和贮酒期由啤酒酵母重新吸收还原成味阈值较高的2，3-丁二醇，从而达到促进啤酒口味成熟的目的。但在啤酒后发酵和贮酒过程中，由于双乙酰还原的速度很慢，要想得到双乙酰含量合格的成熟啤酒，就要延长发酵周期，这对于提高发酵罐的利用率和经济效益都不利。因此，有目的地控制啤酒中的双乙酰含量，对于促进啤酒成熟、缩短发酵周期、改善啤酒质量和提高经济效益具有非常重要的意义。现今在啤酒生产中，无论是优化发酵条件、酵母菌种的改良、还是外加a-乙酰脱羧酶等方法都是从双乙酰的代谢途径出发的。可以说双乙酰代谢途径的调控是解决啤酒发酵过程中双乙酰含量对啤酒风

3、味影响的根本所在。所以研究啤酒酿造过程中形成双乙酰的机制、途径以及如何有目的的控制啤酒中的双乙酰受到了广泛的关注。1、啤酒生产中双乙酰的形成机制和代谢途径最初的啤酒酿造者认为，双乙酰是由啤酒中污染的乳酸菌产生的。直到20世纪60年代。研究者才发现双乙酰是酵母的正常代谢产物。双乙酰是正常发酵过程中，由啤酒酵母细胞体内所进行的缬氨酸生物合成的中间产物ɑ-乙酰乳酸在分泌到细胞外时，由非酶促的氧化脱羧反应自发产生的。当酵母生产繁殖，需要大量合成缬氨酸时，丙酮酸被大量转化为ɑ-乙酰乳酸，而由于乙酰羟基同分异构还原酶(RI)效率非常低，使得双乙酰前体物质ɑ-乙酰乳酸得以积累，在

4、酵母细胞内ɑ-乙酰乳酸不会转化为双乙酰，当一部分ɑ-乙酰乳酸分泌出细胞进入啤酒中，自发的氧化脱羧形成双乙酰，如果酵母活性高，则双乙酰依靠渗透酶将双乙酰输送进入酵母细胞，被酵母重新吸收，有酵母自身的酶催化，还原成乙偶姻(3-羟基-2-丁酮)和2，3-丁二醇，排出细胞外。乙偶姻在啤酒中有窖霉味和苦味，其阈值为3-50mg/L。乙偶姻极不稳定，当条件适当时，一方面向稳定的2，3-丁二醇转化，另一方面又与双乙酰保持可逆的平衡，乙偶姻和丁二醇的口味阈值高，一般不会对啤酒的风味造成影响。同时由于淡色啤酒的发酵和后熟均在低温下进行，使得ɑ-乙酰乳酸的非酶促催化脱羧及双乙酰还原的速

5、度相对变慢，这也造成了ɑ-乙酰乳酸的积累，从而延长了发酵周期。2、啤酒生产中双乙酰的调控双乙酰主要在啤酒生产的主发酵期形成，也主要在主发酵期还原。这是因为酵母菌在主发酵期间有旺盛的代谢活动，酵母会在合成氨基酸的同时形成双乙酰。另外，仅一乙酰乳酸和活性乙醛的形成也会产生一定量的双乙酰。在啤酒的后发酵和贮酒阶段，如果代谢积累的ɑ-乙酰乳酸不能充分除去，就会有较多的双乙酰形成，进而影响啤酒的成熟和啤酒风味。所以，双乙酰是构成啤酒风味的主要成分，也是衡量啤酒成熟与否的重要标志。在啤酒生产中控制啤酒中双乙酰的含量，对于促进啤酒成熟，缩短发酵周期显得非常重要。从双乙酰形成机制和

6、代谢途径上看，控制啤酒中双乙酰的含量主要应从双乙酰代谢途径上游和下游即从双乙酰的合成和分解两个方面来考虑。一方面可减少ɑ-乙酰乳酸的生成，ɑ-乙酰乳酸作为双乙酰合成的前体物质，在啤酒生成中大量积累，可以说这是导致双乙酰含量过高和使得发酵周期延长的直接原因，加速ɑ-乙酰乳酸的非酶氧化分解，由于ɑ-乙酰乳酸的氧化脱羧反应是慢反应，而双乙酰还原为丁二醇的反应为快反应，所以在发酵液中往往积累大量的ɑ-乙酰乳酸，容易造成后酵液和成品酒中双乙酰的反弹。另一方面是双乙酰的分解：双乙酰的还原速度与发酵过程中的许多因素有关，如温度、酵母数量以及酵母还原能力等。在啤酒生产过程中应综合考

7、虑各因素，选择适当的生产工艺，即保证啤酒发酵的正常进行，又尽可能加速双乙酰的还原。3、啤酒生产中双乙酰含量的具体调控措施3．1应用遗传育种技术控制啤酒双乙酰生成量3．1．1缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸营养缺陷型酵母的筛选实验研究证明：缬氨酸能通过反馈抑制ɑ-乙酰乳酸的生成来影响双乙酰的生成量。所以，为防止啤酒发酵过程双乙酰生成量过多，可采取措施对缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸的台成途径进行遗传上改造，通过选育降低或经诱变削弱乙酰羟基酸合成酶的催化功能的菌株来实现。也就是通过对啤酒酵母的诱变筛选，选育出缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸营养缺陷型茵株，因其缺少乙酰羟基酸合成酶而较少积