第二节 啤酒发酵机制 啤酒的生产是依靠纯种啤酒酵母利用麦芽汁中的糖、氨基酸等可发酵性物质通过一系列的生物 化学反应，产生乙醇、二氧化碳及其他代谢副产物，从而得到具有独特风味的低度饮料酒。啤酒 发酵过程中主要涉及糖类和含氮物质的转化以及啤酒风味物质的形成等有关基本理论。 一、啤酒发酵的基本理论 冷麦汁接种啤酒酵母后，发酵即开始进行。啤酒发酵是在啤酒酵母体内所含的一系列酶类的 作用下，以麦汁所含的可发酵性营养物质为底物而进行的一系列生物化学反应。通过新陈代谢最 终得到一定量的酵母菌体和乙醇、CO2 以及少量的代谢副产物如高级醇、酯类、连二酮类、醛类、 酸类和含硫化合物等发酵产物。这些发酵产物影响到啤酒的风味、泡沫性能、色泽、非生物稳定 性等理化指标，并形成了啤酒的典型性。啤酒发酵分主发酵（旺盛发酵）和后熟两个阶段。在主 发酵阶段，进行酵母的适当繁殖和大部分可发酵性糖的分解，同时形成主要的代谢产物乙醇和高 级醇、醛类、双乙酰及其前驱物质等代谢副产物。后熟阶段主要进行双乙酰的还原使酒成熟、完 成残糖的继续发酵和 CO2 的饱和，使啤酒口味清爽，并促进了啤酒的澄清。 (一) 发酵主产物-乙醇的合成途径 麦汁中可发酵性糖主要是麦芽糖，还有少量的葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽三糖等。单糖可直接 被酵母吸收而转化为乙醇，寡糖则需要分解为单糖后才能被发酵。由麦芽糖生物合成乙醇的生物 途径如下： 总反应式 1/2C12H22O12+1/2H2O→C6H12O6+2ADP+2Pi→2C2H5OH+2CO2+2ATP+226.09kJ 麦芽糖 葡萄糖 乙醇 理论上每 100g 葡萄糖发酵后可以生成 51.14g 乙醇和 48.86gCO2。实际上，只有 96%的糖发 酵为乙醇和 CO2，2.5%生成其它代谢副产物，1.5%用于合成菌体。 发酵过程是糖的分解代谢过程，是放能反应。每 1mol 葡萄糖发酵后释放的总能量为 226.09mol，其中有 61mol 以 ATP 的形式贮存下来，其余以热的形式释放出来，因此发酵过程中 必须及时冷却，避免发酵温度过高。 葡萄糖的乙醇发酵过程共有 12 步生物化学反应，具体可分为 4 个阶段： 第一阶段：葡萄糖磷酸化生成己糖磷酸酯。 第二阶段：磷酸已糖分裂为两个磷酸丙酮 第三阶段：3-磷酸甘油醛生成丙酮酸 第四阶段：丙酮酸生成乙醇 （二）发酵过程的物质变化 1．糖类的发酵 麦芽汁中糖类成分占 90%左右，其中葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、麦芽三糖和棉子糖等称 为可发酵性糖，为啤酒酵母的主要碳素营养物质。麦芽汁中麦芽四糖以上的寡糖、戊糖、异麦芽 糖等不能被酵母利用称为非发酵性糖。啤酒酵母对糖的发酵顺序为：葡萄糖>果糖>蔗糖>麦芽糖> 麦芽三糖。葡萄糖、果糖可以直接透过酵母细胞壁，并受到磷酸化酶作用而被磷酸化。蔗糖要被 酵母产生的转化酶水解为葡萄糖和果糖后才能进入细胞内。麦芽糖和麦芽三糖要通过麦芽糖渗透 酶和麦芽三糖渗透酶的作用输送到酵母体内，再经过水解才能被利用。当麦汁中葡萄糖质量分数 在 0.2%～0.5% 以上时，葡萄糖就会抑制酵母分泌麦芽糖渗透酶，从而抑制麦芽糖的发酵，当葡 萄糖质量分数降到 0.2%以下时抑制才被解除，麦芽糖才开始发酵。此外，麦芽三糖渗透酶也受 到麦芽糖的阻遏作用，麦芽糖质量分数在 1%以上时，麦芽三糖也不能发酵。不同菌种分泌麦芽
第二节 啤酒发酵机制 啤酒的生产是依靠纯种啤酒酵母利用麦芽汁中的糖、氨基酸等可发酵性物质通过一系列的生物 化学反应，产生乙醇、二氧化碳及其他代谢副产物，从而得到具有独特风味的低度饮料酒。啤酒 发酵过程中主要涉及糖类和含氮物质的转化以及啤酒风味物质的形成等有关基本理论。 一、啤酒发酵的基本理论 冷麦汁接种啤酒酵母后，发酵即开始进行。啤酒发酵是在啤酒酵母体内所含的一系列酶类的 作用下，以麦汁所含的可发酵性营养物质为底物而进行的一系列生物化学反应。通过新陈代谢最 终得到一定量的酵母菌体和乙醇、CO2 以及少量的代谢副产物如高级醇、酯类、连二酮类、醛类、 酸类和含硫化合物等发酵产物。这些发酵产物影响到啤酒的风味、泡沫性能、色泽、非生物稳定 性等理化指标，并形成了啤酒的典型性。啤酒发酵分主发酵（旺盛发酵）和后熟两个阶段。在主 发酵阶段，进行酵母的适当繁殖和大部分可发酵性糖的分解，同时形成主要的代谢产物乙醇和高 级醇、醛类、双乙酰及其前驱物质等代谢副产物。后熟阶段主要进行双乙酰的还原使酒成熟、完 成残糖的继续发酵和 CO2 的饱和，使啤酒口味清爽，并促进了啤酒的澄清。 (一) 发酵主产物-乙醇的合成途径 麦汁中可发酵性糖主要是麦芽糖，还有少量的葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽三糖等。单糖可直接 被酵母吸收而转化为乙醇，寡糖则需要分解为单糖后才能被发酵。由麦芽糖生物合成乙醇的生物 途径如下： 总反应式 1/2C12H22O12+1/2H2O→C6H12O6+2ADP+2Pi→2C2H5OH+2CO2+2ATP+226.09kJ 麦芽糖 葡萄糖 乙醇 理论上每 100g 葡萄糖发酵后可以生成 51.14g 乙醇和 48.86gCO2。实际上，只有 96%的糖发 酵为乙醇和 CO2，2.5%生成其它代谢副产物，1.5%用于合成菌体。 发酵过程是糖的分解代谢过程，是放能反应。每 1mol 葡萄糖发酵后释放的总能量为 226.09mol，其中有 61mol 以 ATP 的形式贮存下来，其余以热的形式释放出来，因此发酵过程中 必须及时冷却，避免发酵温度过高。 葡萄糖的乙醇发酵过程共有 12 步生物化学反应，具体可分为 4 个阶段： 第一阶段：葡萄糖磷酸化生成己糖磷酸酯。 第二阶段：磷酸已糖分裂为两个磷酸丙酮 第三阶段：3-磷酸甘油醛生成丙酮酸 第四阶段：丙酮酸生成乙醇 （二）发酵过程的物质变化 1．糖类的发酵 麦芽汁中糖类成分占 90%左右，其中葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、麦芽三糖和棉子糖等称 为可发酵性糖，为啤酒酵母的主要碳素营养物质。麦芽汁中麦芽四糖以上的寡糖、戊糖、异麦芽 糖等不能被酵母利用称为非发酵性糖。啤酒酵母对糖的发酵顺序为：葡萄糖>果糖>蔗糖>麦芽糖> 麦芽三糖。葡萄糖、果糖可以直接透过酵母细胞壁，并受到磷酸化酶作用而被磷酸化。蔗糖要被 酵母产生的转化酶水解为葡萄糖和果糖后才能进入细胞内。麦芽糖和麦芽三糖要通过麦芽糖渗透 酶和麦芽三糖渗透酶的作用输送到酵母体内，再经过水解才能被利用。当麦汁中葡萄糖质量分数 在 0.2%～0.5% 以上时，葡萄糖就会抑制酵母分泌麦芽糖渗透酶，从而抑制麦芽糖的发酵，当葡 萄糖质量分数降到 0.2%以下时抑制才被解除，麦芽糖才开始发酵。此外，麦芽三糖渗透酶也受 到麦芽糖的阻遏作用，麦芽糖质量分数在 1%以上时，麦芽三糖也不能发酵。不同菌种分泌麦芽
三糖渗透酶的能力不同，在同样麦芽汁和发酵条件下发酵度也不相同。 啤酒酵母在含一定溶解氧的冷麦汁中进行以下两种代谢，总反应式如下： 有氧下 C6H12O6+6O2+38ADP+38Pi→6H2O+6CO2+38ATP+281kJ 无氧下 1/2C12H22O12+1/2H2O→C6H12O6+2ADP+2Pi→2C2H5OH+2CO2+2ATP+226.09kJ 啤酒酵母对糖的发酵都是通过 EMP 途径生成丙酮酸后，进入有氧 TCA 循环或无氧分解途径。 酵母在有氧下经过 TCA 循环可以获得更多的生物能，此时无氧发酵被抑制，称为巴斯德效应。 但在葡萄糖（含果糖）质量分数在 0.4%～1.0%以上时，氧的存在并不能抑制发酵，而有氧呼吸 却受大抑制，称反巴斯德效应。实际酵母接入麦汁后主要进行的是无氧酵解途径（发酵），少量 为有氧呼吸代谢。 2．含氮物质的转化 麦芽汁中的α-氨基氮含量和氨基酸组成对酵母和啤酒发酵有重要影响，酵母的生长和繁殖需 要吸收麦汁中的氨基酸、短肽、氨、嘌呤、嘧啶等可同化性含氮物质。啤酒酵母接入冷麦汁后， 在有氧存在的情况下通过吸收麦汁中的低分子含氮物质如氨基酸、二肽、三肽等用于合成酵母细 胞蛋白质、核酸等，进行细胞的繁殖。酵母对氨基酸的吸收情况与对糖的吸收相似，发酵初期只 有 A 组 8 种氨基酸（天冬酰氨、丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、谷酰 氨）很快被吸收，其它氨基酸缓慢吸收或不被吸收。当上述 8 种氨基酸浓度下降 50%以上时， 其它氨基酸才能被输送到细胞内。当合成细胞时需要 8 种氨基酸以外的氨基酸时，细胞外的氨基 酸不能被输送到细胞内，这时酵母就通过生物合成所需的氨基酸。麦汁中含氮物质的含量及所含 氨基酸的种类、比例不同对酵母的生长、繁殖和代谢副产物高级醇、双乙酰等的形成都有很大影 响。一般情况下，麦汁中含氮物质占浸出物的 4%～6%，含氮量 800～1000mg/L 左右，α-氨基 氮含量在 150～210mg/L 左右。 啤酒发酵过程中，含氮物质约下降 1/3 左右，主要是部分低分子氮（α-氨基氮）被酵母同化 用于合成酵母细胞，另外有部分蛋白质由于 pH 和温度的下降而沉淀，少量蛋白质被酵母细胞吸 附。发酵后期，酵母细胞向发酵液分泌多余的氨基酸，使酵母衰老和死亡，死细胞中的蛋白酶被 活化后，分解细胞蛋白质形成多肽，通过被适当水解的细胞壁进入发酵液，此现象称为酵母自溶， 其对啤酒风味有较大影响，会造成"酵母臭"。 3．其它变化 在发酵过程中，麦芽汁的含氧量越高，酵母的繁殖越旺盛，酵母表面以及泡盖中吸附的苦味 物质就越多。大约有 30%～40%的苦味物质在发酵过程中损失。另外，啤酒的色度随着发酵液 PH 值的下降，溶于麦汁中的色素物质被凝固析出，单宁与蛋白质的复合物以及酒花树脂等吸附 于泡盖、冷凝固物或酵母细胞表面，使啤酒的色度也有所下降。此外，啤酒酵母在整个代谢过程 中，将不断产生 CO2，一部分以吸附、溶解和化合状态存在于酒液当中，另一部分 CO2 被回收 或逸出罐外，最终成品啤酒的 CO2 质量分数为 0.5%左右。从总体来看，CO2 在酒液中的产生、 饱和及逸出等变化，对提高啤酒质量是具有重要作用的。具体的情况将在后续的相关内容中再做 介绍。 (三) 啤酒发酵副产物的形成 啤酒发酵期间，酵母利用麦汁中营养物质转化为各种代谢产物。其中主要产物为乙醇和二氧 化碳，此外还产生少量的代谢副产物，如连二酮类、高级醇类、酯类、有机酸类、醛类和含硫化 合物等。这些代谢副产物的形成对啤酒的成熟和产品风味有很大影响，如双乙酰具有馊饭味，是 造成啤酒不成熟的主要原因；高级醇含量高的啤酒饮用后容易出现“上头”，啤酒口味也变差等。 1．连二酮类的形成与消除 双乙酰（CH3COCOCH3）与 2，3-戊二酮（CH3COCOCH2CH3）合称为连二酮，对啤酒风味 影响很大。在缩短啤酒酒龄的研究中发现，当酒中双乙酰含量<0.1～0.15mg/L，H2S 含量<5μ/L， 二甲硫（CH3SCH3），乙醛含量<30mg/L，高级醇<75～90mg/L，乙偶姻<15mg/L 时，啤酒就达到
三糖渗透酶的能力不同，在同样麦芽汁和发酵条件下发酵度也不相同。 啤酒酵母在含一定溶解氧的冷麦汁中进行以下两种代谢，总反应式如下： 有氧下 C6H12O6+6O2+38ADP+38Pi→6H2O+6CO2+38ATP+281kJ 无氧下 1/2C12H22O12+1/2H2O→C6H12O6+2ADP+2Pi→2C2H5OH+2CO2+2ATP+226.09kJ 啤酒酵母对糖的发酵都是通过 EMP 途径生成丙酮酸后，进入有氧 TCA 循环或无氧分解途径。 酵母在有氧下经过 TCA 循环可以获得更多的生物能，此时无氧发酵被抑制，称为巴斯德效应。 但在葡萄糖（含果糖）质量分数在 0.4%～1.0%以上时，氧的存在并不能抑制发酵，而有氧呼吸 却受大抑制，称反巴斯德效应。实际酵母接入麦汁后主要进行的是无氧酵解途径（发酵），少量 为有氧呼吸代谢。 2．含氮物质的转化 麦芽汁中的α-氨基氮含量和氨基酸组成对酵母和啤酒发酵有重要影响，酵母的生长和繁殖需 要吸收麦汁中的氨基酸、短肽、氨、嘌呤、嘧啶等可同化性含氮物质。啤酒酵母接入冷麦汁后， 在有氧存在的情况下通过吸收麦汁中的低分子含氮物质如氨基酸、二肽、三肽等用于合成酵母细 胞蛋白质、核酸等，进行细胞的繁殖。酵母对氨基酸的吸收情况与对糖的吸收相似，发酵初期只 有 A 组 8 种氨基酸（天冬酰氨、丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、谷酰 氨）很快被吸收，其它氨基酸缓慢吸收或不被吸收。当上述 8 种氨基酸浓度下降 50%以上时， 其它氨基酸才能被输送到细胞内。当合成细胞时需要 8 种氨基酸以外的氨基酸时，细胞外的氨基 酸不能被输送到细胞内，这时酵母就通过生物合成所需的氨基酸。麦汁中含氮物质的含量及所含 氨基酸的种类、比例不同对酵母的生长、繁殖和代谢副产物高级醇、双乙酰等的形成都有很大影 响。一般情况下，麦汁中含氮物质占浸出物的 4%～6%，含氮量 800～1000mg/L 左右，α-氨基 氮含量在 150～210mg/L 左右。 啤酒发酵过程中，含氮物质约下降 1/3 左右，主要是部分低分子氮（α-氨基氮）被酵母同化 用于合成酵母细胞，另外有部分蛋白质由于 pH 和温度的下降而沉淀，少量蛋白质被酵母细胞吸 附。发酵后期，酵母细胞向发酵液分泌多余的氨基酸，使酵母衰老和死亡，死细胞中的蛋白酶被 活化后，分解细胞蛋白质形成多肽，通过被适当水解的细胞壁进入发酵液，此现象称为酵母自溶， 其对啤酒风味有较大影响，会造成"酵母臭"。 3．其它变化 在发酵过程中，麦芽汁的含氧量越高，酵母的繁殖越旺盛，酵母表面以及泡盖中吸附的苦味 物质就越多。大约有 30%～40%的苦味物质在发酵过程中损失。另外，啤酒的色度随着发酵液 PH 值的下降，溶于麦汁中的色素物质被凝固析出，单宁与蛋白质的复合物以及酒花树脂等吸附 于泡盖、冷凝固物或酵母细胞表面，使啤酒的色度也有所下降。此外，啤酒酵母在整个代谢过程 中，将不断产生 CO2，一部分以吸附、溶解和化合状态存在于酒液当中，另一部分 CO2 被回收 或逸出罐外，最终成品啤酒的 CO2 质量分数为 0.5%左右。从总体来看，CO2 在酒液中的产生、 饱和及逸出等变化，对提高啤酒质量是具有重要作用的。具体的情况将在后续的相关内容中再做 介绍。 (三) 啤酒发酵副产物的形成 啤酒发酵期间，酵母利用麦汁中营养物质转化为各种代谢产物。其中主要产物为乙醇和二氧 化碳，此外还产生少量的代谢副产物，如连二酮类、高级醇类、酯类、有机酸类、醛类和含硫化 合物等。这些代谢副产物的形成对啤酒的成熟和产品风味有很大影响，如双乙酰具有馊饭味，是 造成啤酒不成熟的主要原因；高级醇含量高的啤酒饮用后容易出现“上头”，啤酒口味也变差等。 1．连二酮类的形成与消除 双乙酰（CH3COCOCH3）与 2，3-戊二酮（CH3COCOCH2CH3）合称为连二酮，对啤酒风味 影响很大。在缩短啤酒酒龄的研究中发现，当酒中双乙酰含量<0.1～0.15mg/L，H2S 含量<5μ/L， 二甲硫（CH3SCH3），乙醛含量<30mg/L，高级醇<75～90mg/L，乙偶姻<15mg/L 时，啤酒就达到
成熟。其中双乙酰对啤酒风味影响最大，故国内把啤酒中双乙酰含量列入国家标准，把双乙酰含 量的高低作为衡量啤酒是否成熟的唯一衡量指标。 双乙酰在啤酒中的味阈值（用人的感觉器官所能感受到某种物质的最低含量称为阈值）为 0.1～0.2mg/L，2，3-戊二酮的味阈值为 1.0mg/L。啤酒中双乙酰和 2，3-戊二酮的气味很相近， 当质量分数达 0.5mg/L 时有明显不愉快的馊饭味，当含量>0.2mg/L 时有似烧焦的麦芽味。淡色 啤酒双乙酰含量达 0.15mg/L 以上时，就有不愉快的刺激味。 (1)双乙酰的合成途径 双乙酰（或 2，3-戊二酮）是由丙酮酸（糖代谢的中间产物）在生物合成缬氨酸（或异亮氨酸） （酵母繁殖所需氨基酸）时的中间代谢产物α-乙酰乳酸（或α-乙酰羟基丁酸）转化得到的，是 啤酒发酵的必然产物。其中双乙酰对啤酒风味影响大，其生物合成机理为： 丙酮酸与 TPP（焦磷酸硫氨素，为辅羧酶，能催化氧化脱羧反应）结合，使丙酮酸转化成活 性丙酮酸，脱羧后变成活性乙醛，再与丙酮酸缩合成α-乙酰乳酸。α-乙酰乳酸经过酵母体外非 酶氧化生成双乙酰，双乙酰在酵母体内的还原酶作用下被还原为阈值很高的 2，3-丁二醇（阈值 为 100mg/L）。 α-乙酰乳酸是酵母合成缬氨酸的中间产物，当麦汁中缺乏缬氨酸或缬氨酸被消耗时，将产生 较多的α-乙酰乳酸。而α-乙酰乳酸在温度较高又有氧化剂存在的条件下极易氧化脱羧形成双乙 酰。在中性（pH7.0）条件下，α-乙酰乳酸稳定不易氧化，而在 pH 过低时，α-乙酰乳酸则分解 成乙偶姻。 (2)影响双乙酰生成的因素 ①酵母菌种 不同的酵母菌种产生双乙酰的能力不同，对双乙酰的还原能力也不同。强壮酵母数量多、代谢 旺盛，双乙酰的还原速度快。繁殖期的幼酵母、贮存时间过长的酵母、使用代数过多的酵母、营 养不良的酵母等还原双乙酰的能力弱，死亡的酵母没有还原双乙酰能力。 ②麦汁中氨基酸的种类和含量 麦汁中缬氨酸含量高可减少α-乙酰乳酸的生成，减少双乙酰 的形成。 ③巴氏杀菌前啤酒中α-乙酰乳酸含量高，遇到氧和高温将形成较多的双乙酰。 ④生产过程染菌会导致双乙酰含量增高。如果生产污染杂菌，双乙酰含量明显增加，啤酒质 量下降或造成啤酒酸败。 ⑤酵母细胞自溶后体内的α-乙酰乳酸进入啤酒，经氧化转化为双乙酰。 (3)双乙酰的控制与消除方法 ①菌种 选择双乙酰产生量低的菌种；适当提高酵母接种量，双乙酰还原期酵母数不低于 7× 106 个/100ml；使用酵母代数不要超过 5 代。 ②麦汁成分 在相同发酵条件下，麦汁中α-氨基氮含量对下酒时双乙酰含量有明显影响，见 表 4-2-2。麦汁α-氨基氮含量要求在 180～200mg/L（12ºP 啤酒），过高过低对于啤酒生产都不利， 适当的α-氨基氮既保证有必须的缬氨酸含量，又对啤酒风味没有不利影响。控制溶解氧含量应 在 6～9mg/L，有利于控制酵母的增殖。麦汁含锌量一般为 0.15～0.20mg/L，锌含量增加也有利 于减少啤酒双乙酰含量。 ③酿造用水残余碱度应小于 1.78mmol。残余碱度高将影响麦汁中的α-氨基氮含量。 ④提高双乙酰还原温度 啤酒低温发酵可以减少发酵副产物的形成，保证啤酒口味纯正。提高 双乙酰还原温度既可以加快α-乙酰乳酸向双乙酰的转化，同时又有利于双乙酰被酵母还原。由 于α-乙酰乳酸转化为双乙酰是非酶氧化反应，反应速度缓慢，提高温度则可加快转化速度。研 究发现，α-乙酰乳酸非酶氧化速度与双乙酰还原速度相差 100 倍，只有把发酵液中的α-乙酰乳 酸尽快转化为双乙酰才能降低啤酒中双乙酰的含量。 ⑤控制酵母增殖量 α-乙酰乳酸是在酵母繁殖期间形成的，减少酵母的繁殖量才能减少α-乙
成熟。其中双乙酰对啤酒风味影响最大，故国内把啤酒中双乙酰含量列入国家标准，把双乙酰含 量的高低作为衡量啤酒是否成熟的唯一衡量指标。 双乙酰在啤酒中的味阈值（用人的感觉器官所能感受到某种物质的最低含量称为阈值）为 0.1～0.2mg/L，2，3-戊二酮的味阈值为 1.0mg/L。啤酒中双乙酰和 2，3-戊二酮的气味很相近， 当质量分数达 0.5mg/L 时有明显不愉快的馊饭味，当含量>0.2mg/L 时有似烧焦的麦芽味。淡色 啤酒双乙酰含量达 0.15mg/L 以上时，就有不愉快的刺激味。 (1)双乙酰的合成途径 双乙酰（或 2，3-戊二酮）是由丙酮酸（糖代谢的中间产物）在生物合成缬氨酸（或异亮氨酸） （酵母繁殖所需氨基酸）时的中间代谢产物α-乙酰乳酸（或α-乙酰羟基丁酸）转化得到的，是 啤酒发酵的必然产物。其中双乙酰对啤酒风味影响大，其生物合成机理为： 丙酮酸与 TPP（焦磷酸硫氨素，为辅羧酶，能催化氧化脱羧反应）结合，使丙酮酸转化成活 性丙酮酸，脱羧后变成活性乙醛，再与丙酮酸缩合成α-乙酰乳酸。α-乙酰乳酸经过酵母体外非 酶氧化生成双乙酰，双乙酰在酵母体内的还原酶作用下被还原为阈值很高的 2，3-丁二醇（阈值 为 100mg/L）。 α-乙酰乳酸是酵母合成缬氨酸的中间产物，当麦汁中缺乏缬氨酸或缬氨酸被消耗时，将产生 较多的α-乙酰乳酸。而α-乙酰乳酸在温度较高又有氧化剂存在的条件下极易氧化脱羧形成双乙 酰。在中性（pH7.0）条件下，α-乙酰乳酸稳定不易氧化，而在 pH 过低时，α-乙酰乳酸则分解 成乙偶姻。 (2)影响双乙酰生成的因素 ①酵母菌种 不同的酵母菌种产生双乙酰的能力不同，对双乙酰的还原能力也不同。强壮酵母数量多、代谢 旺盛，双乙酰的还原速度快。繁殖期的幼酵母、贮存时间过长的酵母、使用代数过多的酵母、营 养不良的酵母等还原双乙酰的能力弱，死亡的酵母没有还原双乙酰能力。 ②麦汁中氨基酸的种类和含量 麦汁中缬氨酸含量高可减少α-乙酰乳酸的生成，减少双乙酰 的形成。 ③巴氏杀菌前啤酒中α-乙酰乳酸含量高，遇到氧和高温将形成较多的双乙酰。 ④生产过程染菌会导致双乙酰含量增高。如果生产污染杂菌，双乙酰含量明显增加，啤酒质 量下降或造成啤酒酸败。 ⑤酵母细胞自溶后体内的α-乙酰乳酸进入啤酒，经氧化转化为双乙酰。 (3)双乙酰的控制与消除方法 ①菌种 选择双乙酰产生量低的菌种；适当提高酵母接种量，双乙酰还原期酵母数不低于 7× 106 个/100ml；使用酵母代数不要超过 5 代。 ②麦汁成分 在相同发酵条件下，麦汁中α-氨基氮含量对下酒时双乙酰含量有明显影响，见 表 4-2-2。麦汁α-氨基氮含量要求在 180～200mg/L（12ºP 啤酒），过高过低对于啤酒生产都不利， 适当的α-氨基氮既保证有必须的缬氨酸含量，又对啤酒风味没有不利影响。控制溶解氧含量应 在 6～9mg/L，有利于控制酵母的增殖。麦汁含锌量一般为 0.15～0.20mg/L，锌含量增加也有利 于减少啤酒双乙酰含量。 ③酿造用水残余碱度应小于 1.78mmol。残余碱度高将影响麦汁中的α-氨基氮含量。 ④提高双乙酰还原温度 啤酒低温发酵可以减少发酵副产物的形成，保证啤酒口味纯正。提高 双乙酰还原温度既可以加快α-乙酰乳酸向双乙酰的转化，同时又有利于双乙酰被酵母还原。由 于α-乙酰乳酸转化为双乙酰是非酶氧化反应，反应速度缓慢，提高温度则可加快转化速度。研 究发现，α-乙酰乳酸非酶氧化速度与双乙酰还原速度相差 100 倍，只有把发酵液中的α-乙酰乳 酸尽快转化为双乙酰才能降低啤酒中双乙酰的含量。 ⑤控制酵母增殖量 α-乙酰乳酸是在酵母繁殖期间形成的，减少酵母的繁殖量才能减少α-乙
酰乳酸的形成量，从而减少啤酒中双乙酰的生成量。故适当增加酵母接种量，有利于减少双乙酰 的产生。 ⑥外加α-乙酰乳酸脱羧酶 该酶用于啤酒发酵过程，可将双乙酰的前驱体α-乙酰乳酸直接催 化分解成 3-羟基-2-丁酮（俗称乙偶姻）。在主发酵阶段，如果麦芽汁中没有足够的游离缬氨酸， 酿造酵母将启动缬氨酸合成机制。在缬氨酸合成的生化途径中，α-乙酰乳酸是其前驱物，它很 容易透出细胞进入培养液中。发酵过程中，发酵液中的α-乙酰乳酸被缓慢地氧化脱羧，产生大 量双乙酰。若将α-乙酰乳酸脱羧酶加入麦芽汁，该酶通过迅速脱羧反应（非氧化反应）将α-乙 酰乳酸转化为乙偶姻，它消除所有培养液中的α-乙酰乳酸使其不能转化为双乙酰。这样就会减 少双乙酰的生成和双乙酰还原时间，缩短啤酒发酵周期 1～3 天。 ⑦加强清洁卫生工作，严格杀菌，定期做好微生物检查，避免杂菌的污染。 ⑧采用现代生物技术，利用固定化酵母柱进行后期双乙酰还原，这样既不影响啤酒传统风味， 又加快了啤酒成熟，可使整个发酵周期大大缩短。 2．高级醇的形成 高级醇（俗称杂醇油）是啤酒发酵过程中的主要产物之一，也是啤酒的主要香味和口味物质之 一。适量的高级醇能使酒体丰富，口味协调，给人以醇厚的感觉，但如果含量过高，会导致饮后 上头并会使啤酒有异味。因此，对于啤酒中的高级醇的含量应严格控制。 (1)啤酒中高级醇的来源 啤酒中大约 80%的高级醇是在主发酵期间，酵母进行繁殖的过程中形成的，也就是酵母在合 成细胞蛋白质时形成。 (2)啤酒中高级醇阈值及其对啤酒风味影响 高级醇含量超过 100mg／L 会使啤酒口味和喜爱程度明显变差，啤酒中的高级醇含量标准值 为：下面发酵啤酒：60～90mg／L ；上面发酵啤酒：＞100mg／L 。 ①正丙醇、异丁醇、戊醇等含量过高会使啤酒产生不良风味，饮后易“上头” ②异戊醇有甜味、香蕉芳香味和醇味。啤酒酿造工艺不同，麦汁组分也不同；酵母菌株不同， 酿制的啤酒异戊醇含量也不同，因此不同地区生产的啤酒风格各异。但超过口味阈值，就会产生 明显的杂醇油味，饮后就有头痛头昏的感觉。 ③β-苯乙醇，是一个芳香族高级醇，给人有一种郁闷的玫瑰花香。苯乙醇含量高，会使啤酒 生产玫瑰花香，但不高时，会同其它醇类发生加合作用时，对口味的影响增强。 ④色醇给人以微苦和轻微的苯酸味，酪醇有似苯酚的气味和强烈的胆汁苦，含量超过阈值时， 会使啤酒产生不愉快的后苦味。 ⑤适量的高级醇赋予啤酒饱满的口感，含量过高产生溶剂味且对人体健康不利。 ⑥啤酒中高级醇和酯类有不同比例，对啤酒风味有不同的影响，在正常的情况下，酯类总量与 高级醇总量相协调。若高级醇相对含量较高，则回味不协调，啤酒就有一种玫瑰芳香味，若比例 过小酯类相对比例高，啤酒易出现酯香味，也会影响啤酒的正常风味。 (3)影响高级醇形成的因素 ①菌种的影响 不同的啤酒酵母菌种，高级醇的生成量差异很大。在同等发酵条件下，有些酵母菌株产生高级 醇的含量达 200mg/L，而有的仅有 40 mg/L，相差达 5 倍之多。因此酿造啤酒，选择优良酵母菌 株是控制啤酒中高级醇含量最为有效的途径。一般粉末状酵母高级醇的生成量在 60～90mg/L， 而絮状酵母高级醇的生成量在 50～120mg/L。 ②酵母接种量的影响 一般认为，酵母添加量小，酵母增殖后的酵母多，有利于高级醇的生成。若提高酵母添加量， 降低酵母细胞倍数有利于降低高级醇的含量，但只有酵母添加量提高到一定倍数时（如 4 倍）， 高级醇的生成量才会显著降低
酰乳酸的形成量，从而减少啤酒中双乙酰的生成量。故适当增加酵母接种量，有利于减少双乙酰 的产生。 ⑥外加α-乙酰乳酸脱羧酶 该酶用于啤酒发酵过程，可将双乙酰的前驱体α-乙酰乳酸直接催 化分解成 3-羟基-2-丁酮（俗称乙偶姻）。在主发酵阶段，如果麦芽汁中没有足够的游离缬氨酸， 酿造酵母将启动缬氨酸合成机制。在缬氨酸合成的生化途径中，α-乙酰乳酸是其前驱物，它很 容易透出细胞进入培养液中。发酵过程中，发酵液中的α-乙酰乳酸被缓慢地氧化脱羧，产生大 量双乙酰。若将α-乙酰乳酸脱羧酶加入麦芽汁，该酶通过迅速脱羧反应（非氧化反应）将α-乙 酰乳酸转化为乙偶姻，它消除所有培养液中的α-乙酰乳酸使其不能转化为双乙酰。这样就会减 少双乙酰的生成和双乙酰还原时间，缩短啤酒发酵周期 1～3 天。 ⑦加强清洁卫生工作，严格杀菌，定期做好微生物检查，避免杂菌的污染。 ⑧采用现代生物技术，利用固定化酵母柱进行后期双乙酰还原，这样既不影响啤酒传统风味， 又加快了啤酒成熟，可使整个发酵周期大大缩短。 2．高级醇的形成 高级醇（俗称杂醇油）是啤酒发酵过程中的主要产物之一，也是啤酒的主要香味和口味物质之 一。适量的高级醇能使酒体丰富，口味协调，给人以醇厚的感觉，但如果含量过高，会导致饮后 上头并会使啤酒有异味。因此，对于啤酒中的高级醇的含量应严格控制。 (1)啤酒中高级醇的来源 啤酒中大约 80%的高级醇是在主发酵期间，酵母进行繁殖的过程中形成的，也就是酵母在合 成细胞蛋白质时形成。 (2)啤酒中高级醇阈值及其对啤酒风味影响 高级醇含量超过 100mg／L 会使啤酒口味和喜爱程度明显变差，啤酒中的高级醇含量标准值 为：下面发酵啤酒：60～90mg／L ；上面发酵啤酒：＞100mg／L 。 ①正丙醇、异丁醇、戊醇等含量过高会使啤酒产生不良风味，饮后易“上头” ②异戊醇有甜味、香蕉芳香味和醇味。啤酒酿造工艺不同，麦汁组分也不同；酵母菌株不同， 酿制的啤酒异戊醇含量也不同，因此不同地区生产的啤酒风格各异。但超过口味阈值，就会产生 明显的杂醇油味，饮后就有头痛头昏的感觉。 ③β-苯乙醇，是一个芳香族高级醇，给人有一种郁闷的玫瑰花香。苯乙醇含量高，会使啤酒 生产玫瑰花香，但不高时，会同其它醇类发生加合作用时，对口味的影响增强。 ④色醇给人以微苦和轻微的苯酸味，酪醇有似苯酚的气味和强烈的胆汁苦，含量超过阈值时， 会使啤酒产生不愉快的后苦味。 ⑤适量的高级醇赋予啤酒饱满的口感，含量过高产生溶剂味且对人体健康不利。 ⑥啤酒中高级醇和酯类有不同比例，对啤酒风味有不同的影响，在正常的情况下，酯类总量与 高级醇总量相协调。若高级醇相对含量较高，则回味不协调，啤酒就有一种玫瑰芳香味，若比例 过小酯类相对比例高，啤酒易出现酯香味，也会影响啤酒的正常风味。 (3)影响高级醇形成的因素 ①菌种的影响 不同的啤酒酵母菌种，高级醇的生成量差异很大。在同等发酵条件下，有些酵母菌株产生高级 醇的含量达 200mg/L，而有的仅有 40 mg/L，相差达 5 倍之多。因此酿造啤酒，选择优良酵母菌 株是控制啤酒中高级醇含量最为有效的途径。一般粉末状酵母高级醇的生成量在 60～90mg/L， 而絮状酵母高级醇的生成量在 50～120mg/L。 ②酵母接种量的影响 一般认为，酵母添加量小，酵母增殖后的酵母多，有利于高级醇的生成。若提高酵母添加量， 降低酵母细胞倍数有利于降低高级醇的含量，但只有酵母添加量提高到一定倍数时（如 4 倍）， 高级醇的生成量才会显著降低
③酵母增殖的影响 高级醇是酵母增殖、合成细胞蛋白质时的副产物，酵母增殖倍数越大，形成的高级醇就越多。 为了使啤酒中的高级醇的含量不宜过高，酵母的增殖倍数以控制在 3～4 倍较好，即接种酵母在 （1.2～1.8）×107 个左右。同时酵母生长代谢受到抑制时，中间代谢产物会多一些，高级醇产生 量高。 ④麦汁组分与浓度的影响 麦汁是酵母生长繁殖代谢所需的氮源和碳源，其组分的状况对高级醇的生成量影响很大。麦汁 中的α-氨基氮（α-N）是酵母同化的主要氮源。适量的α-N 可促进酵母繁殖，生成适量的高级 醇，α-N 含量过低时，酵母就通过糖代谢途径合成自身必需的氨基酸，合成细胞蛋白质。当缺 乏合成能力时，就会由丙酮酸形成高级醇。当α-N 含量过高时，氨基酸脱羧会形成高级醇。同 时，若麦汁中缺乏镁离子、泛酸等营养物质，酵母生长受到影响，高级醇的生成量也会发生变化。 11～120Bx 麦汁α-N 的含量一般控制在 160～180mg/L 为宜，此时即能保证酵母繁殖发酵还原双 乙酰的正常进行，又能使高级醇的含量适中。 高级醇的生成量还与麦汁浓度有关，随着麦汁中可发酵性糖含量的增加，通常不应高于 16ºP， 最好能控制在 10～12ºP。 同时，高级醇的生成量与麦汁的 pH 值也有关系，一般麦汁的 pH 值越高，越有利于高级醇的 形成；反之则少。一般要求 pH 值在 5.2～5.6。 ⑤麦汁充氧量的影响 麦汁含氧量与酵母的增殖有密切的关系，如麦汁充氧不足，酵母增殖缓慢，醪液起发慢，易污 染杂菌，从而影响正常的发酵。但充氧过量，酵母增殖迅猛，麦汁中可利用的氮会在短时间内被 消耗，易造成酵母营养盐缺乏，高级醇的生成量就会增加，因此麦汁中的充氧量一般控制在 8～ 10mg/L 为宜。 ⑥发酵条件的影响 a．发酵方式的影响 发酵方式不同，高级醇的生成量也不相同，一般加压发酵可以抑制高级醇的生成，这可能是压 力引起酵母代谢产物的渗透性引起的。搅拌发酵可以促进高级醇的生成，是因为啤酒中的二氧化 碳溶入量增加，随着酒液中的二氧化碳浓度的提高，糖发酵及副产物的生成都受到抑制。 b．发酵温度的影响 温度对高级醇的生成有重要的影响，同时发酵温度的改变还会影响到啤酒中高级醇的平衡， 从而对啤酒风味构成影响。因为温度高则增强了酵母活性及与酒液的对流，提高了酵母与麦汁的 接触面积与时间，在其它条件相同的条件下，温度越高，高级醇的生成量也越高。生产中应尽量 控制发酵温度在 12℃（主酵期）以下，以减少高级醇的生成。 c．发酵度的影响 酵母在进行糖代谢时，会同时产生一些高级醇。发酵度高，表明发酵越旺盛，繁殖越快，对 含氧物质的要求越多，代谢的糖类物质越多，产生的高级醇含量高。 ⑦酵母自溶的影响 主发酵结束，大部分酵母沉积于锥形罐底部，如不及时排放，容易引起酵母自溶，从而导致高 级醇含量升高。 ⑧贮酒 高级醇的生成主要在主发酵期。只要贮存条件适宜，在贮酒期间其变化幅度很小。瓶装后高级 醇一般也保持常数值。但对下酒糖度、贮存条件要严格加以控制。 ⑨原料的影响 啤酒中高级醇的含量与麦芽品种、质量优劣有关。因不同地区的大麦品种，其含氮量有较大的 差别，其所制成的麦芽或麦汁的含氮量也不同。若麦汁中的α-氨基氮含量过高，就会通过氨基
③酵母增殖的影响 高级醇是酵母增殖、合成细胞蛋白质时的副产物，酵母增殖倍数越大，形成的高级醇就越多。 为了使啤酒中的高级醇的含量不宜过高，酵母的增殖倍数以控制在 3～4 倍较好，即接种酵母在 （1.2～1.8）×107 个左右。同时酵母生长代谢受到抑制时，中间代谢产物会多一些，高级醇产生 量高。 ④麦汁组分与浓度的影响 麦汁是酵母生长繁殖代谢所需的氮源和碳源，其组分的状况对高级醇的生成量影响很大。麦汁 中的α-氨基氮（α-N）是酵母同化的主要氮源。适量的α-N 可促进酵母繁殖，生成适量的高级 醇，α-N 含量过低时，酵母就通过糖代谢途径合成自身必需的氨基酸，合成细胞蛋白质。当缺 乏合成能力时，就会由丙酮酸形成高级醇。当α-N 含量过高时，氨基酸脱羧会形成高级醇。同 时，若麦汁中缺乏镁离子、泛酸等营养物质，酵母生长受到影响，高级醇的生成量也会发生变化。 11～120Bx 麦汁α-N 的含量一般控制在 160～180mg/L 为宜，此时即能保证酵母繁殖发酵还原双 乙酰的正常进行，又能使高级醇的含量适中。 高级醇的生成量还与麦汁浓度有关，随着麦汁中可发酵性糖含量的增加，通常不应高于 16ºP， 最好能控制在 10～12ºP。 同时，高级醇的生成量与麦汁的 pH 值也有关系，一般麦汁的 pH 值越高，越有利于高级醇的 形成；反之则少。一般要求 pH 值在 5.2～5.6。 ⑤麦汁充氧量的影响 麦汁含氧量与酵母的增殖有密切的关系，如麦汁充氧不足，酵母增殖缓慢，醪液起发慢，易污 染杂菌，从而影响正常的发酵。但充氧过量，酵母增殖迅猛，麦汁中可利用的氮会在短时间内被 消耗，易造成酵母营养盐缺乏，高级醇的生成量就会增加，因此麦汁中的充氧量一般控制在 8～ 10mg/L 为宜。 ⑥发酵条件的影响 a．发酵方式的影响 发酵方式不同，高级醇的生成量也不相同，一般加压发酵可以抑制高级醇的生成，这可能是压 力引起酵母代谢产物的渗透性引起的。搅拌发酵可以促进高级醇的生成，是因为啤酒中的二氧化 碳溶入量增加，随着酒液中的二氧化碳浓度的提高，糖发酵及副产物的生成都受到抑制。 b．发酵温度的影响 温度对高级醇的生成有重要的影响，同时发酵温度的改变还会影响到啤酒中高级醇的平衡， 从而对啤酒风味构成影响。因为温度高则增强了酵母活性及与酒液的对流，提高了酵母与麦汁的 接触面积与时间，在其它条件相同的条件下，温度越高，高级醇的生成量也越高。生产中应尽量 控制发酵温度在 12℃（主酵期）以下，以减少高级醇的生成。 c．发酵度的影响 酵母在进行糖代谢时，会同时产生一些高级醇。发酵度高，表明发酵越旺盛，繁殖越快，对 含氧物质的要求越多，代谢的糖类物质越多，产生的高级醇含量高。 ⑦酵母自溶的影响 主发酵结束，大部分酵母沉积于锥形罐底部，如不及时排放，容易引起酵母自溶，从而导致高 级醇含量升高。 ⑧贮酒 高级醇的生成主要在主发酵期。只要贮存条件适宜，在贮酒期间其变化幅度很小。瓶装后高级 醇一般也保持常数值。但对下酒糖度、贮存条件要严格加以控制。 ⑨原料的影响 啤酒中高级醇的含量与麦芽品种、质量优劣有关。因不同地区的大麦品种，其含氮量有较大的 差别，其所制成的麦芽或麦汁的含氮量也不同。若麦汁中的α-氨基氮含量过高，就会通过氨基
酸的异化作用即埃尔利希机制形成高级醇；当麦汁中的α-氨基氮含量偏低时，麦汁中可同化氮 消耗后，酵母则通过糖代谢合成必需的氨基酸用于细胞的蛋白质合成，当缺乏合成能源或氨基酸 不足时，会导致由酮酸形成高级醇。据报道，使用溶解过度或适度的麦芽会使啤酒有较高的异戊 醇含量，而使用溶解不良的麦芽能导致产生较高含量的正丙醇。 (4)控制高级醇含量的措施。 ①选用高级醇产生量低的酵母菌株，并适当提高酵母的接种量，可抑制高级醇的生成。 ②选用蛋白质溶解良好的麦芽，制定合理的糖化工艺，注意蛋白质分解的温度和时间，确保麦 汁中α-氨基氮含量在 180±200mg/L 之间。 ③调整发酵工艺，降低麦汁冷却温度和酵母添加温度，控制麦计含氧量，使含氧量在 8～10mg/L 之间，降低主发酵前期的温度，在发酵完毕后，及时排放沉积在发酵罐底部的酵母，防止酵母自 溶。 ④严格控制糖化过程中麦汁 pH 值 5.2～5.4 之间，这样可抑制高级醇的生成量，又能适应糖化 过程中各种水解酶类的作用，所以在整个糖化过程中必须严格控制和调节 pH 值。 ⑤为加快发酵速度缩短酒龄，进行搅拌发酵使酵母与麦汁和氧之间充分接触，加快发酵速度则 有利于高级醇的形成。所以从啤酒质量方面考虑，生产中要慎重采用。 ⑥加压发酵，压力在（0.08～0.2Mpa）发酵，抑制了酵母的繁殖，高级醇的生成量相对减少。 3．酯类的形成 酯类在啤酒中的含量很少，但对啤酒的风味影响很大。酯类大部分是在主发酵期形成的，尤其 是在酵母繁殖旺盛期生成量较大，在后熟期形成量较少。酯类是由酰基辅酶Ａ（RCO•SCoA）和 醇类缩合而成。泛酸盐对酯的形成有促进作用。 R1CO•SCoA+R2OH—→R1COOR2+CoA•SH 辅酶 A 存在于酵母体内，酯类是脂肪酸渗入酵母细胞内形成的。酯类生成后，一部分透过细胞 膜进入发酵液中，一部分被酵母吸附而保留在细胞内，酯被酵母吸附量的多少随酯的相对分子质 量增加而增加。 酯类（挥发性酯）是啤酒香味的主要来源之一，啤酒中含有适量的酯才能使啤酒香味丰满协调， 传统上认为过高的酯含量是异香味，但国外一些啤酒乙酸乙酯的含量大于阈值，有淡雅的果香味， 形成了独特风味。 4．醛类 啤酒中的醛类来自麦汁煮沸中美拉德反应和啤酒发酵过程中醇类的前驱物质或氧化产物。常见 的醛类有：甲醛、乙醛、丙醛、异丁醛、异戊醛、糠醛、反-2-壬烯醛等。对啤酒风味影响比较 大的是乙醛、糠醛和反-2-壬烯醛。 乙醛主要来自丙酮酸。在丙酮酸脱羧酶作用下，丙酮酸不可逆形成乙醛和 CO2。绝大多数乙醛 在乙醇脱氢酶催化下形成乙醇。正常情况下，乙醛在啤酒中的含量只有 3.5～15.5mg/L。乙醛的 阈值为 10mg/L，成熟啤酒乙醛含量小于 10mg/L，优质啤酒含量小于 6mg/L。当乙醛含量超过 10mg/L 时啤酒有不成熟口感，呈腐败性气味和类似麦皮不愉快的苦味；乙醛含量超过 25mg/L 就会有强烈的刺激性辛辣感，也有郁闷性口感。乙醛、双乙酰和 H2S 构成嫩啤酒的生青味，酵 母和麦汁污染杂菌（发酵单胞菌）也可增加啤酒中乙醛的含量。 5．酸类 啤酒中的酸类约有 100 种，可分为不挥发酸、低挥发酸和挥发酸。啤酒中的酸类及其盐类决 定啤酒的 pH 值和总酸含量。适量的酸赋予啤酒柔和和清爽的口感，同时为重要的缓冲物质控制 啤酒的 pH 值。缺少酸类，啤酒口感呆滞、粘稠、不爽口；过量的酸会使啤酒口感粗糙、不柔和、 不协调。啤酒中有机酸的种类和含量是判断啤酒发酵是否正常和是否污染产酸菌的标志。 啤酒在发酵期间可增加滴定酸 0.9～1.2ml（1mol/LNaOH），发酵产酸量受到麦汁总酸量的负 影响，麦汁总酸越高，发酵产酸越少。要控制啤酒总酸必须先要控制麦汁总酸，糖化时由于水的
酸的异化作用即埃尔利希机制形成高级醇；当麦汁中的α-氨基氮含量偏低时，麦汁中可同化氮 消耗后，酵母则通过糖代谢合成必需的氨基酸用于细胞的蛋白质合成，当缺乏合成能源或氨基酸 不足时，会导致由酮酸形成高级醇。据报道，使用溶解过度或适度的麦芽会使啤酒有较高的异戊 醇含量，而使用溶解不良的麦芽能导致产生较高含量的正丙醇。 (4)控制高级醇含量的措施。 ①选用高级醇产生量低的酵母菌株，并适当提高酵母的接种量，可抑制高级醇的生成。 ②选用蛋白质溶解良好的麦芽，制定合理的糖化工艺，注意蛋白质分解的温度和时间，确保麦 汁中α-氨基氮含量在 180±200mg/L 之间。 ③调整发酵工艺，降低麦汁冷却温度和酵母添加温度，控制麦计含氧量，使含氧量在 8～10mg/L 之间，降低主发酵前期的温度，在发酵完毕后，及时排放沉积在发酵罐底部的酵母，防止酵母自 溶。 ④严格控制糖化过程中麦汁 pH 值 5.2～5.4 之间，这样可抑制高级醇的生成量，又能适应糖化 过程中各种水解酶类的作用，所以在整个糖化过程中必须严格控制和调节 pH 值。 ⑤为加快发酵速度缩短酒龄，进行搅拌发酵使酵母与麦汁和氧之间充分接触，加快发酵速度则 有利于高级醇的形成。所以从啤酒质量方面考虑，生产中要慎重采用。 ⑥加压发酵，压力在（0.08～0.2Mpa）发酵，抑制了酵母的繁殖，高级醇的生成量相对减少。 3．酯类的形成 酯类在啤酒中的含量很少，但对啤酒的风味影响很大。酯类大部分是在主发酵期形成的，尤其 是在酵母繁殖旺盛期生成量较大，在后熟期形成量较少。酯类是由酰基辅酶Ａ（RCO•SCoA）和 醇类缩合而成。泛酸盐对酯的形成有促进作用。 R1CO•SCoA+R2OH—→R1COOR2+CoA•SH 辅酶 A 存在于酵母体内，酯类是脂肪酸渗入酵母细胞内形成的。酯类生成后，一部分透过细胞 膜进入发酵液中，一部分被酵母吸附而保留在细胞内，酯被酵母吸附量的多少随酯的相对分子质 量增加而增加。 酯类（挥发性酯）是啤酒香味的主要来源之一，啤酒中含有适量的酯才能使啤酒香味丰满协调， 传统上认为过高的酯含量是异香味，但国外一些啤酒乙酸乙酯的含量大于阈值，有淡雅的果香味， 形成了独特风味。 4．醛类 啤酒中的醛类来自麦汁煮沸中美拉德反应和啤酒发酵过程中醇类的前驱物质或氧化产物。常见 的醛类有：甲醛、乙醛、丙醛、异丁醛、异戊醛、糠醛、反-2-壬烯醛等。对啤酒风味影响比较 大的是乙醛、糠醛和反-2-壬烯醛。 乙醛主要来自丙酮酸。在丙酮酸脱羧酶作用下，丙酮酸不可逆形成乙醛和 CO2。绝大多数乙醛 在乙醇脱氢酶催化下形成乙醇。正常情况下，乙醛在啤酒中的含量只有 3.5～15.5mg/L。乙醛的 阈值为 10mg/L，成熟啤酒乙醛含量小于 10mg/L，优质啤酒含量小于 6mg/L。当乙醛含量超过 10mg/L 时啤酒有不成熟口感，呈腐败性气味和类似麦皮不愉快的苦味；乙醛含量超过 25mg/L 就会有强烈的刺激性辛辣感，也有郁闷性口感。乙醛、双乙酰和 H2S 构成嫩啤酒的生青味，酵 母和麦汁污染杂菌（发酵单胞菌）也可增加啤酒中乙醛的含量。 5．酸类 啤酒中的酸类约有 100 种，可分为不挥发酸、低挥发酸和挥发酸。啤酒中的酸类及其盐类决 定啤酒的 pH 值和总酸含量。适量的酸赋予啤酒柔和和清爽的口感，同时为重要的缓冲物质控制 啤酒的 pH 值。缺少酸类，啤酒口感呆滞、粘稠、不爽口；过量的酸会使啤酒口感粗糙、不柔和、 不协调。啤酒中有机酸的种类和含量是判断啤酒发酵是否正常和是否污染产酸菌的标志。 啤酒在发酵期间可增加滴定酸 0.9～1.2ml（1mol/LNaOH），发酵产酸量受到麦汁总酸量的负 影响，麦汁总酸越高，发酵产酸越少。要控制啤酒总酸必须先要控制麦汁总酸，糖化时由于水的
碱度大，为调节 pH 值常常要加大量调节酸，会造成啤酒风味单调或出现明显的酸味。GB 4927 －2001 规定 10.1ºP～14.0ºP 淡色啤酒，总酸≤2.6ml/100ml。对于有些啤酒总酸基本正常[2.2～ 2.3ml/(1mol/L NaOH/100ml）]，但饮用时酸刺激强，有酸味，其原因除总酸过高外，主要是挥发 酸太高造成的。啤酒挥发酸>100mg/L 就说明啤酒已经酸败。 6．含硫化合物 啤酒中含硫化合物分挥发性和非挥发性两类，啤酒中多数挥发性含硫化合物是低阈值的强风味 物质，对啤酒风味影响很大，尤其是低分子量的含硫化合物的影响更大。影响比较大的含硫化合 物有二甲硫（DMS）、SO2、H2S 和 3-甲基-2-丁烯-1-硫醇。 DMS 为陈啤酒风味的特色组分，正常含量为 20～70μg/L，过量有令人不快的腐烂蔬菜（卷 心菜）的味道。啤酒中游离 DMS 主要来自麦芽及发酵、贮酒时酵母的代谢，其含量多少与酵母 菌种有关。 二、影响发酵的主要因素 除酵母菌种的种类、数量和生理状态外，影响酵母发酵的环境因素有麦汁成分、发酵温度、罐 压、溶解氧含量、pH 值等。 （一）麦汁成分：麦汁组成适宜，能满足酵母生长、繁殖和发酵的需要。120P 麦汁中α-氨基氮 含量应为（180±20）mg/L，还原糖含量 9.5～10.2～11.2g/100ml，溶解氧含量 8～10mg/L，锌 0.15～0.20mg/L。 （二）发酵温度：啤酒发酵采用变温发酵，发酵温度指旺盛发酵（主发酵）阶段的最高温度。啤 酒发酵一般采用低温发酵。上面啤酒发酵温度为 18～22℃，下面发酵温度为 7～15℃。采用低温 发酵的原因是：低温发酵可以防止或减少细菌的污染，同时酵母增殖慢，最高酵母细胞浓度低， 发酵过程中形成的双乙酰、高级醇等代谢副产物少，同化氨基酸少，pH 值下降缓慢，酒花香气 和苦味物质损失少，酿制出的啤酒风味好，此外酵母自溶少，使用代数多。 （三）罐压：在一定的罐压下酵母增殖量较少，代谢副产物形成量少，主要原因是由于二氧化碳 浓度的增高抑制了酵母的增殖。在提高发酵温度缩短发酵时间的同时，应相应提高罐压（加压发 酵），以避免由于升温带来的代谢副产物增多的问题。罐压越高，啤酒中溶解的 CO2 越多，发酵 液温度越低，酒中 CO2 含量越高。 （四）pH 值：酵母发酵的最适 pH 为 5～6，过高过低都会影响啤酒发酵速度和代谢产物的种类、 数量，从而影响啤酒的发酵和产品质量。 （五)代谢产物：酵母自身代谢产物乙醇的积累将逐步抑制酵母的发酵作用，一般当乙醇体积分 数达到 8.5%以上时就会抑制发酵，此外重金属离子 Cu2+等对酵母也有毒害作用
碱度大，为调节 pH 值常常要加大量调节酸，会造成啤酒风味单调或出现明显的酸味。GB 4927 －2001 规定 10.1ºP～14.0ºP 淡色啤酒，总酸≤2.6ml/100ml。对于有些啤酒总酸基本正常[2.2～ 2.3ml/(1mol/L NaOH/100ml）]，但饮用时酸刺激强，有酸味，其原因除总酸过高外，主要是挥发 酸太高造成的。啤酒挥发酸>100mg/L 就说明啤酒已经酸败。 6．含硫化合物 啤酒中含硫化合物分挥发性和非挥发性两类，啤酒中多数挥发性含硫化合物是低阈值的强风味 物质，对啤酒风味影响很大，尤其是低分子量的含硫化合物的影响更大。影响比较大的含硫化合 物有二甲硫（DMS）、SO2、H2S 和 3-甲基-2-丁烯-1-硫醇。 DMS 为陈啤酒风味的特色组分，正常含量为 20～70μg/L，过量有令人不快的腐烂蔬菜（卷 心菜）的味道。啤酒中游离 DMS 主要来自麦芽及发酵、贮酒时酵母的代谢，其含量多少与酵母 菌种有关。 二、影响发酵的主要因素 除酵母菌种的种类、数量和生理状态外，影响酵母发酵的环境因素有麦汁成分、发酵温度、罐 压、溶解氧含量、pH 值等。 （一）麦汁成分：麦汁组成适宜，能满足酵母生长、繁殖和发酵的需要。120P 麦汁中α-氨基氮 含量应为（180±20）mg/L，还原糖含量 9.5～10.2～11.2g/100ml，溶解氧含量 8～10mg/L，锌 0.15～0.20mg/L。 （二）发酵温度：啤酒发酵采用变温发酵，发酵温度指旺盛发酵（主发酵）阶段的最高温度。啤 酒发酵一般采用低温发酵。上面啤酒发酵温度为 18～22℃，下面发酵温度为 7～15℃。采用低温 发酵的原因是：低温发酵可以防止或减少细菌的污染，同时酵母增殖慢，最高酵母细胞浓度低， 发酵过程中形成的双乙酰、高级醇等代谢副产物少，同化氨基酸少，pH 值下降缓慢，酒花香气 和苦味物质损失少，酿制出的啤酒风味好，此外酵母自溶少，使用代数多。 （三）罐压：在一定的罐压下酵母增殖量较少，代谢副产物形成量少，主要原因是由于二氧化碳 浓度的增高抑制了酵母的增殖。在提高发酵温度缩短发酵时间的同时，应相应提高罐压（加压发 酵），以避免由于升温带来的代谢副产物增多的问题。罐压越高，啤酒中溶解的 CO2 越多，发酵 液温度越低，酒中 CO2 含量越高。 （四）pH 值：酵母发酵的最适 pH 为 5～6，过高过低都会影响啤酒发酵速度和代谢产物的种类、 数量，从而影响啤酒的发酵和产品质量。 （五)代谢产物：酵母自身代谢产物乙醇的积累将逐步抑制酵母的发酵作用，一般当乙醇体积分 数达到 8.5%以上时就会抑制发酵，此外重金属离子 Cu2+等对酵母也有毒害作用