第三节 啤酒花及其制品 一、酒花的品种 啤酒花作为啤酒工业原料,始于德国.使用的主要目的是利用酒花的苦味、香味、防腐能力和澄 清麦芽汁的能力,而起到增加麦芽汁和啤酒的苦味、香味、防腐能力和澄清麦芽汁的作用。 啤酒花按其特性可分为以下四类: A 类:优秀香型酒花 捷克 Saaz(萨士)、德国 Spalter(斯巴顿)、德国 Tattnang(泰特昂)、英国 Golding(哥尔丁) 等。此类酒花中主要成分一般为:α-酸 3~5%、α-酸/β-酸为 1.1~1.5,酒花精油 2%~2.5%。 B 类:兼香型酒花 英国 Wye Saxon(威沙格桑)、美国 Columbia(哥伦比亚)、德国 Hallertauer(哈拉道尔)、 美国的 Willamete(威拉米特)等。此类酒花成分含量一般为:α-酸 5%~7%,α-酸/β-酸 为 1.2~2.3,酒花精油 0.85%~1.6%。 C 类:特征不明显的酒花 美国 Galena。 D 类:苦型酒花 德国的 Northern Brewer(北酿)、Brewers Gold(金酿),Cluster(格林特斯)和中国新疆的 青岛酒花。优质苦型酒花的α-酸 6.5%~10%,α-酸/β-酸为 2.2~2.5。 世界生产酒花 D 类占 50%以上,A 类占 10%,C 类占 25%,B 类占 15%,目前主要发展 A 类和 D 类。 二、酒花主要化学成分及其在酿造中的作用 (一)酒花的植物性状 酒花的学名是蛇麻(Humulus Lupulus),又名忽布(Hop),为大麻科律草属多年生蔓性草本植 物,其地上茎每年更替一次,茎长可达 10m,摘花后逐渐枯萎,按茎的颜色可分紫、绿、白三类 品种,每种中都有早熟、中熟和晚熟种。酒花的相为宿根,深入土壤 1~3m,可生存 20~30 年 之久。 (二)酒花的成分及在酿造中的作用 1.酒花油 酒花油主要存在于酒花花粉中,其含量约为 0.4%,它赋予啤酒特有的酒花香味。主要成分是 萜烯、倍半萜烯、酯、酮、酸及醇等。其中香叶烯(C10H15)与律草烯(C15H24)等萜烯类碳氢化 合物、牧牛儿醇是较为重要的成分。 酒花油呈黄绿色或红棕色液体,具有特异香味,在水中溶解甚微,在麦汁煮沸时极大部分逃 逸,所剩无几。有些厂家为此在发酵液内另行添加酒花制品,或直接浸泡生酒花,以保存酒花油, 但往往带有"生酒花味"。 2.α-苦味酸 α-酸(指α-苦味酸)是啤酒中苦味的主要成分。它具有粗糙强烈的苦味与很高的防腐力,又 有降低表面张力的能力,可增加啤酒泡沫稳定性。α-酸为律草酮及其同族化合物的总称。 α-酸在水中,溶解度很小,但微溶于沸水,能溶解于乙醚、石油醚、乙烷、甲醇等有机溶 剂内。α-酸在新鲜酒花中含量为 5%~11%。α-酸在热、碱、光能等作用下,变成异α-酸, 后者的苦味比α-酸苦味强。在酒花煮沸过程中,α-酸异构率为 40%~60%。 异α-酸味黄色油状,味奇苦。用新鲜酒花酿制的啤酒,其苦味 85%~95%来自异α-酸
第三节 啤酒花及其制品 一、酒花的品种 啤酒花作为啤酒工业原料,始于德国.使用的主要目的是利用酒花的苦味、香味、防腐能力和澄 清麦芽汁的能力,而起到增加麦芽汁和啤酒的苦味、香味、防腐能力和澄清麦芽汁的作用。 啤酒花按其特性可分为以下四类: A 类:优秀香型酒花 捷克 Saaz(萨士)、德国 Spalter(斯巴顿)、德国 Tattnang(泰特昂)、英国 Golding(哥尔丁) 等。此类酒花中主要成分一般为:α-酸 3~5%、α-酸/β-酸为 1.1~1.5,酒花精油 2%~2.5%。 B 类:兼香型酒花 英国 Wye Saxon(威沙格桑)、美国 Columbia(哥伦比亚)、德国 Hallertauer(哈拉道尔)、 美国的 Willamete(威拉米特)等。此类酒花成分含量一般为:α-酸 5%~7%,α-酸/β-酸 为 1.2~2.3,酒花精油 0.85%~1.6%。 C 类:特征不明显的酒花 美国 Galena。 D 类:苦型酒花 德国的 Northern Brewer(北酿)、Brewers Gold(金酿),Cluster(格林特斯)和中国新疆的 青岛酒花。优质苦型酒花的α-酸 6.5%~10%,α-酸/β-酸为 2.2~2.5。 世界生产酒花 D 类占 50%以上,A 类占 10%,C 类占 25%,B 类占 15%,目前主要发展 A 类和 D 类。 二、酒花主要化学成分及其在酿造中的作用 (一)酒花的植物性状 酒花的学名是蛇麻(Humulus Lupulus),又名忽布(Hop),为大麻科律草属多年生蔓性草本植 物,其地上茎每年更替一次,茎长可达 10m,摘花后逐渐枯萎,按茎的颜色可分紫、绿、白三类 品种,每种中都有早熟、中熟和晚熟种。酒花的相为宿根,深入土壤 1~3m,可生存 20~30 年 之久。 (二)酒花的成分及在酿造中的作用 1.酒花油 酒花油主要存在于酒花花粉中,其含量约为 0.4%,它赋予啤酒特有的酒花香味。主要成分是 萜烯、倍半萜烯、酯、酮、酸及醇等。其中香叶烯(C10H15)与律草烯(C15H24)等萜烯类碳氢化 合物、牧牛儿醇是较为重要的成分。 酒花油呈黄绿色或红棕色液体,具有特异香味,在水中溶解甚微,在麦汁煮沸时极大部分逃 逸,所剩无几。有些厂家为此在发酵液内另行添加酒花制品,或直接浸泡生酒花,以保存酒花油, 但往往带有"生酒花味"。 2.α-苦味酸 α-酸(指α-苦味酸)是啤酒中苦味的主要成分。它具有粗糙强烈的苦味与很高的防腐力,又 有降低表面张力的能力,可增加啤酒泡沫稳定性。α-酸为律草酮及其同族化合物的总称。 α-酸在水中,溶解度很小,但微溶于沸水,能溶解于乙醚、石油醚、乙烷、甲醇等有机溶 剂内。α-酸在新鲜酒花中含量为 5%~11%。α-酸在热、碱、光能等作用下,变成异α-酸, 后者的苦味比α-酸苦味强。在酒花煮沸过程中,α-酸异构率为 40%~60%。 异α-酸味黄色油状,味奇苦。用新鲜酒花酿制的啤酒,其苦味 85%~95%来自异α-酸
煮沸两小时后,α-酸可能转化为无苦味的葎草酸或其他苦味不正常的衍生物,因此煮沸时间不 宜过长。 α-软树脂为α-酸的衍生物,同样具有极苦味、防腐力及提高泡沫稳定性的作用。与α- 酸一样能与醋酸铅生成沉淀。α-酸及α-软树脂在酒花长期贮藏过程中,随氧化聚合作用,转 变成硬树脂,就失去其特有的苦味和防腐能力。 α-酸能与醋酸铅产生沉淀,据此测知其含量。近年来麦汁中酒花用量往往靠测定酒花内α- 酸含量来计算,或以α-酸或β-酸的苦味值计算。 3.β-苦味酸 β-苦味酸(即β-酸)及β-软树脂其苦味程度约为α-酸的 1/9,但苦味酸细腻爽口。其防 腐能力约为α-酸的 1/3,也具有降低表面张力并改善啤酒泡沫稳定性的作用。 β-苦味酸在水中溶解度较α-酸低。与醋酸铅不产生沉淀,故得以与α-酸相区别。新鲜 酒花中β-酸与乙种树脂的含量为 6%~11%,它与α-酸及甲种树脂一起,作为酒花的软树脂 组成。酒花长期贮藏后,β-酸与乙种树脂也会聚合成无苦味、无防腐力、不易溶解的硬树脂(丙 种树脂)。 上述α-软树脂(包括α-酸)、β-软树脂(包括β-酸),再加硬树脂,合称酒花总树脂。 酒花在贮存过程中的其变化如图 1-3-1 所示。 4.多酚物质 酒花含多酚物质 2%~5%,是非结晶混合物,其中主要是花色苷、单宁、花青素、翠雀素等 物质,他们对啤酒酿造具有双重作用:一方面,在麦汁煮沸以及随后的冷却过程中,都能与蛋白 质结合,产生凝固物沉淀,因而有利于啤酒稳定性;另一方面,正是由于多酚与蛋白质结合产生 沉淀,所以啤酒中多酚物质的残留是造成啤酒混浊的主要因素之一。 单宁性质不稳定,易氧化形成红色的单宁色素(酚型结构氧化成醌型显色结构),会给啤酒带 来苦涩味与不适之感,并使啤酒颜色加深。另外,多酚物质还可与铁盐结合,形成黑色化合物, 使啤酒色泽加深。 麦汁煮沸时添加酒花,酒花内单宁会与麦汁内过量蛋白质结合,使原来凝固困难的蛋白质, 得以沉淀析出。酒花加量一定要适量,否则多酚残留会给啤酒造成不良的影响。 多酚物质即具氧化性又具还原性,在有氧情况下能催化脂肪酸和高级醇氧化成醛类,使啤酒 老化。同时它的存在也可以使啤酒中的一些物质避免氧化。 酒花的多酚物质与麦芽多酚物质相比,前者比后者活泼,前者因其聚合度高更易与蛋白质结 合形成沉淀。所以它可以和凝固困难的蛋白质结合,有利于提高啤酒的非生物稳定性
煮沸两小时后,α-酸可能转化为无苦味的葎草酸或其他苦味不正常的衍生物,因此煮沸时间不 宜过长。 α-软树脂为α-酸的衍生物,同样具有极苦味、防腐力及提高泡沫稳定性的作用。与α- 酸一样能与醋酸铅生成沉淀。α-酸及α-软树脂在酒花长期贮藏过程中,随氧化聚合作用,转 变成硬树脂,就失去其特有的苦味和防腐能力。 α-酸能与醋酸铅产生沉淀,据此测知其含量。近年来麦汁中酒花用量往往靠测定酒花内α- 酸含量来计算,或以α-酸或β-酸的苦味值计算。 3.β-苦味酸 β-苦味酸(即β-酸)及β-软树脂其苦味程度约为α-酸的 1/9,但苦味酸细腻爽口。其防 腐能力约为α-酸的 1/3,也具有降低表面张力并改善啤酒泡沫稳定性的作用。 β-苦味酸在水中溶解度较α-酸低。与醋酸铅不产生沉淀,故得以与α-酸相区别。新鲜 酒花中β-酸与乙种树脂的含量为 6%~11%,它与α-酸及甲种树脂一起,作为酒花的软树脂 组成。酒花长期贮藏后,β-酸与乙种树脂也会聚合成无苦味、无防腐力、不易溶解的硬树脂(丙 种树脂)。 上述α-软树脂(包括α-酸)、β-软树脂(包括β-酸),再加硬树脂,合称酒花总树脂。 酒花在贮存过程中的其变化如图 1-3-1 所示。 4.多酚物质 酒花含多酚物质 2%~5%,是非结晶混合物,其中主要是花色苷、单宁、花青素、翠雀素等 物质,他们对啤酒酿造具有双重作用:一方面,在麦汁煮沸以及随后的冷却过程中,都能与蛋白 质结合,产生凝固物沉淀,因而有利于啤酒稳定性;另一方面,正是由于多酚与蛋白质结合产生 沉淀,所以啤酒中多酚物质的残留是造成啤酒混浊的主要因素之一。 单宁性质不稳定,易氧化形成红色的单宁色素(酚型结构氧化成醌型显色结构),会给啤酒带 来苦涩味与不适之感,并使啤酒颜色加深。另外,多酚物质还可与铁盐结合,形成黑色化合物, 使啤酒色泽加深。 麦汁煮沸时添加酒花,酒花内单宁会与麦汁内过量蛋白质结合,使原来凝固困难的蛋白质, 得以沉淀析出。酒花加量一定要适量,否则多酚残留会给啤酒造成不良的影响。 多酚物质即具氧化性又具还原性,在有氧情况下能催化脂肪酸和高级醇氧化成醛类,使啤酒 老化。同时它的存在也可以使啤酒中的一些物质避免氧化。 酒花的多酚物质与麦芽多酚物质相比,前者比后者活泼,前者因其聚合度高更易与蛋白质结 合形成沉淀。所以它可以和凝固困难的蛋白质结合,有利于提高啤酒的非生物稳定性
5.蛋白质 酒花绝干物质中有 12%~20%的蛋白质,其中 30%~50%可进入到啤酒中,但因酒花在啤酒 中数量很小,因而对啤酒的特性(起泡、口味等)显得微不足道。同样酒花中的其他成分如碳水化 合物、有机酸、矿物质等对啤酒酿造也没有什么意义。 三、酒花制品的种类及其使用方法 在麦汁煮沸锅添加酒花,有效成分利用率仅 30%左右。加之酒花贮存体积大,要求低温贮藏, 且不断氧化变质,所以,促使人们研制出许多种酒花制品。 酒花制品有如下优点: (1)贮运体积大大缩小。 (2)可以常温保存。 (3)减少麦汁损失,相应增加煮沸锅有效容积。 (4)废除酒花糟过滤及设备,减少排污水。 (5)可较准确地控制苦味质含量,提高酒花利用率。 (6)有利于推广旋涡分离槽,简化糖化工艺。 下面简介几种酒花制品: (一)酒花粉 将酒花于 45℃烘干至含水 6%~7%,直接压成片剂或用塑料袋充惰性气体密封。也可以与- 35℃粉碎,收集蛇麻腺压片,α-酸含量可达 20%。酒花粉可提高利用率 5%~10%,通常在煮 沸后半小时添加。 (二)酒花浸膏 酒花浸膏的利用率比粉状酒花略有提高。其制备法是将干燥酒花以有机溶剂按逆流分配原理萃 取。常用的有机溶剂有二氯甲烷、三氯甲烷、己烷以及甲醇和乙醇水溶液等。以碳氢溶剂对α- 酸浸出率最高。而甲醇的总浸出物最高,但杂质也高。1965 年前苏联有专利用液体 CO2 萃取法 制备酒花浸膏。温度为 15~25℃,于 40℃蒸发 CO2。产品含α-酸 40%~44%,不含多酚、硬 树脂、脂肪、蜡以及叶绿素等无用成分,此法可回收α-酸 92%~96%,β-酸 80%~87%,酒 花油 65%~83%。 (三)异构浸膏 将普通酒花浸膏在碱性中加热,或在乙醇中于 Ca2+、Mg2+等二价阳离子存在下加热处理,使 α-酸异构化,再用甲苯、甲醇、二氯甲烷等溶剂将α-酸提纯。纯异α-酸可直接加入啤酒中。 通常于滤酒之前添加。 (四)酒花精油 酒花油主要是芳香成分,如果添加异构酒花浸膏,则酒花油成分被预先除掉了。此外,在煮 沸锅加酒花的方法,其酒花油成分不是被挥发,就是被氧化,所以人们制出了许多纯度较高的酒 花精油。提取方法有两种: 1.常温酒花油蒸馏液 在常压下,利用水蒸气蒸馏法。水蒸气蒸出酒花中的酒花油,制成油水乳浊液。此液碳氢化 合物比值大,而且含有一部分在蒸馏过程中形成的含硫化合物,此类物质浓度在 1ppb 是就会是啤 酒产生恶劣的气味。 2.低温酒花油蒸馏液 在真空条件下,20℃左右,用水蒸气蒸馏法蒸出酒花中的酒花油,有此蒸出的馏分,绝大多 数是酒花中原有的成分,未经什么变化,含硫物质也比较少,一些低溶解度的碳氢化合物,被残 留在酒花中而未被蒸出,因此,这种蒸馏液的碳氢化合物比值相对较低,它的风味相对较好
5.蛋白质 酒花绝干物质中有 12%~20%的蛋白质,其中 30%~50%可进入到啤酒中,但因酒花在啤酒 中数量很小,因而对啤酒的特性(起泡、口味等)显得微不足道。同样酒花中的其他成分如碳水化 合物、有机酸、矿物质等对啤酒酿造也没有什么意义。 三、酒花制品的种类及其使用方法 在麦汁煮沸锅添加酒花,有效成分利用率仅 30%左右。加之酒花贮存体积大,要求低温贮藏, 且不断氧化变质,所以,促使人们研制出许多种酒花制品。 酒花制品有如下优点: (1)贮运体积大大缩小。 (2)可以常温保存。 (3)减少麦汁损失,相应增加煮沸锅有效容积。 (4)废除酒花糟过滤及设备,减少排污水。 (5)可较准确地控制苦味质含量,提高酒花利用率。 (6)有利于推广旋涡分离槽,简化糖化工艺。 下面简介几种酒花制品: (一)酒花粉 将酒花于 45℃烘干至含水 6%~7%,直接压成片剂或用塑料袋充惰性气体密封。也可以与- 35℃粉碎,收集蛇麻腺压片,α-酸含量可达 20%。酒花粉可提高利用率 5%~10%,通常在煮 沸后半小时添加。 (二)酒花浸膏 酒花浸膏的利用率比粉状酒花略有提高。其制备法是将干燥酒花以有机溶剂按逆流分配原理萃 取。常用的有机溶剂有二氯甲烷、三氯甲烷、己烷以及甲醇和乙醇水溶液等。以碳氢溶剂对α- 酸浸出率最高。而甲醇的总浸出物最高,但杂质也高。1965 年前苏联有专利用液体 CO2 萃取法 制备酒花浸膏。温度为 15~25℃,于 40℃蒸发 CO2。产品含α-酸 40%~44%,不含多酚、硬 树脂、脂肪、蜡以及叶绿素等无用成分,此法可回收α-酸 92%~96%,β-酸 80%~87%,酒 花油 65%~83%。 (三)异构浸膏 将普通酒花浸膏在碱性中加热,或在乙醇中于 Ca2+、Mg2+等二价阳离子存在下加热处理,使 α-酸异构化,再用甲苯、甲醇、二氯甲烷等溶剂将α-酸提纯。纯异α-酸可直接加入啤酒中。 通常于滤酒之前添加。 (四)酒花精油 酒花油主要是芳香成分,如果添加异构酒花浸膏,则酒花油成分被预先除掉了。此外,在煮 沸锅加酒花的方法,其酒花油成分不是被挥发,就是被氧化,所以人们制出了许多纯度较高的酒 花精油。提取方法有两种: 1.常温酒花油蒸馏液 在常压下,利用水蒸气蒸馏法。水蒸气蒸出酒花中的酒花油,制成油水乳浊液。此液碳氢化 合物比值大,而且含有一部分在蒸馏过程中形成的含硫化合物,此类物质浓度在 1ppb 是就会是啤 酒产生恶劣的气味。 2.低温酒花油蒸馏液 在真空条件下,20℃左右,用水蒸气蒸馏法蒸出酒花中的酒花油,有此蒸出的馏分,绝大多 数是酒花中原有的成分,未经什么变化,含硫物质也比较少,一些低溶解度的碳氢化合物,被残 留在酒花中而未被蒸出,因此,这种蒸馏液的碳氢化合物比值相对较低,它的风味相对较好
低温蒸馏液蒸出后,可直接与水混合,配成 1000~2000ppm 的乳化液,在贮酒时和滤酒时添 加,其用量为 1/1000~1/4000,相当于啤酒中含有 0.25~1.0ppm 的酒花油。 (五)四氢异构酒花浸膏 四氢异构酒花浸膏是采用液态二氧化碳技术萃取酒花中的α-酸,并将其异构化后用氢还原其 中两个不稳定的双键而制得。含 0.1kg/L 四氢异α-酸的钾盐溶液,可提供没有后苦的纯净苦味, 通常在精滤前清酒管道种添加。使用时取代 2~5BU 苦味质,即能显著增加啤酒泡持性和挂杯性, 与低α-酸酒花油配合使用,取代 100%酒花,能使啤酒抗日光臭,并显著改善啤酒的泡沫性能, 包括泡沫的持久性和挂杯性能。 (六)颗粒酒花 颗粒酒花目前应用较为广泛,其生产方法简要如下: 颗粒酒花是由于酒花经粉碎压缩成型的。酒花干燥温度 55℃下,使干酒花水分为 5%~9%, 易于被粉碎和均质。酒花在烘干后即以锤式粉碎机粉碎,粉碎后的酒花通过一定规格(1~10mm) 的筛子筛出。应避免酒花粉在粉碎机中受热。然后在混合罐中均质,在将酒花粉送入颗粒压制机 中,借助于压力辊并通过铸模孔将酒花压制成颗粒。铸模通过干冰或液氮冷却。酒花在-30~- 40℃下挤压成型,颗粒直径 6mm 左右,长 15mm 左右,包装之前使其达到室温。包装时保持真 空状态,或再次充入氮气或二氧化碳后常压包装。可在低于 20℃下长期贮存。其体积比酒花减 少 80%,有效成分利用率比全酒花高 20%。酒花颗粒目前应用较为广泛。 颗粒酒花商品分为 90 型、45 型颗粒酒花两种。90 型属自然加工型,45 型属增富型颗粒酒 花。 90 型与普通酒花的区别只是在于去除少量水分。45 型是增富颗粒酒花,已去除约 50%的叶 和茎。 45 型颗粒酒花的特征是:颗粒呈橄榄绿色,α-酸 10%~14%。酒花香味太明显,老化后觉 得不舒服
低温蒸馏液蒸出后,可直接与水混合,配成 1000~2000ppm 的乳化液,在贮酒时和滤酒时添 加,其用量为 1/1000~1/4000,相当于啤酒中含有 0.25~1.0ppm 的酒花油。 (五)四氢异构酒花浸膏 四氢异构酒花浸膏是采用液态二氧化碳技术萃取酒花中的α-酸,并将其异构化后用氢还原其 中两个不稳定的双键而制得。含 0.1kg/L 四氢异α-酸的钾盐溶液,可提供没有后苦的纯净苦味, 通常在精滤前清酒管道种添加。使用时取代 2~5BU 苦味质,即能显著增加啤酒泡持性和挂杯性, 与低α-酸酒花油配合使用,取代 100%酒花,能使啤酒抗日光臭,并显著改善啤酒的泡沫性能, 包括泡沫的持久性和挂杯性能。 (六)颗粒酒花 颗粒酒花目前应用较为广泛,其生产方法简要如下: 颗粒酒花是由于酒花经粉碎压缩成型的。酒花干燥温度 55℃下,使干酒花水分为 5%~9%, 易于被粉碎和均质。酒花在烘干后即以锤式粉碎机粉碎,粉碎后的酒花通过一定规格(1~10mm) 的筛子筛出。应避免酒花粉在粉碎机中受热。然后在混合罐中均质,在将酒花粉送入颗粒压制机 中,借助于压力辊并通过铸模孔将酒花压制成颗粒。铸模通过干冰或液氮冷却。酒花在-30~- 40℃下挤压成型,颗粒直径 6mm 左右,长 15mm 左右,包装之前使其达到室温。包装时保持真 空状态,或再次充入氮气或二氧化碳后常压包装。可在低于 20℃下长期贮存。其体积比酒花减 少 80%,有效成分利用率比全酒花高 20%。酒花颗粒目前应用较为广泛。 颗粒酒花商品分为 90 型、45 型颗粒酒花两种。90 型属自然加工型,45 型属增富型颗粒酒 花。 90 型与普通酒花的区别只是在于去除少量水分。45 型是增富颗粒酒花,已去除约 50%的叶 和茎。 45 型颗粒酒花的特征是:颗粒呈橄榄绿色,α-酸 10%~14%。酒花香味太明显,老化后觉 得不舒服