【正文】 氧存在的情況下通過(guò)吸收麥汁中的低分子含氮物質(zhì)如氨基酸、二肽、三肽等用于合成酵母細(xì)胞蛋白質(zhì)、核酸等，進(jìn)行細(xì)胞的繁殖。酵母對(duì)氨基酸的吸收情況與對(duì)糖的吸收相似，發(fā)酵初期只有A組8種氨基酸（天冬酰氨、絲氨酸、蘇氨酸、賴氨酸、精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、谷酰氨）很快被吸收，其它氨基酸緩慢吸收或不被吸收。當(dāng)上述8種氨基酸濃度下降50%以上時(shí)，其它氨基酸才能被輸送到細(xì)胞內(nèi)。當(dāng)合成細(xì)胞時(shí)需要8種氨基酸以外的氨基酸時(shí)，細(xì)胞外的氨基酸不能被輸送到細(xì)胞內(nèi)，這時(shí)酵母就通過(guò)生物合成所需的氨基酸。麥汁中含氮物質(zhì)的含量及所含氨基酸的種類、比例不同對(duì)酵母的生長(zhǎng)、繁殖和代謝副產(chǎn)物高級(jí)醇、雙乙酰等的形成都有很大影響。一般情況下，麥汁中含氮物質(zhì)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。 啤酒發(fā)酵過(guò)程中，含氮物質(zhì)約下降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細(xì)胞，另外有部分蛋白質(zhì)由于pH和溫度的下降而沉淀，少量蛋白質(zhì)被酵母細(xì)胞吸附。發(fā)酵后期，酵母細(xì)胞向發(fā)酵液分泌多余的氨基酸，使酵母衰老和死亡，死細(xì)胞中的蛋白酶被活化后，分解細(xì)胞蛋白質(zhì)形成多肽，通過(guò)被適當(dāng)水解的細(xì)胞壁進(jìn)入發(fā)酵液，此現(xiàn)象稱為酵母自溶，其對(duì)啤酒風(fēng)味有較大影響，會(huì)造成酵母臭。 3．其它變化 在發(fā)酵過(guò)程中，麥芽汁的含氧量越高，酵母的繁殖越旺盛，酵母表面以及泡蓋中吸附的苦味物質(zhì)就越多。大約有30%～40%的苦味物質(zhì)在發(fā)酵過(guò)程中損失。另外，啤酒的色度隨著發(fā)酵液PH值的下降，溶于麥汁中的色素物質(zhì)被凝固析出，單寧與蛋白質(zhì)的復(fù)合物以及酒花樹(shù)脂等吸附于泡蓋、冷凝固物或酵母細(xì)胞表面，使啤酒的色度也有所下降。此外，啤酒酵母在整個(gè)代謝過(guò)程中，將不斷產(chǎn)生CO2，一部分以吸附、溶解和化合狀態(tài)存在于酒液當(dāng)中，另一部分CO2被回收或逸出罐外，%左右。從總體來(lái)看，CO2在酒液中的產(chǎn)生、飽和及逸出等變化，對(duì)提高啤酒質(zhì)量是具有重要作用的。具體的情況將在后續(xù)的相關(guān)內(nèi)容中再做介紹。 (三)　啤酒發(fā)酵副產(chǎn)物的形成 啤酒發(fā)酵期間，酵母利用麥汁中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為各種代謝產(chǎn)物。其中主要產(chǎn)物為乙醇和二氧化碳，此外還產(chǎn)生少量的代謝副產(chǎn)物，如連二酮類、高級(jí)醇類、酯類、有機(jī)酸類、醛類和含硫化合物等。這些代謝副產(chǎn)物的形成對(duì)啤酒的成熟和產(chǎn)品風(fēng)味有很大影響，如雙乙酰具有餿飯味，是造成啤酒不成熟的主要原因；高級(jí)醇含量高的啤酒飲用后容易出現(xiàn)“上頭”，啤酒口味也變差等。 1．連二酮類的形成與消除 雙乙酰（CH3COCOCH3）與2，3戊二酮（CH3COCOCH2CH3）合稱為連二酮，對(duì)啤酒風(fēng)味影響很大。在縮短啤酒酒齡的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)酒中雙乙酰含量～，H2S含量5μ/L，二甲硫（CH3SCH3），乙醛含量30mg/L，高級(jí)醇75～90mg/L，乙偶姻15mg/L時(shí)，啤酒就達(dá)到成熟。其中雙乙酰對(duì)啤酒風(fēng)味影響最大，故國(guó)內(nèi)把啤酒中雙乙酰含量列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，把雙乙酰含量的高低作為衡量啤酒是否成熟的唯一衡量指標(biāo)。 雙乙酰在啤酒中的味閾值（用人的感覺(jué)器官所能感受到某種物質(zhì)的最低含量稱為閾值）～，2。啤酒中雙乙酰和2，3戊二酮的氣味很相近，當(dāng)含量。，就有不愉快的刺激味。(1)雙乙酰的合成途徑 雙乙酰（或2，3戊二酮）是由丙酮酸（糖代謝的中間產(chǎn)物）在生物合成纈氨酸（或異亮氨酸）（酵母繁殖所需氨基酸）時(shí)的中間代謝產(chǎn)物α乙酰乳酸（或α乙酰羥基丁酸）轉(zhuǎn)化得到的，是啤酒發(fā)酵的必然產(chǎn)物。其中雙乙酰對(duì)啤酒風(fēng)味影響大，其生物合成機(jī)理為： 丙酮酸與TPP（焦磷酸硫氨素，為輔羧酶，能催化氧化脫羧反應(yīng)）結(jié)合，使丙酮酸轉(zhuǎn)化成活性丙酮酸，脫羧后變成活性乙醛，再與丙酮酸縮合成α乙酰乳酸。α乙酰乳酸經(jīng)過(guò)酵母體外非酶氧化生成雙乙酰，雙乙酰在酵母體內(nèi)的還原酶作用下被還原為閾值很高的2，3丁二醇（閾值為100mg/L）。α乙酰乳酸是酵母合成纈氨酸的中間產(chǎn)物，當(dāng)麥汁中缺乏纈氨酸或纈氨酸被消耗時(shí)，將產(chǎn)生較多的α乙酰乳酸。而α乙酰乳酸在溫度較高又有氧化劑存在的條件下極易氧化脫羧形成雙乙酰。在中性（）條件下，α乙酰乳酸穩(wěn)定不易氧化，而在pH過(guò)低時(shí)，α乙酰乳酸則分解成乙偶姻。 (2)影響雙乙酰生成的因素 ①酵母菌種 不同的酵母菌種產(chǎn)生雙乙酰的能力不同，對(duì)雙乙酰的還原能力也不同。強(qiáng)壯酵母數(shù)量多、代謝旺盛，雙乙酰的還原速度快。繁殖期的幼酵母、貯存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的酵母、使用代數(shù)過(guò)多的酵母、營(yíng)養(yǎng)不良的酵母等還原雙乙酰的能力弱，死亡的酵母沒(méi)有還原雙乙酰能力。 ②麥汁中氨基酸的種類和含量：麥汁中纈氨酸含量高可減少α乙酰乳酸的生成，減少雙乙酰的形成。 ③巴氏殺菌前啤酒中α乙酰乳酸含量高，遇到氧和高溫將形成較多的雙乙酰。 ④生產(chǎn)過(guò)程染菌會(huì)導(dǎo)致雙乙酰含量增高。如果生產(chǎn)污染雜菌，雙乙酰含量明顯增加，啤酒質(zhì)量下降或造成啤酒酸敗。 ⑤酵母細(xì)胞自溶后體內(nèi)的α乙酰乳酸進(jìn)入啤酒，經(jīng)氧化轉(zhuǎn)化為雙乙酰。 (3)雙乙酰的控制與消除方法 ①菌種 選擇雙乙酰產(chǎn)生量低的菌種；適當(dāng)提高酵母接種量，雙乙酰還原期酵母數(shù)不低于7106個(gè)/100ml；使用酵母代數(shù)不要超過(guò)5代。 ②麥汁成分 在相同發(fā)酵條件下，麥汁中α氨基氮含量對(duì)下酒時(shí)雙乙酰含量有明顯影響，見(jiàn)表422。麥汁α氨基氮含量要求在180～200mg/L（12186。P啤酒），過(guò)高過(guò)低對(duì)于啤酒生產(chǎn)都不利，適當(dāng)?shù)摩涟被缺ＷC有必須的纈氨酸含量，又對(duì)啤酒風(fēng)味沒(méi)有不利影響。控制溶解氧含量應(yīng)在6～9mg/L，有利于控制酵母的增殖?！\含量增加也有利于減少啤酒雙乙酰含量。 ③。殘余堿度高將影響麥汁中的α氨基氮含量。 ④提高雙乙酰還原溫度 啤酒低溫發(fā)酵可以減少發(fā)酵副產(chǎn)物的形成，保證啤酒口味純正。提高雙乙酰還原溫度既可以加快α乙酰乳酸向雙乙酰的轉(zhuǎn)化，同時(shí)又有利于雙乙酰被酵母還原。由于α乙酰乳酸轉(zhuǎn)化為雙乙酰是非酶氧化反應(yīng)，反應(yīng)速度緩慢，提高溫度則可加快轉(zhuǎn)化速度。研究發(fā)現(xiàn)，α乙酰乳酸非酶氧化速度與雙乙酰還原速度相差100倍，只有把發(fā)酵液中的α乙酰乳酸盡快轉(zhuǎn)化為雙乙酰才能降低啤酒中雙乙酰的含量。 ⑤控制酵母增殖量 α乙酰乳酸是在酵母繁殖期間形成的，減少酵母的繁殖量才能減少α乙酰乳酸的形成量，從而減少啤酒中雙乙酰的生成量。故適當(dāng)增加酵母接種量，有利于減少雙乙酰的產(chǎn)生。⑥外加α乙酰乳酸脫羧酶 該酶用于啤酒發(fā)酵過(guò)程，可將雙乙酰的前驅(qū)體α乙酰乳酸直接催化分解成3羥基2丁酮（俗稱乙偶姻）。在主發(fā)酵階段，如果麥芽汁中沒(méi)有足夠的游離纈氨酸，釀造酵母將啟動(dòng)纈氨酸合成機(jī)制。在纈氨酸合成的生化途徑中，α乙酰乳酸是其前驅(qū)物，它很容易透出細(xì)胞進(jìn)入培養(yǎng)液中。發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵液中的α乙酰乳酸被緩慢地氧化脫羧，產(chǎn)生大量雙乙酰。若將α乙酰乳酸脫羧酶加入麥芽汁，該酶通過(guò)迅速脫羧反應(yīng)（非氧化反應(yīng)）將α乙酰乳酸轉(zhuǎn)化為乙偶姻，它消除所有培養(yǎng)液中的α乙酰乳酸使其不能轉(zhuǎn)化為雙乙酰。這樣就會(huì)減少雙乙酰的生成和雙乙酰還原時(shí)間，縮短啤酒發(fā)酵周期1～3天。 ⑦加強(qiáng)清潔衛(wèi)生工作，嚴(yán)格殺菌，定期做好微生物檢查，避免雜菌的污染。 ⑧采用現(xiàn)代生物技術(shù)，利用固定化酵母柱進(jìn)行后期雙乙酰還原，這樣既不影響啤酒傳統(tǒng)風(fēng)味，又加快了啤酒成熟，可使整個(gè)發(fā)酵周期大大縮短。 2．高級(jí)醇的形成 高級(jí)醇（俗稱雜醇油）是啤酒發(fā)酵過(guò)程中的主要產(chǎn)物之一，也是啤酒的主要香味和口味物質(zhì)之一。適量的高級(jí)醇能使酒體豐富，口味協(xié)調(diào)，給人以醇厚的感覺(jué)，但如果含量過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致飲后上頭并會(huì)使啤酒有異味。因此，對(duì)于啤酒中的高級(jí)醇的含量應(yīng)嚴(yán)格控制。 (1)啤酒中高級(jí)醇的來(lái)源 啤酒中大約80%的高級(jí)醇是在主發(fā)酵期間，酵母進(jìn)行繁殖的過(guò)程中形成的，也就是酵母在合成細(xì)胞蛋白質(zhì)時(shí)形成。 (2)啤酒中高級(jí)醇閾值及其對(duì)啤酒風(fēng)味影響 高級(jí)醇含量超過(guò)100mg／L會(huì)使啤酒口味和喜愛(ài)程度明顯變差，啤酒中的高級(jí)醇含量標(biāo)準(zhǔn)值為：下面發(fā)酵啤酒：60～90mg／L ；上面發(fā)酵啤酒：＞100mg／L 。 ①正丙醇、異丁醇、戊醇等含量過(guò)高會(huì)使啤酒產(chǎn)生不良風(fēng)味，飲后易“上頭” ②異戊醇有甜味、香蕉芳香味和醇味。啤酒釀造工藝不同，麥汁組分也不同；酵母菌株不同，釀制的啤酒異戊醇含量也不同，因此不同地區(qū)生產(chǎn)的啤酒風(fēng)格各異。但超過(guò)口味閾值，就會(huì)產(chǎn)生明顯的雜醇油味，飲后就有頭痛頭昏的感覺(jué)。 ③β苯乙醇，是一個(gè)芳香族高級(jí)醇，給人有一種郁悶的玫瑰花香。苯乙醇含量高，會(huì)使啤酒生產(chǎn)玫瑰花香，但不高時(shí)，會(huì)同其它醇類發(fā)生加合作用時(shí)，對(duì)口味的影響增強(qiáng)。 ④色醇給人以微苦和輕微的苯酸味，酪醇有似苯酚的氣味和強(qiáng)烈的膽汁苦，含量超過(guò)閾值時(shí)，會(huì)使啤酒產(chǎn)生不愉快的后苦味。 ⑤適量的高級(jí)醇賦予啤酒飽滿的口感，含量過(guò)高產(chǎn)生溶劑味且對(duì)人體健康不利。 ⑥啤酒中高級(jí)醇和酯類有不同比例，對(duì)啤酒風(fēng)味有不同的影響，在正常的情況下，酯類總量與高級(jí)醇總量相協(xié)調(diào)。若高級(jí)醇相對(duì)含量較高，則回味不協(xié)調(diào)，啤酒就有一種玫瑰芳香味，若比例過(guò)小酯類相對(duì)比例高，啤酒易出現(xiàn)酯香味，也會(huì)影響啤酒的正常風(fēng)味。(3)影響高級(jí)醇形成的因素 ①菌種的影響 不同的啤酒酵母菌種，高級(jí)醇的生成量差異很大。在同等發(fā)酵條件下，有些酵母菌株產(chǎn)生高級(jí)醇的含量達(dá)200mg/L，而有的僅有40 mg/L，相差達(dá)5倍之多。因此釀造啤酒，選擇優(yōu)良酵母菌株是控制啤酒中高級(jí)醇含量最為有效的途徑。一般粉末狀酵母高級(jí)醇的生成量在60～90mg/L，而絮狀酵母高級(jí)醇的生成量在50～120mg/L。 ②酵母接種量的影響 一般認(rèn)為，酵母添加量小，酵母增殖后的酵母多，有利于高級(jí)醇的生成。若提高酵母添加量，降低酵母細(xì)胞倍數(shù)有利于降低高級(jí)醇的含量，但只有酵母添加量提高到一定倍數(shù)時(shí)（如4倍），高級(jí)醇的生成量才會(huì)顯著降低。 ③酵母增殖的影響 高級(jí)醇是酵母增殖、合成細(xì)胞蛋白質(zhì)時(shí)的副產(chǎn)物，酵母增殖倍數(shù)越大，形成的高級(jí)醇就越多。為了使啤酒中的高級(jí)醇的含量不宜過(guò)高，酵母的增殖倍數(shù)以控制在3～4倍較好，即接種酵母在（～）107個(gè)左右。同時(shí)酵母生長(zhǎng)代謝受到抑制時(shí)，中間代謝產(chǎn)物會(huì)多一些，高級(jí)醇產(chǎn)生量高。 ④麥汁組分與濃度的影響 麥汁是酵母生長(zhǎng)繁殖代謝所需的氮源和碳源，其組分的狀況對(duì)高級(jí)醇的生成量影響很大。麥汁中的α氨基氮（αN）是酵母同化的主要氮源。適量的αN可促進(jìn)酵母繁殖，生成適量的高級(jí)醇，αN含量過(guò)低時(shí)，酵母就通過(guò)糖代謝途徑合成自身必需的氨基酸，合成細(xì)胞蛋白質(zhì)。當(dāng)缺乏合成能力時(shí)，就會(huì)由丙酮酸形成高級(jí)醇。當(dāng)αN含量過(guò)高時(shí)，氨基酸脫羧會(huì)形成高級(jí)醇。同時(shí)，若麥汁中缺乏鎂離子、泛酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，酵母生長(zhǎng)受到影響，高級(jí)醇的生成量也會(huì)發(fā)生變化。11～120Bx麥汁αN的含量一般控制在160～180mg/L為宜，此時(shí)即能保證酵母繁殖發(fā)酵還原雙乙酰的正常進(jìn)行，又能使高級(jí)醇的含量適中。高級(jí)醇的生成量還與麥汁濃度有關(guān)，隨著麥汁中可發(fā)酵性糖含量的增加，通常不應(yīng)高于16186。P，最好能控制在10～12186。P。 同時(shí)，高級(jí)醇的生成量與麥汁的pH值也有關(guān)系，一般麥汁的pH值越高，越有利于高級(jí)醇的形成；反之則少?！?⑤麥汁充氧量的影響 麥汁含氧量與酵母的增殖有密切的關(guān)系，如麥汁充氧不足，酵母增殖緩慢，醪液起發(fā)慢，易污染雜菌，從而影響正常的發(fā)酵。但充氧過(guò)量，酵母增殖迅猛，麥汁中可利用的氮會(huì)