談麥汁煮沸

王久志　李文艷　劉傳寶

麥汁的煮沸是釀酒過程的一個關鍵環節。這一過程中所發生的化學反應對最終產品的特性有重要影響。在釀酒過程的這一階段,麥汁已與廢糟分離,留下了主要由生成麥汁的原料混合物構成的復雜介質。

一 、鈍化酶的活性

或許可以這樣講,煮沸麥汁的最重要作用是鈍化糖化過程后殘留酶的活性。煮沸可以終止將淀粉轉化為糖類的糖化過程,同時穩定麥汁中可發酵糖的成分。因此,鈍化酶的活性可以保持麥汁中所需的糖/糊精的比例。這個比例在糖化過程中就已明確定義, 它是得到RDF目標值的必要條件。

煮沸過程的高溫可以鈍化三種主要的酶, 每種酶都有其活性的最佳溫度范圍,它們在190°F的高溫下仍具有輕微的瞬間活性。然而,任何一種酶都無法在沸騰溫度下存活。

二、酒花成分的浸出與異構化

煮沸麥汁的一個主要作用是從酒花中提取所需的成分。

其中最重要的兩種酒花成分是:酒花樹脂、酒花油(精油)

酒花樹脂含有α酸和β酸,正是這兩種成分最終賦予啤酒以苦味。酒花樹脂還含有一定量具有重要作用的多酚,但釀造過程中的大部分多酚主要來自麥芽。

酒花中的α酸的最終作用是賦予啤酒苦味和提高泡沫穩定性。然而,在成品啤酒中,我們只能發現α酸的蹤跡,卻察覺不到β酸的存在。這是因為在麥芽汁沸騰的過程中,α酸已經轉變為異α酸。

α酸僅微溶于麥汁,濃度約為3 ppm。然而,異α酸極易溶于麥汁(可高達120 ppm)。正是異α酸造就了成品啤酒干凈、爽口、轉瞬即逝的苦味特性。

α酸的異構化不僅發生在麥汁煮沸的過程中,而且也發生在隨后的熱麥芽待冷卻期間。異α酸的濃度與麥汁滯留在高溫下的時間成正比。

除了提供苦味之外,異α酸還是穩定啤酒泡沫的主要因素。因此,有必要認識到,任何影響異α酸的因素都會對啤酒的泡沫特性產生影響。

三、殺菌

對麥汁滅菌是煮沸麥汁過程的另一重要作用。麥汁實質上是一種富含營養成分的糖液。在為酵母和發酵提供理想的環境和溫度的同時,也為細菌的滋生提供了溫床?？偠灾?如果不加以控制,麥汁中的所有細菌都會瘋狂滋長,其中包括正常存在于谷物中的細菌。這些細菌將導致啤酒變質和風味問題。

一般來說,麥汁中的細菌在煮沸過程中都會被殺滅。十五分鐘的沸騰時間足可以殺滅幾乎所有類型的細菌。一些生存在低溫環境下的細菌在低溫時具有較大破壞性。幸運的是,大部分細菌在糖化過程的高溫下都難以存活。

四、蒸出不良的揮發物

煮沸麥汁過程的另一個作用是蒸發掉某些不良的揮發性化合物。

由于煮沸過程還會形成更多的DMS,因此清除DMS更為重要。

二甲基硫(DMS):DMS是一種非常易揮發的硫化物,其難聞的氣味和味道很容易被檢測出來,因此啤酒中應含有盡量少的DMS。DMS實際上由S-甲基蛋氨酸 (SMM)分解而來。

SMM是制麥發芽期間生成的化合物。在低于70℃的溫度下,SMM依然能保持相對穩定。如圖所示,隨著溫度升高,SMM通過反應轉化為DMS。在沸騰溫度下,該反應速度大大提高。在SMM轉化成DMS的過程中,還會生成了另一種對啤酒無重要影響的化合物 - 高絲氨酸。

在煮沸鍋中麥汁的煮沸過程中,SMM轉化為DMS。長時間沸騰煮沸會將大量的SMM轉化為DMS。由于DMS極易揮發,其在產生的一瞬間即被“蒸發掉”。因此,在煮沸麥汁的過程中,DMS的過量產生一般不會構成問題。

五、蛋白質絮凝沉淀

麥汁含有大量的蛋白質化合物,其中有些會影響啤酒的口味和穩定性,因而是不受歡迎的成分。煮沸可促使一些蛋白質成分發生變化(變性),溶解度降低,進而導致蛋白質呈絮狀物沉淀。這些絮狀物被稱為熱凝固物。熱凝固物在麥汁煮沸過程中形成,隨后在回旋沉淀槽中被除去。

蛋白質顆粒通常聚集在沸騰的麥汁泡沫表面。蛋白質聚積后便從麥汁中分離(沉淀)出來。影響蛋白質絮凝的主要因素是麥汁的煮沸時間和強度。沸騰強度越高,絮凝的效果越好。蛋白質絮凝與麥汁pH值也有一定關系,形成絮凝的最佳pH值為5.2。然而,在實際操作中,大部分麥汁的pH值都略高于這個值。

六、聚合蛋白質和多酚(單寧)

除了蛋白質外,多酚是另一類復合化合物。多酚對啤酒有積極和消極兩方面的影響。有些多酚是我們所期望的,因為它們有利于啤酒的色澤、苦味、醇厚感等特質。還有些多酚起到抗氧化劑的作用。然而,因其與蛋白質的反應會導致啤酒冷混濁,故通常情況下并不期望有這些多酚存在。此外,多酚還會導致啤酒產生粗糙的苦澀味。

煮沸麥汁的一個重要目的就是促使蛋白質和多酚在煮沸鍋內反應,而不是在以后的過程中反應。這個目標需要劇烈沸騰翻滾來達到。單體多酚在麥汁煮沸過程中經歷氧化和聚合作用。大多數由蛋白質和多酚或氧化多酚復合生成的化合物,不溶于麥汁,而且在回旋沉淀槽內作為熱淀物沉淀。另一些由蛋白質降解物和多酚反應形成的化合物,并在煮沸麥汁的過程沉淀。這些化合物隨后將以冷凝固物形式沉淀。生產出清酒之前,不以熱凝固物或冷凝固物形式沉淀的化合物殘留在啤酒中可能導致冷混濁。

七、色澤形成

煮沸麥汁的過程對于麥汁色澤的形成(色度加深)具有重要影響。色澤的形成是由復雜的美拉德反應引起的。它取名自一位法國化學家,有時也被稱為”棕色反應”。這一反應通常發生在某些氨基酸和糖之間, 生成一種叫類黑素的產物。類黑素是一種黑色素的名字。

八、風味形成

引起色澤形成的美拉德反應同時也影響著啤酒的風味。該反應產生的類黑素的氣味取決于哪種氨基酸化合物同糖反應。例如,同葡萄糖反應, 氨會產生苦味,氨基乙酸會產生面包焦香味,纈胺酸則會產生麥芽的味道。亮氨酸產生宛如新鮮面包的香味,而苯胂則產生如凋謝的玫瑰的味道。

煮沸麥汁過程看似簡單,實則引起了麥汁的重大變化。煮沸過程鈍化酶的活性、對酒花成分進行異構化、對麥汁進行滅菌、蒸發掉不需要的揮發物、凝聚蛋白質、蛋白質與多酚聚合、形成顏色、形成風味等等。對后期成品啤酒的風味、口味起到決定性作用?！?編輯/李舶)