CN100386419C - 发酵饮料的制造方法 - Google Patents

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Abstract

发酵饮料生产中的共同问题是避免或防止用酵母发酵的过程中产生的异味(令人不愉快气味)。本发明涉及提供较少异味和具有香味的发酵饮料的生产方法，其中通过发酵终止方法制得的低酒精饮料。通过调节糖溶液中的L-蛋氨酸浓度和游离氨基氮(FAN)水平来降低硫化氢浓度和T-VDK浓度，因此能够生产较少异味即硫磺和联乙酰化合物气味的发酵饮料。

Description

发酵饮料的制造方法
技术领域
本发明涉及发酵饮料的生产方法。更具体地说，本发明涉及通过在中间过程停止基于酵母的发酵的步骤来生产发酵饮料的方法，其中调节麦芽汁中的L-蛋氨酸浓度或FAN水平以防止异味，即硫磺和联乙酰化合物气味的产生。
技术背景
酒精饮料中，通过基于酵母发酵步骤制得的那些称为发酵饮料，包括果酒(例如，葡萄酒)、发酵麦芽饮料(例如，啤酒、汽酒)，和日本米酒。尽管根据原料的类型和生产所用的方法将这些发酵饮料加以分类，由于它们是通过基于酵母的发酵步骤而制得的因此具有共同性。因此对这些饮料的共同关注是避免和防止在基于酵母的发酵步骤中产生的异味(令人不愉快的气味)。
已知多种类型的异味并研究了多种方法来解决相关问题。例如，JP58-155075A教导了添加酵母提取物等等来减少陈葡萄酒中的霉味。JP07-303457A教导了使用经修饰而携带结构基因的酵母菌株来防止啤酒中硫化氢的产生。文献还教导了通过调节发酵温度或酵母添加量(JP10-57044A)或通过在所给范围内改变蛋白质停顿时间来控制麦芽汁中产生的游离氨基氮水平(JP 10-52251A)来控制影响汽酒香味的苹果酸和琥珀酸的水平。此外，JP 61-58573A解决了含酒精饮料快速生产中产生的联乙酰化合物并教导了两步发酵方法，其第二步是以避免引入过量酵母的方式来进行的，因此减少了联乙酰化合物水平。
如上所述，对发酵饮料的共同关注是防止基于酵母发酵的步骤中产生的异味，但是需要注意的是异味的类型会根据所生产的酒精饮料类型、所用原料类型或所用生产方法的不同而改变。
随着最近低酒精产品的市场扩张，已经销售了分别为果酒、日本米酒和发酵麦芽饮料的各种低酒精发酵饮料。对于发酵麦芽饮料，如啤酒和汽酒，也生产了低酒精产品。其中，含有低于1％酒精的发酵麦芽饮料，依据日本酒税法(Japanese Liquor Tax Law)是在酒精饮料范围之外的，称为低酒精啤酒(低酒精含汽饮料)或无酒精啤酒，且它们的市场倾向于扩张。
以下生产低酒精啤酒的方法是已知的：(1)从啤酒中除去酒精(例如，反相渗透膜方法，蒸馏法)；(2)使用特定类型的酵母或微生物；和(3)在中间过程停止发酵(Beers & Coolers，M.Moll编辑，InterceptLtd)。
这些方法中，(1)中所描述的反相渗透膜方法还除去了非酒精香味并需要将另外的脱醇设备引入现有的啤酒厂中，因此导致资本投资大量新的成本。因此使用该方法不是非常容易。同样，蒸馏法会由于加热而产生异味。关于方法(2)，已经报道了使用不能发酵麦芽糖的酵母(Saccharomycoides Ludwigii)，麦芽糖是麦芽汁中主要的糖(M.W.Brenner，Technical Quarterly，Master Brewers Associationof the Americans，17，1980，185-195)。然而，难以相信这样的方法能够生产高质量的低酒精啤酒，因为该酵母产生了另一独特的不是源自啤酒酵母的气味。
相反，其中在中间过程停止发酵的方法(3)可以使用现有啤酒厂中的通用设备和因避免新的资本投资而很有利。关于该方法，已经报道了在进行标准发酵过程之前通过冷却来停止发酵(Abriss derBierbrauerei，Ludwig Narziss编辑，Ferdinand Enke Verlag)。此外，JP 05-68528A教导了在淀粉糖化步骤中加入α-葡糖苷酶，因此糖化溶液中的可发酵的糖转变成了不可发酵糖。然而，难以相信这些报道充分讨论了防止异味产生的问题。
与这些方法无关，还提出了另外的方法：(4)使麦芽汁和酵母短暂接触(F.Schur，European Brewery Convention，Proceeding of the19th Congress，1983)和(5)将普通啤酒和从低提取浓度的麦芽汁制得的低酒精啤酒混合(G.W.Barrel，英国专利UK2033424，1980)，等。然而，这些方法仍然存在残余麦芽汁气味的问题。此外，方法(5)面临另外的问题，因为该方法在日本酒税法下获得生产许可是不太可能的。
此外，关于当使用发酵终止方法生产发酵饮料时减少异味的问题，例如，JP 2002-291465A教导了使用突变的酵母菌株来控制低酒精浓度日本米酒中的联乙酰化合物气味。
然而，关于通过发酵终止方法而不需要资本投入的发酵饮料生产，对通过防止异味来获得具有卓越香味的产品还没有作出充分的研究。
发明公开
本发明的目的是提供通过防止异味产生来生产具有卓越香味的发酵麦芽饮料的方法，异味产生是由使用发酵终止方法来生产发酵饮料尤其是低酒精发酵麦芽饮料引起的问题。
为了克服上述的问题，发明者已经分析了发酵饮料中异味的类型和阈值，以及它们在发酵终止方法中的产生机理，且进一步进行了广泛和透彻的努力来研究麦芽汁或发酵麦芽汁中含有的成分对发酵终止方法过程中异味产生的影响。
结果，他们已经发现在发酵继续至终点(例如，啤酒生产)的情况中消除的异味中，硫磺和联乙酰化合物气味在中间过程停止发酵的方法中超过它们的阈值，还发现如果防止这两种气味的产生，即使使用发酵终止方法也可能获得具有愉悦香味的发酵饮料。为此，发明者发现当调节麦芽汁或发酵麦芽汁中的L-蛋氨酸浓度时可以减少硫磺气味的产生，而通过调节麦芽汁或发酵麦芽汁中的游离氨基氮水平(FAN水平)可以减少联乙酰化合物气味。如在此所用的术语“游离氨基氮水平(FAN水平)”意思是游离α-氨基的总量。
如之前所知的，通过二氧化碳鼓泡可以减少硫磺气味，但是该技术需要新的资本投资并导致高的投资成本。同样，已知通过在低温和高压的条件下抑制酵母生长来防止联乙酰化合物气味的产生，但是通过该技术生产的麦芽饮料更可能带有残留的麦芽汁气味。
通过本发明方法可获得的发酵饮料表征为防止了异味，如硫磺和联乙酰化合物气味和具有卓越的香味，以及还具有与啤酒共用相同制造设备的优势。
附图简述
图1显示了在使用下面发酵酵母的发酵过程中硫化氢浓度的改变。
图2显示了使用上面发酵酵母的每株发酵过程中硫化氢浓度的改变。
图3显示了使用L-蛋氨酸浓度为0.09mM的麦芽汁时发酵过程中L-蛋氨酸和硫化氢浓度的改变。
图4显示了使用L-蛋氨酸浓度为0.14mM的麦芽汁时发酵过程中L-蛋氨酸和硫化氢浓度的改变。
图5显示了使用L-蛋氨酸浓度为0.19mM的麦芽汁时发酵过程中L-蛋氨酸和硫化氢浓度的改变。
图6显示了使用L-蛋氨酸浓度为5mM的麦芽汁时发酵过程中硫化氢浓度的改变。
图7显示了使用各种FAN水平的麦芽汁发酵酵母SH-1726时发酵过程中L-缬氨酸浓度的改变。
发明的最佳实施方式
以下将更详细地描述本发明。
如在此所用的术语“发酵饮料”是指通过发酵步骤制得的饮料，其中通过谷物(例如，麦芽、大麦、稻米、玉米)糖化作用获得的麦芽汁用酵母发酵。实例包括啤酒、汽酒、低酒精发酵麦芽饮料，以及没有使用麦芽作为麦芽汁原料制得的啤酒口味的饮料。
如在此所用的术语“发酵麦芽饮料”是指通过发酵步骤用酵母发酵制得的饮料，其中麦芽汁是通过麦芽和其它谷物(例如，大麦、稻米、玉米)的糖化作用获得的。实例包括啤酒、汽酒，和低酒精发酵麦芽饮料。
如在此所用的术语“麦芽汁”是指准备用于发酵步骤之前的液体。即，意思是通过谷物(例如，麦芽、大麦、稻米、玉米)糖化作用获得的上述麦芽汁，如果需要，可以进一步补充原料，如淀粉糖浆和水。如在此所用的术语“发酵麦芽汁”是指通过将酵母细胞添加至这样的麦芽汁中制得的液体。
如在此所用的“发酵终止方法”是指在酵母可同化的糖仍然存在的条件下在发酵步骤过程中终止发酵的方法。例如可以通过除去酵母细胞或通过快速冷却发酵麦芽汁来终止发酵。该方法可以运用至所有的发酵饮料。
必须注意的是当在中间过程中停止酵母发酵时本发明能够减少异味的产生。因此，本发明提供了对通过发酵终止方法获得的那些发酵饮料有用的技术。
发酵饮料中，使用麦芽汁等等作为原料制得的那些称为发酵麦芽饮料，包括啤酒和汽酒。依据日本酒税法，含有1％或更多酒精的发酵麦芽饮料规类为酒精饮料；因此含有低于1％酒精的发酵麦芽饮料就不属于酒精饮料的范围。如在此所用的术语“低酒精啤酒”是指含有低于1％酒精的发酵麦芽饮料。优选，酒精水平为0.1％至低于1％。低酒精啤酒也称为无醇(non-alcoholic或alcohol-free)啤酒。
尽管本发明的方法可以通过发酵终止方法用于生产各种酒精浓度的发酵饮料或发酵麦芽饮料，但尤其优选用于使用由谷物原料制得的麦芽汁来生产发酵饮料。其中，本发明的方法优选用于基于麦芽的发酵麦芽饮料。或者，本发明的方法也可以用于使用无麦芽麦芽汁的啤酒口味的饮料。
尽管对饮料的酒精浓度没有特定的限制，考虑到酵母细胞的酒精耐受力，本发明的方法可以用于含有高达20％酒精的发酵麦芽饮料。在发酵麦芽饮料的情况中，理想的酒精浓度是2％或更低。最重要的是，本发明的方法可以优选用于生产酒精浓度为1％或更低的低酒精发酵麦芽饮料。
如在此所用的术语“异味”是指发酵饮料中令人不愉快的气味，也称为例如不愉快味道、不成熟的气味或讨厌的气味。根据发酵饮料的类型和生产所用的方法，发酵饮料中存在多种异味。实例包括源自有机酸的气味、各种酯的气味，以及硫磺和联乙酰化合物气味。必须注意根据饮料的类型和生产所用的方法，发酵饮料中产生的异味将会变化。
例如，在发酵继续至终点(例如，啤酒生产)情况中消除的异味中，发现硫磺和联乙酰化合物气味在中间过程停止发酵的方法中制得的发酵麦芽饮料中超过它们的阈值。
发酵饮料中的硫磺气味是硫化氢引起的，且饮料中硫化氢理想的浓度是3ppb或更低。
已知发酵过程中产生的硫化氢是和含硫氨基酸(例如，L-蛋氨酸)生产的酵母代谢是密切相关的(Metabolic Maps，JapaneseBiochemical Society编辑，Tokyo Kagaku-dojin Publishing Company，INC，143)。通常，发酵麦芽汁中的硫酸根离子通过酵母细胞吸收作为它们的硫源并还原成S2-。尽管部分S2-以硫化氢从细胞中释放出来，其通过适应酵母出芽的细胞吸收并用于合成含硫的氨基酸如L-半胱氨酸和L-蛋氨酸，或者，以二氧化硫从细胞中释放出来。
因此，当控制发酵来避免发酵麦芽汁中含有的L-蛋氨酸耗尽，可以防止由上述机制产生硫化氢。
即，本发明中，重要的是将发酵麦芽汁中L-蛋氨酸浓度调节至一定的水平，在该水平下整个发酵步骤中L-蛋氨酸的生物合成系统受到抑制。为此，可以在发酵步骤中的任何时间将额外的L-蛋氨酸补充入发酵麦芽汁中，或使麦芽汁适于调节L-蛋氨酸的浓度。在后一种情况中，可以制得麦芽汁以致当终止发酵时L-蛋氨酸浓度保持在高于酵母细胞为适应L-蛋氨酸缺失而驱动L-蛋氨酸生物合成所需的水平上。控制麦芽汁中的L-蛋氨酸浓度时，L-蛋氨酸的浓度将根据发酵进行的程度即确定的酒精浓度而改变。例如，在低酒精啤酒的情况中，可以在酒精浓度低于1％时终止发酵。为了获得酒精浓度接近1％的产品，麦芽汁中L-蛋氨酸浓度优选为0.14mM或更高。在更低酒精浓度(例如0.5％或更低)饮料的情况中，麦芽汁中L-蛋氨酸浓度可以略微地更低一些，但是理想的至少为0.09mM或更高。控制麦芽汁中L-蛋氨酸浓度时，L-蛋氨酸浓度的上限不受任何方式的限制，只要发酵步骤不受到不利影响作用。鉴于成本和对产品香味的影响，作为实例，上限可以是5mM或更低，更优选为1mM或更低。
发酵饮料中的联乙酰化合物气味是代表性的令人不愉快的气味，也称为啤酒中不成熟的气味。联乙酰化合物气味由联乙酰化合物和2，3-戊二酮引起，据说其在啤酒中的感观阈值各自约为0.1ppm和1ppm。这些物质是酵母细胞中氨基酸生产(L-异亮氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸)的中间代谢物。发酵过程中产生的联乙酰化合物和2，3-戊二酮通过酵母细胞快速吸收且在发酵麦芽汁中基本上没有残留。因此，发酵麦芽汁几乎不含有这两种物质，但是它们的前体物质，α-乙酰乳酸和α-乙酰-α-羟基丁酸存在于发酵麦芽汁中。这些前体物质，如果在过滤后残留在啤酒中，通过氧化脱羧作用将转化成联乙酰化合物和2，3-戊二酮，因此为了防止联乙酰化合物和2，3-戊二酮，也需要考虑它们的前体物质。将这四种化合物总体定义为总联二酮化合物(vicinal-diketone(T-VDK))并期望保持在低于0.1ppm的水平，发酵饮料可接受的极限。
只要酵母细胞吸收发酵麦芽汁中含有的L-缬氨酸，T-VDK就保持在低水平。已知L-缬氨酸的吸收量受到其它氨基酸包括L-异亮氨酸存在的影响(K Nakatani，Technical Quarterly，Master BrewersAssociation of the Americans，21，1984，73175)。发明者已经做进一步的尝试来控制麦芽汁或发酵麦芽汁中的游离氨基氮水平(FAN水平)，以致酵母细胞中的L-缬氨酸生物合成受到抑制并降低了T-VDK的水平。
FAN水平，其等于游离α-氨基总量，将影响酵母细胞对L-缬氨酸的吸收。即，较低的FAN水平导致L-缬氨酸自身的消耗，而因为择优吸收其它充足的氨基酸，较高的FAN水平导致L-缬氨酸吸收的抑制。本发明中，因此重要的是以不会为响应L-缬氨酸缺乏而启动酵母细胞中L-缬氨酸生物合成系统和不会抑制酵母细胞吸收L-缬氨酸的方式来调节麦芽汁或发酵麦芽汁中的FAN水平。
在控制麦芽汁的FAN水平中，饮料中FAN水平为2.5至20mg/100ml，更优选为5至20mg/100ml，但可以根据所需的酒精浓度来调节。例如，在低酒精啤酒情况中，麦芽汁中FAN水平优选为10mg/100ml至20mg/100ml，因为是在酒精浓度低于1％，优选接近1％时终止发酵的。
通过调节源自谷物原料(例如，麦芽)的类型或数量来控制麦芽汁中的FAN水平。例如，由于麦芽含有多种氨基酸，当增加麦芽量时，FAN水平就增加。相反，当次要的原料，淀粉糖浆和水水平较高时，FAN水平就降低。
还可以通过糖化步骤中蛋白质分解的程度来控制FAN水平。通过调节pH、温度或时间等可以获得糖化步骤中的蛋白质分解。例如，蛋白质分解加速的温度范围为45℃至60℃，而在约80℃将发生失活作用。尤其，在45℃至50℃低分子氮化合物(FAN水平)将增加。蛋白质分解的程度还取决于反应时间。此外，蛋白质分解还受到pH的影响并因此通过在pH5至6进行糖化步骤而得到加速。为此，例如，可以加入各种酸用于pH调节。
另一方面，以不会使酵母细胞响应于L-缬氨酸缺乏而启动L-缬氨酸生物合成系统的方式来调节发酵麦芽汁中的L-缬氨酸浓度。例如，L-缬氨酸浓度为0.1至1mM，但是鉴于成本和对产品香味的影响，理想的是0.2至2mM。通过调节源自谷物的原料(例如，麦芽)的类型和数量来调节发酵麦芽汁中的缬氨酸浓度。或者，通过将L-缬氨酸添加至麦芽汁或发酵麦芽汁中来调节。
可以非限制性地选择本发明中所用的酵母菌株，只要适于产品类型、所需的香味和发酵条件等。必须注意应当避免非常可能产生硫磺和联乙酰化合物气味(通过本发明解决的问题)的酵母菌株。在这点上，具有较低的吸收硫酸根离子能力的酵母菌株看来似乎产生较少的硫化氢，且可以优选用于本发明中。用于发酵麦芽饮料(包括啤酒)的酵母菌株中，啤酒糖酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株具有和发酵过程中产生的二氧化碳气泡一起漂浮在顶端然后在一段时间后沉入底部的特性，因此称为上面发酵酵母。另一方面，葡萄酒酵母(Saccharomycespastriunus)(或也称为卡尔斯伯糖酵母(Saccharomycescarlsbergensis))具有发酵过程中不漂浮在顶端并然后在完成发酵后沉降的发酵特性，因此称为下面发酵酵母。
因为上面发酵酵母比下面发酵酵母倾向于产生较少的硫化氢，优选上面发酵酵母用于本发明中。其中，可以优选使用低硫化氢生成的酵母和低T-VDK生成的酵母。实例包括上面发酵酵母啤酒糖酵母的菌株如NCYC-229(从NATIONAL COLLECTION OF YEAST CULTURES购买)、NCYC-401(从NATIONAL COLLECTION OF YEAST CULTURES购买)、Weihenstephan-184(从Fachhochschle Weihenstephan购买)、SH-387(国际登录号FERM BP-08541)、SH-1059(国际登录号FERM BP-08542)和SH-1726(国际侠录号FERM BP-08543)，其中每个都是可以优选使用的。
如所需，通过终止发酵获得的发酵麦芽汁根据标准技术可以补充另外的原料如着色剂、抗氧化剂、酸化剂和调味剂。或者，如果需要，也可以通过反相渗透膜方法或通过水或其它溶剂稀释来调节发酵麦芽汁以得到确定的酒精浓度或香味。因此获得的发酵麦芽汁饮料可以装入容器如瓶子或罐中。
实施例
以下实施例中将进一步更详细地描述本发明，但不是来限制本发明的范围。
实施例1：通过使用上面发酵酵母减少硫化氢产生
进行实验来研究使用上面发酵酵母和下面发酵酵母对硫化氢产生的影响。
用于麦芽汁制备的原料麦芽和淀粉糖浆的比例设定为60∶40，并使用实验规模酿造设备在50℃下进行30分钟和72℃下进行60分钟的糖化条件下进行糖化步骤，因此制得含糖量为10％的麦芽汁。加入每株酵母细胞来获得10×106个细胞/ml的活细胞浓度用于每种情况。用作上面发酵酵母的菌株是NCYC-229(从NATIONAL COLLECTION OF YEASTCULTURES购买)、NCYC-401(从NATIONAL COLLECTION OF YEAST CULTURES购买)、Weihenstephan-184(从Fachhochschle Weihenstephan购买)、SH-387(国际保藏号FERM BP-08541)、SH-1059(国际号FERM BP-08542)和SH-1726(国际登录号FERM BP-08543)。用作下面发酵酵母的菌株是Weihenstephan-34(从Fachhochschle Weihenstephan购买)。
当和下面发酵酵母菌株Weihenstephan-34(图1)比较时，上面发酵酵母菌株NCYC-229、NCYC-401、Weihenstephan-184、SH-387、SH-1059和SH-1726(图2)导致较低的硫化氢产生。因此，显示了上面发酵酵母优选用于通过发酵终止方法生产低酒精麦芽饮料。
实施例2：通过控制L-蛋氨酸浓度减少硫化氢产生
进行实验来研究L-蛋氨酸浓度对硫化氢产生和硫磺气味的影响。
用于麦芽汁制备的原料麦芽和淀粉糖浆的比例设定为60∶40，并使用实验规模的酿造设备在50℃下进行30分钟和72℃下进行60分钟的糖化条件下进行糖化步骤，因此制得含糖量为10％的麦芽汁。测量所得到的麦芽汁L-蛋氨酸浓度为0.09mM。将适量的L-蛋氨酸加入该麦芽汁中来制备四个L-蛋氨酸浓度水平的麦芽汁(每个70L)：0.09mM、0.14mM、0.19mM和5.0mM。
每个麦芽汁补充酵母来获得10×106个细胞/ml的活细胞浓度。所用的酵母是啤酒糖酵母菌株(Weihenstephan-184)。在15℃进行发酵约1天。随着时间将每个发酵麦芽汁取样并测量L-蛋氨酸和硫化氢浓度。在产生约1％酒精浓度的点(对于L-蛋氨酸浓度为5.0mM的样品酒精浓度约为2.4％)，将每个发酵麦芽汁快速冷却至约0℃来终止发酵。随后，通过过滤除去酵母细胞并将所得到的溶液装入瓶子中。
为了测量每个糖溶液和每个发酵麦芽汁的L-蛋氨酸浓度，使用离子交换树脂分离各氨基酸，在恒温反应柱中和茚三酮反应，然后使用高速氨基酸分析仪(型号8800，Hitachi Ltd.，日本)测量来检测颜色生成的程度。
图3至5各自显示了在添加相应水平L-蛋氨酸时L-蛋氨酸和硫化氢浓度的改变。在其发酵麦芽汁中含有减少的L-蛋氨酸浓度的样品中，产生了硫化氢(图3)。相反，L-蛋氨酸浓度为0.14mM(图4)或0.19mM(图5)的样品中，硫化氢的产生得到了抑制。
此外，通过感观测试来检测硫磺气味。通过5人专家小组使用三点等级的计分方法(0＝未检测到，1＝可轻微检测到，2＝可检测到)来测试样品以计算每个样品的平均分数，产品是在产生约1％酒精浓度的点获得的。样品温度设定为5℃。
表1显示了所获的结果。与产生约1％酒精浓度的点获得的样品相比，麦芽汁中L-蛋氨酸浓度为0.09mM的发酵样品评价为具有可检测的硫磺气味。相反，麦芽汁中L-蛋氨酸浓度为0.14mM或0.19mM且还含有残留L-蛋氨酸的发酵样品中没有检测到硫磺气味。
同样，图6显示了麦芽汁中L-蛋氨酸浓度为5.0mM的发酵样品的硫化氢浓度的改变。当L-蛋氨酸浓度增加至5.0mM时，即使在酒精浓度超过2％的点也可以防止硫化氢的产生。
这些结果证实了发酵麦芽汁中L-蛋氨酸的存在可以防止酵母细胞吸收硫酸根离子和产生硫化氢。
此外，在产生约1％酒精浓度的点终止发酵时，显示了至少0.14mM或更高L-蛋氨酸浓度的麦芽汁足以使用了。同样，在产生约0.5％酒精浓度的点终止发酵时，可以将麦芽汁中的L-蛋氨酸浓度设定为0.09mM或更高(图3)。在产生约2％酒精浓度的点终止发酵时，可以将麦芽汁中的L-蛋氨酸浓度设定为5mM(图6)。因此这些发现显示了当根据所需的酒精浓度适当调节麦芽汁中的L-蛋氨酸浓度时本发明的技术可以防止硫磺气味。
表1
  麦芽汁中的蛋氨酸浓度(mM)   硫磺气味的感观分数
  0.09   1.8
  0.14   0.4
  0.19   0
实施例3：通过最佳化游离氨基氮水平来减少总联二酮化合物的产 生
进行实验来研究游离氨基氮水平(FAN水平)对总联二酮化合物(T-VDK)产生或联乙酰化合物气味的影响。
改变用于麦芽汁制备的原料麦芽量来制得四种麦芽汁。即，将麦芽和淀粉糖浆的比例设定为100∶0、80∶20、60∶40和40∶60％。使用实验规模酿造设备在50℃下进行30分钟和72℃下进行60分钟的条件下进行糖化步骤，因此制得含糖量为10％的四个游离氨基氮(FAN)水平的麦芽汁样品(每个70L)：25、20、15和10(mg/100ml)。每种都用作麦芽汁。通过TNBS方法(ASBC的分析方法(1987)，啤酒方法-31)测得FAN水平。
所用酵母是上面发酵酵母(SH-1726)和下面发酵酵母(Weihenstephan-34)。
各麦芽汁补充各酵母菌株来获得10×106个细胞/ml的活细胞浓度并在15℃进行发酵约1天。随着时间将各发酵麦芽汁取样并测量L-缬氨酸浓度和T-VDK水平。在产生约1％酒精浓度的点，将各发酵麦芽汁快速冷却至约0℃来终止发酵。随后，通过过滤除去酵母细胞并将所得到的溶液装入瓶子中。
图7显示了将具有各种FAN水平的麦芽汁用于上面发酵酵母的发酵(SH-1726)时发酵麦芽汁中L-缬氨酸浓度的改变。所有样品显示了L-缬氨酸浓度随时间减少。尤其，低FAN水平的麦芽汁(10mg/100ml)在产生约1.0％酒精浓度的点显示了L-缬氨酸浓度减少至约0.1mM。
在麦芽汁中的每个FAN水平，测量在产生约1.0％酒精浓度的点获得样品的总联二酮化合物浓度(T-VDK浓度)并进行感观测试。直接蒸馏除去酵母细胞后的发酵麦芽汁，使用比色法测量T-VDK浓度(ASBC的分析方法(1987)，啤酒方法-25A)。通过5人专家小组使用三点等级的计分方法(0＝未检测到，1＝可轻微检测到，2＝可检测到)计算每个样品的平均分数来进行联乙酰化合物气味评价的感观评定。将样品温度设定为约5℃。
表2显示了使用酵母菌株SH-1726所得到的结果。FAN水平为15mg/100ml的麦芽汁比其它麦芽汁具有较低的T-VDK浓度并在感观测试中产生好的结果。
表2
  麦芽汁中FAN水平(mg/100ml)   T-VDK浓度(ppm)   联乙酰化合物气味的感观分数
  10   0.08   0.4
  15   0.06   0.2
  20   0.09   0.4
  25   0.12   1.4
相反，和FAN水平为15mg/100ml的麦芽汁相比，低FAN水平(10mg/100ml)麦芽汁样品显示了T-VDK浓度轻微的增加，但是在感观测试中显示了好的结果。由于T-VDK水平会随着酵母细胞吸收L-缬胺酸的减少而增加，所以L-缬胺酸浓度降低使该麦芽汁中不会发生充分的L-缬胺酸吸收。然而，T-VDK的阈值为约0.10ppm，且因此联乙酰化合物气味对感观特性的影响可以忽略。
此外，高FAN水平(20至25mg/100ml)麦芽汁样品也显示了T-VDK浓度的增加。其中，最高FAN水平(25mg/100ml)的麦芽汁样品在感观测试中也产生了差的结果。尽管该麦芽汁残留了足够量的L-缬胺酸，其它氨基酸的存在将导致L-缬氨酸吸收的抑制。尤其在具有25mg/100mlFAN水平的麦芽汁中，联乙酰化合物气味将产生达到影响感观特性的程度。
接着，关于使用下面发酵酵母菌株Weihenstephan-34的测试，表3显示了T-VDK的测量结果。
表3
  麦芽汁中FAN水平(mg/100ml)   T-VDK浓度(ppm)   联乙酰化合物气味的感观分数
  10   0.41   1.4
  15   0.45   1.8
  20   0.50   1.8
  25   0.52   2.0
T-VDK浓度随着麦芽汁中含有的FAN水平而改变。即，最低FAN水平(10mg/100ml)的麦芽汁显示了最低的T-VDK浓度，而最高FAN水平(25mg/100ml)的麦芽汁显示了最高的T-VDK浓度。这是因为其它氨基酸的存在会促进L-缬氨酸吸收的抑制。
该测试中所用的下面发酵酵母导致了比酵母菌株SH-1726高的T-VDK浓度，且因此对于生产低酒精发酵饮料不是最适的。然而，如上所示，发现当FAN水平得到控制时T-VDK水平就得到控制。
这些结果证实了通过调节FAN水平使酵母细胞不响应L-缬氨酸缺失而启动L-缬氨酸生物合成系统和不抑制酵母细胞吸收L-缬氨酸，可以同时防止T-VDK水平和联乙酰化合物气味。此外，发现10至20mg/100ml的FAN水平适用于在产生高达约1％酒精浓度的点终止发酵。
如上所述，当根据所需的酒精浓度将麦芽汁调节至具有合适的FAN水平时，本发明的技术可以防止联乙酰化合物气味。
实施例4：低酒精啤酒的生产
调节或不调节L-蛋氨酸浓度和FAN水平来生产低酒精啤酒。
即，在以下条件制得三种啤酒：只调节麦芽汁中的L-蛋氨酸浓度而未调节FAN水平(对照产品1)；调节麦芽汁中的FAN水平而未调节L-蛋氨酸浓度(对照产品2)；和麦芽汁中L-蛋氨酸浓度和FAN水平都得到了调节(本发明产品1)。
在如实施例1中所用的相同糖化条件下使用实验规模酿造设备生产含糖量10％的麦芽汁。那时，通过用于麦芽汁制备的原料麦芽和淀粉糖浆的比例调节了FAN水平。即，将麦芽和淀粉糖浆的比例设定为100∶0(对照产品1)或60∶40(对照产品2和本发明产品1)。测量这些产品的FAN水平，显示对照产品1的FAN水平为25mg/100ml，而对照产品2和本发明产品1的FAN水平为15mg/100ml，其在最佳浓度范围内。如上所述测量FAN水平。
同样，对照产品1的麦芽汁L-蛋氨酸浓度为0.17mM，而对照产品2和本发明产品1为0.10mM。然后将本发明产品1补充另外的L-蛋氨酸而将其L-蛋氨酸浓度调节至0.2mM，其在最佳浓度范围内。每个都用作麦芽汁来进行发酵。如上所述测量L-蛋氨酸浓度。
每个麦芽汁补充酵母(SH-1726)来获得10×106个细胞/ml的活细胞浓度并在15℃进行发酵约1天，接着冷藏并通过过滤除去酵母细胞来产生酒精水平为0.80％至0.90％的低酒精啤酒。将所得到的低酒精啤酒装入瓶子中。
测量所得到的三种低酒精饮料的硫化氢浓度、T-VDK浓度、硫磺气味和联乙酰化合物气味。还通过全面的感观测试对它们进行了测试。如上所述来测定硫化氢浓度、T-VDK浓度、硫磺气味和联乙酰化合物气味。通过5人专家小组使用五点等级的计分方法(5＝好，4＝较好，3＝满意，2＝较差，1＝差)计算每个样品的平均分数来进行全面的感观评定。
表4显示了所得到的结果。仅调节L-蛋氨酸浓度(未调节其麦芽汁中的FAN水平)制得的对照产品1具有高的T-VDK浓度并在联乙酰化合物气味的评价中产生了差的结果。同样，调节其麦芽汁中的FAN水平(未调节L-蛋氨酸浓度)制得的对照产品2具有高的硫化氢浓度并在硫磺气味的评价中产生了差的结果。
表4
Figure C20038010408600191
相反，通过同时调节麦芽汁中L-蛋氨酸浓度和FAN水平制得的本发明产品1中硫化氢浓度和T-VDK浓度都低。该产品还在硫磺和联乙酰化合物气味评价中都产生了好的结果。此外，在全面感观测试中作为饮料该产品获得了高分。这些结果显示了本发明的技术优选用于通过发酵终止方法生产低酒精麦芽饮料。
实施例5：啤酒的生产
通过调节L-蛋氨酸浓度和FAN水平，通过发酵终止方法制得酒精浓度为0.5％(本发明产品2)和2％(本发明产品3)的啤酒。
在如实施例1中所用的相同糖化条件下使用实验规模酿造设备制备含糖量10％的麦芽汁。那时，通过用于麦芽汁制备的原料麦芽和淀粉糖浆的比例调节FAN水平。即，将麦芽和淀粉糖浆的比例设定为60∶40(本发明产品2和本发明产品3)。测量这些产品的FAN水平，显示本发明产品2和3各自的FAN水平都为15mg/100ml。
同样，本发明产品2和3的麦芽汁中L-蛋氨酸浓度都为0.10mg/100ml。将每种麦芽汁补充另外的L-蛋氨酸至0.15mM(本发明产品2)和0.40mg/100ml(本发明产品3)。每个都用作麦芽汁来进行发酵。
每种麦芽汁补充酵母(SH-1726)来获得10×106个细胞/ml的活细胞浓度并在15℃进行发酵约1或2天，接着冷藏并通过过滤除去酵母细胞来产生酒精水平为0.5％和2％的啤酒。将所得到的啤酒装入瓶子中。
所有的本发明产品几乎都没有硫磺气味和联乙酰化合物气味并具有好的香味。
工业实用性
本发明通过防止异味的产生可以生产具有卓越香味的发酵麦芽饮料，尤其是低酒精发酵麦芽饮料，异味产生是使用发酵终止方法来生产发酵饮料引起的问题

Claims (17)

1.通过发酵终止方法生产具有较少硫磺气味的发酵饮料的方法，其中麦芽汁中的L-蛋氨酸浓度为0.09mM至5mM。
2.根据权利要求1的方法，其中麦芽汁是从谷物原料制得的。
3.根据权利要求2的方法，其中谷物原料是麦芽。
4.通过发酵终止方法生产具有较少硫磺气味的发酵饮料的方法，其中在发酵过程中防止L-蛋氨酸耗尽。
5.通过发酵终止方法生产具有较少硫磺气味的发酵饮料的方法，其中在发酵麦芽汁中L-蛋氨酸浓度变得低于0.01mM之前终止发酵。
6.根据权利要求1至5任一项的方法，其中酒精浓度为2％或更低。
7.通过发酵终止方法生产具有较少硫磺气味的低酒精啤酒或低酒精汽酒的方法，其中在酒精浓度低于1％时停止发酵，其中麦芽汁中的L-蛋氨酸浓度为0.09mM至5mM。
8.通过发酵终止方法生产具有较少硫磺气味和联乙酰化合物气味的发酵饮料的方法，其特征在于，麦芽汁中L-蛋氨酸浓度为0.09mM至5mM，和其中麦芽汁中游离氨基氮水平是10mg/100ml至20mg/100ml。
9.通过发酵终止方法生产具有较少硫磺气味和联乙酰化合物气味的发酵饮料的方法，其特征在于，麦芽汁中L-蛋氨酸浓度为0.09mM至5mM，并且其中将发酵麦芽汁中游离氨基氮水平调节至使L-缬氨酸浓度为0.1至10mM。
10.根据权利要求8的方法，其中麦芽汁中L-蛋氨酸浓度为0.09mM至5mM，并且其中麦芽汁中游离氨基氮水平是通过调节至少一个参数来得到控制的，所述参数选自谷物原料的类型或数量以及糖化步骤的pH、温度或时间。
11.根据权利要求1至5、8至10中任一项的方法，其中发酵饮料是低酒精发酵饮料。
12.根据权利要求11的方法，其中低酒精发酵饮料是低酒精啤酒或低酒精汽酒。
13.根据权利要求1至5、7至10、12任一项的方法，其中酵母是上面发酵酵母。
14.根据权利要求6的方法，其中酵母是上面发酵酵母。
15.根据权利要求11的方法，其中酵母是上面发酵酵母。
16.根据权利要求13的方法，其中酵母是啤酒糖酵母(saccharomyces cerevisiae)。
17.具有较低异味的发酵饮料，其是通过权利要求1至16任一项的方法获得的。
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