CN1047529A - 酒的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种酒类的制造方法，其中包括：在保持溶解氧浓度小于1mg/升的状态下加热发酵液，使丁二酮及其前体物含量比加热之前显著降低的工序。
Description
本发明涉及包含加热预发酵液工序的酒类制造方法，特别是涉及通过加热包含在预发酵液内的丁二酮前体物使之转化为丁二酮，同时在短时间内使丁二酮及其前体物含量降低的酒类制造方法。
酒类的制造工序由预发酵和后发酵工序所组成：预发酵是以含有微生物（特别是酵母菌）的酶作用物的水溶液为酿造原料溶液，在其中加入微生物，该微生物边增殖边进行发酵的工序，而后发酵是在预发酵后于比较低的温度下在微生物不增殖的条件下进行发酵的工序。这种后发酵的主要目的之一在于使预发酵时以酵母的代谢物不可逆地生成的丁二酮化合物〔以下将丁二酮（或叫作双乙酰）及其前体物-丁二酮前体物（乙酰羟酸）总称为丁二酮化合物〕消失。陈化酒类的香味等。
然而，在预发酵这程中，丁二酮化合物大部分以丁二酮前体物形式存在于发酵液中。另一方面，虽然能分解丁二酮，生成无臭的3-羟基丁酮进而转变成2，3-丁二酮，但是却不能分解丁二酮前体物。而且，丁二酮前体物转变为丁二酮的反应，是非生物学的纯化学反应。因此，在较低温度下进行的那种传统的后发酵过程中，由丁二酮前体物向丁二酮转化的速度慢，为了使丁二酮化合物消失需要很长时间，这就是问题所在。
本发明目的在于提供一种酒类的制造方法，此方法在短时间之内就能降低发酵液所含的丁二酮化合物量，该方法是通过在所定条件
下加热发酵液，丁二酮前体物转化为丁二酮，从而不仅丁二酮前体物减少，而且丁二酮也减少，与加热之前丁二酮化合物量相比显著减少。
本发明的酒类制造法包括一个工序，该工序是使含有对微生物的酶作用物的水溶液进行伴随着该微生物增殖的发酵，在维持溶解氧浓度低于1mg/升的状态下加热所说发酵作用得到的发酵液，使丁二酮及其前体物总浓度低于加热前发酵液中的这些物质浓度。
本发明通过在溶解氧浓度小于1mg/升条件下加热预发酵完了的发酵液，由于那些使发酵液中所含酒类具有令人不愉快的未陈化气味的成分（丁二酮化合物）量显著减少，因而使按常法为消除这种丁二酮化合物而进行的工序（即后发酵工序）成为不必要的，或是即使尚需后发酵工序，但是由于通过本发明的加热处理发酵液中的丁二酮前体物已经转化为丁二酮，而且残余的丁二酮量极少。所以在极短时间的酵母接触下丁二酮化合物的消失就完成了，因此可以大幅度缩短酒类的制造时间。
附图1是表示加热温度T与丁二酮前体物向丁二酮转化速度常数K之间的关系图;附图2是表示转化速度常数K与丁二酮转化量达到V2（mg/升）所必须的加热时间之间的关系图;图3是表示本发明中使用的一种具体加热装置的示意图;图4是表示溶解氧浓度与丁二酮量降低率之间的关系图;附图5是表示加热时间与丁二酮量降低率之间关系的图。
作为本发明中对象的发酵液，是指在作为微生物（特别是酵母）的酶作用物的酿造原料液中加入微生物，边进行该微生物增殖边进行发酵，在这种预发酵终止得到的发酵液。
所说微生物的酶作用物一般是糖;如果应当制造的是啤酒，则将大麦和/或小麦的淀粉用其麦芽的酶进行糖化所得到的物质，即麦芽汁（通常为加有酒花的物质），如果应当制造的酒是葡萄酒，则为果汁，尤其是葡萄汁。
使这样的酶作用物进行乙醇发酵的微生物通常是酵母。啤酒用酵母是酵母菌属微生物，例如一般是酿酒酵母。
这种发酵液中微生物浓度最好小于106细胞/ml。当微生物浓度高于106细胞/ml时，由于加热后转移到发酵液中的微生物浓度增多而不好。
在本发明中对发酵液加热时，前提条件是在发酵液中溶解氧浓度低于1mg/升。当溶解氧浓度高于1mg/升时，在发酵液中作为前体物所含的丁二酮量不能在短时间内减少，不能发挥本发明效果。此外，使发酵液中溶解氧浓度保持在1mg/升以下的手段，並无特殊限制。一般情况下，该预发酵终止后的发酵液由于酵母的呼吸作用而处于厌氧状态下（通常，溶解氧浓度处于0.1mg/升以下），通过防止这种发酵液与氧接触，可以维持上述的溶解氧浓度。优选的溶解氧浓度在0.2mg/升以下，最好实际上为零。
发酵液中的溶解氧浓度用传统溶解氧浓度汁（例如，美国俄亥俄洲yellow Springs Instrument Co.Inc制造的溶解氧浓度汁）测定。
发酵液的加热，在一定温度和时间条件下进行，所说的温度和时间应当在加热前后足以有效地降低丁二酮及其前体物总浓度。在此观点下，首先可以在40～120℃范围内适当确定温度。如果加热温度低于40℃，则会出现这样的问题，即在加热初期由于存在于发酵液中的微生物作用而促进生成新的丁二酮前体物和发酵作用;而且如果温度高于120℃，则会因受热生成蛋白的不溶物而损害酒类的质量。
在由上述温度范围内确定的加热温度下所需的最短加热时间，可以按照发酵液中丁二酮前体物含量来确定。也就是说，首先在40～120℃加热温度范围内找出加热温度T与丁二酮前体物向丁二酮转化的速度常数K之间的关系（相互关系1）（图1）。然后确定发酵液加热前丁二酮前体物含量V1（mg/升）与加热后丁二酮前体物残留量目标值V2（mg/升）之间的组合（V1，V2）。例如按下述①和②确定组合（V1，V2）
①V1＝2.0mg/升，V2＝0.01mg/升
②V1＝0.2mg/升，V2＝0.08mg/升
而且，求出在确定的这些组合（V1，V2）中转化速度常数K与加热后丁二酮前体物残留量达到目标值V2（mg/升）所需的加热时间的关系（相互关系2）（图2）。当由此出发首先在40～120℃范围内确定加热温度T时，由相互关系1（图1）确定与此加热温度T对应的转化速度常数，然后测定作为对象的发酵液中加热前的丁二酮前体物含量V1，再通过确定加热后所需的丁二酮前体物残留量目标值V2来决定组合（V1，V2），按照这种方式由相互关系2（图2）确定与上述转化速度常数K对应的加热时间t。通常，所需最少的加热时间t，在0.03～100小时范围内确定。这里可以按下述方法求出丁二酮前体物向丁二酮转化的速度常数K。由于丁二酮前体物向丁二酮的转化反应按一级反应进行，所以按下式用在所定温度下加热所定时间后的丁二酮前体物量去除加热前的丁二酮前体物量得到商值的自然对数值（1n），除以所定时间得到K值值：
K＝ (1n（加热前的乙酰基羟基酸/残存的乙酰基羟基酸）)/(所定温度下的加热时间（小时）)
此外，发酵液加热时的压力条件既可以不加压，也可以采用加热时发酵液内不产生二氧化碳气泡的任何压力。在不加压条件下，虽然加热效率因产生二氧化碳气泡而下降，但是却不影响本发明效果。
加热，利用能够在所定温度下所定时间内对发酵液全体进行加热的任何装置进行。所说的加热装置，具体地讲可以说是基于热交换器原理的装置。
实施例
以下通过实施例对本发明作进一步详细说明。
采用图3所示的装置进行发酵液加热。在图3中，预发酵罐1内的发酵液，在边向预发酵罐1内通入二氧化碳边使溶解氧浓度保持在1mg/升以下的状态下通过予热装置2送入加热装置3中，在加热装置3内经受所定温度和时间的热处理，然后通入冷却装置加以冷却，再经压力调节阀采集。
实施例1
以麦芽汁作原料，加入啤酒酵母（Saccharo-myccs cerivisiae）发酵得到发酵液，即在伴随着酵母增殖条件下进行发酵得到予发酵液，使之在保持溶解氧浓度为0.1mg/升的厌氧状态下供入加热装置3。此发酵液中丁二酮前体物含量经测定为0.5mg/升，加热温度定为70℃，加热后丁二酮前体物残留量目标值定为0.08mg/升，在这种情况下所需的加热时间最小值由上述图1和图2求出约为13分钟。而且，在不加压状态下分别于70℃和80℃加热40分钟，然后冷却得到试样（试样1和2）。
如表1所示，加热之前丁二酮前体物含量为0.5mg/升的发酵液，加热后其中丁二酮的含量：70℃加热的情况下（试样1）降低到0.1mg/升，80℃加热的情况下试样2降低到0.07mg/升。
表1
试样 加热条件 加热前丁二 加热后丁二
酮前体物含 酮化合物含
量（mg/升) 量（mg/升）
1 不加压 0.5 0.1
70℃40分
2 不加压 0.5 0.07
80℃40分
实施例2
以麦芽汁为原料，加入啤酒酵母（Saccharo-myces cervisiae）使之发酵得到的发酵液，即预发酵液，使之在维持溶解氧浓度为0.1mg/升的厌氧状态下供给加热装置3;然后按和实施例1同样方法求出所需加热时间的最小值（14分钟），为了抑制CO2发泡在7kg/cm2加压条件下和70℃加热温度下加热40分钟，然后冷却得到试样（试样3）。
如表2所示，加热前丁二酮前体物含量为0.55mg/升的发酵液，加热后丁二酮化合物含量降低到0.13mg/升。
表2
试样 加热条件 加热前的丁二酮 加热后的丁二酮化合物
前体物含量（mg／升） 含量（mg/升）
3 7kg/cm20.55 0.13
70℃40分
实施例3
以麦芽汁为原料加入啤酒酵母（Saccaromyces cervisiae）发酵得到的发酵液，即预发酵液，将其在保持溶解氧浓度为0.1mg/升的厌氧条件下送入加热装置3中;然后按与实施例1相同的方法求出所需加热时间的最小值（2-42分钟），按表3所示方式改变加热条件（温度、时间、压力）下进行加热，然后冷却得到试样（试样4～7）。
如表3所示，在各加热条件下加热后，发酵液中丁二酮化合物含量均降低;在加热前发酵液中丁二酮含量大体相同的情况下，加热温度愈高加热时间就可以愈短而可以获得同样的效果。
表3
试样 加热条件 加热前丁二 加热后丁二
酮前体物含 酮化合物含
量（mg/升) 量（mg/升）
4 6kg/cm20.81 0.21
60℃,60分
5 7kg/cm21.14 0.45
70℃,30分
6 8kg/cm21.62 0.26
80℃,15分
7 9kg/cm21.62 0.21
90℃,5分
实施例4
以麦芽汁为原料加入啤酒酵母（Saccharomyces cervisiae）发酵得到的发酵液，即预发酵液，使其在不同溶解氧浓度下送入加热装置3中。然后，按与实施例1相同的方法求出所需的加热时间最小值（20分）;在不加压下进行加热处理，加热温度为70℃，加热时间为40分钟，然后冷却得到试样。
如图4所示，可以看出：在溶解氧浓度小于1mg/升的情况下具有丁二酮化合物含量减少的明显效果;为了获得更大的效果，最好使发酵液中溶解氧浓度低于0.1mg/升。
实施例5
以麦芽汁为原料，加入啤酒酵母（Saccharo-myces cervisiae）使之发酵得到的发酵液，即预发酵液，使之在保持溶解氧浓度为0.1mg/升的厌氧状态下送入加热装置3中。然后，在不加压状态下，改变加热温度，在三种加热温度（60℃、70℃和80℃）下进行加热处理，然后冷却，得到试样。
如图5所示，在加热前发酵液中丁二酮含量大体相同的情况下，加热温度愈高，就愈可以相应地缩短加热时间，而获得同样地效果。
按照本发明，由于通过对预发酵液作短时间加热可以降低那些使酒类产生不愉快气味的来自预发酵液的丁二酮含量，所以可以使传统上进行的那种为了降低丁二酮含量而进行的长时间低温后发酵工序为不需要或者可以简化。因此，由于本发明能够大幅度地缩短酒类的制造时间，所以本发明在产业上利用的可能性很大。
Claims (4)
1、一种酒类的制造方法，其中包括在保持溶解氧浓度低于1mg/升的状态下，对含有对微生物的酶作用物之水溶液进行伴随该微生物增殖的发酵而得到的发酵液加热，使丁二酮及其前体物总浓度比加热前发酵液中的浓度降低的工序。
2、按照权利要求1所述的酒类制造方法，其特征在于至少在一定时间内保持发酵液的加热温度，所说加热时间按下述方法求得：首先找出第一曲线和第二曲线，所说的第一曲线表示加热温度与丁二酮前体物向丁二酮转化的速度常数之间的关系，所说的第二曲线表示在发酵液加热前丁二酮前体物含量与加热后丁二酮前体物残留量目标值的组合范围内所说转化速度常数，与达到加热后所说的丁二酮前体物残留量目标值所需的加热时间之间的关系;然后由第一曲线求出相应加热温度下的转化速度常数，由第二曲线求出相当于该转化速度常数而且与发酵液加热前丁二酮前体物含量及加热后丁二酮前体物残留量目标值的结合相对应的加热时间。
3、按照权利要求1或2所述的酒类制造方法，其特征在于所说的加热温度为40-120℃。
4、按照权利要求1、2或3所述的酒类制造法，所说的含有酶作用物的水溶液是麦芽汁，应当制造的酒类是啤酒。
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