CN106520423B - 一种发酵生产无醇啤酒醋及啤酒醋饮料的方法 - Google Patents

一种发酵生产无醇啤酒醋及啤酒醋饮料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种发酵生产无醇啤酒醋及啤酒醋饮料的方法。以大麦芽或麦芽汁为原料，利用生香酵母和啤酒酵母进行混菌增香啤酒发酵，向再利用乳酸菌和醋酸菌进行混菌醋酸发酵，得到醇度<0.03％的无醇啤酒醋。无醇啤酒醋酸味柔和、香味浓郁，只需简单调配即可得到香味浓郁、酸甜可口的无醇啤酒醋饮料。采用混菌发酵不仅可以调节啤酒醋中有机酸组成，改善产品风味，还可以提高原料利用率，此外本发明乳酸菌在发酵过程产有机酸和胞外多糖，提高啤酒醋的营养价值和保健功能。本发明生产的无醇啤酒醋及其饮料香味浓郁，具有啤酒的清香及醋特有的口感，使人们在尽情享受啤酒风味的同时，又可避免酒精带来的不安全因素，尤其适合不宜饮酒的消费者。

Description

一种发酵生产无醇啤酒醋及啤酒醋饮料的方法
技术领域
本发明涉及一种利用混合微生物发酵生产无醇啤酒醋及啤酒醋饮料的方法，属于食品加工技术领域。
背景技术
食醋是日常使用的酸性调味品，不仅营养丰富，并且具有抗氧化等保健功能。食醋主要采用微生物发酵的方法进行生产，分为酒精发酵和醋酸发酵两个阶段。酒精发酵阶段主要在酵母的作用下将糖类转化为酒精，醋酸发酵阶段主要在醋酸菌的作用下将酒精进一步氧化为醋酸，乳酸菌的存在会产生乳酸等多种有机酸，使食醋的口感更加柔和。
生香酵母是指在生长过程中能够产生芳香物质的酵母，具有一定的酒精发酵能力，而且可以代谢产生乙酸乙酯等风味物质。乳酸菌是一类能利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌，也是公认的益生菌，发酵时除了能产生乳酸，还能产生乙酸、苹果酸、琥珀酸、柠檬酸等有机酸，乳酸菌产生的有机酸多为不挥发性的，酸性柔和，能够缓和乙酸的刺激性气味，且具有特定的芳香气味。
啤酒是以大麦芽为主要原料，经酵母发酵酿制而成的饮料酒，具有麦芽香气，深受消费者喜爱。近年来，市场针对驾车人群，开发了无醇啤酒(酒精度小于0.5％vol)，尽管酒精度很低，但驾驶员饮用后血液检测其酒精含量仍在酒后驾车范围之内。本研究以大麦芽为主要原料，利用两阶段发酵方法生产无醇啤酒醋。利用啤酒酵母和生香酵母混合发酵的方法，改善啤酒的香气，进一步采用醋酸菌和乳酸菌混合发酵生产无醇、酸甜适口、香气浓郁的无醇啤酒醋。
发明内容
本发明提供了一种利用混合微生物发酵生产无醇啤酒醋及啤酒醋饮料的方法，可以解决现有啤酒醋因菌种单一导致口味单调、香味不足，以及风味物质损失导致的产品风味不佳等技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种发酵生产无醇啤酒醋的方法，主要包括混菌增香啤酒发酵和混菌醋酸发酵两个阶段；具体地，所述混菌增香啤酒发酵是利用啤酒酵母和生香酵母混合发酵，其中啤酒酵母优选酿酒酵母，生香酵母优选汉逊酵母；所述混菌醋酸发酵是利用醋酸菌和乳酸菌混合发酵，其中醋酸菌为巴氏醋杆菌、醋化醋杆菌、葡萄酸杆菌或者氧化葡萄酸杆菌，优选巴氏醋杆菌，更优选巴氏醋杆菌AC2005(王洪臣等.优良醋酸菌种AC2005的鉴定[J].现代食品科技,2008,24(6):513-516)；乳酸菌优选瑞士乳杆菌、戊糖片球菌或发酵乳杆菌，更优选的是瑞士乳杆菌CGMCC No.12062。
本发明所述瑞士乳杆菌CGMCC No.12062，该菌株分离自中国传统食醋发酵醋醅，菌落特征如下：菌落较小，菌落圆形，乳白色，边缘整齐，兼性厌氧；革兰氏阳性，无芽孢；最适生长温度范围30℃-47℃，生长pH范围3.0-7.0，该菌株应用于食醋固态发酵，能在食醋发酵条件下正常生长并代谢产生有机酸、胞外活性多糖、氨基酸、γ-氨基丁酸。
该瑞士乳杆菌保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地点为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所(邮编100101)，保藏编号为CGMCC No.12062，保藏时间为2016年01月14日，分类命名为瑞士乳杆菌(Lactobacillushelveticus)。
进一步地，所述发酵生产无醇啤酒醋的方法，用于发酵接种的啤酒酵母与生香酵母活菌数量比为4:1～32:1，醋酸菌与乳酸菌活菌数量比为1:1～3:1。
进一步地，所述混菌增香啤酒发酵，以麦芽汁为发酵基质，以活菌数计，啤酒酵母的接种量为8.5×108～3.5×109CFU/L麦芽汁，生香酵母的接种量为7.9×107～4.8×108CFU/L麦芽汁，发酵温度为15～30℃，优选的为18-25℃。
进一步地，所述混菌醋酸发酵，以发酵所得增香啤酒为发酵基质，醋酸菌的接种量为8.9×108～2.5×109CFU/L，乳酸菌的接种量为5×108～1.5×109CFU/L，发酵温度为20～35℃，优选的为25～30℃。
更进一步地，所述混菌增香啤酒发酵，当同时添加两种酵母进行混菌发酵时，啤酒酵母与生香酵母活菌数量比为：4:1≤活菌数量比≤8:1；当初始发酵只添加生香酵母，发酵6-24h后再添加啤酒酵母时，啤酒酵母与生香酵母活菌数量比为：8:1<活菌数量比≤20:1；当初始发酵只添加生香酵母，发酵25～48h后再添加啤酒酵母时，啤酒酵母与生香酵母活菌数量比为：20:1<活菌数量比≤32:1。
更进一步地，所述混菌增香啤酒发酵，当发酵体系中总酯含量为0.25～0.5g/100mL时，发酵结束。
更进一步地，所述混菌醋酸发酵，发酵初始接种乳酸菌，静止发酵8～36h后，接种醋酸菌进行混菌发酵。
更进一步地，所述混菌醋酸发酵，当发酵体系中不挥发酸(以乳酸计)含量为2.5～3.0g/100mL，且乙醇含量＜0.03％时，发酵结束。
本发明通过上述方法获得的无醇啤酒醋，添加10～20倍体积的含气(二氧化碳)麦芽汁，根据需要添加0～10％的甜味剂，0～5％的蜂蜜即可得到香味浓郁、酸甜可口的无醇啤酒醋饮料。
进一步地，所述含气(二氧化碳)麦芽汁的制备：在麦芽煮沸20min后加入啤酒花2.0～3.0g/kg麦芽，其中香花与苦花的质量比为1:1～10:1，沉淀，麦汁冷却至20℃，稀释麦芽汁浓度为15°P，压入二氧化碳，二氧化碳含量为0～0.5％(质量比)。
本发明的主要优点和有益效果如下：
1)本发明优化了增香啤酒的生产工艺，利用麦芽汁进行混菌增香啤酒发酵，根据啤酒酵母与生香酵母添加比例的不同，采用不同顺序接种啤酒酵母和生香酵母进行混菌发酵，发酵结束时，增香啤酒酒精度4.5％～5.7％(体积比)，总酯含量0.25～0.5g/100mL，醇酯比为10:1～30:1(质量比)，还原糖含量0.5～3.0g/100mL。生香酵母不仅能将乙醇氧化，提高啤酒中酯类物质浓度，增加啤酒的风味，而且还能缩短发酵周期。
2)醋酸发酵采取醋酸菌和乳酸菌混菌发酵，乳酸菌产生的有机酸多为不挥发性的，酸性柔和，能够缓和乙酸的刺激性气味，并增加产品特有的风味。在醋酸发酵时，可发酵碳水化合物的利用率较低，本发明优选了一株瑞士乳杆菌CGMCC NO.12062，该菌株耐高温，耐酸，并且高产活性多糖和γ-氨基丁酸，可以利用可发酵碳水化合物生产乳酸、苹果酸、柠檬酸等有机酸，不仅能提高原料利用率、改善啤酒醋的风味，还能高产胞外多糖，进而提高啤酒醋的抗氧化活性。
3)本发明经发酵可得到一种乙醇含量<0.03％，总酸含量6～7g/100mL，其中不挥发酸(以乳酸计)含量2.5～3.0g/100mL，总酯含量0.15～0.40g/100mL，酸酯比10:1～40:1(质量比)，活性多糖含量3.0～3.5g/100mL的无醇啤酒醋，酸味柔和、香味浓郁，简单调配即可得到香味浓郁、酸甜可口的无醇啤酒醋饮料，不仅保留啤酒和醋饮料的营养价值和保健功能，还具有啤酒的清香及醋特有的口感，使人们在尽情享受啤酒的风味的同时，又可避免酒精带来的不安全因素，尤其是不宜饮酒的中老年及妇女、儿童和司机等不宜饮酒的消费者。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。
实施例中涉及到的百分号“％”，若未特别说明，指质量百分比，溶液的百分比指100mL中含有溶质的克数，液体之间的百分比，是指在25℃时溶液的体积比例。
本发明所述用于发酵接种的啤酒酵母或生香酵母，可采用市售活性干粉菌剂或通过本领域常规方法制备的活性干粉菌剂。除非特别说明，下述实施例中所用啤酒酵母或生香酵母为市售活性干粉菌剂。
本发明所述用于发酵接种的乳酸菌种子液或醋酸菌种子液，可采用本领域常规方法制备。
实施例1：
(1)混菌增香啤酒发酵：
将大麦芽进行粉碎，选择煮出糖化法，大麦芽:水质量比为1:4，煮沸70min后沉淀、冷却麦汁至20℃，稀释麦芽汁浓度为15°P，入罐发酵，发酵开始时同时添加活化的啤酒酵母(活菌数9.52×109CFU/g)0.2g/L麦芽汁和生香酵母(活菌数2.25×109CFU/g)0.2g/L麦芽汁，25℃静止进行混合啤酒发酵，72h发酵结束，生成酒精度5.3％增香啤酒，总酯含量0.425g/100mL，醇酯比为10:1(质量比)，还原糖含量1.96g/100mL。如果生香酵母比例增加，总酯含量>0.425g/100mL，酯香味过浓，产品风味不佳，且乙醇含量降低，原料利用率降低。
(2)混菌醋酸发酵：
将上步发酵所得的增香啤酒移入醋酸发酵罐，分别利用稀释后的增香啤酒(乙醇浓度3.5％)作为种子培养基对乳酸菌和醋酸菌进行活化，初始发酵时接入10％瑞士乳杆菌CGMCC NO.12062种子液(活菌数为1.2×107CFU/mL)，30℃静止发酵12h后，再接入10％的巴氏醋杆菌AC2005种子液(活菌数为1.5×107CFU/mL)，30℃进行混菌发酵。巴氏醋杆菌AC2005产酸高、速率快，而瑞士乳杆菌耐酸，在醋酸发酵时，不仅能提高原料利用率、生产有机酸，更重要的是高产胞外多糖，进而提高啤酒醋的抗氧化活性。发酵结束时乙醇含量<0.03％，啤酒醋的总酸6.3g/100mL，其中不挥发酸(以乳酸计)含量2.7g/100mL，总酯含量0.35g/100mL，酸酯比18:1(质量比)，其活性多糖含量3.17g/100mL。如果乳酸菌比例增加，则醋酸含量降低，产酸效率降低。
(3)无醇啤酒醋饮料的调配：
将大麦芽进行粉碎，选择煮出糖化法，煮沸20min后加入啤酒花2.0g/kg大麦芽，香花与苦花比例为4:1，沉淀、麦汁冷却至20℃，稀释麦芽汁浓度为15°P，压入二氧化碳至0.35％(质量比)，将上述所得无醇啤酒醋与麦芽汁按照1:16(体积比)混合，添加3％的白砂糖、1.5％的蜂蜜，即可得到香味浓郁、酸甜可口的无醇啤酒醋饮料。
实施例2：
(1)混菌增香啤酒发酵：
将大麦芽进行粉碎，选择煮出糖化法，大麦芽:水为1:4，煮沸60min后沉淀、冷却麦汁至20℃，稀释麦芽汁浓度为15°P，入罐发酵，发酵开始时添加活化的生香酵母(2.25×109CFU/g)，添加量为0.13g/L麦芽汁，28℃静止发酵20h后，添加活化后的啤酒酵母(9.52×109CFU/g)，添加量为0.3g/L麦芽汁，25℃静止进行混菌啤酒发酵，由于生香酵母比啤酒酵母生长缓慢，所以发酵初始时，只添加生香酵母，18h后生香酵母生长旺盛，接入啤酒酵母，待啤酒酵母开始生产乙醇以后，生香酵母可以氧化乙醇，生成酯类物质，68h左右发酵结束，生成酒精度5.5％的增香啤酒，总酯含量0.308g/100mL，醇酯比为100:7(质量比)，还原糖含量1.84g/100mL。
(2)混菌醋酸发酵：
将生产所得的增香啤酒移入醋酸发酵罐，分别利用稀释后的增香啤酒(乙醇浓度3.5％)作为种子培养基对乳酸菌和醋酸菌进行活化，初始发酵时接入5％瑞士乳杆菌种子液(活菌数为1.2×107CFU/mL，CGMCC NO.12062)，35℃静止发酵20h后，再接入10％的巴氏醋杆菌种子液(活菌数为1.5×107CFU/mL)，30℃进行混菌发酵，巴氏醋杆菌AC2005产酸高、速率快，而瑞士乳杆菌耐酸，在醋酸发酵时，不仅能提高原料利用率、生产有机酸，更重要的是高产胞外多糖，进而提高啤酒醋的抗氧化活性。发酵结束时无醇啤酒醋的乙醇含量<0.03％，总酸6.59g/100mL，其中不挥发酸(以乳酸计)含量2.59g/100mL，总酯含量0.24g/100mL，酸酯比55:2(质量比)，活性多糖含量3.08g/100mL。
(3)无醇啤酒醋饮料的调配：
将大麦芽进行粉碎，选择煮出糖化法，煮沸20min后加入啤酒花2.5g/kg大麦芽，香花与苦花比例为6:1，沉淀、麦汁冷却至20℃，稀释麦芽汁浓度为15°P，压入二氧化碳至0.4％(质量比)，将所得啤酒醋与麦芽汁按照1:14(体积比)混合，添加5％的白砂糖、2％的蜂蜜，即可得到香味浓郁、酸甜可口的无醇啤酒醋饮料。
实施例3：
(1)混菌增香啤酒发酵：
将大麦芽进行粉碎，选择煮出糖化法，大麦芽:水为1:4，煮沸50min后沉淀、冷却麦汁至20℃，稀释麦芽汁浓度为15°P，入罐发酵，发酵开始时添加活化的生香酵母(2.25×109CFU/g)，添加量为0.07g/L麦芽汁，30℃静止发酵38h后，添加活化后的啤酒酵母(9.52×109CFU/g)，添加量为0.35g/L麦芽汁，25℃静止进行混菌啤酒发酵，由于生香酵母比啤酒酵母生长缓慢，所以发酵初始时，只添加生香酵母，生香酵母大量繁殖之后，接入啤酒酵母，待啤酒酵母开始生产乙醇以后，生香酵母可以氧化乙醇，生成酯类物质，70h左右发酵结束，生成酒精度5.69％的增香啤酒，总酯含量0.25g/100mL，醇酯比为91:5(质量比)，还原糖含量1.76g/100mL。如果生香酵母添加比例减少，总酯含量<0.25g/100mL，酯香味过淡，产品风味不佳。
(2)混菌醋酸发酵：
将生产所得的增香啤酒移入醋酸发酵罐，分别利用稀释后的增香啤酒(乙醇浓度3.5％)作为种子培养基对乳酸菌和醋酸菌进行活化，初始发酵时接入10％瑞士乳杆菌种子液(活菌数为1.2×107CFU/mL，CGMCC NO.12062)，32℃静止发酵32h后，再接入15％的巴氏醋杆菌种子液(活菌数为1.5×107CFU/mL)，30℃进行混菌发酵，巴氏醋杆菌AC2005产酸高、速率快，而瑞士乳杆菌耐酸，在醋酸发酵时，不仅能提高原料利用率、生产有机酸，更重要的是高产胞外多糖，进而提高啤酒醋的抗氧化活性。发酵结束时无醇啤酒醋的乙醇含量<0.03％，总酸6.7g/100mL，其中不挥发酸(以乳酸计)含量2.5g/100mL，总酯含量0.191g/100mL，酸酯比35:1(质量比)，活性多糖含量3.01g/100mL。如果乳酸菌添加比例减少，则产品中乳酸和活性多糖含量减少，产品酸味刺激，风味不佳。
(3)无醇啤酒醋饮料的调配
将大麦芽进行粉碎，选择煮出糖化法，煮沸20min后加入啤酒花3.0g/kg大麦芽，香花与苦花比例为8:1，沉淀、麦汁冷却至20℃，稀释麦芽汁浓度为15°P，压入二氧化碳至0.35％(质量比)，将所得啤酒醋与麦芽汁按照1:12(体积比)混合，添加7％的白砂糖、1.5％的蜂蜜，即可得到香味浓郁、酸甜可口的无醇啤酒醋饮料。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属本发明专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种发酵生产无醇啤酒醋的方法，包括混菌增香啤酒发酵和混菌醋酸发酵两个阶段；其特征在于：所述混菌增香啤酒发酵是利用啤酒酵母和生香酵母混合发酵，以麦芽汁为发酵基质，啤酒酵母的接种量为8.5×108～3.5×109CFU/L麦芽汁，生香酵母的接种量为7.9×107～4.8×108CFU/L麦芽汁，啤酒酵母与生香酵母活菌数量比为4:1～32:1，其中啤酒酵母为酿酒酵母，生香酵母为汉逊酵母；所述混菌醋酸发酵是利用醋酸菌和乳酸菌混合发酵，以发酵所得增香啤酒为发酵基质，醋酸菌的接种量为8.9×108～2.5×109CFU/L，乳酸菌的接种量为5×108～1.5×109CFU/L，醋酸菌与乳酸菌活菌数量比为1:1～3:1，其中醋酸菌为巴氏醋杆菌AC2005，所述乳酸菌为瑞士乳杆菌CGMCC No.12062。
2.如权利要求1所述的一种发酵生产无醇啤酒醋的方法，其特征在于，所述混菌增香啤酒发酵的发酵温度为15～30℃；所述混菌醋酸发酵的发酵温度为20～35℃。
3.如权利要求2所述的一种发酵生产无醇啤酒醋的方法，其特征在于，所述混菌增香啤酒发酵的发酵温度为18-25℃；所述混菌醋酸发酵的发酵温度为25～30℃。
4.如权利要求1所述的一种发酵生产无醇啤酒醋的方法，其特征在于，所述混菌增香啤酒发酵，当同时添加两种酵母进行混菌发酵时，啤酒酵母与生香酵母活菌数量比为：4:1≤活菌数量比≤8:1；当初始发酵只添加生香酵母，发酵6-24h后再添加啤酒酵母时，啤酒酵母与生香酵母活菌数量比为：8:1<活菌数量比≤20:1；当初始发酵只添加生香酵母，发酵25～48h后再添加啤酒酵母时，啤酒酵母与生香酵母活菌数量比为：20:1<活菌数量比≤32:1。
5.如权利要求1所述的一种发酵生产无醇啤酒醋的方法，其特征在于，所述混菌醋酸发酵，发酵初始接种乳酸菌，静止发酵8～36h后，接种醋酸菌进行混菌发酵。
6.如权利要求1所述的一种发酵生产无醇啤酒醋的方法，其特征在于，所述混菌增香啤酒发酵，当发酵体系中总酯含量为0.25～0.5g/100mL时，发酵结束；所述混菌醋酸发酵，当发酵体系中不挥发酸(以乳酸计)含量为2.5～3.0g/100mL，且乙醇含量＜0.03％时，发酵结束。
7.由权利要求1-6任一一种方法制备的无醇啤酒醋。
8.一种无醇啤酒醋饮料，其特征在于，通过权利要求1-6任一一种方法制备的无醇啤酒醋，添加10～20倍体积的含二氧化碳麦芽汁，根据需要添加0～10％的甜味剂，0～5％的蜂蜜即得。
9.如权利要求8所述的一种无醇啤酒醋饮料，其特征在于，所述含二氧化碳麦芽汁的制备：在麦芽煮沸20min后加入啤酒花2.0～3.0g/kg麦芽，其中香花与苦花的质量比为1:1～10:1，沉淀，麦汁冷却至20℃，稀释麦芽汁浓度为15°P，压入二氧化碳，二氧化碳质量比含量为0～0.5％。
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