啤酒泡沫的组成与影响因素分析及改进

    啤酒泡沫的化学组成主要有蛋白质分解物和葡萄糖的聚合物以及异葎草酮等，其中蛋白质因素最为重要。啤酒泡沫是区别于其他饮料酒的标志之一，也是一项重要质量指标，优质啤酒泡沫外观洁白细腻、大小均匀、持久挂杯，似奶油状，给人以悦目和畅快的感觉，故此啤酒有“液体面包”的美誉。啤酒泡沫外观、起泡能力、持久性、附着力是啤酒泡沫性能的四个重要方面，它们之间是相互关联的，本文将从其组成和生产过程中的改善措施等方面谈谈啤酒泡沫。
一、啤酒泡沫的主要组成物质
1、蛋白质：蛋白质隆丁区分中A区分和B区分的蛋白质是啤酒泡沫的构成主要物质之一，尤其B区分中含氮物质是形成良好泡沫的基础物质。这些蛋白质能够形成一层具有黏结、富有弹性而不透气的蛋白质气泡膜。
多肽是以糖蛋白形式影响泡沫的，它们具有表面活性作用，增加了液泡的黏度，并降低了液泡下落为液体的速度。而且糖蛋白中的糖可以保护多肽在酿造过程中沉淀损失。多肽的疏水性越大，形成的泡沫越稳定，而且疏水性在相对同一范围内的多肽分子越大，泡沫稳定性也越大。
2、异葎草酮：它是酒花中葎草酮在麦汁煮沸时经异构化形成的，它可以提高泡沫的挂杯性。有研究表明，带一定负电荷的异葎草酮可与带正电荷的多肽以离子键结合，此复合体即是啤酒泡沫的主体。
3、CO2：啤酒泡沫实际是其本身所含CO2气体释放在含蛋白质等的胶体溶液中形成的分散体。细微的气泡使啤酒有一定的稠性、细腻和松软性，提高了分散性和风味感。CO2含量不仅影响表面气体的释放速度，而且影响泡沫的体积大小和泡沫密度。一般认为直径为0.2mm的泡沫最优。
二、形成啤酒泡沫的要素
1、表面活性物质：蛋白质、酒花树脂等表面活性物质的存在，使啤酒具有较低的表面张力，促进泡沫的形成。并且在气泡之间形成有弹性的保护层，防止气泡的聚集即有利于泡沫的持久。
2、金属离子：镍等金属离子可与啤酒中异α-酸结合成不溶性物质，从而增强泡沫稳定性和黏着性。但金属离子对啤酒胶体和风味的稳定性有影响，生产过程中需要注意控制。
3、酒精：酒精能够溶解许多水溶性物质和非极性溶媒所溶解的物质，如酒花树脂等。酒精也可以与CO2、多肽等结合，而消弱表面张力。因此，适量的酒精有利于增强啤酒表面黏度。
4、啤酒黏度：蛋白质和麦胶物质等具有高黏度，易形成强度较大的界限薄膜使形成的泡沫不易消失，利于泡沫的持久。
5、温度和PH：这些关系到CO2的释放和蛋白质的等电点，温度和PH较低时，泡沫更持久。
三、啤酒中对泡沫有阻害作用的物质
1、脂肪酸：啤酒中的脂肪酸主要来源于原料和发酵及贮酒期酵母的分泌物。在酒体泡沫蛋白不足时，它们的影响更大，也使得泡沫粗糙。其中不饱和脂肪酸对啤酒泡沫的性能影响很大。故饮用啤酒时，若杯子不洁净带有油脂，即使是优质啤酒倒入后，泡沫都很差。
2、酵母自溶物质：酵母发生自溶后将释放大量游离的脂肪酸，释放蛋白水解酶会水解啤酒中的起泡蛋白。同时也会析出碱性氨基酸，这些物质进入啤酒中，对泡沫都将产生负面影响。
3、高级醇：发酵时必定会产生一定量的高级醇，高级醇有强烈的消泡作用，因此需控制高级醇含量。
四、改善和提高啤酒泡沫性能的措施
1、原辅材料
1）麦芽：选用蛋白质含量为9～12%的麦芽较好，因其中高分子蛋白质分解物有利于起泡特性，但也使啤酒浑浊几率加大。选用库值为39～42%的麦芽，保证麦汁隆丁区分中A、B区分分别为20%左右、15～20%。
2）酵母：选择分泌蜜二糖酶和蛋白分解酶少的、凝聚性好的、代谢副产物组成合理的菌种。生产中尽量使用存放时间短新鲜的、发酵能力和活力强、代数低的酵母。
3）酿造水：水的残余碱度越高，碳酸盐硬度的影响就越大，PH值就越高，不利于获得高分子蛋白质，对泡沫影响较大。另外，水中的金属离子含量也要求控制，如铁、镍等离子。
4）酒花：使用新鲜、优质酒花，提供一定的葎草酮、最优的α-酸组成和最低含量的脂肪酸。酒花一定要在低温隔氧条件下贮存，防止α-酸氧化和游离脂肪酸量增加。
5）辅助原料：常见的辅料有大米、玉米、大麦、小麦，其中小麦的糖蛋白含量高，故添加一定的小麦或小麦粉作为辅料有利于增强啤酒的泡沫性能。大米及玉米淀粉含一定量的脂肪，破坏啤酒泡沫。
2、糖化工序
1）温度对蛋白质分解影响很大。对溶解良好的麦芽，糖化锅可以在52～55℃下料，并进行30～40分钟的休止，以提高高、中分子蛋白质含量，形成起泡蛋白、胶朊蛋白和粘性物质。但必须保证足量的α-N，尤其对溶解不良的麦芽。
2）糖化醪浓度高、PH低的条件下，酶活力稳定，有利于蛋白质的分解，并得到相对多的高分子氮。
3）糖化过程中，还要保持适量的β-葡聚糖，它也是构成泡沫的物质。
4）过滤槽法过滤麦汁一定要清亮，控制洗糟水温度为75～76℃、PH为5.8～6.0，严禁洗糟过度，否则会使大量多酚、脂肪酸等进入麦汁中，不利于啤酒泡沫。
5）麦汁煮沸时添加一定量的颗粒酒花或酒花浸膏，通过煮沸获得约20ppm的异葎草酮，直接提高泡沫性能。酒花添加量要合理，因为随其添加量增加异葎草酮的浓度略有降低。煮沸时间越长异葎草酮收得率越高，但速率减慢，同时带来可凝固性氮减少、酒花油挥发增多等不利影响，而且蛋白黑色素稳定泡沫的性质越差，因此过分延长时间反而对泡沫不利，能耗也高。
6）麦汁冷却前在回旋沉淀槽中要有足够的澄清时间，便于充分去除热凝固物，以免凝固物中脂肪酸等分散到发酵液中，甚至进入啤酒中，导致啤酒泡沫差。
7）采用底部泵醪、调节搅拌器转速等方式，避免醪液和麦汁氧化，保留一定的多酚物质，有利于啤酒泡沫。
3、发酵工序：发酵阶段对啤酒泡沫性能的形成很重要，不同的发酵条件必然形成不同质量的泡沫，必须控制好酵母因素和发酵工艺。
1）冷麦汁充氧量为8～10ppm，要减少管线中泡沫物质的损失。
2）发酵温度过高，不利于泡沫。因为发酵温度高，发酵剧烈，会导致高级醇等发酵副产物增多和CO2释放快使泡沫物质损失增多。发酵时可以维持发酵罐一定的压力，同时尽量避免过程中吸氧，利于控制副产物的量。
3）发酵后期降温不宜过激，否则会刺激酵母分泌蛋白酶。
4）冷麦汁α-N含量充足，酵母接种量控制为12～15×106个/ml，接种温度不宜高，并尽快分离沉降酵母泥。
5）制定冷凝固物、酵母的排放制度，规定时间和排放量。
6）发酵结束在-1～0℃下贮酒约一周，不可太长，同时保持0.08MPa左右的恒压，使得CO2充分饱和并与啤酒中某些成分结合，对啤酒泡沫和胶体稳定性均有利。
4、清酒过滤工序
1）严格控制硅藻土、硅胶等处理剂用量和过滤精度，否则会使得部分泡沫物质损耗。
2）清酒罐采用CO2备压，保证酒体适量的CO2。
3）清酒时添加适量的泡沫稳定剂和四氢异构酒花浸膏等酒花制品，便于提高泡沫性能，防止日光臭物质产生。
4）滤酒结束在0～4℃贮存6～8小时，利于水、酒精和CO2等的结合和充分溶解。
5、灌装工序
1）玻璃瓶生产原料中不能够有碱和消泡剂等物质游离。
2）洗瓶结束不能有清洗剂和油污残留，尤其清洗剂中的表面活性剂和消泡剂。
3）灌装机酒阀、酒管、酒缸等部件清洗后不能有油等残留。
4）灌装时，保持清酒恒定低温灌装，备压适宜且平稳，尤其换清酒罐或换品种，应极力避免CO2、泡沫物质损失和翻沫。
6、其它
1）生产过程中，麦汁、发酵液和清酒输送要平稳，避免产生涡流和起泡，防止泡沫稳定物质损失。
2）所有设备、管道等密封完好，严格按卫生管理规定清洗和杀菌，严防油脂等物质进入备压气体和酒体。
总之，啤酒的泡沫性能只是啤酒质量的一个方面，它同啤酒胶体稳定性、风味稳定性可能有矛盾的关系。所以啤酒生产者，只有兼顾各方面，采用优质的原料和先进的技术措施，制定合理的工艺，才能生产出高质量的啤酒。

主要参考文献：
1.啤酒工业手册 /管敦仪 编著 ：中国轻工业出版社
2.酿造酒工艺学（第二版）/顾国贤主编：中国轻工业出版社

文章来源:华润雪花啤酒（安庆）有限公司 作者：韩 龙