專利名稱：發(fā)酵飲料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)酵飲料的生產(chǎn)方法。更具體地說，本發(fā)明涉及通過在中間過程停止基于酵母的發(fā)酵的步驟來生產(chǎn)發(fā)酵飲料的方法，其中調(diào)節(jié)麥芽汁中的L-蛋氨酸濃度或FAN水平以防止異味，即硫磺和聯(lián)乙?；衔餁馕兜漠a(chǎn)生。

背景技術(shù)：
酒精飲料中，通過基于酵母發(fā)酵步驟制得的那些稱為發(fā)酵飲料，包括果酒(例如，葡萄酒)、發(fā)酵麥芽飲料(例如，啤酒、汽酒)，和日本米酒。盡管根據(jù)原料的類型和生產(chǎn)所用的方法將這些發(fā)酵飲料加以分類，由于它們是通過基于酵母的發(fā)酵步驟而制得的因此具有共同性。因此對(duì)這些飲料的共同關(guān)注是避免和防止在基于酵母的發(fā)酵步驟中產(chǎn)生的異味(令人不愉快的氣味)。
已知多種類型的異味并研究了多種方法來解決相關(guān)問題。例如，JP58-155075A教導(dǎo)了添加酵母提取物等等來減少陳葡萄酒中的霉味。JP07-303457A教導(dǎo)了使用經(jīng)修飾而攜帶結(jié)構(gòu)基因的酵母菌株來防止啤酒中硫化氫的產(chǎn)生。文獻(xiàn)還教導(dǎo)了通過調(diào)節(jié)發(fā)酵溫度或酵母添加量(JP10-57044A)或通過在所給范圍內(nèi)改變蛋白質(zhì)停頓時(shí)間來控制麥芽汁中產(chǎn)生的游離氨基氮水平(JP 10-52251A)來控制影響汽酒香味的蘋果酸和琥珀酸的水平。此外，JP 61-58573A解決了含酒精飲料快速生產(chǎn)中產(chǎn)生的聯(lián)乙?；衔锊⒔虒?dǎo)了兩步發(fā)酵方法，其第二步是以避免引入過量酵母的方式來進(jìn)行的，因此減少了聯(lián)乙酰化合物水平。
如上所述，對(duì)發(fā)酵飲料的共同關(guān)注是防止基于酵母發(fā)酵的步驟中產(chǎn)生的異味，但是需要注意的是異味的類型會(huì)根據(jù)所生產(chǎn)的酒精飲料類型、所用原料類型或所用生產(chǎn)方法的不同而改變。
隨著最近低酒精產(chǎn)品的市場(chǎng)擴(kuò)張，已經(jīng)銷售了分別為果酒、日本米酒和發(fā)酵麥芽飲料的各種低酒精發(fā)酵飲料。對(duì)于發(fā)酵麥芽飲料，如啤酒和汽酒，也生產(chǎn)了低酒精產(chǎn)品。其中，含有低于1％酒精的發(fā)酵麥芽飲料，依據(jù)日本酒稅法(Japanese Liquor Tax Law)是在酒精飲料范圍之外的，稱為低酒精啤酒(低酒精含汽飲料)或無酒精啤酒，且它們的市場(chǎng)傾向于擴(kuò)張。
以下生產(chǎn)低酒精啤酒的方法是已知的(1)從啤酒中除去酒精(例如，反相滲透膜方法，蒸餾法)；(2)使用特定類型的酵母或微生物；和(3)在中間過程停止發(fā)酵(Beers & Coolers，M.Moll編輯，InterceptLtd)。
這些方法中，(1)中所描述的反相滲透膜方法還除去了非酒精香味并需要將另外的脫醇設(shè)備引入現(xiàn)有的啤酒廠中，因此導(dǎo)致資本投資大量新的成本。因此使用該方法不是非常容易。同樣，蒸餾法會(huì)由于加熱而產(chǎn)生異味。關(guān)于方法(2)，已經(jīng)報(bào)道了使用不能發(fā)酵麥芽糖的酵母(Saccharomycoides Ludwigii)，麥芽糖是麥芽汁中主要的糖(M.W.Brenner，Technical Quarterly，Master Brewers Associationof the Americans，17，1980，185-195)。然而，難以相信這樣的方法能夠生產(chǎn)高質(zhì)量的低酒精啤酒，因?yàn)樵摻湍府a(chǎn)生了另一獨(dú)特的不是源自啤酒酵母的氣味。
相反，其中在中間過程停止發(fā)酵的方法(3)可以使用現(xiàn)有啤酒廠中的通用設(shè)備和因避免新的資本投資而很有利。關(guān)于該方法，已經(jīng)報(bào)道了在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)酵過程之前通過冷卻來停止發(fā)酵(Abriss derBierbrauerei，Ludwig Narziss編輯，F(xiàn)erdinand Enke Verlag)。此外，JP 05-68528A教導(dǎo)了在淀粉糖化步驟中加入α-葡糖苷酶，因此糖化溶液中的可發(fā)酵的糖轉(zhuǎn)變成了不可發(fā)酵糖。然而，難以相信這些報(bào)道充分討論了防止異味產(chǎn)生的問題。
與這些方法無關(guān)，還提出了另外的方法(4)使麥芽汁和酵母短暫接觸(F.Schur，European Brewery Convention，Proceeding of the19thCongress，1983)和(5)將普通啤酒和從低提取濃度的麥芽汁制得的低酒精啤酒混合(G.W.Barrel，英國(guó)專利UK2033424，1980)，等。然而，這些方法仍然存在殘余麥芽汁氣味的問題。此外，方法(5)面臨另外的問題，因?yàn)樵摲椒ㄔ谌毡揪贫惙ㄏ芦@得生產(chǎn)許可是不太可能的。
此外，關(guān)于當(dāng)使用發(fā)酵終止方法生產(chǎn)發(fā)酵飲料時(shí)減少異味的問題，例如，JP 2002-291465A教導(dǎo)了使用突變的酵母菌株來控制低酒精濃度日本米酒中的聯(lián)乙?；衔餁馕?。
然而，關(guān)于通過發(fā)酵終止方法而不需要資本投入的發(fā)酵飲料生產(chǎn)，對(duì)通過防止異味來獲得具有卓越香味的產(chǎn)品還沒有作出充分的研究。
發(fā)明公開 本發(fā)明的目的是提供通過防止異味產(chǎn)生來生產(chǎn)具有卓越香味的發(fā)酵麥芽飲料的方法，異味產(chǎn)生是由使用發(fā)酵終止方法來生產(chǎn)發(fā)酵飲料尤其是低酒精發(fā)酵麥芽飲料引起的問題。
為了克服上述的問題，發(fā)明者已經(jīng)分析了發(fā)酵飲料中異味的類型和閾值，以及它們?cè)诎l(fā)酵終止方法中的產(chǎn)生機(jī)理，且進(jìn)一步進(jìn)行了廣泛和透徹的努力來研究麥芽汁或發(fā)酵麥芽汁中含有的成分對(duì)發(fā)酵終止方法過程中異味產(chǎn)生的影響。
結(jié)果，他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在發(fā)酵繼續(xù)至終點(diǎn)(例如，啤酒生產(chǎn))的情況中消除的異味中，硫磺和聯(lián)乙酰化合物氣味在中間過程停止發(fā)酵的方法中超過它們的閾值，還發(fā)現(xiàn)如果防止這兩種氣味的產(chǎn)生，即使使用發(fā)酵終止方法也可能獲得具有愉悅香味的發(fā)酵飲料。為此，發(fā)明者發(fā)現(xiàn)當(dāng)調(diào)節(jié)麥芽汁或發(fā)酵麥芽汁中的L-蛋氨酸濃度時(shí)可以減少硫磺氣味的產(chǎn)生，而通過調(diào)節(jié)麥芽汁或發(fā)酵麥芽汁中的游離氨基氮水平(FAN水平)可以減少聯(lián)乙?；衔餁馕丁Ｈ缭诖怂玫男g(shù)語“游離氨基氮水平(FAN水平)”意思是游離α-氨基的總量。
如之前所知的，通過二氧化碳鼓泡可以減少硫磺氣味，但是該技術(shù)需要新的資本投資并導(dǎo)致高的投資成本。同樣，已知通過在低溫和高壓的條件下抑制酵母生長(zhǎng)來防止聯(lián)乙?；衔餁馕兜漠a(chǎn)生，但是通過該技術(shù)生產(chǎn)的麥芽飲料更可能帶有殘留的麥芽汁氣味。
通過本發(fā)明方法可獲得的發(fā)酵飲料表征為防止了異味，如硫磺和聯(lián)乙?；衔餁馕逗途哂凶吭降南阄?，以及還具有與啤酒共用相同制造設(shè)備的優(yōu)勢(shì)。
附圖簡(jiǎn)述

圖1顯示了在使用下面發(fā)酵酵母的發(fā)酵過程中硫化氫濃度的改變。
圖2顯示了使用上面發(fā)酵酵母的每株發(fā)酵過程中硫化氫濃度的改變。
圖3顯示了使用L-蛋氨酸濃度為0.09mM的麥芽汁時(shí)發(fā)酵過程中L-蛋氨酸和硫化氫濃度的改變。
圖4顯示了使用L-蛋氨酸濃度為0.14mM的麥芽汁時(shí)發(fā)酵過程中L-蛋氨酸和硫化氫濃度的改變。
圖5顯示了使用L-蛋氨酸濃度為0.19mM的麥芽汁時(shí)發(fā)酵過程中L-蛋氨酸和硫化氫濃度的改變。
圖6顯示了使用L-蛋氨酸濃度為5mM的麥芽汁時(shí)發(fā)酵過程中硫化氫濃度的改變。
圖7顯示了使用各種FAN水平的麥芽汁發(fā)酵酵母SH-1726時(shí)發(fā)酵過程中L-纈氨酸濃度的改變。
發(fā)明的最佳實(shí)施方式 以下將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
如在此所用的術(shù)語“發(fā)酵飲料”是指通過發(fā)酵步驟制得的飲料，其中通過谷物(例如，麥芽、大麥、稻米、玉米)糖化作用獲得的麥芽汁用酵母發(fā)酵。實(shí)例包括啤酒、汽酒、低酒精發(fā)酵麥芽飲料，以及沒有使用麥芽作為麥芽汁原料制得的啤酒口味的飲料。
如在此所用的術(shù)語“發(fā)酵麥芽飲料”是指通過發(fā)酵步驟用酵母發(fā)酵制得的飲料，其中麥芽汁是通過麥芽和其它谷物(例如，大麥、稻米、玉米)的糖化作用獲得的。實(shí)例包括啤酒、汽酒，和低酒精發(fā)酵麥芽飲料。
如在此所用的術(shù)語“麥芽汁”是指準(zhǔn)備用于發(fā)酵步驟之前的液體。即，意思是通過谷物(例如，麥芽、大麥、稻米、玉米)糖化作用獲得的上述麥芽汁，如果需要，可以進(jìn)一步補(bǔ)充原料，如淀粉糖漿和水。如在此所用的術(shù)語“發(fā)酵麥芽汁”是指通過將酵母細(xì)胞添加至這樣的麥芽汁中制得的液體。
如在此所用的“發(fā)酵終止方法”是指在酵母可同化的糖仍然存在的條件下在發(fā)酵步驟過程中終止發(fā)酵的方法。例如可以通過除去酵母細(xì)胞或通過快速冷卻發(fā)酵麥芽汁來終止發(fā)酵。該方法可以運(yùn)用至所有的發(fā)酵飲料。
必須注意的是當(dāng)在中間過程中停止酵母發(fā)酵時(shí)本發(fā)明能夠減少異味的產(chǎn)生。因此，本發(fā)明提供了對(duì)通過發(fā)酵終止方法獲得的那些發(fā)酵飲料有用的技術(shù)。
發(fā)酵飲料中，使用麥芽汁等等作為原料制得的那些稱為發(fā)酵麥芽飲料，包括啤酒和汽酒。依據(jù)日本酒稅法，含有1％或更多酒精的發(fā)酵麥芽飲料規(guī)類為酒精飲料；因此含有低于1％酒精的發(fā)酵麥芽飲料就不屬于酒精飲料的范圍。如在此所用的術(shù)語“低酒精啤酒”是指含有低于1％酒精的發(fā)酵麥芽飲料。優(yōu)選，酒精水平為0.1％至低于1％。低酒精啤酒也稱為無醇(non-alcoholic或alcohol-free)啤酒。
盡管本發(fā)明的方法可以通過發(fā)酵終止方法用于生產(chǎn)各種酒精濃度的發(fā)酵飲料或發(fā)酵麥芽飲料，但尤其優(yōu)選用于使用由谷物原料制得的麥芽汁來生產(chǎn)發(fā)酵飲料。其中，本發(fā)明的方法優(yōu)選用于基于麥芽的發(fā)酵麥芽飲料?；蛘?，本發(fā)明的方法也可以用于使用無麥芽麥芽汁的啤酒口味的飲料。
盡管對(duì)飲料的酒精濃度沒有特定的限制，考慮到酵母細(xì)胞的酒精耐受力，本發(fā)明的方法可以用于含有高達(dá)20％酒精的發(fā)酵麥芽飲料。在發(fā)酵麥芽飲料的情況中，理想的酒精濃度是2％或更低。最重要的是，本發(fā)明的方法可以優(yōu)選用于生產(chǎn)酒精濃度為1％或更低的低酒精發(fā)酵麥芽飲料。
如在此所用的術(shù)語“異味”是指發(fā)酵飲料中令人不愉快的氣味，也稱為例如不愉快味道、不成熟的氣味或討厭的氣味。根據(jù)發(fā)酵飲料的類型和生產(chǎn)所用的方法，發(fā)酵飲料中存在多種異味。實(shí)例包括源自有機(jī)酸的氣味、各種酯的氣味，以及硫磺和聯(lián)乙酰化合物氣味。必須注意根據(jù)飲料的類型和生產(chǎn)所用的方法，發(fā)酵飲料中產(chǎn)生的異味將會(huì)變化。
例如，在發(fā)酵繼續(xù)至終點(diǎn)(例如，啤酒生產(chǎn))情況中消除的異味中，發(fā)現(xiàn)硫磺和聯(lián)乙?；衔餁馕对谥虚g過程停止發(fā)酵的方法中制得的發(fā)酵麥芽飲料中超過它們的閾值。
發(fā)酵飲料中的硫磺氣味是硫化氫引起的，且飲料中硫化氫理想的濃度是3ppb或更低。
已知發(fā)酵過程中產(chǎn)生的硫化氫是和含硫氨基酸(例如，L-蛋氨酸)生產(chǎn)的酵母代謝是密切相關(guān)的(Metabolic Maps，JapaneseBiochemical Society編輯，Tokyo Kagaku-dojin Publishing Company，INC，143)。通常，發(fā)酵麥芽汁中的硫酸根離子通過酵母細(xì)胞吸收作為它們的硫源并還原成S2-。盡管部分S2-以硫化氫從細(xì)胞中釋放出來，其通過適應(yīng)酵母出芽的細(xì)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，以二氧化硫從細(xì)胞中釋放出來。
因此，當(dāng)控制發(fā)酵來避免發(fā)酵麥芽汁中含有的L-蛋氨酸耗盡，可以防止由上述機(jī)制產(chǎn)生硫化氫。
即，本發(fā)明中，重要的是將發(fā)酵麥芽汁中L-蛋氨酸濃度調(diào)節(jié)至一定的水平，在該水平下整個(gè)發(fā)酵步驟中L-蛋氨酸的生物合成系統(tǒng)受到抑制。為此，可以在發(fā)酵步驟中的任何時(shí)間將額外的L-蛋氨酸補(bǔ)充入發(fā)酵麥芽汁中，或使麥芽汁適于調(diào)節(jié)L-蛋氨酸的濃度。在后一種情況中，可以制得麥芽汁以致當(dāng)終止發(fā)酵時(shí)L-蛋氨酸濃度保持在高于酵母細(xì)胞為適應(yīng)L-蛋氨酸缺失而驅(qū)動(dòng)L-蛋氨酸生物合成所需的水平上。控制麥芽汁中的L-蛋氨酸濃度時(shí)，L-蛋氨酸的濃度將根據(jù)發(fā)酵進(jìn)行的程度即確定的酒精濃度而改變。例如，在低酒精啤酒的情況中，可以在酒精濃度低于1％時(shí)終止發(fā)酵。為了獲得酒精濃度接近1％的產(chǎn)品，麥芽汁中L-蛋氨酸濃度優(yōu)選為0.14mM或更高。在更低酒精濃度(例如0.5％或更低)飲料的情況中，麥芽汁中L-蛋氨酸濃度可以略微地更低一些，但是理想的至少為0.09mM或更高?？刂汽溠恐蠰-蛋氨酸濃度時(shí)，L-蛋氨酸濃度的上限不受任何方式的限制，只要發(fā)酵步驟不受到不利影響作用。鑒于成本和對(duì)產(chǎn)品香味的影響，作為實(shí)例，上限可以是5mM或更低，更優(yōu)選為1mM或更低。
發(fā)酵飲料中的聯(lián)乙?；衔餁馕妒谴硇缘牧钊瞬挥淇斓臍馕?，也稱為啤酒中不成熟的氣味。聯(lián)乙?；衔餁馕队陕?lián)乙?；衔锖?，3-戊二酮引起，據(jù)說其在啤酒中的感觀閾值各自約為0.1ppm和1ppm。這些物質(zhì)是酵母細(xì)胞中氨基酸生產(chǎn)(L-異亮氨酸、L-纈氨酸、L-亮氨酸)的中間代謝物。發(fā)酵過程中產(chǎn)生的聯(lián)乙?；衔锖?，3-戊二酮通過酵母細(xì)胞快速吸收且在發(fā)酵麥芽汁中基本上沒有殘留。因此，發(fā)酵麥芽汁幾乎不含有這兩種物質(zhì)，但是它們的前體物質(zhì)，α-乙酰乳酸和α-乙酰-α-羥基丁酸存在于發(fā)酵麥芽汁中。這些前體物質(zhì)，如果在過濾后殘留在啤酒中，通過氧化脫羧作用將轉(zhuǎn)化成聯(lián)乙?；衔锖?，3-戊二酮，因此為了防止聯(lián)乙?；衔锖?，3-戊二酮，也需要考慮它們的前體物質(zhì)。將這四種化合物總體定義為總聯(lián)二酮化合物(vicinal-diketone(T-VDK))并期望保持在低于0.1ppm的水平，發(fā)酵飲料可接受的極限。
只要酵母細(xì)胞吸收發(fā)酵麥芽汁中含有的L-纈氨酸，T-VDK就保持在低水平。已知L-纈氨酸的吸收量受到其它氨基酸包括L-異亮氨酸存在的影響(K Nakatani，Technical Quarterly，Master BrewersAssociation of the Americans，21，1984，73175)。發(fā)明者已經(jīng)做進(jìn)一步的嘗試來控制麥芽汁或發(fā)酵麥芽汁中的游離氨基氮水平(FAN水平)，以致酵母細(xì)胞中的L-纈氨酸生物合成受到抑制并降低了T-VDK的水平。
FAN水平，其等于游離α-氨基總量，將影響酵母細(xì)胞對(duì)L-纈氨酸的吸收。即，較低的FAN水平導(dǎo)致L-纈氨酸自身的消耗，而因?yàn)閾駜?yōu)吸收其它充足的氨基酸，較高的FAN水平導(dǎo)致L-纈氨酸吸收的抑制。本發(fā)明中，因此重要的是以不會(huì)為響應(yīng)L-纈氨酸缺乏而啟動(dòng)酵母細(xì)胞中L-纈氨酸生物合成系統(tǒng)和不會(huì)抑制酵母細(xì)胞吸收L-纈氨酸的方式來調(diào)節(jié)麥芽汁或發(fā)酵麥芽汁中的FAN水平。
在控制麥芽汁的FAN水平中，飲料中FAN水平為2.5至20mg/100ml，更優(yōu)選為5至20mg/100ml，但可以根據(jù)所需的酒精濃度來調(diào)節(jié)。例如，在低酒精啤酒情況中，麥芽汁中FAN水平優(yōu)選為10mg/100ml至20mg/100ml，因?yàn)槭窃诰凭珴舛鹊陀?％，優(yōu)選接近1％時(shí)終止發(fā)酵的。
通過調(diào)節(jié)源自谷物原料(例如，麥芽)的類型或數(shù)量來控制麥芽汁中的FAN水平。例如，由于麥芽含有多種氨基酸，當(dāng)增加麥芽量時(shí)，F(xiàn)AN水平就增加。相反，當(dāng)次要的原料，淀粉糖漿和水水平較高時(shí)，F(xiàn)AN水平就降低。
還可以通過糖化步驟中蛋白質(zhì)分解的程度來控制FAN水平。通過調(diào)節(jié)pH、溫度或時(shí)間等可以獲得糖化步驟中的蛋白質(zhì)分解。例如，蛋白質(zhì)分解加速的溫度范圍為45℃至60℃，而在約80℃將發(fā)生失活作用。尤其，在45℃至50℃低分子氮化合物(FAN水平)將增加。蛋白質(zhì)分解的程度還取決于反應(yīng)時(shí)間。此外，蛋白質(zhì)分解還受到pH的影響并因此通過在pH5至6進(jìn)行糖化步驟而得到加速。為此，例如，可以加入各種酸用于pH調(diào)節(jié)。
另一方面，以不會(huì)使酵母細(xì)胞響應(yīng)于L-纈氨酸缺乏而啟動(dòng)L-纈氨酸生物合成系統(tǒng)的方式來調(diào)節(jié)發(fā)酵麥芽汁中的L-纈氨酸濃度。例如，L-纈氨酸濃度為0.1至1mM，但是鑒于成本和對(duì)產(chǎn)品香味的影響，理想的是0.2至2mM。通過調(diào)節(jié)源自谷物的原料(例如，麥芽)的類型和數(shù)量來調(diào)節(jié)發(fā)酵麥芽汁中的纈氨酸濃度?；蛘撸ㄟ^將L-纈氨酸添加至麥芽汁或發(fā)酵麥芽汁中來調(diào)節(jié)。
可以非限制性地選擇本發(fā)明中所用的酵母菌株，只要適于產(chǎn)品類型、所需的香味和發(fā)酵條件等。必須注意應(yīng)當(dāng)避免非?？赡墚a(chǎn)生硫磺和聯(lián)乙?；衔餁馕?通過本發(fā)明解決的問題)的酵母菌株。在這點(diǎn)上，具有較低的吸收硫酸根離子能力的酵母菌株看來似乎產(chǎn)生較少的硫化氫，且可以優(yōu)選用于本發(fā)明中。用于發(fā)酵麥芽飲料(包括啤酒)的酵母菌株中，啤酒糖酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株具有和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳?xì)馀菀黄鹌≡陧敹巳缓笤谝欢螘r(shí)間后沉入底部的特性，因此稱為上面發(fā)酵酵母。另一方面，葡萄酒酵母(Saccharomycespastriunus)(或也稱為卡爾斯伯糖酵母(Saccharomycescarlsbergensis))具有發(fā)酵過程中不漂浮在頂端并然后在完成發(fā)酵后沉降的發(fā)酵特性，因此稱為下面發(fā)酵酵母。
因?yàn)樯厦姘l(fā)酵酵母比下面發(fā)酵酵母傾向于產(chǎn)生較少的硫化氫，優(yōu)選上面發(fā)酵酵母用于本發(fā)明中。其中，可以優(yōu)選使用低硫化氫生成的酵母和低T-VDK生成的酵母。實(shí)例包括上面發(fā)酵酵母啤酒糖酵母的菌株如NCYC-229(從NATIONAL COLLECTION OF YEAST CULTURES購(gòu)買)、NCYC-401(從NATIONAL COLLECTION OF YEAST CULTURES購(gòu)買)、Weihenstephan-184(從Fachhochschle Weihenstephan購(gòu)買)、SH-387(國(guó)際登錄號(hào)FERM BP-08541)、SH-1059(國(guó)際登錄號(hào)FERM BP-08542)和SH-1726(國(guó)際俠錄號(hào)FERM BP-08543)，其中每個(gè)都是可以優(yōu)選使用的。
如所需，通過終止發(fā)酵獲得的發(fā)酵麥芽汁根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)可以補(bǔ)充另外的原料如著色劑、抗氧化劑、酸化劑和調(diào)味劑?；蛘?，如果需要，也可以通過反相滲透膜方法或通過水或其它溶劑稀釋來調(diào)節(jié)發(fā)酵麥芽汁以得到確定的酒精濃度或香味。因此獲得的發(fā)酵麥芽汁飲料可以裝入容器如瓶子或罐中。
實(shí)施例 以下實(shí)施例中將進(jìn)一步更詳細(xì)地描述本發(fā)明，但不是來限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1通過使用上面發(fā)酵酵母減少硫化氫產(chǎn)生 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來研究使用上面發(fā)酵酵母和下面發(fā)酵酵母對(duì)硫化氫產(chǎn)生的影響。
用于麥芽汁制備的原料麥芽和淀粉糖漿的比例設(shè)定為60∶40，并使用實(shí)驗(yàn)規(guī)模釀造設(shè)備在50℃下進(jìn)行30分鐘和72℃下進(jìn)行60分鐘的糖化條件下進(jìn)行糖化步驟，因此制得含糖量為10％的麥芽汁。加入每株酵母細(xì)胞來獲得10×106個(gè)細(xì)胞/ml的活細(xì)胞濃度用于每種情況。用作上面發(fā)酵酵母的菌株是NCYC-229(從NATIONAL COLLECTION OF YEASTCULTURES購(gòu)買)、NCYC-401(從NATIONAL COLLECTION OF YEAST CULTURES購(gòu)買)、Weihenstephan-184(從Fachhochschle Weihenstephan購(gòu)買)、SH-387(國(guó)際保藏號(hào)FERM BP-08541)、SH-1059(國(guó)際號(hào)FERM BP-08542)和SH-1726(國(guó)際登錄號(hào)FERM BP-08543)。用作下面發(fā)酵酵母的菌株是Weihenstephan-34(從Fachhochschle Weihenstephan購(gòu)買)。
當(dāng)和下面發(fā)酵酵母菌株Weihenstephan-34(圖1)比較時(shí)，上面發(fā)酵酵母菌株NCYC-229、NCYC-401、Weihenstephan-184、SH-387、SH-1059和SH-1726(圖2)導(dǎo)致較低的硫化氫產(chǎn)生。因此，顯示了上面發(fā)酵酵母優(yōu)選用于通過發(fā)酵終止方法生產(chǎn)低酒精麥芽飲料。
實(shí)施例2通過控制L-蛋氨酸濃度減少硫化氫產(chǎn)生 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來研究L-蛋氨酸濃度對(duì)硫化氫產(chǎn)生和硫磺氣味的影響。
用于麥芽汁制備的原料麥芽和淀粉糖漿的比例設(shè)定為60∶40，并使用實(shí)驗(yàn)規(guī)模的釀造設(shè)備在50℃下進(jìn)行30分鐘和72℃下進(jìn)行60分鐘的糖化條件下進(jìn)行糖化步驟，因此制得含糖量為10％的麥芽汁。測(cè)量所得到的麥芽汁L-蛋氨酸濃度為0.09mM。將適量的L-蛋氨酸加入該麥芽汁中來制備四個(gè)L-蛋氨酸濃度水平的麥芽汁(每個(gè)70L)0.09mM、0.14mM、0.19mM和5.0mM。
每個(gè)麥芽汁補(bǔ)充酵母來獲得10×106個(gè)細(xì)胞/ml的活細(xì)胞濃度。所用的酵母是啤酒糖酵母菌株(Weihenstephan-184)。在15℃進(jìn)行發(fā)酵約1天。隨著時(shí)間將每個(gè)發(fā)酵麥芽汁取樣并測(cè)量L-蛋氨酸和硫化氫濃度。在產(chǎn)生約1％酒精濃度的點(diǎn)(對(duì)于L-蛋氨酸濃度為5.0mM的樣品酒精濃度約為2.4％)，將每個(gè)發(fā)酵麥芽汁快速冷卻至約0℃來終止發(fā)酵。隨后，通過過濾除去酵母細(xì)胞并將所得到的溶液裝入瓶子中。
為了測(cè)量每個(gè)糖溶液和每個(gè)發(fā)酵麥芽汁的L-蛋氨酸濃度，使用離子交換樹脂分離各氨基酸，在恒溫反應(yīng)柱中和茚三酮反應(yīng)，然后使用高速氨基酸分析儀(型號(hào)8800，Hitachi Ltd.，日本)測(cè)量來檢測(cè)顏色生成的程度。
圖3至5各自顯示了在添加相應(yīng)水平L-蛋氨酸時(shí)L-蛋氨酸和硫化氫濃度的改變。在其發(fā)酵麥芽汁中含有減少的L-蛋氨酸濃度的樣品中，產(chǎn)生了硫化氫(圖3)。相反，L-蛋氨酸濃度為0.14mM(圖4)或0.19mM(圖5)的樣品中，硫化氫的產(chǎn)生得到了抑制。
此外，通過感觀測(cè)試來檢測(cè)硫磺氣味。通過5人專家小組使用三點(diǎn)等級(jí)的計(jì)分方法(0＝未檢測(cè)到，1＝可輕微檢測(cè)到，2＝可檢測(cè)到)來測(cè)試樣品以計(jì)算每個(gè)樣品的平均分?jǐn)?shù)，產(chǎn)品是在產(chǎn)生約1％酒精濃度的點(diǎn)獲得的。樣品溫度設(shè)定為5℃。
表1顯示了所獲的結(jié)果。與產(chǎn)生約1％酒精濃度的點(diǎn)獲得的樣品相比，麥芽汁中L-蛋氨酸濃度為0.09mM的發(fā)酵樣品評(píng)價(jià)為具有可檢測(cè)的硫磺氣味。相反，麥芽汁中L-蛋氨酸濃度為0.14mM或0.19mM且還含有殘留L-蛋氨酸的發(fā)酵樣品中沒有檢測(cè)到硫磺氣味。
同樣，圖6顯示了麥芽汁中L-蛋氨酸濃度為5.0mM的發(fā)酵樣品的硫化氫濃度的改變。當(dāng)L-蛋氨酸濃度增加至5.0mM時(shí)，即使在酒精濃度超過2％的點(diǎn)也可以防止硫化氫的產(chǎn)生。
這些結(jié)果證實(shí)了發(fā)酵麥芽汁中L-蛋氨酸的存在可以防止酵母細(xì)胞吸收硫酸根離子和產(chǎn)生硫化氫。
此外，在產(chǎn)生約1％酒精濃度的點(diǎn)終止發(fā)酵時(shí)，顯示了至少0.14mM或更高L-蛋氨酸濃度的麥芽汁足以使用了。同樣，在產(chǎn)生約0.5％酒精濃度的點(diǎn)終止發(fā)酵時(shí)，可以將麥芽汁中的L-蛋氨酸濃度設(shè)定為0.09mM或更高(圖3)。在產(chǎn)生約2％酒精濃度的點(diǎn)終止發(fā)酵時(shí)，可以將麥芽汁中的L-蛋氨酸濃度設(shè)定為5mM(圖6)。因此這些發(fā)現(xiàn)顯示了當(dāng)根據(jù)所需的酒精濃度適當(dāng)調(diào)節(jié)麥芽汁中的L-蛋氨酸濃度時(shí)本發(fā)明的技術(shù)可以防止硫磺氣味。
表1 實(shí)施例3通過最佳化游離氨基氮水平來減少總聯(lián)二酮化合物的產(chǎn)生 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來研究游離氨基氮水平(FAN水平)對(duì)總聯(lián)二酮化合物(T-VDK)產(chǎn)生或聯(lián)乙酰化合物氣味的影響。
改變用于麥芽汁制備的原料麥芽量來制得四種麥芽汁。即，將麥芽和淀粉糖漿的比例設(shè)定為100∶0、80∶20、60∶40和40∶60％。使用實(shí)驗(yàn)規(guī)模釀造設(shè)備在50℃下進(jìn)行30分鐘和72℃下進(jìn)行60分鐘的條件下進(jìn)行糖化步驟，因此制得含糖量為10％的四個(gè)游離氨基氮(FAN)水平的麥芽汁樣品(每個(gè)70L)25、20、15和10(mg/100ml)。每種都用作麥芽汁。通過TNBS方法(ASBC的分析方法(1987)，啤酒方法-31)測(cè)得FAN水平。
所用酵母是上面發(fā)酵酵母(SH-1726)和下面發(fā)酵酵母(Weihenstephan-34)。
各麥芽汁補(bǔ)充各酵母菌株來獲得10×106個(gè)細(xì)胞/m l的活細(xì)胞濃度并在15℃進(jìn)行發(fā)酵約1天。隨著時(shí)間將各發(fā)酵麥芽汁取樣并測(cè)量L-纈氨酸濃度和T-VDK水平。在產(chǎn)生約1％酒精濃度的點(diǎn)，將各發(fā)酵麥芽汁快速冷卻至約0℃來終止發(fā)酵。隨后，通過過濾除去酵母細(xì)胞并將所得到的溶液裝入瓶子中。
圖7顯示了將具有各種FAN水平的麥芽汁用于上面發(fā)酵酵母的發(fā)酵(SH-1726)時(shí)發(fā)酵麥芽汁中L-纈氨酸濃度的改變。所有樣品顯示了L-纈氨酸濃度隨時(shí)間減少。尤其，低FAN水平的麥芽汁(10mg/100ml)在產(chǎn)生約1.0％酒精濃度的點(diǎn)顯示了L-纈氨酸濃度減少至約0.1mM。
在麥芽汁中的每個(gè)FAN水平，測(cè)量在產(chǎn)生約1.0％酒精濃度的點(diǎn)獲得樣品的總聯(lián)二酮化合物濃度(T-VDK濃度)并進(jìn)行感觀測(cè)試。直接蒸餾除去酵母細(xì)胞后的發(fā)酵麥芽汁，使用比色法測(cè)量T-VDK濃度(ASBC的分析方法(1987)，啤酒方法-25A)。通過5人專家小組使用三點(diǎn)等級(jí)的計(jì)分方法(0＝未檢測(cè)到，1＝可輕微檢測(cè)到，2＝可檢測(cè)到)計(jì)算每個(gè)樣品的平均分?jǐn)?shù)來進(jìn)行聯(lián)乙酰化合物氣味評(píng)價(jià)的感觀評(píng)定。將樣品溫度設(shè)定為約5℃。
表2顯示了使用酵母菌株SH-1726所得到的結(jié)果。FAN水平為15mg/100ml的麥芽汁比其它麥芽汁具有較低的T-VDK濃度并在感觀測(cè)試中產(chǎn)生好的結(jié)果。
表2 相反，和FAN水平為15mg/100ml的麥芽汁相比，低FAN水平(10mg/100ml)麥芽汁樣品顯示了T-VDK濃度輕微的增加，但是在感觀測(cè)試中顯示了好的結(jié)果。由于T-VDK水平會(huì)隨著酵母細(xì)胞吸收L-纈胺酸的減少而增加，所以L-纈胺酸濃度降低使該麥芽汁中不會(huì)發(fā)生充分的L-纈胺酸吸收。然而，T-VDK的閾值為約0.10ppm，且因此聯(lián)乙?；衔餁馕秾?duì)感觀特性的影響可以忽略。
此外，高FAN水平(20至25mg/100ml)麥芽汁樣品也顯示了T-VDK濃度的增加。其中，最高FAN水平(25mg/100ml)的麥芽汁樣品在感觀測(cè)試中也產(chǎn)生了差的結(jié)果。盡管該麥芽汁殘留了足夠量的L-纈胺酸，其它氨基酸的存在將導(dǎo)致L-纈氨酸吸收的抑制。尤其在具有25mg/100mlFAN水平的麥芽汁中，聯(lián)乙?；衔餁馕秾a(chǎn)生達(dá)到影響感觀特性的程度。
接著，關(guān)于使用下面發(fā)酵酵母菌株Weihenstephan-34的測(cè)試，表3顯示了T-VDK的測(cè)量結(jié)果。
表3 T-VDK濃度隨著麥芽汁中含有的FAN水平而改變。即，最低FAN水平(10mg/100ml)的麥芽汁顯示了最低的T-VDK濃度，而最高FAN水平(25mg/100ml)的麥芽汁顯示了最高的T-VDK濃度。這是因?yàn)槠渌被岬拇嬖跁?huì)促進(jìn)L-纈氨酸吸收的抑制。
該測(cè)試中所用的下面發(fā)酵酵母導(dǎo)致了比酵母菌株SH-1726高的T-VDK濃度，且因此對(duì)于生產(chǎn)低酒精發(fā)酵飲料不是最適的。然而，如上所示，發(fā)現(xiàn)當(dāng)FAN水平得到控制時(shí)T-VDK水平就得到控制。
這些結(jié)果證實(shí)了通過調(diào)節(jié)FAN水平使酵母細(xì)胞不響應(yīng)L-纈氨酸缺失而啟動(dòng)L-纈氨酸生物合成系統(tǒng)和不抑制酵母細(xì)胞吸收L-纈氨酸，可以同時(shí)防止T-VDK水平和聯(lián)乙?；衔餁馕丁４送?，發(fā)現(xiàn)10至20mg/100ml的FAN水平適用于在產(chǎn)生高達(dá)約1％酒精濃度的點(diǎn)終止發(fā)酵。
如上所述，當(dāng)根據(jù)所需的酒精濃度將麥芽汁調(diào)節(jié)至具有合適的FAN水平時(shí)，本發(fā)明的技術(shù)可以防止聯(lián)乙?；衔餁馕?。
實(shí)施例4低酒精啤酒的生產(chǎn) 調(diào)節(jié)或不調(diào)節(jié)L-蛋氨酸濃度和FAN水平來生產(chǎn)低酒精啤酒。
即，在以下條件制得三種啤酒只調(diào)節(jié)麥芽汁中的L-蛋氨酸濃度而未調(diào)節(jié)FAN水平(對(duì)照產(chǎn)品1)；調(diào)節(jié)麥芽汁中的FAN水平而未調(diào)節(jié)L-蛋氨酸濃度(對(duì)照產(chǎn)品2)；和麥芽汁中L-蛋氨酸濃度和FAN水平都得到了調(diào)節(jié)(本發(fā)明產(chǎn)品1)。
在如實(shí)施例1中所用的相同糖化條件下使用實(shí)驗(yàn)規(guī)模釀造設(shè)備生產(chǎn)含糖量10％的麥芽汁。那時(shí)，通過用于麥芽汁制備的原料麥芽和淀粉糖漿的比例調(diào)節(jié)了FAN水平。即，將麥芽和淀粉糖漿的比例設(shè)定為100∶0(對(duì)照產(chǎn)品1)或60∶40(對(duì)照產(chǎn)品2和本發(fā)明產(chǎn)品1)。測(cè)量這些產(chǎn)品的FAN水平，顯示對(duì)照產(chǎn)品1的FAN水平為25mg/100ml，而對(duì)照產(chǎn)品2和本發(fā)明產(chǎn)品1的FAN水平為15mg/100ml，其在最佳濃度范圍內(nèi)。如上所述測(cè)量FAN水平。
同樣，對(duì)照產(chǎn)品1的麥芽汁L-蛋氨酸濃度為0.17mM，而對(duì)照產(chǎn)品2和本發(fā)明產(chǎn)品1為0.10mM。然后將本發(fā)明產(chǎn)品1補(bǔ)充另外的L-蛋氨酸而將其L-蛋氨酸濃度調(diào)節(jié)至0.2mM，其在最佳濃度范圍內(nèi)。每個(gè)都用作麥芽汁來進(jìn)行發(fā)酵。如上所述測(cè)量L-蛋氨酸濃度。
每個(gè)麥芽汁補(bǔ)充酵母(SH-1726)來獲得10×106個(gè)細(xì)胞/ml的活細(xì)胞濃度并在15℃進(jìn)行發(fā)酵約1天，接著冷藏并通過過濾除去酵母細(xì)胞來產(chǎn)生酒精水平為0.80％至0.90％的低酒精啤酒。將所得到的低酒精啤酒裝入瓶子中。
測(cè)量所得到的三種低酒精飲料的硫化氫濃度、T-VDK濃度、硫磺氣味和聯(lián)乙酰化合物氣味。還通過全面的感觀測(cè)試對(duì)它們進(jìn)行了測(cè)試。如上所述來測(cè)定硫化氫濃度、T-VDK濃度、硫磺氣味和聯(lián)乙酰化合物氣味。通過5人專家小組使用五點(diǎn)等級(jí)的計(jì)分方法(5＝好，4＝較好，3＝滿意，2＝較差，1＝差)計(jì)算每個(gè)樣品的平均分?jǐn)?shù)來進(jìn)行全面的感觀評(píng)定。
表4顯示了所得到的結(jié)果。僅調(diào)節(jié)L-蛋氨酸濃度(未調(diào)節(jié)其麥芽汁中的FAN水平)制得的對(duì)照產(chǎn)品1具有高的T-VDK濃度并在聯(lián)乙酰化合物氣味的評(píng)價(jià)中產(chǎn)生了差的結(jié)果。同樣，調(diào)節(jié)其麥芽汁中的FAN水平(未調(diào)節(jié)L-蛋氨酸濃度)制得的對(duì)照產(chǎn)品2具有高的硫化氫濃度并在硫磺氣味的評(píng)價(jià)中產(chǎn)生了差的結(jié)果。
表4
相反，通過同時(shí)調(diào)節(jié)麥芽汁中L-蛋氨酸濃度和FAN水平制得的本發(fā)明產(chǎn)品1中硫化氫濃度和T-VDK濃度都低。該產(chǎn)品還在硫磺和聯(lián)乙?；衔餁馕对u(píng)價(jià)中都產(chǎn)生了好的結(jié)果。此外，在全面感觀測(cè)試中作為飲料該產(chǎn)品獲得了高分。這些結(jié)果顯示了本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)選用于通過發(fā)酵終止方法生產(chǎn)低酒精麥芽飲料。
實(shí)施例5啤酒的生產(chǎn) 通過調(diào)節(jié)L-蛋氨酸濃度和FAN水平，通過發(fā)酵終止方法制得酒精濃度為0.5％(本發(fā)明產(chǎn)品2)和2％(本發(fā)明產(chǎn)品3)的啤酒。
在如實(shí)施例1中所用的相同糖化條件下使用實(shí)驗(yàn)規(guī)模釀造設(shè)備制備含糖量10％的麥芽汁。那時(shí)，通過用于麥芽汁制備的原料麥芽和淀粉糖漿的比例調(diào)節(jié)FAN水平。即，將麥芽和淀粉糖漿的比例設(shè)定為60∶40(本發(fā)明產(chǎn)品2和本發(fā)明產(chǎn)品3)。測(cè)量這些產(chǎn)品的FAN水平，顯示本發(fā)明產(chǎn)品2和3各自的FAN水平都為15mg/100ml。
同樣，本發(fā)明產(chǎn)品2和3的麥芽汁中L-蛋氨酸濃度都為0.10mg/100ml。將每種麥芽汁補(bǔ)充另外的L-蛋氨酸至0.15mM(本發(fā)明產(chǎn)品2)和0.40mg/100ml(本發(fā)明產(chǎn)品3)。每個(gè)都用作麥芽汁來進(jìn)行發(fā)酵。
每種麥芽汁補(bǔ)充酵母(SH-1726)來獲得10×106個(gè)細(xì)胞/ml的活細(xì)胞濃度并在15℃進(jìn)行發(fā)酵約1或2天，接著冷藏并通過過濾除去酵母細(xì)胞來產(chǎn)生酒精水平為0.5％和2％的啤酒。將所得到的啤酒裝入瓶子中。
所有的本發(fā)明產(chǎn)品幾乎都沒有硫磺氣味和聯(lián)乙?；衔餁馕恫⒕哂泻玫南阄?。
工業(yè)實(shí)用性 本發(fā)明通過防止異味的產(chǎn)生可以生產(chǎn)具有卓越香味的發(fā)酵麥芽飲料，尤其是低酒精發(fā)酵麥芽飲料，異味產(chǎn)生是使用發(fā)酵終止方法來生產(chǎn)發(fā)酵飲料引起的問題。
權(quán)利要求
1.通過發(fā)酵終止方法生產(chǎn)具有較少聯(lián)乙?；衔餁馕兜陌l(fā)酵飲料的方法，其中麥芽汁或發(fā)酵麥芽汁中的游離氨基氮水平受到控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中麥芽汁中游離氨基氮水平為10mg/100ml至20mg/100ml。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將發(fā)酵麥芽汁中游離氨基氮水平調(diào)節(jié)至使L-纈氨酸的濃度為0.1至10mM。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中麥芽汁中游離氨基氮水平是通過調(diào)節(jié)至少一個(gè)參數(shù)來得到控制的，所述參數(shù)選自谷物原料的類型或比例、pH、糖化步驟的溫度或時(shí)間，和稀釋倍數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中谷物原料是麥芽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)的方法，其中酒精濃度為2％或更低。
7.通過發(fā)酵終止方法生產(chǎn)具有較少聯(lián)乙?；衔餁馕兜牡途凭【苹虻途凭频姆椒ǎ渲性诰凭珴舛鹊陀?％時(shí)停止發(fā)酵，其中麥芽汁中游離氨基氮水平是10mg/100ml至20mg/100ml。
8.通過發(fā)酵終止方法生產(chǎn)具有較少聯(lián)乙?；衔餁馕兜牡途凭【苹虻途凭频姆椒?，其中在酒精濃度低于0.5％或更低時(shí)停止發(fā)酵，其中麥芽汁中游離氨基氮水平是2.5mg/100ml至20mg/100ml。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的方法，其中發(fā)酵飲料是低酒精發(fā)酵飲料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中低酒精發(fā)酵飲料是低酒精啤酒或低酒精汽酒。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)的方法，其中酵母是上面發(fā)酵酵母。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中酵母是啤酒糖酵母。
13.具有較低異味的發(fā)酵飲料，其是通過權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)的方法獲得的。
全文摘要
發(fā)酵飲料生產(chǎn)中的共同問題是避免或防止用酵母發(fā)酵的過程中產(chǎn)生的異味(令人不愉快氣味)。本發(fā)明涉及提供較少異味和具有香味的發(fā)酵飲料的生產(chǎn)方法，其中通過發(fā)酵終止方法制得的低酒精飲料。通過調(diào)節(jié)糖溶液中的L-蛋氨酸濃度和游離氨基氮(FAN)水平來降低硫化氫濃度和T-VDK濃度，因此能夠生產(chǎn)較少異味即硫磺和聯(lián)乙?；衔餁馕兜陌l(fā)酵飲料。
文檔編號(hào)C12C7/00GK101294125SQ20081008609
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2003年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月7日
發(fā)明者西田有志, 丸橋太一, 藤田廣樹, 福井宣之 申請(qǐng)人:三得利株式會(huì)社