这是一个三期的关于酒花风味物质转化的专题,第一章会探讨酵母对酒花的生物转化,第二章会探讨酶对酒花的转化,第三章将会探讨其他酵母(非 S. cerevisiae)对酒花的转化。

生物转化,是指生物体对化合物进行的化学修改。它是一个很泛用的词语,用于各种各样的领域。而在酿酒中,生物转化也是很早就为人所知,酵母通过食用可发酵糖份产生酒精的过程就是生物转化的过程。本文要探讨的是,在酿造过程中,酵母对酒花的生物转化过程。

萜类化合物介绍

酒花的生物转化技术,其实已经被提及了很多年。2003年,就已经有人对酒花的萜类化合物(Terpenoid)的生物转化做研究,表明在酵母的作用下,酒花里的香叶醇会转化为香茅醇,而芳樟醇会转化为品萜醇。为了方便以下的讨论,我们先同大家介绍几种酒花精油里所包含的芳香物质。

一张常用的芳香物质介绍图
  • 香叶醇(Geraniol):甜玫瑰花香。闻味/品尝阈值:4-75ppb/10ppm。
  • 香茅醇(Citronellol):新鲜玫瑰,桃子,柑橘的香气。闻味/品尝阈值:不详。
  • 芳樟醇(Linalool):佛手柑,薰衣草,花香,辛香,木味。闻味/品尝阈值:1ppm/不详。
  • 品萜醇(Terpineol):花香,紫丁香花味(与丁香clove区分)。闻味/品尝阈值:280-350ppb/不详。
  • 橙花醇(Nerol):甜玫瑰味,柑橘,草青,青柠味。闻味/品尝阈值:不详。
  • 乙酸香叶酯(Geranyl Acetate):薰衣草、草青味、热带水果的集合味道、后段偏甜。闻味/品尝阈值:9-460ppb/20ppm。
  • 月桂烯(Myrcene):柑橘味,甜味。闻味/品尝阈值:不详。

酵母的生物转化实验

实验一:

干投的酒花在酵母的参与下,会对酒花的萜类化合物进行转化。在2003年,这个研究就已经有实验。

实验条件:

NCYC 1681 S. cerevisiae 酵母, NCYC 1324 S. bayanus酵母(用于苹果酒,葡萄酒发酵),蒸馏水稀释的Tunnel Refineries的RM-81发酵糖糖浆(SG:1.045-1.050),发酵温度18℃,色相气谱-质谱(GC-MS)检测,各种萜类物质。

实验操作:

将香叶醇、芳樟醇加入到发酵液中,然后每隔一段时间取出做GC-MS检测。

结论:

在实验环境下,两种酵母都对实验萜类有转化作用。香叶醇会主要转化为香茅醇,转化效率约为NCYC1681 15%,NCYC1324 10%;而芳樟醇主要转化为品萜醇,转化效率约为NCYC1681 5.7%,NCYC1324 6.4%。而萜类的总量,随着发酵时间增加而减少。

NCYC1681对香叶醇的转化
NCYC1681对芳樟醇的转化
NCYC1681在香叶醇(左)、芳樟醇(右)转化中,萜类总量变化

实验二:

Brülosophy做了一个关于在高泡期(即发酵活跃阶段,High Kräusen)及发酵结束后干投的对比实验。

实验条件:

Wyeast 1318 酵母,88%二棱麦芽+12%燕麦(SG:1.055-1.057),发酵温度19℃。

实验操作:

实验组在高泡期干投第一批酒花,而控制组在结束发酵时干投第一批酒花,第二批酒花于两组结束发酵后干投。成熟两星期。28个被测者需要从3杯样品(1杯生物转化,2杯正常干投)中正确区分实验样本,即生物转化。

结论:

在28名被测者中,仅有11名正确找出正确的样本。并不符合假设的,生物转化带来明显的味道变化。

成品啤酒,左为正常干投,右为生物转化,来源 Brülosophy

实验三:

Cloudwater做了DIPA v4/v5两个批次的啤酒,来实验生物转化的功效。

实验条件:

WLP095,Golden Promise麦芽,其他数据无。

实验操作:

v4于发酵活跃时期干投2次酒花,v5于结束发酵后干投2次酒花。

结论【摘取自DraftMag】:

  • 香气:v4更多的猫骚味、草药的味道,但也有明显的热带水果香气;v5带有明显的柠檬、柑橘、青柠香气。
  • 口味:v4带有明显的芒果、橙子、剁碎洋葱的味道;v5口味有着更加清新的柑橘味,青柠味。
  • 外观:v4呈淡蜜橘色调,不是很清澈,但可以通过透光;v5整个是泥沙的感觉。(实际上看下Untappd上面的图,发现相差其实并不大,可能最终还是跟成熟沉降相关)。
DIPA v4 vs DIPA v5,来源 Untappd

实验四:

New Belgium Brewing,做了一个在在高泡期及成熟期干投Cascade的对比实验。

实验条件:

参数不明。使用GC-MS检测方法。

实验操作:

成熟期(离心去酵母)干投大约等效250g/hL(hL为百升)的Cascade,成熟温度20℃。高泡期于降温至20℃后12小时干投,干投数目不明,每24小时取30ml检测。

结论:

酵母对Cascade的转化能力,最突出表现是月桂烯,相比直接干投,在高泡期下,月桂烯的含量大幅下降。而香叶醇、香茅醇、芳樟醇、橙花醇的含量不变或者下降。而品萜醇并没有提及。

月桂稀在发酵期和干投期的溶解度
香叶醇与香茅醇的溶解度变化,左为正常干投。注:怀疑由于酒花投放量不同,所以溶解度的单位相差了10的-3次方,留意曲线即可

总结

上面四个实验,分别是理论环境下酵母对萜类的生物转化实验、干投及生物转化的成品啤酒品鉴实验,以及干投及生物转化对于实际酒花精油化合物的影响实验。就以上的几个实验我们可以得出了几个结论。

第一,目前我们知道酵母对酒花生物转化的确存在,而且生物转化会消耗酒花精油里部分的萜类及烯类物质。

第二,

  • 至于BrülosophyCloudwater的实验,结论看起来是矛盾的。但其实有几点需要注意的是,WLP095和Wyeast 1318的絮凝度不一样,后者会更高,所以Brülosophy两个星期的成熟期完全可以沉降很大部分,实际上在他们官方给出的图也证明一开始浑浊度不会差很远。
  • Brülosophy在生物转化组采用第一批酒花干投至高泡期,第二批酒花在发酵结束后干投;而Cloudwater生物转化组的两批酒花干投均于高泡期。这中操作也是一种为何v4比v5更清澈的可能性。个人猜测与酵母食用酒花的其他物质相关,降低了在原本干投中酒花与酵母的粘合性。
  • 成熟期不足,按照Cloudwater的习惯,它一般不会放上两个星期再拿出来卖。

第三,果汁感是否与生物转化相关还不明朗,但目前证明有较强相关性。但生物转化的确会带来一定的浑浊。

综上所述,生物转化尽管对成品啤酒的香气有一定影响,但效果看起来不是十分如意,而且需要配合好酵母及酒花及投放时间,需要更多的摸索。


参考文献:

Examination of Studies: Hopping Methods and Concepts for Achieving Maximum Hop Aroma and Flavor

http://scottjanish.com/examination-of-studies-hopping-methods-and-concepts-for-achieving-maximum-hop-aroma-and-flavor/

Biotransformation of hop aroma terpenoids by ale and lager yeasts

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1567-1364.2003.tb00138.x/full

Changes in the concentration of hop volatiles in beer during fermentation by S. cerevesiae

http://www.ibdlearningzone.org.uk/article/show/pdf/1623/

BIOTRANSFORMATION VS. STANDARD DRY HOP | EXBEERIMENT RESULTS!

http://brulosophy.com/2017/01/23/biotransformation-vs-standard-dry-hop-exbeeriment-results/

MODERN BEER FOR MODERN TIMES

http://cloudwaterbrew.co/blog/modern-beer-for-modern-times

Hop compound biotransformation: What’s it mean and what’s it taste like?

http://draftmag.com/hop-compound-biotransformation/

Advanced Dry Hopping

https://byo.com/article/advanced-dry-hopping-techniques/

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