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啤酒花中的丙酸

在发酵前的最后一步中,将麦芽汁抽入称为冲煮水壶的特殊加热罐中。麦芽汁就在这里煮沸并发生其他重要反应。然而,在麦芽汁被加热之前,麦芽汁中还添加了啤酒的一种必不可少的成分。蛇麻草是从植物Homu-lus lupulus(家族中的大麻科)中获得的,尽管它们不是胡麻科的一部分。"原版的" 啤酒配方,自中世纪以来便已添加到啤酒中。为什么啤酒花被用于啤酒制作 未知,但似乎它们是作为调味剂,后来又实现了其他好处。

啤酒花为啤酒提供了两个主要的感官特性-风味和香气。市场上有大量不同的啤酒花栽培品种或品种,它们主要根据其香气和风味特性进行区分。到目前为止,主要的风味是苦味,这主要归因于树脂级分中所含α-酸的存在,例如and草酮和共-草酮。尽管在啤酒花中也发现了另一组相关的化合物,对酸,它们也带来一些苦味,但α酸是最重要的一组。事实上,啤酒酿造商通常会根据其酸中的a-酸含量(作为啤酒花总重量的函数)选择啤酒花,其含量范围从5%(低苦味)到高达14%(非常苦味)。酸确实会带来一些苦味,它们实际上是异构化反应的前体(请参见下文),导致形成主要的异α-酸异hu草酮和异iso草酮,它们被认为是真正的苦味化合物。

啤酒花最终贡献的苦味量以国际苦味单位(IBU)表示。一个IBU大约等于每升啤酒1 mg异α-酸。大多数美国啤酒的苦味强度低于15 IBU,而英国生产的一些啤酒的苦味强度接近50(因此"苦药类,浓生啤酒" 典型的英国啤酒)。

啤酒花的另一个主要成分是精油馏分。该馏分由各种萜类化合物,酯,酮和其他挥发物组成,是啤酒花的香气或香味特征。这些物质大多数都是易挥发的,如果在水壶煮沸步骤开始时添加,大部分会在步骤结束时损失掉。因此,当使用高油啤酒花时(当酿酒师希望啤酒带有浓烈的啤酒花时)香精),通常在水壶煮沸步骤结束时添加啤酒花。啤酒花除了提供风味和香气特征外,还可以增强啤酒的保存性并延长其保质期。这是因为在异构化过程中形成的异α-酸具有相当大的抗菌活性,并抑制了乳酸和其他能够引起啤酒变质的细菌(专栏9-4)。

方框9-4。酒花酸的抗菌活性及耐药机制

长期以来,人们知道啤酒比许多其他水性饮料更不容易受到微生物的破坏,因此,在某些情况下,历史上人们通常认为啤酒的保存性甚至优于水(例如,五月花上的朝圣者)。众所周知,啤酒的保存特性是由于抑制多种微生物的几种成分或成分的存在所致。乙醇浓度高于3%且pH值低于4.6特别能抑制腐败生物。二氧化碳,低氧含量和有限的营养成分浓度也限制了微生物的生长。啤酒花可能是啤酒中最有效的抗菌成分之一,并且在很大程度上是啤酒的长保质期的原因。 ,啤酒花会抑制许多乳酸菌,因为它们会产生酸,二乙酰和其他会产生风味和香气缺陷的产品,从而破坏了啤酒。

尽管啤酒花的抗菌特性,尤其是α-酸的成分,已经在七十五多年前就被认识到了,但直到最近才确定了啤酒花酸抑制啤酒中腐败细菌的生理方法(Sakamoto等,2002)。 ,辛普森(1993)。如下图所示(图1A),其机理实际上类似于其他弱有机酸防腐剂(例如苯甲酸和丙酸)如何抑制食品中的微生物。

像其他弱酸防腐剂一样,酒花酸具有离子活性,并且由于具有降低细胞内pH值和破坏质子梯度的能力而具有抑制作用。由于啤酒的pH值较低(<5)及其低pKa(3.1),异构化的异α-酸呈未离解或酸形式(缩写为HA),因此能够在腐败乳酸菌的亲脂细胞膜上扩散。由于这些细菌的细胞质接近中性,因此异α-酸会解离,释放出阴离子(A-)和自由质子(H +),后者会降低细胞质的pH。细胞可能会通过激活ATP依赖的泵来做出反应,这些泵会释放积累的质子,但是持续的质子循环是昂贵的(从能量角度而言),并且还可能导致质子动力的pH梯度部分(PMF或质子梯度)消散。细胞是用来驱动各种运输系统的。因此,能量消耗,细胞质酸化和营养吸收减少都是由于蛇麻草衍生的α-酸而产生的,并说明了它们的抑制活性。

然而,也可能涉及第二种机制,因为看来α-酸的解离形式(A-)与细胞质二价阳离子(例如Mg2 +)结合,整个复合物从细胞中流出。这导致必需营养素的损失,然后必须重新运输,同时消耗能量。

尽管蛇麻草酸作为抗菌剂有效,但已从变质的啤酒中分离出了一些对啤酒花不敏感或具有抗性的细菌。已经识别出至少三个阻力机制(在图1B中以虚线显示)。在常见的腐败菌短乳杆菌中,耐药性部分是由两个多重耐药性(MDR)系统介导的。两者均由膜整合蛋白组成.HorA系统被归类为ATP结合盒(ABC)转运系统,利用ATP水解来驱动异α-酸的流出。第三个系统依靠质子转运ATPase(H + -ATPase)的活性增加来抽出积聚的质子。

方框9-4。酒花酸的抗菌活性和耐药机制(续)

方框9-4。酒花酸的抗菌活性和耐药机制(续)

质子易位Atpase啤酒花酸
图1.啤酒花对乳酸菌的抑制作用。在A中,显示了蛇麻草异α-酸抑制敏感生物的方法。 B中显示了啤酒花抗性的模型。改编自Sakamoto等人,2002和Sakamoto and Konings,2003。
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发布日期:2021年04月11日
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参考文献

坂本(Haka) van Veen,H。Saito,H。Kobayashi和W.N. Konings。 2002。膜结合的ATPase促进短乳杆菌的啤酒花抗性。环境。微生物。 68:5374-5378。坂本(K.Sakamoto)和肯宁斯(W.N. Konings)。 2003。啤酒变质和啤酒花抗性。 Int.J.食品微生物。 89:105-124。 Simpson,W.J.,1993。稻草异hu草酮对短乳杆菌的离子渗透作用。 J.微生物学将军。 139:1041-1045。

啤酒花通常以几种形式之一从专业供应商处获得,包括液体啤酒花提取物,啤酒花颗粒或干燥的整朵花或球果。尽管后者仍在使用,但由于酒花提取物和颗粒的一致性和易用性,它们已广受欢迎。啤酒花产品也可以通过异构提取物或颗粒的形式获得,其中含有异α-酸,这使得啤酒酿造者可以在水壶煮沸以及以后的阶段将啤酒花添加到麦芽汁中,从而获得所需的啤酒花风味。容易实现。

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