酒花的化學(xué)成分有哪些?在啤酒釀造中分別起什么作用?

   啤酒花的化學(xué)成分中,對(duì)啤酒釀造具有重要意義的三大主要成分是酒花樹(shù)脂、酒花油和多酚物質(zhì),其他的化學(xué)成分對(duì)啤酒釀造的意義不大,比如說(shuō)蛋白質(zhì),雖然酒花中含有12%~22%的蛋白質(zhì),其中30％～50%進(jìn)入啤酒中，但微不足道；其他成分如碳水化合物、 有機(jī)酸、礦物質(zhì)等，因?yàn)槠淞亢苌賹?duì)啤酒釀造也沒(méi)有多大意義。

1. 含水量  酒花含水量一般為10%~12%,大于12%不利于儲(chǔ)藏,當(dāng)發(fā)熱和被微生物污染,可加速酒花樹(shù)脂和酒花油的氧化、聚合。
   (2)酒花樹(shù)脂  酒花樹(shù)脂可分為硬樹(shù)脂和軟樹(shù)脂,而軟樹(shù)脂又由a酸、酸及未定性樹(shù)脂組成。
   ①a-酸。a-酸是5種葎草酮同族化合物的混合物,包括葎草酮、合葎草酮、加葎草酮、前葎草酮和后葎草酮。a酸是啤酒中苦味的主要成分,具有強(qiáng)烈的苦味和很強(qiáng)的防腐能力,能增加啤酒的泡沫穩(wěn)定性。
        a-酸呈菱形結(jié)晶,淺黃色,易溶于乙醚、乙烷、甲醇等有機(jī)溶劑。a-酸的含量因酒花品種、產(chǎn)地、年份、收獲時(shí)間和處理方法等不同而有較大的波動(dòng)。新鮮酒花內(nèi)含5%~10%的a酸,千酒花a酸含量一般在3%~15%范圍內(nèi)波動(dòng),新培育品種的a酸含量在不斷提高,已可高達(dá)15%以上。a-酸的5種同系物中,加葎草酮的含量比例為15%~20%,比較穩(wěn)定。葎草酮和合葎草酮的比例因品種而有較大的差異。一般來(lái)說(shuō)香型酒花的合葎草酮含量比較低,苦型酒花含量則較高,具有典型性,這也是鑒別苦型、香型酒花的方法之一。前葎草酮和后葎草酮只有微量存在。
       a-酸在水中溶解度很小,微溶于沸水,其溶解度隨pH不同而有很大差別,pH愈高,溶解度愈高。如麥汁pH為5.2時(shí),溶解度只有85mg/L,當(dāng)pH為6.0時(shí),其溶解度則高達(dá)500mg/L。
       a-酸在麥汁煮沸過(guò)程中易轉(zhuǎn)化為異a-酸。異a酸為黃色油狀,同a-酸一樣,具有苦味,并具有防腐能力和提高泡沫穩(wěn)定性的作
   用,在麥汁中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于a-酸,啤酒苦味主要來(lái)自異a酸。
      酒花的a-酸含量不穩(wěn)定,包裝或儲(chǔ)藏條件不良時(shí),極易氧化聚合,由軟樹(shù)脂變成硬樹(shù)脂,進(jìn)而失去其特有的口味與防腐能力。
   當(dāng)酒花與麥汁共沸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí),a-酸可能轉(zhuǎn)化為無(wú)苦味的葎草酸或其他苦味不正常的衍生物。
2. ②β-酸。新鮮酒花內(nèi)含有約11%的β-酸,干酒花一般為3%~6%。β-酸為白色針狀或長(zhǎng)菱形結(jié)晶,難溶于水,其苦味、防腐能力和酸性比a-酸弱,在空氣中穩(wěn)定性也小于a酸,易氧化成苦味較大的軟樹(shù)脂。啤酒中的苦味物質(zhì)β-酸僅占15%左右。β-酸不能與乙酸鉛作用形成不溶性鉛鹽,故利用這種性質(zhì)可將a-酸和β-酸分開(kāi)。
   ③軟樹(shù)脂與硬樹(shù)脂。新鮮成熟的酒花,所含苦味成分主要是a-酸和β-酸。在酒花干燥和儲(chǔ)藏過(guò)程中,a-酸和β-酸會(huì)不斷氧化,變成軟樹(shù)脂,進(jìn)而氧化成硬樹(shù)脂,而硬樹(shù)脂在啤酒釀造中無(wú)任何價(jià)
   值。如下所示:

如果硬樹(shù)脂含量超過(guò)酒花樹(shù)脂總量的20%,就被視為陳酒花,使用價(jià)值降低或不能使用。
(3)酒花油
  ①酒花油的成分。酒花中含有0.5%~2%的酒花油。酒花油的成分很復(fù)雜,已檢出的在200種以上,其中75%的為萜烯碳?xì)浠衔?25%為含氧化合物。酒花油中起作用的主要成分是萜烯碳?xì)浠衔?其揮發(fā)性很強(qiáng),即使在常溫下也能揮發(fā),在麥汁煮沸、冷卻、發(fā)酵過(guò)程中有90%以上可被揮發(fā)掉,溶解在啤酒的只有8%~9%,麥汁煮沸時(shí)間越長(zhǎng),損失就越多。正因如此,常采用分次添加酒花的方法,目的就在于保留適量的酒花油,以突出啤酒的酒花香。針對(duì)上述酒花油易揮發(fā)的特點(diǎn),人們開(kāi)發(fā)出了酒花油制品,可以代替香型酒花(顆粒酒花)直接加入到煮沸鍋、回旋沉淀槽甚至發(fā)酵液中,能增加啤酒香味。
‚酒花油的性質(zhì)和作用。酒花油為黃綠色至棕色液體,易揮發(fā)。溶于乙醚、酯及濃乙醇,不易溶于水和麥汁。大部分酒花油將在麥汁煮沸以及熱、冷凝固物分離過(guò)程中被分離出去。酒花油易氧化,其萜烯碳?xì)浠衔锏哪承┏煞忠妆谎趸癁橄鄳?yīng)的環(huán)氧化物及脂類。某些此類轉(zhuǎn)化物質(zhì)被認(rèn)為是酒花香味的主要來(lái)源,但真正香型好的傳統(tǒng)酒花,其酒花油的含量反而較低,這說(shuō)明啤酒的酒花香味,主要決定于酒花油的成分,而不在其含量多少。例如酒花油的主要成分香味烯和異丁酸二甲基丁酯對(duì)酒花香味是起負(fù)面作用的,香型好的酒花此兩種成分的含量均比苦型酒花低,而苦型酒花則較香型酒花含有較少的2-癸酮和芳香醇。
酒化油在儲(chǔ)存過(guò)程中由于樹(shù)脂化和聚合作用,香味逐漸消失。同時(shí)酒花油中的一些由萜烯醇類和脂肪酸形成的酯類在儲(chǔ)藏過(guò)程中,經(jīng)水解作用,釋放出脂肪酸(如異戊酸),使酒花產(chǎn)生一種奶酪異臭,在麥汁煮沸時(shí)這些異臭易被蒸發(fā)掉。
(4)多酚物質(zhì)  酒花含4%~10%的多酚物質(zhì),其主要成分為花色苷、單寧和兒茶酸(素)等,是一種非結(jié)晶混合物,也是影響啤酒風(fēng)味和引起啤酒渾濁的主要成分,日益受到重視。低分子多酚對(duì)啤酒酒體是有益的,能賦予啤酒一定的醇厚感。氧化了的高分子多酚則會(huì)導(dǎo)致啤酒風(fēng)味生硬粗糙,使色澤加深。多酚物質(zhì)具還原性又具氧化性,一方面它使啤酒中的一些物質(zhì)避免氧化,另一方面在氧化狀態(tài)下又能夠催化脂肪酸和高級(jí)醇形成醛類,直接或間接地促進(jìn)啤酒口味老化。
  在麥汁煮沸時(shí)多酚物質(zhì)有沉淀蛋白質(zhì)的作用,能使麥汁澄清,利于啤酒口味豐滿,提高苦味質(zhì)量,但這種沉淀作用會(huì)在麥汁冷卻、發(fā)酵,甚至在過(guò)濾、裝瓶后的啤酒中繼續(xù)進(jìn)行,從而導(dǎo)致啤酒渾濁,影響啤酒的穩(wěn)定性。
 綜上所述,酒花多酚物質(zhì)對(duì)啤酒既有有利方面,也有不利影響,需要在啤酒釀造過(guò)程中合理控制。