淺談啤酒中的硫化氫

硫化氫是啤酒中主要的硫化物之一，對(duì)啤酒風(fēng)味影響很大，其味閥值也最低(為5PPm)。硫化氫對(duì)啤酒風(fēng)味的影響具有雙重作用，即微量存在時(shí)，可構(gòu)成啤酒風(fēng)味的特殊風(fēng)格，過(guò)量則表現(xiàn)出不利于啤酒的口味。
1、硫化氫的主要來(lái)源
啤酒中的硫化物，部分來(lái)源于原料，在麥芽制造和麥汁制備過(guò)程中也可能形成部分揮發(fā)性硫化物（主要以硫化氫為主），但這些硫化物在麥汁煮沸過(guò)程中絕大部分被蒸發(fā)從而除去。麥汁中含有的非揮發(fā)性有機(jī)硫化物，包括含硫氨基酸、生物素、硫胺素和含硫的蛋白質(zhì)、肽類(lèi)等，其總含量約為5Omg/L。
啤酒中的揮發(fā)性硫化物大都是在發(fā)酵過(guò)程中形成的。酵母對(duì)硫化物的代謝作用首先利用有機(jī)硫化物，在可代謝的有機(jī)硫化物存在下，硫酸根離子很少被利用，因?yàn)闊o(wú)機(jī)硫的攝人需要能量和氮源。
2、硫化氫的形成
⑴.酵母對(duì)含硫氨基酸的分解
啤酒中的大部分硫化氫主要來(lái)自酵母對(duì)含硫氨基酸（半恍氨酸）及硫酸鹽和亞硫酸鹽的同化作用及酵母合成蛋氨酸受抑制時(shí)的中間產(chǎn)物。
⑵.酵母利用硫酸鹽形成
硫酸鹽進(jìn)人酵母細(xì)胞后，在ATP-硫酸化酶的催化下，首先被三磷酸腺甘活化，經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng)后，變?yōu)閬喠蛩猁}。亞硫酸鹽是中間產(chǎn)物，進(jìn)一步被亞硫酸鹽還原酶還原后，形成硫化氫。蛋氨酸對(duì)ATP一硫酸化酶和亞硫酸鹽都有抑制作用，從而限制了硫酸鹽的分解。泛酸對(duì)亞硫酸鹽還原酶也有抑制作用。
⑶.半恍氨酸的分解作用形成H2S
麥汁中大部分硫化氫系來(lái)自酵母對(duì)硫酸鹽的同化作用，含半恍氨酸的量比較少。半脫氨酸被酵母的半恍氨酸脫硫基酶催化分解為硫化氫，蛋氨酸對(duì)半恍氨酸脫硫基酶有抑制作用，從而影響半恍氨酸的分解作用。因麥汁中的半恍氨酸絕大部分在麥汁煮沸時(shí)被裂解，留在冷麥汁中的數(shù)量是極少的，所以半恍氨酸的分解作用并非硫化氫的主要來(lái)源。
3、影響硫化氫形成的因素
⑴.酵母菌種的影響
不同酵母的硫化氫產(chǎn)率也不一樣，下面酵母的硫化氫產(chǎn)率遠(yuǎn)高于上面酵母。生產(chǎn)上可通過(guò)變異的方法選育形成硫化氫少的菌株。同時(shí)在酵母代謝過(guò)程中，硫化氫的產(chǎn)率與酵母代謝活性是相平行的，酵母生長(zhǎng)率愈高，硫化氫的產(chǎn)率也愈高。
⑵.麥汁組分
泛酸可以從兩方面抑制硫化氫的生成，首先它直接抑制亞硫酸鹽還原酶，其次它是蛋氨酸生物合成的輔因子，所以也能間接地抑制硫化氫的生成。因此麥汁中應(yīng)含有足夠的泛酸，以保證酵母生長(zhǎng)的需要及蛋氨酸的生物合成。但一般說(shuō)來(lái)，麥汁中泛酸的含量是足夠的。
制麥與糖化階段應(yīng)嚴(yán)格防止蛋白質(zhì)分解過(guò)度，因?yàn)辂溨�中蛋氨酸的�?huì)抑制ATP-硫酸化酶，所以能限制硫酸鹽利用，而且蛋氨酸還能阻遏亞硫酸鹽還原酶及半胱氨酸脫巰基酶。
蘇氨酸、甘氨酸和其他一些氨基酸能抑制蛋氨酸的合成，所以它們的存在會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生較多的硫化氫。
半胱氨酸作為半胱氨酸脫巰基酶的作用基質(zhì)能刺激硫化氫的生成，而且它能誘導(dǎo)ATP-硫酸化酶，所以增加了硫酸鹽的利用，促進(jìn)硫化氫的生成。
即便麥汁中的氨基酸成分恒定，發(fā)酵時(shí)蛋氨酸也會(huì)很快被消耗，剩下相對(duì)多量的其他氨基酸，也將抑制蛋氨酸的合成，激發(fā)硫化氫的形成。
金屬離子對(duì)硫化氫的生成也有影響，一般認(rèn)為銅和鋅離子增加硫化氫的形成。
⑶、發(fā)酵的影響
發(fā)酵初期，由于蛋氨酸的存在可以抑制硫化氫的生成。當(dāng)麥汁發(fā)酵至發(fā)殘?zhí)菫?0Bx時(shí)，硫化氫的生成量最高。當(dāng)發(fā)酵繼續(xù)進(jìn)行，其它氨基酸也被消耗掉時(shí)，硫化物的形成率又下降。。
4、降低硫化氫含量的措施
⑴.麥汁中的含硫氨基酸多來(lái)自麥芽，如采用輔助原料取代部分麥芽，可以減少啤酒中硫化氫的含量。
⑵.過(guò)去人們都認(rèn)為采用銅制的麥汁煮沸鍋和管道，制出的啤酒風(fēng)味好。實(shí)踐證明，麥汁中含有銅離子，所制啤酒中的H2S含量的確低。但是銅離子對(duì)啤酒風(fēng)味穩(wěn)定性的危害也是嚴(yán)重的，人們還是不愿在麥汁中含有過(guò)多的銅離子。
⑶.冷、熱凝固物分離完全的麥汁，硫化物含量減少，發(fā)酵時(shí)可以減少硫化氫的生成。
⑷.低溫或低接種量的緩慢發(fā)酵，可以減少H2S的生成量。
⑸.貯酒時(shí)添加的高泡酒中往往帶有較多的硫化氫。
⑹.在發(fā)酵完畢時(shí)，添加抗氧化劑如亞硫酸鹽，或采用以50℃滅菌的貯酒容器，都易引起生成較多的H2S。
⑺.用磷酸活化酵母泥，雖能消除大部分污染細(xì)菌，但也容易改變酵母細(xì)胞壁的滲透性，使硫酸鹽易進(jìn)人細(xì)胞內(nèi)而被利用，促進(jìn)了H2S的生成。
⑻.貯酒期中，伴隨著大量CO2的排放，可將大部分揮發(fā)性的H2S隨之排除。一般說(shuō)，啤酒中H2S的最后含量可控制在0~lOUg/L的范圍內(nèi)。但污染了雜菌(大腸菌群、發(fā)酵單胞菌等)的麥汁，會(huì)使啤酒含有多量的硫化氫。
⑼.啤酒經(jīng)過(guò)殺菌，特別是延長(zhǎng)殺菌時(shí)間，會(huì)使H2S大量增加，甚至超過(guò)濾酒后H2S含量的1倍，以致使殺菌啤酒又出現(xiàn)不成熟的啤酒味感。但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的放置，H2S濃度會(huì)逐漸消失至未殺菌前的濃度或更低一些。