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:: 酒帽穩定性(foam stability)與小麥芽

蛋白質含量

要了解這樣的問題,要先看看麥芽規格。以下列舉兩間知名麥芽廠的三種麥芽作比較。蛋白質含量均換算後基於麥芽乾重表示。

第一間德國Weyermann 2013年間的麥芽規格

將各麥芽的蛋白質含量簡單取平均值後

Pilsner Malt: 11%

Pale Ale Malt: 10.3%

Pale Wheat Malt: 11.5%

 

第二間美國Briess2007-2008年間的報告

Pilsner Malt: 11.3%

Pale Ale Malt: 11.7%

Pale Wheat Malt: 12.0%

 

所以白小麥芽和兩種基礎大麥芽(Pilsner/Pale Malt)彼此的蛋白質差異在1%以內,究竟這不到1%是不是就能左右酒帽穩定性呢?

蛋白質組成

根據長久以來的研究發現,影響啤酒酒帽穩定性的主要物質是蛋白質。構成蛋白質的基礎元素是各式各樣的胺基酸,兩個胺基酸間經脫去一分子水後形成了胜肽鍵(peptide bond)並結合一起,此時稱作胜肽。許多的胜肽繼續結合起來變成了多胜肽(polypeptides),多胜肽可以有不同數量和種類的基礎胺基酸構成,也稱為蛋白質。

當蛋白質的結構越大的時候,越不容易溶於水中,或是易經加熱導致變性後析出,這部分的高分子量蛋白質(high molecular weight nitrogen/protein)會在糖化和煮沸過程變成熱渣的一部分。

對於增進酒帽穩定性的蛋白質需介於分子量10,000-40,000 Da(道爾頓,分子量單位),而又可以進一步分成兩大類,分別為分子量約為40,000 Da的蛋白質Z(protein Z)和分子量約為10,000 Da的脂質轉移蛋白(lipid transfer protein, LTP1)。這一部分的蛋白質普遍被歸類成中分子量蛋白質(medium molecular weight nitrogen/protein),主要可從高分子量蛋白質於製麥芽過程經由蛋白質酵素水解修飾(modification)或是麥汁製備糖化過程於50-60 °C 60-70 °C (1)下進行蛋白質休止;簡而言之,就是讓高分子的蛋白質族群被酵素水解成中分子蛋白質。

低分子量的蛋白質主要可以進一步被水解成為各類的胺基酸,統稱為游離胺基氮(free amino nitrogen, FAN),為供應酵母生長所需要的營養來源之一。

圖一,麥汁中不同分子量蛋白質組成分佈

和糖化反應中的澱粉酶類似,各種蛋白酶、胜肽酶、或是胺基酸酶都具有對溫度和pH的敏感性,由於糖化反應的pH從下料完成後就不再調整,釀酒人可以變動的就是升溫。所有的酶(酵素)都屬於蛋白質的一種,對於溫度特別敏感,當溫度一高過其適當的作用溫度區間,此酶就會失去活性且無法可逆。

圖一為於麥汁中各分子量蛋白質的大致組成比例(100%大麥芽)。因此,要增進中分子量蛋白質的含量最簡單的方法就是靠蛋白水解酶水解高分子量蛋白質,而避免低溫時胜肽鍵酶過度水解原有的中分子量蛋白質。此外當然還可以使用含更高量蛋白質的原料。噢!那小麥芽的1%差異究竟是不是那麼重要呢?

根據Kunze指出要得到良好的酒帽穩定性,麥芽內的蛋白質含量應該介於9.5-11%,蛋白質的修飾度約39-42% (2),若蛋白質修飾度超過45%將會有反效果,也就是可溶性蛋白質的組成比例往低分子量的區間移動。Hough等人進行啤酒稀釋的測試發現以原麥汁糖度10度全麥芽的ale啤酒,一直稀釋到啤酒含量只剩20%時才會對酒帽持久度有顯著的下降(圖二)。若以商業型美式lager釀造過程觀之,添加最多至25%的玉米糖漿以得到高濃度的麥汁(15-18),再於包裝前稀釋調整達到成品啤酒要求的規格。此法釀造出的啤酒雖酒帽持久度不如全麥釀造啤酒,但也維持一定的水準。

圖二,脂質對於不同稀釋比率ale啤酒的酒帽穩定性的影響(a. 沒有脂質,b.具分散脂質,c. 具不分散脂質;稀釋液為4%酒精)

個人淺見,自釀啤酒甚至精釀啤酒,若用麥來源正常,且大麥與小麥類輔料添加低於25%以下均不會對酒帽產生和穩定性造成顯著的影響。換言之,此法釀造的啤酒就算僅使用大麥芽,也具有足夠的蛋白質含量。的確使用小麥芽或是大、小麥之輔料可提供更多的蛋白質,進而增加酒帽的穩定性,但同時也易造成後期啤酒的混濁(不在此討論),及多段糖化甚至投料的複雜度。對於全麥釀造,若糾結於酒帽的問題,除了從最根本的杯子檢查起來,探討糖化流程、煮沸、發酵控制等等都是應該首先著手的,而非一昧想到使用小麥芽或大、小麥之輔料添加作改善。

以上觀念若有誤還請不吝來信斧正。

 

1The Practical Brewer, MBAATechnology Brewing & Malting, VLB具有不同的見解。個人建議要增加泡沫穩定性可使用55-60 °C間蛋白質休止10-20分鐘為佳

2:為麥芽規格表裡的S/T比例,S為可溶性氮原(soluble nitrogen)T為總氮(total nitrogen)

資料來源

  1. J.S. Hough, D.E. Briggs, R. Stevens, and T.W. Young, 1982, Malting and Brewing Science, Vol2, Aspen Publishers Inc.

  2. Various Editors, 1999, The Practical Brewer, Master Brewers Association of the Americas
  3. W. Kunze, 1996, Technology - Brewing & Malting, VLB Berlin
  4. C.W. Bamforth, 1985, The Foaming Properties of Beer, J. Inst. Brew., November-December, Vol. 91,pp. 370-383
  5. John Palmer, 2008, Beer Foam: Advanced Brewing, BYO Magazine, May-June 
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