對啤酒中二氧化硫的研究

朱德新

天津渤海職業技術學院，天津 300402

對啤酒中二氧化硫的研究

朱德新

天津渤海職業技術學院，天津 300402

本文論述了啤酒中的二氧化硫的存在形式、來源、作用。二氧化硫對啤酒特性的影響。針對啤酒中二氧化硫含量對啤酒的兩個重要指標TBA、RSV進行評價，說明啤酒中二氧化硫含量高低對上述兩個指標的影響。

啤酒；二氧化硫；TBA；RSV

二氧化硫在啤酒中主要起到抗氧化作用，其次還是一種風味穩定劑。啤酒中的二氧化硫主要是在發酵過程中產生的，很少進行工藝添加。但是二氧化硫作為啤酒中主要的揮發性含硫化合物之一，由于其具有特殊的風味特點而對啤酒的風味具有重要的影響。

1 啤酒中的二氧化硫

1.1 二氧化硫的存在形式

二氧化硫在不同的酸度環境下以游離二氧化硫和結合二氧化硫兩種形式存在。當pH在1.77～7.20之間時，游離二氧化硫主要以亞硫酸氫根的形式存在。而啤酒溶液的典型pH在3.5～4.5左右。所以啤酒中的游離二氧化硫主要以亞硫酸氫根的形式存在。二氧化硫還能與啤酒中的醛、糖、色素等物質發生可逆反應。這些發生反應的二氧化硫稱為結合二氧化硫。游離二氧化硫和結合二氧化硫在啤酒中是同時并存的。總二氧化硫即為游離二氧化硫和結合二氧化硫的總和。啤酒中作的二氧化硫濃度一般為1～30mg/L。

1.2 二氧化硫的作用

1.2.1 抗氧化作用

作為抗氧化劑主要是由于二氧化硫能夠結合氧而產生無毒害影響的硫酸根離子，從而消耗了啤酒中大部分的溶解氧，使得部分老化反應減弱。

1.2.2 風味穩定劑

作為風味穩定劑主要是由于二氧化硫能夠與含醛類化合物與酮類化合物等羰基化合物結合產生非揮發性的亞硫酸鹽加成物[1]，從而掩蓋了不飽和醛類的劣味。一般當二氧化硫的濃度大于2mg/L時，就可以掩蓋大部分劣醛的味道。

1.2.3 殺菌作用

游離的二氧化硫能夠有明顯的抑制細菌增長的作用，一般認為游離二氧化硫對細菌的抑制能力順序為：革蘭氏陰性菌＞革蘭氏陽性菌＞霉菌＞酵母。當啤酒中的游離二氧化硫消耗殆盡時，結合態的二氧化硫與啤酒中的醛類、酮類的反應將逆向進行，生成游離態二氧化硫，抑制細菌增長。

同時Kanedaetal 等表明亞硫酸鹽能抑制自由基的反應[2]。

1.3 二氧化硫的來源及其影響

啤酒中的二氧化硫主要來自于兩個方面；一方面是啤酒釀造的原輔材料中，如啤酒花、輔料和麥芽等。另一方面是啤酒在發酵過程中酵母的代謝（圖1）產生的二氧化硫。據相關資料顯示，原料中94%的二氧化硫在麥汁煮沸中揮發掉，因而啤酒中的二氧化硫主要來自于酵母代謝。可以認為，10～15mg/L的二氧化硫是酵母產生的。

圖1

大量不確定的因素可以影響二氧化硫的含量，包括麥汁成分、發酵工藝條件、酵母菌株與生理狀況。麥汁中脂類含量與溶解氧量直接影響二氧化硫含量。麥汁中脂類含量增加，成品啤酒中二氧化硫含量急劇降低。而采用純氧充氧的麥汁發酵過程中產生的二氧化硫含量明顯降低。

發酵工藝條件也影響著二氧化硫的含量，例如大量的文獻報道了發酵壓力與發酵溫度直接影響成品啤酒中二氧化硫含量。王德良[3]等人研究發現麥汁的添加方式對發酵產生的二氧化硫含量也有著重要的影響。采用生理活性較弱的酵母進行接種發酵而產生的二氧化硫普遍低于正常發酵的情況。

2 啤酒中的二氧化硫與TBA的關系

TBA即硫代巴比妥酸值，它是計算麥芽、麥汁熱負荷值并與啤酒風味穩定性有關的參數。TBA代表的是羰基化合物的多少，代表酒體潛在的老化程度與潛在的老化趨勢。

TBA值作為酒體老化物質以及趨勢的指示，二氧化硫作為酒體抗氧化性能的指標，二者之間是一種逆向的關系。

鄭翔鵬[4]等通過對55個啤酒樣品的游離二氧化硫、總二氧化硫、以及TBA值的測定結果表明大部分樣品的TBA值隨儲藏時間的延長而減少。酒體總二氧化硫的含量較高時，酒體的TBA值相對較低。這說明較高的總二氧化硫含量對酒體的抗氧化性有一定的貢獻。而當總二氧化硫的含量較低時，TBA值也比較大的情況出現的幾率也比較大。說明在整個酒體的老化過程中二氧化硫與羰基化合物占一部分，要詳細說明TBA值與抗氧化劑的線性關系則應詳細分析啤酒的所有抗氧化指標。

3 啤酒中的二氧化硫與RSV的關系

RSV指啤酒的抗老化值，一般用它表示啤酒的保險期。RSV值越大，表示啤酒的保鮮時間可能越長。

初始啤酒中羰基化合物含量較高，TBA值大。也就是說此時的啤酒中的還原性物質含量高而氧化性物質含量少，此時啤酒很容易被氧化，啤酒的抗老化值低，RSV值小。這也表明啤酒的初始TBA值與啤酒的RSV之間呈負相關性。李紅[5]等人研究發現二氧化硫、乙醛、多酚類物質對成品酒的RSV值有不同的影響。其中二氧化硫對RSV的影響不大，但是二氧化硫的含量則加有利于提高啤酒的風味保鮮期。然而二氧化硫的含量不是越多越好，成品中殘留的二氧化硫過多，不僅會使啤酒產生不良風味，而且對亞硫酸鹽過敏的人來說還會成生過敏反應。我國對食品中殘留的SO2也有一定的限制，《發酵酒衛生標準》( GB2758-81 ) 規定了以游離SO2計的殘留SO2的限量[6]。

啤酒中的二氧化硫主要來自于酵母代謝。酒體總二氧化硫的含量較高時，酒體的TBA值相對較低。二氧化硫的含量則加有利于提高啤酒的風味保鮮期。

4 結語

4.1 啤酒中的二氧化硫的含量對啤酒的風味具有重要的影響。

4.2 啤酒中的游離二氧化硫主要以亞硫酸氫根的形式存在，結合二氧化硫主要是指與啤酒中的醛、糖、色素等物質發生可逆反應的二氧化硫。

4.3 二氧化硫具有抗氧化、穩定風味和殺菌作用。

4.4 二氧化硫主要來源于酵母的代謝過程，也有少量的人為添加。

4.5 大部分啤酒樣品的TBA值隨儲藏時間的延長而減少。酒體總二氧化硫的含量較高時，酒體的TBA值相對較低。說明較高的總二氧化硫含量對酒體的抗氧化性有一定的貢獻。

4.6 二氧化硫對RSV的影響不大，但是二氧化硫的含量則加有利于提高啤酒的風味保鮮期。

[1]DofourHetal.J.Proceedingsofthe23thEBC[M].1991,209

[2]KanedaH.etal.J.Agric[J].Food.Chem.1994,42:2428～2432

[3]王德良,張五九,趙滌飛二氧化硫與啤酒抗氧化性[J].釀酒,2003,(01):31～34

[4]鄭翔鵬;張錦益;林海峰;啤酒中SO_2與TBA的變化關系研究[J].啤酒科技,2006,(06):22-28+30

[5]李紅，吳永陽，張五九.啤酒抗氧化指標的研究[J].啤酒科技,2004,(08):17～21

[6]中華人民共和國國家標準，GB2758～81

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.03.049