酒花的化學成分有哪些?在啤酒釀造中分別起什么作用?

   啤酒花的化學成分中,對啤酒釀造具有重要意義的三大主要成分是酒花樹脂、酒花油和多酚物質,其他的化學成分對啤酒釀造的意義不大,比如說蛋白質,雖然酒花中含有12%~22%的蛋白質,其中30％～50%進入啤酒中，但微不足道；其他成分如碳水化合物、 有機酸、礦物質等，因為其量很少對啤酒釀造也沒有多大意義。

1. 含水量  酒花含水量一般為10%~12%,大于12%不利于儲藏,當發(fā)熱和被微生物污染,可加速酒花樹脂和酒花油的氧化、聚合。
   (2)酒花樹脂  酒花樹脂可分為硬樹脂和軟樹脂,而軟樹脂又由a酸、酸及未定性樹脂組成。
   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,具有強烈的苦味和很強的防腐能力,能增加啤酒的泡沫穩(wěn)定性。
        a-酸呈菱形結晶,淺黃色,易溶于乙醚、乙烷、甲醇等有機溶劑。a-酸的含量因酒花品種、產地、年份、收獲時間和處理方法等不同而有較大的波動。新鮮酒花內含5%~10%的a酸,千酒花a酸含量一般在3%~15%范圍內波動,新培育品種的a酸含量在不斷提高,已可高達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。一般來說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,溶解度只有85mg/L,當pH為6.0時,其溶解度則高達500mg/L。
       a-酸在麥汁煮沸過程中易轉化為異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遠高于a-酸,啤酒苦味主要來自異a酸。
      酒花的a-酸含量不穩(wěn)定,包裝或儲藏條件不良時,極易氧化聚合,由軟樹脂變成硬樹脂,進而失去其特有的口味與防腐能力。
   當酒花與麥汁共沸時間過長時,a-酸可能轉化為無苦味的葎草酸或其他苦味不正常的衍生物。
2. ②β-酸。新鮮酒花內含有約11%的β-酸,干酒花一般為3%~6%。β-酸為白色針狀或長菱形結晶,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脂。啤酒中的苦味物質β-酸僅占15%左右。β-酸不能與乙酸鉛作用形成不溶性鉛鹽,故利用這種性質可將a-酸和β-酸分開。
   ③軟樹脂與硬樹脂。新鮮成熟的酒花,所含苦味成分主要是a-酸和β-酸。在酒花干燥和儲藏過程中,a-酸和β-酸會不斷氧化,變成軟樹脂,進而氧化成硬樹脂,而硬樹脂在啤酒釀造中無任何價
   值。如下所示:

如果硬樹脂含量超過酒花樹脂總量的20%,就被視為陳酒花,使用價值降低或不能使用。
(3)酒花油
  ①酒花油的成分。酒花中含有0.5%~2%的酒花油。酒花油的成分很復雜,已檢出的在200種以上,其中75%的為萜烯碳氫化合物,25%為含氧化合物。酒花油中起作用的主要成分是萜烯碳氫化合物,其揮發(fā)性很強,即使在常溫下也能揮發(fā),在麥汁煮沸、冷卻、發(fā)酵過程中有90%以上可被揮發(fā)掉,溶解在啤酒的只有8%~9%,麥汁煮沸時間越長,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。針對上述酒花油易揮發(fā)的特點,人們開發(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、冷凝固物分離過程中被分離出去。酒花油易氧化,其萜烯碳氫化合物的某些成分易被氧化為相應的環(huán)氧化物及脂類。某些此類轉化物質被認為是酒花香味的主要來源,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酒花香味是起負面作用的,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。
酒化油在儲存過程中由于樹脂化和聚合作用,香味逐漸消失。同時酒花油中的一些由萜烯醇類和脂肪酸形成的酯類在儲藏過程中,經水解作用,釋放出脂肪酸(如異戊酸),使酒花產生一種奶酪異臭,在麥汁煮沸時這些異臭易被蒸發(fā)掉。
(4)多酚物質  酒花含4%~10%的多酚物質,其主要成分為花色苷、單寧和兒茶酸(素)等,是一種非結晶混合物,也是影響啤酒風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導致啤酒風味生硬粗糙,使色澤加深。多酚物質具還原性又具氧化性,一方面它使啤酒中的一些物質避免氧化,另一方面在氧化狀態(tài)下又能夠催化脂肪酸和高級醇形成醛類,直接或間接地促進啤酒口味老化。
  在麥汁煮沸時多酚物質有沉淀蛋白質的作用,能使麥汁澄清,利于啤酒口味豐滿,提高苦味質量,但這種沉淀作用會在麥汁冷卻、發(fā)酵,甚至在過濾、裝瓶后的啤酒中繼續(xù)進行,從而導致啤酒渾濁,影響啤酒的穩(wěn)定性。
 綜上所述,酒花多酚物質對啤酒既有有利方面,也有不利影響,需要在啤酒釀造過程中合理控制。