论啤酒中二甲基硫_文献综述_科技

1、二甲基硫(DMS)性质
    二甲基硫属硫醚类化合物，沸点较低。在水中溶解度低于 300 ｍＭ。通常情况下硫醚类化合物呈油状，具有一种特殊的，但令人不愉快的气味。但 DMS 的适量存在赋予许多食品重要而有益香味和风味。如茶、牛奶、葡萄酒、老姆酒及多种饮料等。DMS 是很多生物、特别是海栖类生物的代谢产物，类似于贝类特殊香味。海藻中含有丰富的 DMS。
    2、DMS 来源
    啤酒中 DMS 主要来源于其前驱物质SMM(Ｓ-甲基蛋氨酸)热分解和DMSO的(二甲基砜)还原。而SMM和DMSO主要来源于麦芽。
    2.1 SMM热分解
    许多植物包括发芽大麦、小麦、燕麦都含有SMM。SMM遇热分解，释放出 DMS。煮熟的白菜中大量 DMS同样来自SMM。
    2.2DMSO还原
    DMSO是一种食品天然成分。DMSO在类核和核微生物催化下还原生成 DMS。
    3、工艺条件对啤酒中 DMS 含量的影响
    3.1大麦品种与大麦发芽
    原料大麦中不含SMM，随着在大麦发芽SMM 随之产生并逐步增加。SMM可能是Ｓ-腺苷蛋氨酸(SAM)和蛋氨酸合成的产物。而制成麦芽中 DMS 含量受大麦品种，制麦工艺条件的影响。相同工艺条件下，不同大麦品种，绿麦芽所生成的SMM 浓度相差很大。大麦的氮含量越高，发芽时生成的SMM 越多。制麦前的大麦贮存时间越长，发芽时SMM 生成越多。
    在制麦期间凡是加速大麦发芽的工艺措施均会增加SMM 生成量。如高浸麦度、高温发芽、大麦脱皮、添加赤霉酸(ＧＡ)等。发芽时限制根芽生长(根芽中含有浓度很高的SMM)或抑制形成SMM 酶活性均能减少SMM生成。如溴化钾处理绿麦芽。
    3.2 麦芽烘干
    绿麦芽中SMM 是啤酒中 DMS 的主要来源。SMM不稳定，绿麦芽烘干时受热，SMM 会分解释放出 DMS。其中大部分随废气一起散失。65℃时干燥SMM 易分解、释放，40 ％的 DMS 留在麦芽中。干麦芽中的 DMS比绿麦芽的稳定性差，分解速度加快。但干麦芽中的DMS 总量变化很小。这是由于高温下 DMS 散失量与SMM释放量基本持平的缘故。其中一部分 DMS 被氧化为 DMSO。
    成品麦芽中均含有 DMS，SMM，DMSO。影响这 3种化合物含量的主要因素是绿麦芽中SMM 的含量及烘干工艺。烘干温度低，DMS 残留多，释放出的 DMS 也不易被氧化为 DMSO。只有当烘干温度＞60℃时，才能使制成的麦芽中的DMSO被酵母还原生成 DMS。如果温度升至 65℃前将绿麦芽水分降低 4 ％左右，成品麦芽中的DMSO就能较容易被酵母转化为 DMS。如果烘干起始温度较高，DMS 生成量就会明显减少。高温(80.85℃)烘焙的麦芽中的DMSO含量因SMM 损耗而增加。增加麦层厚度能降低SMM 残留量，而加大通风量则结果相反。

    3.3 糖化与麦汁煮沸
    糖化时麦芽粉碎加速了游离 DMS 进入糖化用水中。这部分溶解出的游离 DMS 在糖化，特别是麦汁煮沸期间大都散失掉。而啤酒中 DMS 含量主要受甜麦汁中DMSO 和SMM 影响。
    DMSO易溶于水，糖化时容易被浸出。加之DMSO耐热、不挥发(沸点189℃)。麦汁煮沸时DMSO变化很小。麦汁煮沸时一部分DMSO被氢硫基化合物还原为DMS，DMS 又被氧化为 DMSO。所以，煮沸过程中DMSO 变化不大。酒花中少量的DMSO对麦汁中的DMSO 的影响也极其有限。就糖化方法而言，DMSO，SMM 在浸出糖化法中分解很少，煮出糖化法中糖化煮出部分会加速SMM 分解。总体而言，糖化方法对啤酒中 DMS 的影响很小。对啤酒中影响最大的是麦汁煮沸过程SMM 的热分解。且温度对SMM 半衰期有明显影响。如ｐＨ5.4 时SMM的半衰期约为 35 min。但温度如降低 5℃，SMM半衰期增加 1倍。
    初始麦汁中游离 DMS 及煮沸过程中SMM 热分解生成的 DMS，麦汁煮沸时基本上挥发除去。而煮沸时SMM不断分解及麦汁冷却时形成的 DMS 则会留在麦汁中。SMM分解程度及在麦汁中的残留量与设备状况、煮沸后麦汁温度及在沉淀槽的停留时间相关。热麦汁输送及在沉淀槽期间SMM 会继续分解。这主要用调节大量煮沸时间(60.75 min)及沉淀槽停留时间来控制最终麦汁中 DMS 含量。
    3.4 发酵与后熟
    添加酵母麦汁中同样含有DMS，SMM，DMSO。SMM在麦汁中变化很大，但在啤酒中 DMS 在生成过程中SMM 不再起作用。酵母不能将SMM 还原为 DMS。但发酵过程SMM 可能被酵母吸收，被甲基转酶代谢生成蛋氨酸。与SMM 不同，DMSO能被酵母还原为DMS。发酵过程这一还原率大概为 25 ％。DMSO 还原量受酵母菌种、发酵温度、ｐＨ值、基质成分及发酵罐条件等因素影响。在其他条件不变的情况下，基质中 DMSO的改变并不影响发酵时的还原比例。发酵时 DMS 生成量主要受以下因素影响：
    a 酵母菌种菌种不同，还原DMSO的能力有很大差异。
    b 温度发酵温度对DMSO还原有很大影响。发酵试验证实，8℃比 25℃生成的 DMS 高 5 倍。因为酵母在低温下生成较多 DMS，而不是 DMS 挥发量减少。所以，高温发酵有利于限制 DMS 形成。
    c 麦汁浓度酵母在高浓度麦汁中产生的DMS量较低浓度麦汁中明显增加。若比重为 1.033 的麦汁，比重提高至 1.060，发酵，8-DMS 量增加三分之一。以添加麦芽糖、果糖及水解淀粉提高麦汁浓度时，DMS 生成量会有所下降，但仍然高于原麦汁浓度中 DMS 含量。
    d ｐＨ值麦汁发酵时，较高的ｐＨ值将导致较高的DMS 生成量。
    e 发酵方式开放式发酵较密闭式发酵啤酒中的DMS 含量低。
    f 挥发性冷却麦汁中含有大量DMS，低温焙焦麦芽中含有大量SMM，加之热麦汁沉淀、静止时间长，加酵母麦汁中 DMS 很可能超过风味阈值。发酵初期，DMS 随发酵生成的气体一起排出及发酵液中 DMS 挥发，其含量呈明显下降趋势。但 DMS 降至一定浓度后不再挥发。发酵过程不产生 DMS 是很少见的，只是含量多少而已。
    3.5 微生物污染
    实验表明，细菌能将DMSO转变为 DMS，许多原核微生物也能还原 DMSO。同时发现能够利用 DMSO作为电子受体的厌氧微生物及将 DMSO，DMS 作为唯一碳源的其他微生物。能还原DMSO的细菌一定含有DMSO 还原酶。厌氧条件下生长的细菌比需氧条件下生长的细菌DMSO还原酶含量更高，且DMSO存在并不影响DMSO还原酶存在。
    啤酒厂腐败微生物能生成高含量 DMS。其生成量受酵母影响，酵母存在情况下其生成量明显减少。这是酵母产生细菌素干扰细菌生长的结果。与酵母不同，细菌能定量把麦汁中DMSO转化为 DMS。这是细菌含有不同DMSO还原酶所致。细菌还原DMSO效率远高于酵母。麦汁中硫化物含量是细菌污染的重要指标。没有污染的麦汁和啤酒中DMSO基本没有变化。

    3.6 巴氏灭菌及成品酒贮存
    成品酒中仅含有微量 DMS，DMSO及 SAM，只有极少量SMM。所以，巴氏灭菌不会显著改变啤酒中DMS，DMSO 及 SAM 含量。SMM在巴氏灭菌条件下不会分解生成 DMS，只是在灌装时有少许 DMS 挥发。
    实践证明，室温条件下存放含有瓶颈空气的啤酒其DMS 量不会增加。但啤酒中 DMSP'物质与碱一起加热时释放出 DMS。只是在 40-60 "贮存时才会明显减少DMSP'，而啤酒中 DMS 则略有增加。DMSP'的物质性质尚待进一步证实。
    4、啤酒中 DMS 的控制
    啤酒中 DMS 的形成主要有两个途径：一是SMM热分解；二是酵母将DMSO转化为 DMS。控制啤酒中DMS 也要从这两方面入手。
    4.1控制大麦浸度，缩短发芽时间，延长凋萎时间，均有利于减少 DMSP的生成量；反之则增加。
    4.2 提高麦芽溶解度，减少 -葡聚糖含量的措施，通常会导致 DMS-P含量增加。
    4.3 大麦发芽时添加溴酸钾除可抑制根芽生长、减少制麦损失外，还可抑制蛋白酶活性。减少可溶性氮含量，还能抑制 DMS 前驱体——SMM生成量。
    4.4 高温长时间焙焦有利于获得 DMS 低含量麦芽。
    4.5 采用煮出糖化法较浸出糖化法 DMS 含量低，但对色泽、口味不利。
    4.6 提高煮沸强度、延长煮沸时间可加速SMM 的热分解，加速 DMS 蒸发，减少麦汁中 DMS 含量。
    4.7 缩短热麦汁在沉淀槽中停留时间可减少冷麦汁中DMS 含量。
    4.8 提高发酵温度能有效抑制DMSO还原，减少酒液中 DMS 含量。
    4.9 运输、贮存、销售过程避光照射。
    4.10 搞好工艺卫生，防止腐败微生物污染。
    4.11选用蛋白质含量适中、收获时间短的大麦。