酒花的化学成分有哪些?在啤酒酿造中分别起什么作用?

   啤酒花的化学成分中,对啤酒酿造具有重要意义的三大主要成分是酒花树脂、酒花油和多酚物质,其他的化学成分对啤酒酿造的意义不大,比如说蛋白质,虽然酒花中含有12%~22%的蛋白质,其中30％～50%进入啤酒中，但微不足道；其他成分如碳水化合物、 有机酸、矿物质等，因为其量很少对啤酒酿造也没有多大意义。

1. 含水量  酒花含水量一般为10%~12%,大于12%不利于储藏,当发热和被微生物污染,可加速酒花树脂和酒花油的氧化、聚合。
   (2)酒花树脂  酒花树脂可分为硬树脂和软树脂,而软树脂又由a酸、酸及未定性树脂组成。
   ①a-酸。a-酸是5种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,具有强烈的苦味和很强的防腐能力,能增加啤酒的泡沫稳定性。
        a-酸呈菱形结晶,浅黄色,易溶于乙醚、乙烷、甲醇等有机溶剂。a-酸的含量因酒花品种、产地、年份、收获时间和处理方法等不同而有较大的波动。新鲜酒花内含5%~10%的a酸,千酒花a酸含量一般在3%~15%范围内波动,新培育品种的a酸含量在不断提高,已可高达15%以上。a-酸的5种同系物中,加葎草酮的含量比例为15%~20%,比较稳定。葎草酮和合葎草酮的比例因品种而有较大的差异。一般来说香型酒花的合葎草酮含量比较低,苦型酒花含量则较高,具有典型性,这也是鉴别苦型、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,其溶解度随pH不同而有很大差别,pH愈高,溶解度愈高。如麦汁pH为5.2时,溶解度只有85mg/L,当pH为6.0时,其溶解度则高达500mg/L。
       a-酸在麦汁煮沸过程中易转化为异a-酸。异a酸为黄色油状,同a-酸一样,具有苦味,并具有防腐能力和提高泡沫稳定性的作
   用,在麦汁中的溶解度远远高于a-酸,啤酒苦味主要来自异a酸。
      酒花的a-酸含量不稳定,包装或储藏条件不良时,极易氧化聚合,由软树脂变成硬树脂,进而失去其特有的口味与防腐能力。
   当酒花与麦汁共沸时间过长时,a-酸可能转化为无苦味的葎草酸或其他苦味不正常的衍生物。
2. ②β-酸。新鲜酒花内含有约11%的β-酸,干酒花一般为3%~6%。β-酸为白色针状或长菱形结晶,难溶于水,其苦味、防腐能力和酸性比a-酸弱,在空气中稳定性也小于a酸,易氧化成苦味较大的软树脂。啤酒中的苦味物质β-酸仅占15%左右。β-酸不能与乙酸铅作用形成不溶性铅盐,故利用这种性质可将a-酸和β-酸分开。
   ③软树脂与硬树脂。新鲜成熟的酒花,所含苦味成分主要是a-酸和β-酸。在酒花干燥和储藏过程中,a-酸和β-酸会不断氧化,变成软树脂,进而氧化成硬树脂,而硬树脂在啤酒酿造中无任何价
   值。如下所示:

如果硬树脂含量超过酒花树脂总量的20%,就被视为陈酒花,使用价值降低或不能使用。
(3)酒花油
  ①酒花油的成分。酒花中含有0.5%~2%的酒花油。酒花油的成分很复杂,已检出的在200种以上,其中75%的为萜烯碳氢化合物,25%为含氧化合物。酒花油中起作用的主要成分是萜烯碳氢化合物,其挥发性很强,即使在常温下也能挥发,在麦汁煮沸、冷却、发酵过程中有90%以上可被挥发掉,溶解在啤酒的只有8%~9%,麦汁煮沸时间越长,损失就越多。正因如此,常采用分次添加酒花的方法,目的就在于保留适量的酒花油,以突出啤酒的酒花香。针对上述酒花油易挥发的特点,人们开发出了酒花油制品,可以代替香型酒花(颗粒酒花)直接加入到煮沸锅、回旋沉淀槽甚至发酵液中,能增加啤酒香味。
‚酒花油的性质和作用。酒花油为黄绿色至棕色液体,易挥发。溶于乙醚、酯及浓乙醇,不易溶于水和麦汁。大部分酒花油将在麦汁煮沸以及热、冷凝固物分离过程中被分离出去。酒花油易氧化,其萜烯碳氢化合物的某些成分易被氧化为相应的环氧化物及脂类。某些此类转化物质被认为是酒花香味的主要来源,但真正香型好的传统酒花,其酒花油的含量反而较低,这说明啤酒的酒花香味,主要决定于酒花油的成分,而不在其含量多少。例如酒花油的主要成分香味烯和异丁酸二甲基丁酯对酒花香味是起负面作用的,香型好的酒花此两种成分的含量均比苦型酒花低,而苦型酒花则较香型酒花含有较少的2-癸酮和芳香醇。
酒化油在储存过程中由于树脂化和聚合作用,香味逐渐消失。同时酒花油中的一些由萜烯醇类和脂肪酸形成的酯类在储藏过程中,经水解作用,释放出脂肪酸(如异戊酸),使酒花产生一种奶酪异臭,在麦汁煮沸时这些异臭易被蒸发掉。
(4)多酚物质  酒花含4%~10%的多酚物质,其主要成分为花色苷、单宁和儿茶酸(素)等,是一种非结晶混合物,也是影响啤酒风味和引起啤酒浑浊的主要成分,日益受到重视。低分子多酚对啤酒酒体是有益的,能赋予啤酒一定的醇厚感。氧化了的高分子多酚则会导致啤酒风味生硬粗糙,使色泽加深。多酚物质具还原性又具氧化性,一方面它使啤酒中的一些物质避免氧化,另一方面在氧化状态下又能够催化脂肪酸和高级醇形成醛类,直接或间接地促进啤酒口味老化。
  在麦汁煮沸时多酚物质有沉淀蛋白质的作用,能使麦汁澄清,利于啤酒口味丰满,提高苦味质量,但这种沉淀作用会在麦汁冷却、发酵,甚至在过滤、装瓶后的啤酒中继续进行,从而导致啤酒浑浊,影响啤酒的稳定性。
 综上所述,酒花多酚物质对啤酒既有有利方面,也有不利影响,需要在啤酒酿造过程中合理控制。