啤酒异味：“黄油”双乙酰（一）

原创 Darius Jiang 吹啤 2018-08-05

记得小时后看哈利波特的时候，对里面的餐饮并没有留下很大的印象。但“黄油啤酒”却一直留在我的脑海里。等哈利波特结束后好几年，仍有很多公众号拿哈利波特来讲讲。其中就不乏教你如何做黄油啤酒。

哈利波特同人插画 Butterbeer 来源：harrypotter.wikia.com

其实哈利波特里的黄油啤酒，是啤酒的顶部加上一层厚厚的黄油（更多的配方是奶油）组成。喝下去绵密又浓密的黄油口感，与清爽舒畅的啤酒口感混搭在一起，起到一种口感上冲击。再加上旧式英式艾尔那种突出的麦芽香气与黄油味平衡在一起，其实单纯靠想象就流下了口水。但要是没有这层黄油呢？

厚厚一层黄油

大家其实可以想象一下，透明奶茶，透明可乐那种带给你的感觉。当黄油啤酒缺少一层厚厚的黄油，仅剩“黄油味”，味道会是怎么奇怪。

三得利推出的透明奶茶系列

其实，如非添加黄油的啤酒里出现了一股“黄油味”，对于普通啤酒而言不是一种好事，而且这种缺陷还挺常见的。提供“黄油味”的物质就是我们今天要探讨的主角：双乙酰（Diacetyl）。

气味描述

双乙酰的味道被描述为：黄油味、爆米花味。闻味阈值为8.6ppb（来源Pubchem），太过强烈的双乙酰味道会有刺激并令人不适的味道。8.6ppb这个数字意味着什么呢？意味着8.6µg的双乙酰溶于一升水中，你就可以闻到黄油味。

双乙酰是很常见的食用香精添加剂，一些人造黄油或者标榜自己添加了黄油香气的食品，假如不添加双乙酰，黄油的香气会大大下降。除了香气外，双乙酰还带来一些滑腻的口感。

健康风险

长期加热并吸入双乙酰，会有造成闭塞性细支气管炎，即使是没有吸烟历史。这个病症最开始在爆米花工厂里的工人中发现。所以避免长期接触、食用高浓度的加热过的含双乙酰产品，例如爆米花，尽管黄油味的确很吸引。其他的可能接触到的例子有，烘焙店、餐馆、爆米花小吃店等。

如何分辨？

既然双乙酰在啤酒里是一种缺陷，该如何分辨呢？作为一名普通的消费者，我也建议大家去熟悉一下这种味道。毕竟和纯黄油味不一样，啤酒本身有味道，有可能会混在一起。

要建立起双乙酰在啤酒中是如何呈现的印象，有双乙酰溶液是最好不过的。但搞不到的话，可以试试用人造黄油香精或者黄油提取香精（似乎商家现在都不愿说自己是人工添加，但主要成分一样都为双乙酰和乙偶姻）。

Butter Extract

准备两组淡拉格。用滴管将香精分别滴入其中一组液体中，分别去闻，直到清晰分辨到黄油香气后。记录下滴的数量，方便日后使用。当然，假如对自己要求比较严格的，可以尝试采用盲品方法。

以下内容适合酿酒师食用

双乙酰合成简介

双乙酰是酿酒酵母在繁殖过程中的副产物，几乎难以避免，只是多与少的区别。在酿酒中，酵母需要繁殖一段时间，以适应生长环境。之后再开始消耗麦芽汁里的糖份，从而转化为酒精。

在繁殖过程中，需要一些特定的氨基酸。其中一种氨基酸，叫缬氨酸（Valine），合成它的过程叫缬氨酸的生物合成（Valine Biosynthesis），该合成通路的其中一个步骤，就有双乙酰的前体α-乙酰乳酸（α-acetolactate）的产生。α-乙酰乳酸具有较高的闻味阈值，难以影响啤酒的风味。

缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸的在酿酒酵母中生物合成通路

α-乙酰乳酸转化为双乙酰的过程，是一种非酶氧促脱羧反应（non-enzymatic oxidative decarboxylation）。所谓的非酶脱羧反应，即不需要酶的辅助下，自然而然地发生脱羧反应。较高的温度和低PH会加速其转化。所以无可避免地，在发酵过程中产生双乙酰。尽管大部分的α-乙酰乳酸还要继续往下的旅途，并未带来过多的双乙酰，但由于双乙酰闻味阈值较低，所以还是很容易出现异味。

α-乙酰乳酸转化为双乙酰

α-乙酰乳酸转化为双乙酰受温度影响的对数图，来源：

《CONVERSION OF a-ACETOLACTATE AND REMOVAL OF DIACETYL KINETIC STUDY》

α-乙酰乳酸转化为双乙酰受 PH影响的对数图，来源：

《CONVERSION OF a-ACETOLACTATE AND REMOVAL OF DIACETYL KINETIC STUDY》

双乙酰的降解

但好消息是，酵母在发酵完成后会因为缺乏主要食粮而反过来消耗双乙酰。也是在常温下，酵母会消耗双乙酰合成闻味阈值较高的2,3-丁二醇（2,3-Butanediol）。这样，黄油味就会减少甚至消失。

双乙酰时间线，来源：whitelab.com

比较多中文资料引用的白色实验室对双乙酰含量随整个发酵而变化的过程记录。其中揭示了在发酵的的前两段：Pitch（接种酵母），Lag（延缓期，酵母繁殖）到Exponential（指数增长期）的前半段，都是双乙酰快速增长的时期。到Exponential的后半段和Stationary（生长稳定期），双乙酰含量慢慢降低。

双乙酰的降解过程分为两个步骤：

双乙酰转化为乙偶因（Acetoin），乙偶因就是上面提到用于制造人工黄油的另外一种化合物。该反应需要双乙酰还原酶（Diacetyl Reductase）催化，在酶作用下双乙酰会转化为乙偶因，双乙酰还原酶活性受温度影响。剑桥大学做过相关研究，表明18摄氏度时双乙酰含量远超于30摄氏度时的含量。

双乙酰转化乙偶因

乙偶因转化为2,3-丁二醇的过程也是酶促反应。该反应需要丁二醇脱氢酶（Butanediol Dehydrogenase）催化。需求的温度范围较广，20-70摄氏度皆可。

乙偶因转化丁二醇

自此，双乙酰的降解完成。

α-乙酰乳酸陷阱

降解之后就结束了么？Navie！尽管发酵结束后，啤酒的FG（Final Fravity，最终比重）维持在固定数值内。但这并不意味着双乙酰就此绝迹。因为还有相当一部分的α-乙酰乳酸会溶于啤酒中。

假如过早移除酵母并装瓶，那么本身在α-乙酰乳酸转化为2,3-丁二醇的整个过程会终止于双乙酰的形成，而不会有转化为2,3-丁二醇的步骤。国外一名风味科学家，就用气相色谱仪做了一次相对简单的实验去验证。

两款过滤的成品啤酒在不同温度下双乙酰含量的变化，COLD=6°C，ROOM=室温，FORCE=30°C，来源：beersensoryscience.wordpress.com

未过滤啤酒在不同温度下双乙酰含量的变化，来源：beersensoryscience.wordpress.com

从上图可以知道，在合适的温度内，经过过滤的啤酒，双乙酰含量会有一定程度的上升。而未经过滤的啤酒中，温度一样很重要，尽管一开始酵母会清理双乙酰，但后期酵母活跃度（瓶内氧气消耗完）降低后，双乙酰又再次上升。

允许存在的风格

既然双乙酰必定会产生，所以一旦某些酿造工序没有做好，就会有一定残留。BJCP里就提到了部分酒款就允许拥有少量的双乙酰。

风格	气味量	备注
Czech Lager（4种）	低	Amber低到无
Pale/Amber Kellerbier	非常低到适中	有滑感。Amber含量更低
Bitter （3种）	非常低到无
English Godlen Ale	非常低到无
Dark Mild/Porter	非常低到无
Irish Red Ale	无	但有滑腻口感
Sweet/Oatmeal/Tropical/Foreign Extra	低-无/中低-无/低-无/中低-无
Old Ale/Wee Heavy	低-无
Wheatwine	低-无	不需要
Flanders Rea/Oud Bruin	非常低

以上酒款除了需要一直保持冷藏发酵及窖藏工艺，而无法及时降解双乙酰的Czech Lager和Pale/Amber Kellerbier外。其他酒款很有可能是酵母原因（其中绝大部分为英国及苏格兰酒款）导致的高含量双乙酰。

如何减少双乙酰？

根据上面提到的几点，有几个办法减少双乙酰：

尽量选用双乙酰产量较低的酵母
对应双乙酰的降解过程。尽管看起来温度越高α-乙酰乳酸转化为2,3-丁二醇的整个过程都十分有利。但必须要考虑到，温度的升高很有可能导致啤酒其他风味的改变。这里，知名自酿网站BYO建议的双乙酰休止温度为18-20度左右，大概在这个温度下保持1-2天内。
低温储存
做好消毒，避免染菌
保证酵母健康繁殖。

发酵前充氧。充氧量Wyeast酵母实验室建议10ppm左右。
缬氨酸。缬氨酸在全麦芽酿造中不需要太多担心，一般其麦芽汁中的游离氨基氮（FAN，Free amino nitrogen）足够提供给酵母健康繁殖的缬氨酸。但使用玉米糖浆、大米等其他谷物，有可能导致缬氨酸短缺。
正确的接种率。Wyeast酵母实验室给出了一个参考表

*代表高温投放，低温发酵

其实，在简单的家酿中，只要做到以上的几点，基本上双乙酰不会成为你的困扰。

检测双乙酰休止是否完成

尽管有可能跟足步骤去做，但双乙酰依然成为你的烦恼。这个时候，最好可以在装瓶之前做一次双乙酰测试。步骤如下：