啤酒花主要成分——酒花油詳解

2021-01-09 啤酒手作

酒花油研究歷史

酒花油研究的開山鼻祖是大名鼎鼎的Chapman.1893年，他發現並命名了蛇麻烯（humulene）；在1956年，Howard第一次使用氣相色譜法發現Fuggle酒花油中的18種成分；1963年，Jahnsen使用程序升溫氣相色譜法發現了Bullion酒花油中約200種組分；Roland在1978年使用液固色譜、毛細管氣相色譜-質譜法，發現了酒花存放過程中120種揮發性物質；時間來到2000年，Martin測試了在德國哈拉道地區的Spalter酒花,運用香氣提取物稀釋分析法（AEDA）發現了23種香氣物質。在這23種香氣物質中，有10種是之前沒有被發現的。2002年，被發現的酒花油組分來到了440種。2004年，Robert使用氣相色譜質譜分析方法發現了45種之前未發現的酒花油組分。據估計，酒花油中的組分有上千種，酒花中還有很多的奧秘去等待未來人發掘。

酒花香氣組分

酒花中的香氣組分主要是由酒花油帶來的，一般佔酒花重量的0.1%-2%之間。當然也有很多酒花油含量較高的品種，比如Polaris、Galaxy,含量在3%-5%之間。

酒花油中的主要香氣物質可以分為三組：（1）碳氫化合物，佔到酒花油的40%-80%；其中月桂烯（myrcene）、蛇麻烯（humulene）、石竹烯（caryophyllene）佔了碳氫化合物的大部分。（2）含氧碳氫化合物，佔到酒花油總量的30%左右。這一部分是由非常複雜的組分構成的：醇、醛、酸、酮、酯等等。對於想要做果香型的渾濁IPA的釀酒師來說，這裡面最重要的是萜烯醇（例如：裡那醇、香葉醇等等）。（3）含硫化合物。含硫化合物只佔酒花油組分的很小一部分，約1%。但由於他們的感受閾值極低，所以他們在香氣構成中也佔了至關重要的作用。含硫化合物主要有硫化氫、甲硫醇、二乙基硫化物等等。除了「硫醇」，許多含硫化合物對於酒花香是負效應的，硫醇會帶來酒花的水果香氣。

從上圖中可以看到，幾種有代表性的含量較高的碳氫化合物被描述為「木質香氣、偏草本香等」，而含氧碳氫化合物則被描述為「柑橘香、果香」。所以，我們想要做出偏果香、柑橘香的渾濁IPA，我們應該把注意力放在含氧碳氫化合物上，而不是月桂烯這樣的碳氫化合物上。

在這裡，給大家分享兩個研究。

Guadagni在使用Brewers Gold進行酒花油研究時發現：將酒花油溶解在水中後，酒花油中碳氫化合物含量是含氧組分的6倍，但對香氣強度的貢獻僅僅是含氧組分的兩倍。

「For solutions of hop oil in water, myrcene accounted for about 58% of the total odour intensity of the whole oil and 85% of the odour of the hydrocarbon fraction. The oxygenated fraction amounted to about 1/7 of the whole oil but contributed about 1/3 of total odour intensity.」

從這項研究中我們可以看出，雖說含氧組分的總含量較低，但單位含量對於香氣的貢獻卻比較大。

在另一項關於酒花油組分溶解度的研究中，Weidenhamer測出，碳氫化合物的溶解度很低（<35ppm）,含氧單萜類化合物的溶解度要高出一個或兩個數量級，酮的溶解度範圍為155–6990 ppm，醇的溶解度範圍為183–1360 ppm。

「While hydrocarbons were of low solubility (< 35 ppm), oxygenated monoterpenes exhibited solubilities one or two orders of magnitude higher, with ranges of 155–6990 ppm for ketones and of 183–1360 ppm for alcohols.」

從中我們可以看出，含氧化合物在水中的溶解度要比碳氫化合物高得多，所以比較容易留在最終的酒中，貢獻更多的香氣。

Kettle Aroma

對於Kettle Aroma，我不知道怎麼翻譯比較恰當，暫且叫做「沸煮香氣」吧。對於傳統啤酒的Kettle Aroma，通常被描述為「辛香、木質香、草藥香」。這些香氣的形成複雜多樣，因為酒花在沸煮開始時就加入了，會經過揮發、萜烯氧化、發酵過程中氧化產物的生物轉化等。

在這裡，我要先甩出一句話「Humulene and caryophyllene oxidation and hydrolysis products have been linked to the 'spicy/herbal' notes typical for 'kettle hop' aroma.」，「蛇麻烯與石竹烯的氧化與水解產物和「辛香/草本香」聯繫起來。」

大體來講，傳統的Kettle Aroma常常與富含倍半萜（蛇麻烯、石竹烯）的酒花聯繫起來。

從上表中我們可以看出，在酒花存放了一年之後，蛇麻烯的氧化產物大大提升。所以，我終於明白了，對於想要有「優雅貴族香氣」的傳統啤酒釀造者來說，選用陳放過的酒花的原因。

所以，想要製作偏向果香的渾濁IPA，對於苦花的選擇，我們可以使用蛇麻烯和石竹烯含量較低的酒花。比如：Citra,Columbus,Comet,Loral等。

Late Hopping（沸煮末期或關火之後投酒花）

在這裡，先請大家思考一個問題。用同一種酒花，同樣的量，一批在沸煮末期使用，一批完全在發酵結束後進行幹投，哪一種使用方法會帶來更多的果香呢？

Haley用Styrian Golding做了這個實驗，最終發現沸煮末期投酒花會比幹投帶來更多的果香和柑橘香。

從上表中我們可以看出，對於沸煮末期投酒花的酒，成品酒中月桂烯的含量大大降低，裡那醇的含量幾乎沒有變化。而對於幹投的酒，裡那醇的含量與沸煮末期投的相等，但月桂烯含量極高。

那麼，用酒花的含氧部分(單萜醇，比如linalool、geraniol)來預測Late Hopping香氣是否更可靠呢？

對此，Schull做了一個實驗，他分別用「酒花總重量」、「酒花油總含量」、「酒花油中含氧部分總量」作為預測沸煮末期酒花香氣的標準。最終發現：用酒花油的含氧部分預測最終產品的感知香氣，體現出了最高的可預測性。這個實驗可以給我們什麼啟發呢？綜合香氣需求與成本控制，我們可以選用單位含氧化合物成本最低的酒花進行Late Hopping。

Whirlpool Hopping（迴旋沉澱投酒花） & 溫度

在2012年的世界釀造大會（World Brewing Congress）中，Takako分享了他做的關於Whirlpool Hopping與溫度關係的實驗。

他做了三組實驗，分別在95攝氏度、85攝氏度以及75攝氏度，在迴旋沉澱期間投入了等量的酒花。通過感官品評他發現：95攝氏度下體現出較高的柑橘香、辛香與酯香；85攝氏度下體現出較高的花香和草本香；75攝氏度下體現出較高的木質香氣，而其他類型的香氣評分都較低。

當然，這個實驗只是針對一種酒花，不能說明具體酒花在特定溫度的下的香氣體現。但從側面可以說明，不同的Whirlpool Hopping溫度會給最終產品帶來不同的香氣。所以，為了增加香氣的層次感與複雜度，我們可以嘗試在Whirlpool Hopping階段進行不同溫度下的分步投酒花。

Whirlpool Hopping（迴旋沉澱投酒花） & 時間

迴旋投酒花時間與香氣強度有什麼關係呢？Van做了這樣的實驗：在其他條件均相同的情況下，Short組在關火後加入1lb/bbl的Amarillo,時長50分鐘；Long組同樣在關火後加入1lb/bbl的Amarillo,時長80分鐘。

從上圖我們可以看出，對於成品酒來說，Long組的香氣強度要比Short組強。不過在這篇文章中，所有的結論都是通過感官品評得出的，並沒有測量特定組分的含量變化。

Whirlpool Hopping & DMS (Dimethyl sulfide)

首先簡單說一下DMS的來源：1）制麥過程中產生SMM,SMM受熱水解成DMS和DMSO；2）發酵過程中DMSO被酵母轉化成DMS；3）麥汁被野菌感染也會產生DMS。

接下來，再介紹兩個有趣的實驗。

第一個實驗，Dickenson在沸煮完成關火後停留了一個小時。具體數據如下表：

從上表中可以看出，在關火併在熱端停留一個小時之後，DMS從約50微克/升增長到約100微克/升。

在Hanke有關裡那醇和DMS感受閾值的實驗中，他發現少量的裡那醇可以提高DMS的閾值，讓DMS沒有那麼容易被感受到；但大量的裡那醇可以降低DMS的閾值。

「The obtained results show that linalool decreases the perceived intensity of off-flavours(DMS) at low concentrations but increases at higher concentrations. Esters also showed suppressing and synergistic effects. 」

由於我們在做偏向果香的渾濁IPA時，會引入大量的裡那醇，所以我們更要注意DMS對風味的影響。

總結

我們來簡單總結一下這次的主要內容：

（1）碳氫化合物在酒花油裡佔比最多但極易揮發，常被描述為辛香，木質香，泥土香；

（2）酒花油中含氧部分更偏重果香，含量不高但會帶來很多香氣，因為溶解度較高且閾值較低；

（3）Kettle Aroma（辛香，木質香，泥土香）主要來源於碳氫化合物的氧化；

（4）為了更圓潤和更複雜的香氣，可以在熱端多步投放酒花；

（5）Late-hopped比幹投會帶來更多的果香、柑橘香；

（6）更多的含氧組分（Linalool,Geraniol），更多的香氣潛力；

（7）不同的Whirlpool Hopping溫度會帶來不同的香氣；

（8）少量的linalool會增加DMS閾值，大量的linalool會降低DMS閾值，可以通過適當延長沸煮時間和增加沸煮強度來降低DMS的影響。

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