甘蔗精釀啤酒中果香風(fēng)味物質(zhì)的檢測研究

黃凱 陳延 寧方堯 梁勇 尹麗

（廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧530001）

人類很早就開始以甘蔗和甘蔗糖蜜為原料生產(chǎn)酒精飲料。如拉丁美洲加勒比海地區(qū)盛產(chǎn)的朗姆酒，以其獨特的風(fēng)味，飲用后特殊的愉悅感，得到了全世界消費者的青睞，成為世界消費量最大的酒類之一。

用蔗汁生產(chǎn)果酒也有報道，但是沒有系統(tǒng)性研究。國外多見于中南美洲國家，只有零星分布，而中國也只有部分研究機(jī)構(gòu)在進(jìn)行試驗階段，多未量產(chǎn)。

甘蔗汁不能作為主原料直接用于啤酒的生產(chǎn)。啤酒的生產(chǎn)工藝為，將原料小麥芽或大麥芽、啤酒花等進(jìn)行糊化和糖化，二回加入酵母發(fā)酵釀制而成。工業(yè)啤酒或者精釀啤酒可以使用淀粉、糖漿或者果漿代替部分麥芽汁進(jìn)行發(fā)酵，從而減少部分麥芽汁的用量或者使啤酒帶入獨特的風(fēng)味。使用甘蔗汁替代麥芽汁發(fā)酵制啤酒的研究和生產(chǎn)應(yīng)用較少，陳健旋研究了使用蔗汁替代部分麥芽汁進(jìn)行一次發(fā)酵生產(chǎn)啤酒的實驗，經(jīng)對照發(fā)現(xiàn)，所得到的啤酒各項指標(biāo)與普通啤酒無明顯差別［1］，但他們采用的是一次發(fā)酵工藝，未對甘蔗中的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行研究。

本研究于2017年開始利用甘蔗汁代替麥芽汁進(jìn)行發(fā)酵，與陳健旋團(tuán)隊的研究路線不同的是，本次采用二次發(fā)酵，發(fā)酵所得的啤酒口感順滑，比普通啤酒略苦，帶有精釀啤酒的特質(zhì)，同時果香味更為濃郁。甘蔗及其酒類制品中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)較多，常見的物質(zhì)多為脂類、醇類［2-5］，種類多樣，成分復(fù)雜，且甘蔗品種不同揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)也不同。本研究所檢測的揮發(fā)性香味物質(zhì)帶典型果香味，如乙酸乙酯具有特殊的水果香味，乙酸異戊酯則呈現(xiàn)香蕉和梨的香味，丁酸乙酯帶有菠蘿香味，己酸乙酯也呈現(xiàn)菠蘿香味，而異戊醇則表現(xiàn)出蘋果香味，異丁醇則具有可可香味［6］，通過使用氣相色譜儀檢測普通啤酒和甘蔗啤酒的含量，進(jìn)而分析甘蔗汁的添加對以上風(fēng)味物質(zhì)濃度是否有提升作用。

1 材料和試劑

1.1 普通大麥啤酒（對照組）

主要原料為大麥芽，并添加啤酒花，最后加入酵母按二次發(fā)酵工藝制成，工藝流程圖如圖1所示。

圖1 二次發(fā)酵工藝流程

1.2 甘蔗精釀啤酒（試驗組）

主要原料和工藝流程與1.1相同，不同的是在二次發(fā)酵時分別添加10%、20%、30%、40%的蔗汁。蔗汁的原料為“臺糖22”，去皮后榨汁，蔗汁錘度為18°Bx。選用“臺糖22”品種是因為其揮發(fā)性物質(zhì)較多，利于檢測［7］。

1.3 分析試劑

乙酸乙酯、乙酸異戊酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、異戊醇、異丁醇、乙醇，以上均為美國sigma公司標(biāo)準(zhǔn)品。

1.4 儀器與設(shè)備

氣相色譜儀（備有氫火焰離子化檢測器）：美國安捷倫公司；

HP-INNOWAX毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.32 mm，0.25μm）：美國安捷倫公司；

MPS多功能進(jìn)樣器：德國Gerstel公司。

1.5 感官評定方法

甘蔗啤酒感官評定標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB4927-2008制定，見表1。

1.6 檢測方法

目前國標(biāo)檢測方法中沒有啤酒中風(fēng)味物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，本次研究采用基于白酒香味物質(zhì)的GB/T 10345-2007做試驗，如標(biāo)準(zhǔn)溶液中使用該國標(biāo)能將檢測出果香風(fēng)味物質(zhì)乙酸乙酯、乙酸異戊酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、異戊醇、異丁醇的特征峰，則說明其有效。

1.6.1 樣品的制備樣品制備方法基于GB/T 10345-2007白酒分析方法，對照組為普通精釀啤酒（無蔗汁添加），實驗組為甘蔗精釀啤酒（添加30%蔗汁，依據(jù)見2.1感官評定結(jié)果）。

1.6.2 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制標(biāo)準(zhǔn)溶液配制詳見表2。

1.6.3 色譜柱條件色譜柱條件詳見表3。

1.6.4 校正因子（f）的測定詳見GB/T 10345-2007。

1.6.5 樣品測定進(jìn)樣方法詳見GB/T 10345-2007，保證f值測定條件相同，根據(jù)保留時間確定待測物質(zhì)峰的位置，并測定風(fēng)味物質(zhì)與內(nèi)標(biāo)峰面積（或峰高）求出峰面積（或峰高）之比，計算出樣品中果香風(fēng)味物質(zhì)的含量。

1.6.6 結(jié)果計算計算方法詳見GB/T 10345-2007（注：所得結(jié)果應(yīng)保留兩位小數(shù)）

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評定結(jié)果

感官評定結(jié)果如表4所示。對精釀啤酒產(chǎn)品的泡沫、色澤、香氣、口味、組織狀態(tài)五方面進(jìn)行感官評價，滿分100分。

表1 甘蔗啤酒感官評定

表2 標(biāo)準(zhǔn)溶液含量 （單位：g/L）

表3 色譜柱條件

表4 感官評定結(jié)果

由表4可知，添加蔗汁進(jìn)行二次發(fā)酵后，啤酒出現(xiàn)了明顯的改變。從外觀分析，添加蔗汁后，啤酒顏色加深，外觀評分下降，可能與甘蔗中酚類物質(zhì)含量較多有關(guān)，酚類物質(zhì)經(jīng)氧化后變成深色物質(zhì)；從氣味分析，加入蔗汁后的精釀啤酒氣味較為豐富，果香味足，且隨著蔗汁添加越多，氣味越濃，得分越高，說明添加蔗汁能豐富啤酒的芳香；但添加蔗汁后，啤酒的泡沫得分呈下降趨勢，原因可能為蔗汁的表面活性物質(zhì)破壞了啤酒原有的氣泡；殺口力評分方面，添加蔗汁沒有明顯影響殺口力；口味項目方面，添加蔗汁的精釀啤酒口感比原味啤酒要顯得單薄，醇厚度有所下降，特別是添加40%蔗汁后的甘蔗啤酒，原因可能是糖度過高，導(dǎo)致酒精度較高，從而影響啤酒的醇厚感。綜合評價，添加30%蔗汁的啤酒得分最高，雖然其泡沫、口味與普通精釀啤酒有所下降，但是勝在果香味濃郁。最后選定添加30%蔗汁的甘蔗精釀啤酒作為樣品，對其所含的果香風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測。

2.2 檢測方法的確定

使用GB/T 10345-2007白酒分析方法對混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，結(jié)果如圖2所示。由圖2可以看出，混合標(biāo)準(zhǔn)溶液中均能檢測出乙酸乙酯、乙酸異戊酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、異戊醇、異丁醇信號，特征峰明顯且峰型飽滿，其出峰時間如表5所示，說明GB/T 10345-2007白酒分析法可作為啤酒中風(fēng)味物質(zhì)檢測的方法。

圖2 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的氣相色譜圖

表5 典型啤酒風(fēng)味物質(zhì)的出峰時間 （單位：min）

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線

對梯度混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行檢測，做標(biāo)準(zhǔn)曲線，如 圖3，相關(guān)性詳見表6。

圖3 各果香風(fēng)味物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

表6 各果香風(fēng)味物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)性

2.3 定量結(jié)果

啤酒中乙酸乙酯、乙酸異戊酯、丁酸乙酯、己酸 乙酯、異戊醇的檢測圖譜見圖4、圖5所示。

圖4 普通大麥啤酒中部分風(fēng)味物質(zhì)的檢測圖譜

圖5 普通甘蔗精釀啤酒中部分風(fēng)味物質(zhì)的檢測圖譜

由表7可以看出，丁酸丁酯、乙酸異戊酯和己酸乙酯沒有檢出，乙酸乙酯、異丁醇和異戊醇的峰較為明顯。對檢出峰進(jìn)行計算，得到結(jié)果，如表7所示。

結(jié)合圖4、圖5和表7可知，普通大麥精釀啤酒和甘蔗精釀啤酒中均存在菠蘿香味的乙酸乙酯、帶可可香味的異丁醇以及帶蘋果香味的異戊醇等具有明顯果香的風(fēng)味物質(zhì)，同時明顯看出，添加30%甘蔗汁后的甘蔗精釀啤酒，其乙酸乙酯、異丁醇以及異戊醇含量分別增加0.002g/L、0.001g/L和0.016g/L，提升約20%、100%和79%，較好解釋了2.1感官評定結(jié)果中甘蔗精釀啤酒的氣味評分較高的現(xiàn)象。

2.4 方法評價

本次試驗取10μL的梯度標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線制定與繪制，并對樣品進(jìn)行了3次檢測，確定檢測試驗的精密度，結(jié)果如表8所示。

表7 大麥精釀啤酒和甘蔗精釀啤酒果香風(fēng)味物質(zhì)檢測結(jié)果 （單位：g/L）

表8 檢測方法評價指標(biāo)

由表8可以看出，以上各風(fēng)味物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程線性關(guān)系較好，相關(guān)系數(shù)R2均大于0.995，回收率較高和穩(wěn)定性較強(qiáng)（加標(biāo)回收率和相對偏差較?。瑱z測結(jié)果可靠。

3 結(jié)論

此次研究使用了GB/T 10345-2007白酒分析法對甘蔗風(fēng)味精釀啤酒和普通大麥啤酒（對照）進(jìn)行了檢測，該方法能檢測出預(yù)先估計的風(fēng)味物質(zhì)，建立了較好的標(biāo)準(zhǔn)曲線，檢測結(jié)果準(zhǔn)確且可靠，表明該國標(biāo)檢測方法適用于啤酒風(fēng)味物質(zhì)的檢測。檢出的風(fēng)味物質(zhì)含量在0.001～0.039g/L之間，與其他文獻(xiàn)測出的風(fēng)味物質(zhì)濃度5～160μg/L要大，因為精釀啤酒多為原漿啤酒，其液體中固形物和揮發(fā)性物質(zhì)含量均高于普通工業(yè)啤酒。

從檢測結(jié)果可以看出，在二次發(fā)酵過程過程添加30%的甘蔗汁制成甘蔗啤酒后，風(fēng)味物質(zhì)乙酸乙酯、異丁醇和異戊醇濃度有所提高，含量分別增加了0.002g/L、0.001g/L和0.016g/L，提升約20%、100%和79%，說明甘蔗汁的加入能較好提升啤酒的風(fēng)味，提升了精釀啤酒的果香味。另外，丁酸丁酯和己酸乙酯均未檢出，說明普通大麥啤酒和甘蔗風(fēng)味啤酒中基本不含此類風(fēng)味物質(zhì)。同時，從感官評定結(jié)果看，外觀、泡沫、口味等得分比普通精釀啤酒稍低，原因與甘蔗特有的酚類物質(zhì)含量較多，存在較多表面活性物質(zhì)和大分子物質(zhì)較少有關(guān)，今后將對此進(jìn)行深入研究以便得到更好、更符合大眾喜好的啤酒產(chǎn)品。最后，此研究過程中，受制于檢測條件，未使用氣質(zhì)聯(lián)用儀器對啤酒的風(fēng)味物質(zhì)做全面分析定性，未來的工作將會著重在此方面進(jìn)行開展。