张雷，张璐璐，刘香英，孙洪蕊，羊玺月，康立宁*

（1.吉林省农业科学院农产品加工研究所，吉林 长春 130033；2.吉林农业科技学院食品工程学院，吉林 吉林 132101；3.北华大学林学院，吉林 吉林 132013）

精酿啤酒是近年来新兴的一类迎合特殊人群需求、追求个性化的啤酒类型。精酿啤酒作为一种稳定性较差的胶体溶液，灌装后的澄清度和透明度只是暂时和相对的[1]。随着贮藏时间的延长，在氧气、光照、振动等因素的影响下，会出现颜色加深、浑浊、沉淀、变质等现象[2-3]。啤酒稳定性是鉴定啤酒保质期的综合指标。精酿啤酒作为一种发酵饮料，特殊的风味、泡沫和色泽是吸引消费者的主要因素[4]。精酿啤酒经过发酵作用产生的风味物质有上千种，包括醇类、酯类、羰基类、有机酸类、硫化物等，这些物质之间微妙的平衡关系，共同构成了不同类型啤酒特有的风味[5]。高级醇比例过高，则啤酒口味不协调，并且饮后“易上头”，使人产生不适感，若高级醇比例过低，则啤酒酯香味突出，影响啤酒正常口感[6-7]。酯香气含量与种类越丰富啤酒芳香味道越明显[8]。在影响啤酒成熟的风味物质中，双乙酰是一个非常重要的指标，如今已被视为啤酒成熟的重要标志。双乙酰是啤酒中主要的风味物质，当其含量超过阈值（0.1 mg/L）时，啤酒会产生一种令人不愉快的感觉[9]。因此，风味物质的好坏直接影响到啤酒的品质。如何提高啤酒关键风味物质的含量，丰富风味物质的种类一直是啤酒领域研究的热点。虽然啤酒稳定性的研究越来越受到重视，但对精酿啤酒理化性质和稳定性的研究却很少。因此，本文通过测定油莎豆精酿成品啤酒货架期的理化参数，揭示啤酒的理化性质与稳定性内在关系，为啤酒稳定性评价提供必要的参数。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

油莎豆：河北省定州市世和农业科技有限公司；大麦芽：山东金酿生物科技有限公司；US-04酵母、萨兹酒花：帝伯仕精酿有限公司；酚酞（分析纯）：沈阳从科化工有限公司；氢氧化钠（分析纯）：济南润辉化工有限公司；盐酸（分析纯）：沈阳兴惠达化工有限公司；邻苯二胺（分析纯）：山东豪顺化工有限公司；有机硅消泡剂（分析纯）：上海凯茵化工有限公司；辛醇（色谱纯）：山东菲尔新材料有限公司；异辛烷（色谱纯）：济南普莱华化工有限公司；纯净水：吉林农业科技学院酿造科技创新中心。

1.2 仪器与设备

T9紫外可见分光光度计：苏州赛力威仪器设备有限公司；JC-TD4台式低速自动平衡离心机：青岛精诚仪器仪表有限公司；啤酒全套生产线（包括发酵罐、糖化罐、回旋槽、制冷系统、啤酒灌装设备）：哈尔滨顺成创新科技发展有限公司；RT2016电磁炉：广州市诺在商贸有限公司；XS-10多功能麦芽粉碎机：上海兆申科技有限公司；AL104电子天平：梅特勒—托利多仪器有限公司；LB-90手持糖度计：河北慧采科技有限公司；SQ-28冷藏柜：山东省博兴县汇利丰厨房设备厂；7890B气相质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）分析仪：费尔伯恩精密仪器（上海）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料处理方法

新鲜采收的油莎豆，洗净表面浮土，在室温25℃条件下晾干，60℃烘箱中烘制48 h，进行压榨除油，收集压榨除油后的豆粕，再将豆粕进行微波杀菌，杀菌温度85℃，时间15s。用输出功率为300 W的电磁炉烘炒10 min。将炒熟的豆粕，按照料液比为1∶2.5（g/mL），40℃温水浸提3 h。过滤，煮沸杀菌，静置冷却10 h，下层分液，即为发酵液A，用于补料发酵。大麦芽在粉碎机中进行粉碎，粉碎标准为麦芽胚乳成粉，皮壳破而不碎。

1.3.2 啤酒的加工

以300 L发酵体积为例，将粉碎好的60 kg大麦芽投入温度为35℃的糖化锅中进行搅拌，随后加热到45℃保持20 min，再加热到50℃保持50 min，再加热到72℃保持10 min，再加热到78℃，制得糖化醪。洗糟前向洗糟槽中泵入78℃纯净水，水量为过筛板水位2 cm，再将糖化醪泵入过滤槽中，静置2 min，随后进行过滤，用60 L 70℃的水洗糟两次，制得麦汁。煮沸温度为100℃，开始煮沸时投入100 g酒花，煮沸时间为1 h，煮沸结束时投入90 g酒花，煮沸结束后测糖度为11%。麦汁在回旋槽中进行回旋沉淀，静置20 min。利用板式换热器冷却麦汁，温度控制在20℃，同时在麦汁入罐时，控制氧气压力0.5 MPa，充氧1 min，入罐结束时用70℃热水将管路麦汁顶进发酵罐。酵母菌种添加量为300 g，起始发酵温度为18℃，每隔24 h排一次沉淀物，同时测定发酵液糖度，待糖度至4.5%左右，干投酒花45 g；随后，每24 h降低2℃，并同时排酵母与沉淀物，直至降至4℃，停止降温，即为发酵液B。将发酵罐压力缓慢卸压，向发酵液B中加入发酵液A（30 L）或灌装时以A液为15%添加，温度控制在14℃～16℃，7 d后封罐，控制压力在1.5 MPa，每天降低2℃，排沉淀物，最后温度降至2℃，后储7 d，即为成品。出酒前1 d利用二氧化碳钢瓶将罐内压力补压至2.0 MPa，碳化24 h，备压灌装。

1.3.3 挥发物检测

1.3.3.1 前处理方法

称取适量样品置于顶空瓶中，加3 mL饱和NaCl溶液密封，于80℃下平衡30 min，用固相微萃取针萃取30 min，待萃取结束后，萃取针在进样口解吸5 min。

1.3.3.2 气相色谱-质谱检测条件

色谱柱：HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；分流比：不分流；载气流速：1.0 mL/min；进样口温度：240℃；扫描方式：完全扫描；离子源温度：230℃；四极杆温度：180℃；升温程序：起始温度45℃，保持4 min，以6℃/min的速率升至130℃，再以10℃/min的速率升至240℃，保持8 min。采集到的质谱图利用NIST谱库进行检索，鉴定样品中的挥发性成分，并利用面积归一化法分析各成分的相对含量。

1.3.4 贮藏试验及理化性质检测

用铝罐（aluminum can，AC）与涤纶树脂（polyethylene terephthalate，PET）棕色瓶装啤酒，分别置于4℃条件下贮藏，在贮藏期第0天、第20天、第40天、第60天、第80天进行理化性质分析。色度采用分光光度法测定，总酸值采用指示剂法测定，泡持时间采用秒表法测定，总多酚含量测定参照GB/T 4928—2008《啤酒分析方法》。

1.3.5 数据分析

所有数据结果以平均值±标准差表示，均数比较采用t检验。p<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 焙焦油莎豆粕精酿啤酒风味物质分析

焙焦油莎豆粕精酿啤酒风味物质表征见表1。

表1 焙焦油莎豆粕精酿啤酒风味物质表征Table 1 Flavor substance characterization of craft beer made from baked meal of de-fat yellow nut sedge

续表1 焙焦油莎豆粕精酿啤酒风味物质表征Continue table 1 Flavor substance characterization of craft beer made from baked meal of de-fat yellow nut sedge

啤酒挥发性物质的变化对啤酒的感官品质具有重要的意义[10-11]。高级醇类、酯类、醛等的组成及含量，将影响啤酒的最终品质。高级醇类和酯类是啤酒中令人愉快的理想的挥发性化合物，而双乙酰则被认为是使啤酒产生负面效应的关键物质[12-13]。啤酒中的所有风味成分都必须控制在一定范围内，否则，一种或一组化合物可能破坏风味平衡。由表1可知，油莎豆精酿啤酒样品经GC-MS分析，共检测出香气成分42种，其中醇类物质7种，占总香气成分相对含量的71.95%，分别为乙醇、异戊醇、苯乙醇、橙花叔醇、4-（己氧基）-1-丁醇、9-癸烯-1-醇，其中相对含量最高的为乙醇，占35.27%；酯类物质18种，相对含量为10.49%，最高的为戊酸乙酯，占5.32%；酸类物质3种，相对含量为8.93%，最高为9-癸烯酸；酮类物质4种，相对含量为0.29%；酚类物质2种，相对含量为6.14%；醛类物质2种，相对含量为0.08%；其余为少量的烷、烯、炔与嘧啶物质。由此可见，焙焦油莎豆精酿啤酒具有丰富的醇类与酯类类物质，赋予了酒体浓郁的香气味道，入口芳香醇厚。

2.2 不同包装物对焙焦油莎豆粕精酿啤酒货架期理化性质的影响

2.2.1 不同包装物对啤酒色度的影响

铝罐（AC）与涤纶树脂（PET）瓶装对啤酒冷藏货架期色度的影响见图1。

图1 铝罐（AC）与涤纶树脂（PET）瓶装对啤酒冷藏货架期色度的影响Fig.1 Influence of aluminum cans（AC）and polyethylene terephthalate（PET）bottles on the coloration of beer during cold storage shelf life

啤酒包装类型的差异会影响检验样品的颜色，南景日等[14]研究表明，存储在玻璃瓶中的啤酒样品，随着存储时间的延长，颜色值有增加的趋势，颜色变化可能是美拉德反应产生类黑素导致。Jaskula-Goiris等[15]研究表明在啤酒加工、包装和储存过程中应避免使啤酒吸收氧气，同时氧气的存在也会引发高级醇的氧化、啤酒花衍生苦酸的氧化降解和不饱和脂肪酸的氧化等化学反应。由图1可知，油莎豆精酿啤酒在4℃低温贮藏过程中啤酒色度会逐渐加深，但铝罐装对维持产品色度的稳定性效果明显优于PET瓶装方式（p＜0.05），这很可能是铝包装避光，避免了氧化反应的产生，因此铝罐罐装是本产品推荐的优选包装类型。

2.2.2 不同包装物对啤酒总酸值的影响

铝罐（AC）与涤纶树脂（PET）瓶装对啤酒冷藏货架期总酸的影响见图2。

图2 铝罐（AC）与涤纶树脂（PET）瓶装对啤酒冷藏货架期总酸的影响Fig.2 Influence of aluminum cans（AC）and polyethylene terephthalate（PET）bottles on the total acid of beer during cold storage shelf life

啤酒中的酸分为挥发性酸和非挥发性酸，挥发性酸主要有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸；非挥发性酸主要有乳酸、琥珀酸、柠檬酸、草酸、酒石酸等，过量的酸会使啤酒口感粗糙，不协调，适量的有机酸赋予啤酒愉快的酸味和爽快的口味[16-17]。由图2可知，随着低温货架期的延长，铝罐与PET包装啤酒总酸值逐渐增大，但两种包装物对总酸值的影响并不显著（p＞0.05）。进一步分析表明虽然两种包装物的总酸值在低温贮藏过程中同步增加，但并未超出消费者的接受的酸度范围。因此两种包装在啤酒酸度稳定性控制方面都发挥了正面作用。

2.2.3 不同包装物对啤酒总多酚含量的影响

铝罐（AC）与涤纶树脂（PET）瓶装对啤酒冷藏货架期总多酚的影响见图3。

图3 铝罐（AC）与涤纶树脂（PET）瓶装对啤酒冷藏货架期总多酚的影响Fig.3 Influence of aluminum cans（AC）and polyethylene terephthalate（PET）bottles on the total polyphenol of beer during cold storage shelf life

前期研究表明，黄酮类化合物在啤酒储存过程中会聚合发生氧化反应，尤其是多酚物质会影响啤酒的颜色，在啤酒的生产和成熟过程中起着重要的作用[18-19]。由图3可知，随着低温货架期的延长，铝罐与PET包装中啤酒总多酚含量逐渐减少。两种包装物比较表明，前40 d两种包装物对多酚含量的影响无显著差异（p＞0.05），但在60 d～80 d铝罐包装在控制总多酚稳定方面显著优于PET材质包装物（p＜0.05），这很可能与铝罐具有较高的密封性以及避光作用有重要关系，减少了多酚物质的转化与耦合沉淀。

2.2.4 不同包装物对啤酒泡持时间的影响

铝罐（AC）与涤纶树脂（PET）瓶装对啤酒冷藏货架期泡持时间的影响见图4。

图4 铝罐（AC）与涤纶树脂（PET）瓶装对啤酒冷藏货架期泡持时间的影响Fig.4 Influence of aluminum cans（AC）and polyethylene terephthalate（PET）bottles on the foam retention of beer during cold storage shelf life

啤酒的泡持时间是吸引消费者与凸显啤酒特色的重要感官品质指标。因此，泡沫的维持时间与泡沫细腻程度对啤酒的质量具有重要意义，一般啤酒的泡沫保持在200 s左右才会有比较好的口感[20-21]。由图4可知，随着货架时间的延长，不同包装中的啤酒泡持时间先增大后减小，40 d～80 d铝罐包装泡持时间稳定性显著优于PET包装物（p＜0.05），这很可能与两种包装物的气密性差异存在一定关系，也可能与蛋白水解酶活性变化相关联。

3 结论

焙焦油莎豆粕精酿啤酒的香气成分中醇类物质占71.95%，酯类物质占10.49%，酸类物质占8.93%，其余少量成分为酮、醛、酚等物质；铝罐对啤酒的泡持时间、色度、多酚含量的维持显著优于PET瓶装方式，但对总酸值的控制与PET包装材质比较无明显优势；综合分析铝罐是该产品在长期货架贮藏过程中的候选包装物；本研究成果为该产品的推广、包装设计以及贮藏条件优化提供重要的理论与实践信息。