不同品种葡萄酿制精酿啤酒品质分析

杨美玲1,2,张 驰1,2,王 辉1,2,王文华1,2,朱丽霞1,2,*

(1.塔里木大学食品科学与工程学院,新疆 阿拉尔 843300;2.塔里木大学南疆特色农产品深加工兵团重点实验室,新疆 阿拉尔 843300)

摘要:分别以赤霞珠、黑加仑、玫瑰香、黑提、红提、青提葡萄为原料酿制葡萄精酿啤酒,通过常规方法、感官评价及顶空固相微萃取-气相色谱-质谱(HS-SPME-GC-MS)测定啤酒的理化指标、感官特征和挥发性香气物质,计算香气活力值(OAV)并对关键香气物质与感官特征进行主成分分析(PCA)。结果表明,6种葡萄精酿啤酒总酸3.51~4.10 g/L、乙醇体积分数5.66%~6.83%、泡持性156~221 s、还原糖6.41~7.52 g/L、总酚284.2~383.9 mg/L;共检出50种挥发性风味物质,其中酯类和醇类物质种类分别为21种和11种,质量浓度分别为28.18~52.34、4.94~16.22 mg/L,黑加仑和玫瑰香精酿啤酒检出挥发性风味物质质量浓度最高,分别为97.63、90.19 mg/L,检出物质中共有的挥发性风味物质包括辛酸、苯乙醇、乙酸乙酯等24种;OAV>1的关键香气物质有31种,包括酸类6种、醇类8种、醛类1种、酮类5种、酯类10种及其他类1种。感官评价结果表明黑加仑、玫瑰香葡萄精酿啤酒综合感官品质较好。PCA结果表明,基于感官特征及关键香气物质可区分不同品种葡萄精酿啤酒。综上,黑加仑、玫瑰香葡萄酿造的葡萄啤酒风格突出,更适合酿制葡萄精酿啤酒。

关键词:葡萄;精酿啤酒;理化品质;感官特征;香型

葡萄富含糖类、维生素、矿物质等多种营养成分,具有抗氧化、抗炎、抗癌和保护心血管等保健功效[1]。啤酒是以麦芽、啤酒花和水为主要原料,经酵母发酵酿制而成的酒精性饮料[2]。随着生活水平的提高,啤酒的消费市场呈现出多元化、高端化的发展趋势[3]。随着国民生活水平的显著提升,消费者对啤酒品质要求提升,精酿啤酒随之快速发展,凭借其独特风味和丰富营养备受青睐。

精酿啤酒由小型啤酒厂或工坊生产,以大(小)麦芽、水、啤酒花为基础原料,并可添加为丰富风味与口感而选用的原料,通过添加酵母采用传统酿造工艺酿制,呈现出独特而多元的风味[4]。精酿啤酒与普通啤酒相比,成分精细,口味多样,口感更纯正、更新鲜,甚至营养更丰富。因其麦汁浓度高、 乙醇含量高、风味浓烈香郁,越来越受到消费者的喜爱[5]。目前,国内外关于不同品种葡萄精酿啤酒的研究较少,研制葡萄精酿啤酒,不仅能增加葡萄的附加值,还能进一步拓展其销售渠道[6]。然而各品种葡萄酿造的葡萄啤酒品质也存在差异。樊玉婷等[7]以西拉和美乐2个不同品种葡萄为原料分别酿造葡萄啤酒,结果表明多酚和香气物质在不同品种葡萄啤酒中差异明显。成冬冬[8]以山楂为原料酿造山楂风味啤酒,结果表明山楂风味啤酒的理化特性和感官品评突出,均高于普通啤酒。但目前,鲜见不同品种葡萄酿造精酿啤酒品质的研究报道。

本研究选用新疆当地6种葡萄品种果汁为辅料,酿造葡萄精酿啤酒。通过分析理化指标(总酸、泡持性、 乙醇体积分数、还原糖、总酚)并进行系统感官评价。同时,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱(headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)测定挥发性香气成分,筛选香气活力值(odor activity value,OAV)>1的关键香气物质。采用主成分分析(principal component analysis,PCA)将香气物质与理化指标、感官特征进行关联分析。旨在为葡萄精酿啤酒酿造中品种选择提供科学依据,并为我国精酿啤酒的后续研究和工业化开发提供支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

麦芽 新疆燕京农产品开发有限公司;葡萄(赤霞珠、黑加仑、玫瑰香、黑提、红提、青提)均产自新疆阿克苏地区;艾尔啤酒活性干酵母(Saccharomyces cerevisiae)E491 法国Fermentis公司。

啤酒花 新疆方睿啤酒原料制品有限责任公司;硫酸铜、酒石酸钾钠、葡萄糖 天津市致远化学试剂有限公司;次甲基蓝、氢氧化钠、3,5-二硝基水杨酸、亚铁氰化钾、乙酸锌、乙醇、丙酮、没食子酸、福林酚、无水乙醇 上海源叶生物科技有限公司。所用试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

九阳多功能破壁机 九阳股份有限公司;麦芽粉碎机 南阳市澳德啤酒设备技术有限公司;立式不锈钢密闭发酵罐 镇江鑫顺生物设备有限公司;糖化锅 烟台帝伯仕酿酒设备有限公司;NK-55T高精度数显糖度计 天津瞭望光电科技有限公司;7890B-7000D GC-MS仪 美国安捷伦科技公司;SAAB-57328USPME手动进样柄、手动固相萃取头(50/30 μm DVB/CAR PDMS)、BPC-250F培养箱 上海一恒科学仪器有限公司;万分之一电子天平 上海拓西电子科技有限公司;亚荣RE-2000A旋转蒸发仪 上海坤诚科学仪器有限公司;DXY-12L-T恒温水浴锅 深圳市鼎鑫宜实验设备有限公司;J6紫外-可见分光光度计 上海菁华科技仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 葡萄精酿啤酒酿造工艺流程及操作要点

工艺流程:麦芽→粉碎→糖化→麦汁过滤→麦汁煮沸并加入酒花→沉淀过滤→麦汁冷却→接入酵母→前发酵→分批加入葡萄汁→后发酵→低温冷藏→成品啤酒。

操作要点:

葡萄果汁制备:选用优质葡萄,清洗、榨汁、过滤后冷藏保存。

麦芽处理:大麦芽经清理、称量及粉碎机粉碎后,作为主料混合物。

糖化:麦芽与水按1∶4(g/mL)比例,糖化过程在糖化锅中进行,采用升温浸出法,并全程保持搅拌:35~38 ℃浸渍30 min→50 ℃保温30 min→63 ℃保温30 min→68 ℃保温20 min→78 ℃保温10 min[7]

麦汁过滤:糖化醪经3层纱布过滤,收集麦汁。

麦汁煮沸:总时长75 min。沸腾40 min时加入总酒花(1 g/L、α-酸体积分数为6.9%)的60%,沸腾70 min时加入剩余40%。

过滤沉淀:麦汁静置20 min,取上层清液纱布过滤。

麦汁冷却:冷却至25 ℃。

酵母接种:以接种量0.5 g/L接种E491干酵母(约6.25×108 酵母数/(L·°P))于34~36 ℃无菌水,活化30 min,加入发酵罐,20 ℃发酵。

分批加葡萄汁:

第1阶段(发酵前):加入4%葡萄汁,在5 L立式不锈钢密闭发酵罐中发酵。

第2阶段(主发酵4~5 d,糖度≈8 °Brix):加6%葡萄汁,按0.5 g/L补加酵母,发酵。

第3阶段(主发酵11~13 d,糖度≈6 °Brix):加10%葡萄汁,按0.5 g/L补加酵母,发酵。

后发酵:进行20 ℃恒温发酵5 d,待总糖含量降低到基本不变化,及时排除酵母,结束发酵。

1.3.2 理化指标测定

总酸、乙醇体积分数、泡持性:参考GB/T 4928—2008《啤酒分析方法》测定[9];还原糖:采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定[10];总酚含量:采用福林酚法测定[11]

1.3.3 挥发性风味化合物分析

采用HS-SPME-GC-MS检测酒样中挥发性风味化合物[12]

HS-SPME条件:取5 mL啤酒至10 mL样品瓶(含磁力搅拌子1 cm),加入2.00 g NaCl和10 μL丙酮内标溶液(2 μL/mL),并在200 r/min的磁力搅拌下脱气30 min,立即密封。置于60 ℃磁力搅拌台(400 r/min)平衡15 min。插入已老化的萃取头至顶空(不接触液面),萃取25 min后进样,250 ℃进样口解吸2 min。

GC条件:进样口温度250 ℃;采用程序升温:初始温度60 ℃保持2 min,再以3.5 ℃/min升温至250 ℃,保持5 min,不分流;载气:高纯氦气(>99.999%),流速1.0 mL/min。

MS条件:电子电离(electronic ionization,EI)源;离子源温度230 ℃;电子能量70 eV;四极杆温度150 ℃;质谱接口温度280 ℃;质量扫描范围m/z 30~350。

定性定量分析:采用美国国家标准技术研究所(National Institute of Standards and Technology,NIST)17谱库检索,匹配因子大于80%。以丙酮为内标,酒样中挥发性香气物质峰面积与内标物质峰面积比,按式(1)计算组分质量浓度:

式中:Pi表示待测组分质量浓度/(mg/L);M1表示待测组分峰面积;C表示内标物质量浓度/(mg/L);M2表示内标物峰面积。

1.3.4 感官特征品评

感官评定标准依据GB/T 4928—2008《啤酒分析方法》。啤酒4 ℃贮藏一周后,由10名培训人员从色泽、泡沫、香气、口感4方面品评(百分制),取平均分。感官评分标准见表1。

表1 葡萄精酿啤酒感官评分标准[7]
Table 1 Sensory evaluation standard of grape craft beer[7]

有光泽、澄清透亮无悬浮物16~20泡沫细腻丰富、升起明显、持久缓落16~20泡沫(20)起泡/持久性较差、消退较快10~15香气(30)香气不足10~19无特征香或有异味1~9项目(总分)评价标准评分色泽(20)澄清色泽较好10~15浑浊有杂物1~9不起泡1~9酒花/麦芽/葡萄香明显无异味20~30醇厚协调、杀口力强20~30口感(30)略苦/涩/酸、协调性/杀口力弱10~19粗糙、异杂味明显1~9

1.3.5 OAV计算

OAV为样品中该挥发性化合物相对含量与液体中该挥发性化合物嗅觉阈值之比。OAV>1表明该物质为关键香气物质。通过文献检索获得阈值T,OAV按式(2)计算[13]

式中:Pi为待测组分质量浓度/(mg/L);T为该挥发化合物香气阈值/(mg/L)。

1.4 数据分析

采用WPS Office进行数据计算、整理和表格绘制,利用Origin 2024软件进行单因素方差分析和绘制不同品种葡萄精酿啤酒感官特征雷达图及风味物质组成PCA双标图。

2 结果与分析

2.1 不同品种葡萄精酿啤酒基础理化性质

如表2所示,各品种的葡萄汁总酸质量浓度(以酒石酸计)为3.68~4.41 g/L,玫瑰香精酿啤酒质量浓度最高,为4.41 g/L,黑加仑精酿啤酒次之,质量浓度为 4.25 g/L;精酿啤酒总酸质量浓度为3.51~4.10 g/L,同样玫瑰香精酿啤酒最高,为4.10 g/L;精酿啤酒的乙醇体积分数为5.66%~6.83%,玫瑰香精酿啤酒乙醇体积分数最高,为6.83%,其次是红提精酿啤酒6.71%;精酿啤酒还原糖质量浓度为6.41~7.52 g/L,与对照组啤酒相比,葡萄汁的添加显著提升了精酿啤酒的乙醇体积分数,降低了还原糖含量。与添加荔枝[14]和枸杞[15]提高乙醇体积分数的结果相同;可能是水果汁中含高浓度可发酵糖,增加了酵母的碳源供给,从而消耗了可发酵糖,促进了乙醇的生成。同时,总酸与乙醇体积分数的排序存在相似性(玫瑰香精酿啤酒、红提精酿啤酒两者均较高),可能与酵母发酵过程中产生乙醇的同时产生了酸类副产物有关,从而提高了总酸含量[16]。精酿啤酒泡持时间为 156~221 s,赤霞珠精酿啤酒时间最长,为221 s,黑提精酿啤酒时间最短为156 s。添加葡萄汁精酿啤酒泡沫细腻但消散较快,这与添加荔枝[14]、藜麦[17]减弱泡持性的结论一致。其原因一方面可能是因为在发酵过程中果汁的投料造成同等质量发酵液中泡持蛋白含量减少;另一方面可能是糖类能提高啤酒的黏度,协助蛋白质富集到泡沫中,对啤酒泡持有积极作用[18];精酿啤酒总酚质量浓度为284.2~383.9 mg/L,均显著高于对照组(P<0.05)。赤霞珠精酿啤酒与黑加仑精酿啤酒总酚质量浓度较高,分别为383.9 mg/L和371.69 mg/L。综上,不同品种葡萄精酿啤酒理化指标有一定差异,玫瑰香精酿啤酒和黑加仑精酿啤酒的理化品质相对较佳。

表2 不同品种葡萄汁总酸与葡萄精酿啤酒基础理化指标
Table 2 Principal physical and chemical properties of craft beers prepared with different grape varieties and total acidity of grape juices

品种葡萄汁总酸质量浓度/(g/L)葡萄精酿啤酒总酸质量浓度/(g/L)乙醇体积分数/%还原糖质量浓度/(g/L)泡持性/s总酚质量浓度/(mg/L)赤霞珠4.22±0.13a3.60±0.04c6.54±0.10ab7.52±0.13a221.0±3.6b383.90±7.63a玫瑰香4.41±0.11a4.10±0.15a6.83±0.05ab7.25±0.08b204.4±4.2bc361.70±2.78b黑加仑4.25±0.05a3.67±0.06bc6.32±0.03bc6.89±0.18c195.0±5.2cd371.69±3.92ab红提3.68±0.12b4.05±0.11a6.71±0.23a6.41±0.03d187.3±7.1cd305.15±4.08d黑提3.75±0.14b3.91±0.14ab5.85±0.14cd6.87±0.11c156.3±6.8e333.40±4.69c青提3.80±0.21b3.51±0.11c5.66±0.06d6.72±0.06c179.0±3.6d284.18±2.99e对照组3.40±0.07c5.05±0.13e8.41±0.15a247.5±7.2a244.79±4.65f

注:同列小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。

2.2 不同品种葡萄精酿啤酒挥发性风味成分分析

由表3可知,6种葡萄精酿啤酒中共检出50种挥发性香气物质,其中,酸类8种、醇类11种、醛酮类6种、酯类21种和其他类4种,挥发性风味物质总量为43.50~97.63 mg/L。赤霞珠、黑加仑、玫瑰香、黑提、红提、青提葡萄精酿啤酒香气成分种类分别为31、47、47、40、36、28种。玫瑰香和黑加仑2个品种精酿啤酒香气成分种类最多(47种),而青提葡萄精酿啤酒香气成分种类最少(28种)。

表3 不同品种葡萄精酿啤酒挥发性风味成分含量、香气描述及OVA
Table 3 Concentration, aroma descriptions, and OAV of volatile flavor compounds in craft beers prepared with different grape varieties

化合物质量浓度/(mg/L)香气描述OAV阈值赤霞珠玫瑰香黑加仑红提黑提青提酸类辛酸ND2.34±0.98e6.30±0.02a1.89±0.04f2.74±0.12d6.01±0.06b4.84±0.07cNDND乙酸1[22]0.99±0.04bc0.25±0.06d0.13±0.03d0.80±0.13c3.00±0.15a1.15±0.11b酸味、刺激性气[22]0.25~3.00己酸0.42[22]1.79±0.11d4.94±0.09a1.38±0.09e2.94±0.09b2.73±0.08c0.65±0.11f甜香、水果味[22]1.55~11.81戊酸0.39[22]0.56±0.08c0.45±0.07d3.95±0.17aNDND0.75±0.09b干酪、窖泥臭[22]1.15~10.10庚酸NDND0.28±0.03b0.62±0.07a0.08±0.01cd0.08±0.01cNDNDND癸酸1[23]ND4.01±0.15a3.56±0.11c3.57±0.25b2.45±0.08dND脂肪臭[23]2.45~4.012-甲基丁酸0.25[22]ND0.46±0.02b0.85±0.04aNDNDND水果香[22]1.83~3.403-甲基丁酸1.2[22]NDND2.14±0.12aNDNDND水果香[22]1.78小计5.6816.6914.5210.1314.277.39醇类3-甲基-1-戊醇1[24]2.61±0.04d4.63±0.10a2.90±0.03c2.15±0.06e4.28±0.10b1.58±0.06f酒香、可可、青草味[24]1.58~4.63苯乙醇ND3.95±0.12b3.35±0.21c4.60±0.28a3.71±0.32bc3.61±0.17bc3.36±0.12cNDNDβ-香茅醇0.05[22]ND0.63±0.04b0.93±0.02a0.14±0.01c0.15±0.01cdND玫瑰香[22]2.80~18.602-癸醇NDND0.21±0.01b0.66±0.05a0.10±0.01c0.10±0.01cdNDNDND正壬醇0.08[22]ND0.38±0.03b1.37±0.07a0.18±0.01c0.10±0.01dND花香、柑橘香[22]1.25~17.13橙花醇NDND0.08±0.01b0.29±0.03aND0.02±0.01cNDNDND正己醇4[22]NDNDND4.36±0.27a3.33±0.07bND花香、青草香[22]0.83~1.09芳樟醇0.1[22]ND2.26±0.21b3.20±0.31aNDNDND花香、柑橘香[22]22.60~32.00正庚醇1[22]ND0.14±0.02bNDND1.10±0.32aND水果、花草香[22]0.14~1.101-辛烯-3-醇0.2[22]ND0.25±0.05b0.43±0.06aND0.06±0.02cND蘑菇、青草香[22]0.30~2.15香叶醇0.5[22]ND0.94±0.12b1.84±0.31aNDNDND玫瑰、花果香[22]1.88~3.68小计6.5612.8716.2210.6412.754.94醛类正壬醛0.018[22]0.03±0.01c0.04±0.00c0.30±0.02a0.08±0.01b0.09±0.00b0.03±0.00c蜡香、柑橘香、花香[22]1.67~16.70小计0.030.040.300.080.090.03酮类2-壬酮0.2[22]0.39±0.01c0.95±0.01b1.18±0.10aNDND0.29±0.01d甜香、木香、水果香[22]1.45~5.90甲基壬基甲酮0.4[22]0.55±0.05b0.35±0.05c0.84±0.03a0.26±0.02d0.16±0.01e0.12±0.01f水果香、柑橘香[22]0.30~2.102-癸酮0.25[22]ND0.20±0.02b0.86±0.10aNDNDND水果香、浆果香[22]0.80~3.44大马士酮0.001[21]0.38±0.01a0.14±0.01c0.25±0.03bND0.02±0.00dND果香、玫瑰香[21]20.00~380.003-羟基-2-丁酮0.3[22]0.48±0.04e1.68±0.02e2.81±0.05a2.00±0.03d2.62±0.02bND花果香、黄油香[22]1.60~9.37小计1.803.325.942.262.80.41酯类乙酸乙酯ND6.47±0.05c8.67±0.05a7.74±0.02b5.25±0.06e6.27±0.12d5.33±0.04eNDND癸酸乙酯0.2[24]3.62±0.05c4.87±0.06b6.77±0.05a2.75±0.04e4.71±0.03b3.12±0.18d梨香,果香,酒香[24]13.75~33.85乙酸异戊酯0.6[25]1.64±0.19b2.74±0.13a2.85±0.14a1.41±0.34b0.87±0.12c0.50±0.02c桃子、香蕉香[25]0.83~4.75庚酸乙酯0.57[22]0.31±0.02c0.84±0.05a0.30±0.02c0.20±0.02d0.52±0.02b0.14±0.01de蜜香、水果香[22]0.25~1.47己酸乙酯0.25[24]2.17±0.14d6.26±0.16a3.18±0.13c4.77±0.10b4.95±0.08b2.19±0.11d香蕉香[24]8.68~25.04乙酸苯乙酯0.25[23]4.83±0.13c6.89±0.41ab7.23±0.08a6.55±0.16b5.02±0.13c2.00±0.13d花果香[23]8.00~28.92乙酸异丁酯ND0.9±0.09a0.54±0.05b0.89±0.03a0.09±0.01c0.12±0.01c0.06±0.01cNDND丁酸乙酯0.6[26]1.98±0.20bcd2.12±0.25bc3.00±0.25a2.46±0.19b1.86±0.19cd1.48±0.12c菠萝、苹果香[26]2.47~5.00苯乙酸乙酯ND2.91±0.10b0.99±0.15cd1.34±0.10c0.35±0.09e0.98±0.14d3.61±0.16aNDND甲酸庚酯ND0.14±0.02d0.14±0.01d0.17±0.00d1.09±0.05a0.91±0.03b0.74±0.06cNDND月桂酸乙酯0.5[27]2.51±0.26a2.12±0.05c2.15±0.02b0.85±0.10e1.14±0.19d0.85±0.18f花果香[27]1.70~5.02辛酸乙酯0.05[27]4.84±0.09c6.40±0.25a4.49±0.25c4.35±0.05c5.55±0.17b4.64±0.25c花果香[27]87.00~128.00乳酸丙酯NDNDND2.54±0.24c1.27±0.15d3.56±0.17a2.82±0.07bNDND异丁酸异戊酯ND0.34±0.04d2.56±0.21a0.96±0.08b0.55±0.12cNDNDNDND苯甲酸乙酯0.25[27]0.49±0.12c0.68±0.15b1.47±0.07a0.20±0.01e0.27±0.03d0.16±0.00f水果香[27]0.64~5.88甲酸辛酯NDND0.23±0.01d0.44±0.02a0.28±0.01b0.26±0.01cNDNDND乙酸己酯ND0.32±0.01cd0.67±0.03a0.44±0.02b0.28±0.01de0.24±0.01e0.35±0.03cNDND香叶酸甲酯ND0.16±0.01c0.78±0.08b1.96±0.09aNDNDNDNDND异丁酸丁酯NDND0.55±0.12a0.08±0.01cND0.18±0.01bNDNDND辛酸异戊酯ND0.65±0.08a0.47±0.05b0.59±0.04a0.39±0.01b0.37±0.01b0.19±0.01cNDND壬酸乙酯1.2[22]1.15±0.09c1.95±0.08b3.75±0.09aNDNDND蜜香、水果香[22]0.96~3.13小计35.4350.4752.3432.8137.7828.18其他类2,4-二叔丁基酚NDND4.31±0.02c6.44±0.10a6.25±0.01b3.16±0.09dNDNDNDα-松油烯NDND0.04±0.01b0.08±0.01a0.02±0.00e0.02±0.00d0.03±0.00cNDNDβ-蒎烯0.14[13]0.51±0.06c2.19±0.04a1.79±0.02b0.32±0.01de0.23±0.01e0.13±0.01f松树香[13]0.93~15.64苯乙烯ND1.55±0.08c0.26±0.06eND0.39±0.01d1.85±0.05b2.39±0.02aNDND小计2.066.808.316.985.262.55总计51.5690.1997.6362.9072.9543.50

注:ND.未检出。同行小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。

6种葡萄精酿啤酒酯类香气物质最丰富(21种),质量浓度为28.18~52.34 mg/L,由高到低排序为黑加仑精酿啤酒、玫瑰香葡萄精酿啤酒、黑提精酿啤酒、赤霞珠精酿啤酒、红提精酿啤酒、青提精酿啤酒。6种葡萄精酿啤酒中共检出乙酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸异戊酯、庚酸乙酯、己酸乙酯、乙酸苯乙酯、乙酸异丁酯、丁酸乙酯、苯乙酸乙酯、甲酸庚酯、月桂酸乙酯、辛酸乙酯、苯甲酸乙酯13种共有酯类物质,与樊玉婷等[7]研究的葡萄啤酒主要香气挥发物一致。黑加仑精酿啤酒酯类香气物质种类和含量均高于其他品种精酿啤酒,原因可能是葡萄品种之间风味差异或发酵中产酯微生物的代谢不同[19]。葡萄汁的添加提升了啤酒酯类含量,主要贡献果香和花香风味。

醇类香气物质共检出11种,质量浓度为4.94~16.22 mg/L,由高到低排序为黑加仑精酿啤酒、玫瑰香精酿啤酒、黑提精酿啤酒、红提精酿啤酒、赤霞珠精酿啤酒、青提精酿啤酒。黑加仑精酿啤酒醇类香气物质的含量显著高于其他品种精酿啤酒,各酒样共有苯乙醇,醇香更明显[20]

醛酮类香气物质共检出6种,质量浓度为0.44~6.24 mg/L,大马士酮在玫瑰香、黑加仑、赤霞珠、黑提中均检出,该物质赋予花香、热带水果和煮苹果香气[21]。黑加仑精酿啤酒含量最高,而青提精酿啤酒含量最低;酸类香气物质共检出8种,质量浓度为5.68~16.69 mg/L,6种葡萄啤酒中共检出辛酸、乙酸,玫瑰香精酿啤酒含量最高,而赤霞珠精酿啤酒含量最低;其他类香气物质共检出4种,质量浓度为2.06~8.31 mg/L,黑加仑精酿啤酒含量最高,其他类香气物质中2,4-二叔丁基酚和β-蒎烯含量较高,主要贡献青草味、松木香[13]

综上,黑加仑精酿啤酒中酯类、醇类、醛酮类、其他类含量均最高,玫瑰香精酿啤酒酸类含量最高。

2.3 不同品种葡萄精酿啤酒主要挥发性风味物质的OAV分析

由表3可知,不同品种葡萄精酿啤酒中共有31种关键挥发性风味物质(OAV>1),包括酸类6种、醇类8种、醛类1种、酮类5种、酯类10种及其他类1种。酸类物质中,阈值较高使其OAV最低,但除己酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸赋予水果香外,其他酸类物质,如乙酸、戊酸和癸酸却带来酸味、刺激性气味、干酪、窖泥臭、脂肪臭。醇类物质中,芳樟醇和β-香茅醇OAV均高,前者呈花香、柑橘香,后者呈玫瑰香。醛类物质中,仅有壬醛为精酿啤酒赋予蜡香、柑橘香、花香。酮类物质中,大马士酮阈值最低,其高OAV可赋予精酿啤酒果香、玫瑰香,是最重要的特征香气之一;酯类物质辛酸乙酯、己酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸苯乙酯等阈值相比醇类物质较低,其OAV高于醇类,香气物质OAV由高到低排序为辛酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸苯乙酯、己酸乙酯、苯甲酸乙酯、月桂酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸异戊酯、壬酸乙酯、庚酸乙酯;赤霞珠、玫瑰香、黑加仑、黑提和青提 5种精酿啤酒中OAV共同最高的香气物质有癸酸乙酯、乙酸苯乙酯和辛酸乙酯。在精酿啤酒香气物质中占主导地位,赋予精酿啤酒花香、酒香及多种果香。综上,玫瑰香和黑加仑两种精酿啤酒中的OAV更高,不同品种葡萄精酿啤酒中OAV最高的香气物质有大马士酮、芳樟醇、癸酸乙酯、辛酸乙酯,主要赋予葡萄啤酒果香、玫瑰香、花果香及柑橘香。

2.4 不同品种葡萄精酿啤酒感官特征品评

2.4.1 不同品种葡萄精酿啤酒感官评分

依据表1的感官评分标准,从色泽、泡沫、香气和口感4个方面对葡萄精酿啤酒进行评分,感官评分结果见图1。

图1 不同品种葡萄精酿啤酒感官评分
Fig. 1 Sensory scores of craft beers prepared with different grapes varieties

由图1可知,6种添加葡萄汁进行发酵的葡萄精酿啤酒感官评分均显著高于未加入葡萄汁的麦汁对照组(P<0.05),其中黑加仑精酿啤酒的感官评分最高,随后是玫瑰香精酿啤酒、赤霞珠精酿啤酒和黑提精酿啤酒,而未添加葡萄汁的麦汁对照啤酒感官评分最低。

根据感官评分结果,结合理化分析与挥发性风味分析可知:色泽方面:葡萄汁的添加赋予了啤酒葡萄特征颜色。泡沫方面:添加6种葡萄汁的精酿啤酒其泡沫绵密细腻,但迅速消散,泡持性均较低于不添加葡萄汁的麦汁对照啤酒。香气和口感方面:添加了葡萄汁的葡萄精酿啤酒展现出更为显著的浆果香与花香,口感愈发纯正且醇厚,酒体各成分间的协调性得到进一步优化。与此同时,由于葡萄中富含的单宁物质,使得酒液的涩味有所增加,可能会提升酒体的杀口感,并赋予其更为清冽的特质。

2.4.2 不同品种葡萄精酿啤酒感官特征品评

评定小组成员通过对不同品种葡萄精酿啤酒香气(麦芽香、浆果香、酒花香)、口感(酸感、杀口感)、泡沫(泡沫绵密感)分别进行打分。由图2可知,黑加仑精酿啤酒浆果香、酒花香和杀口感最突出,麦芽香及泡沫绵密较弱。赤霞珠精酿啤酒各项评分均衡,口感丰富,杀口感强劲,麦芽香较淡。玫瑰香精酿啤酒浆果香和酒花香浓郁,口感鲜明。红提酒样麦芽香突出,但浆果香与酒花香较低,香气欠丰富。黑提酒样浆果香、酒花香和麦芽香浓郁均衡,但酸感和泡沫绵密感较弱,口感平淡。青提酒样麦芽香较好,香气整体不突出。综上,黑加仑、玫瑰香葡萄精酿啤酒综合感官品质较好。

图2 不同品种葡萄精酿啤酒感官特征雷达图
Fig. 2 Radar chart of sensory characteristics of craft beers prepared from different grape varieties

2.5 不同品种葡萄精酿啤酒关键香气物质与感官特征、理化指标PCA结果

为直观反映不同品种葡萄精酿啤酒香气成分差异,结合其感官特征、理化分析与OAV>1的31种关键香气物质进行PCA,结果见图3。

图3 基于感官、理化指标与关键香气物质对不同品种葡萄精酿啤酒的PCA双标图
Fig. 3 PCA biplot of craft beer made from different grape varieties based on sensory, physicochemical indexes and key aromatic compounds

由图3可知,6种不同品种葡萄精酿啤酒与麦汁啤酒主成分总方差贡献率为82.0%。根据感官特征、理化分析与关键香气物质进行PCA可以区分不同品种葡萄精酿啤酒。其中,玫瑰香与黑加仑在感官特征、理化分析和风味特征具有一定相似。

结合图3与上述感官特征、理化指标分析结果,理化指标中还原糖含量与泡持性距离较近,表明二者之间存在关联,这与糖类通过提高黏度而稳定泡沫的报道一致。总酚与乙醇体积分数在空间上聚集,揭示了它们之间的协同变化关系,这可能是因为较高的乙醇含量更有利于从葡萄原料中萃取酚类物质。感官特征中浆果香、酒花香与辛酸乙酯、庚酸乙酯等酯类物质在相同象限聚集,清晰地显示这些酯类物质是构成浆果香与酒花香的重要贡献者,这与酯类物质普遍赋予果香、花香的特性相符。杀口感、乙醇体积分数与麦芽香、浆果香、酒花香等感官特征也表现出空间上的关联性,较高的乙醇体积分数可能会增强香气的释放,提升杀口感带来的刺激感。酒花香与挥发性风味物质β-蒎烯空间位置接近,赋予酒体啤酒的特征香;感官特征中浆果香与乙酸异戊酯关联,则表明该物质对浆果香气的特异性贡献。感官特征中酸感与各类挥发性酸距离较远,而总酸与挥发性酸距离较近,这说明样品整体酸感并非主要由测得的挥发性酸类物质影响,而总酸含量更好地涵盖了这些挥发性酸的综合贡献。

3 结 论

本研究以赤霞珠、黑加仑、玫瑰香、黑提、红提、青提6种葡萄为原料酿造精酿啤酒,系统比较了其理化品质、挥发性风味物质及感官特征的差异,旨在筛选出适于酿造精酿啤酒的优良品种。结果表明:6种葡萄精酿啤酒总酸质量浓度3.51~4.10 g/L、乙醇体积分数5.66%~6.83%、泡持性156~221 s、还原糖质量浓度6.41 g/L~7.52 g/L、总酚质量浓度284.2~383.9 mg/L,HS-SPME-GC-MS检出50种挥发性风味化合物,质量浓度为43.50~97.63 mg/L,共有挥发性风味物质包括辛酸、苯乙醇、乙酸乙酯等24种,且OAV>1的关键香气物质有31种,包括酸类6种、醇类8种、醛类1种、酮类5种、酯类10种及其他类1种,黑加仑和玫瑰香啤酒的风味物质总量与种类最为丰富。感官品评分析表明黑加仑、玫瑰香酒样口感最佳。PCA结果表明,基于感官、理化分析与关键香气物质PCA能够有效区分不同品种葡萄啤酒。综上所述,葡萄品种对精酿啤酒的最终品质与风味风格具有决定性影响。本研究明确了黑加仑和玫瑰香为酿造高品质葡萄精酿啤酒的优选原料,该结论可为相关产品的开发与品种选择提供直接的理论依据和实践指导。

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Quality Analysis of Craft Beer Brewed with Different Varieties of Grapes

YANG Meiling1,2, ZHANG Chi1,2, WANG Hui1,2, WANG Wenhua1,2, ZHU Lixia1,2,*

(1. College of Food Science and Engineering, Tarim University, Alar 843300, China; 2. Key Laboratory of Deep Processing of Southern Xinjiang Characteristic Agricultural Products, Tarim University, Alar 843300, China)

Abstract: Grape craft beers were brewed using Cabernet Sauvignon, blackcurrant, Muscat Hamburg, black grape, red grape,and green grape as raw materials, respectively. The physicochemical properties, sensory characteristics, and volatile aroma compounds were determined by conventional methods, sensory evaluation, and headspace solid-phase microextractiongas chromatography-mass spectrometry (HS-SPME-GC-MS). Odor activity values (OAV) were calculated, and principal component analysis (PCA) was conducted to analyze the relationships between key volatile compounds and sensory characteristics. The results showed that the total acidity of the six grape craft beers were 3.51-4.10 g/L, alcohol volume fraction 5.66%-6.83%, foam retention 156-221 s, reducing sugar 6.41-7.52 g/L, and total phenolics 284.2-383.9 mg/L.A total of 50 volatile flavor compounds were detected in grape craft beers, among which esters and alcohols were the most abundant, including 21 esters ((28.18-52.34) mg/L) and 11 alcohols ((4.94-16.22) mg/L). The beers brewed with blackcurrant and Muscat Hamburg had the highest contents of volatile flavor compounds, at 97.63 and 90.19 mg/L,respectively. A total of 24 common volatile compounds, including octanoic acid, phenethyl alcohol, and ethyl acetate, were detected in all samples. 31 key aroma substances with OAV > 1 were identified, including 6 acids, 8 alcohols, 1 aldehyde,5 ketones, 10 esters, and 1 other compound. The sensory evaluation results indicated that blackcurrant and Muscat Hamburg craft beer had better overall sensory quality. The PCA results indicated that different varieties of grape craft beer could be distinguished based on sensory characteristics and key aroma substances. Overall, grape beer brewed with blackcurrant and Muscat Hamburg had a prominent style and more suitable for brewing grape craft beer.

Keywords: grape; craft beer; physicochemical quality; sensory characteristics; aroma profile

收稿日期:2025-08-21

基金项目:国家自然科学基金面上项目(32272457);天山英才-优秀工程师项目(2022TSYCGC0001);研究生创新项目(TDGRI202311)

第一作者简介:杨美玲(2000—),女,硕士研究生,研究方向为食品微生物与发酵工程。 E-mail: 19819213721@163.com

*通信作者简介朱丽霞(1974—),女,教授,博士,研究方向为食品微生物与发酵工程。E-mail: 120050068@taru.edu.cn

DOI: 10.11882/j.issn.0254-5071.2026.04.018

中图分类号:TS261.2

文献标志码:A

文章编号:0254-5071(2026)04-0132-08

引文格式:杨美玲, 张驰, 王辉, 等. 不同品种葡萄精酿啤酒品质分析[J]. 中国酿造, 2026, 45(4): 132-139. DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2026.04.018. https://www.chinabrewing.net.cn

YANG Meiling, ZHANG Chi, WANG Hui, et al. Quality analysis of craft beer brewed with different varieties of grapes[J].China Brewing, 2026, 45(4): 132-139. (in Chinese with English abstract) DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2026.04.018.https://www.chinabrewing.net.cn