啤酒以其丰富的营养和独特的风味成为全球最受欢迎的酒精饮料。2020年，中等规模以上的啤酒企业累计生产啤酒3 411.11万kL[1]。随着啤酒工业的发展和消费水平提高，消费者越来越关注啤酒的风味，良好的风味可以增加啤酒的易饮性。目前，对啤酒风味化学的研究主要是从化学成分的角度对啤酒风味形成的原因进行解释[2]。啤酒风味是其中所有化合物共同作用的结果，其中醇类、酯类、萜烯类和醛类是影响最大的几类化合物[3]。老化味是啤酒独有的风味特征，主要发生在啤酒储存过程中，与环境温度、湿度和光照等有直接关系。目前，与啤酒老化相关的化合物和老化反应机理研究的比较清楚[4]，但是如何有效减缓，甚至终止啤酒老化过程还没有突破性进展。
随着现代分析仪器的不断发展与创新，大量新型高分辨率、高精密度的检测仪器被应用于啤酒风味化学研究，为啤酒风味化学研究提供了更加高效和完善的技术手段。近年来，主要有气相色谱（gas-chromatography，GC）[5]、气质嗅闻仪联用（gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry，GC-O-MS）[6-7]、全二维气相色谱飞行时间质谱（comprehensive two-dimensional gas chromatography time-of-flight mass spectrometry，GC×GC TOF MS）[8-9]等现代分析仪器应用于啤酒风味化学研究。但是，并不是所有挥发性化合物对啤酒风味有贡献，一些气味很强的化合物含量很低，如葡萄酒中含量为100 mg/L的正丁醇大部分人无法嗅出其香气，而β-大马酮仅需0.05 μg/L大部分人即能嗅出其香味[10]。因此，仅靠仪器分析无法对啤酒中赋予其风味特征的关键风味活性物质进行分析鉴定。GC-O-MS、高真空溶剂辅助风味蒸发技术（solvent assisted flavor evaporation，SAFE）、香气提取物稀释分析（aromaextractdilutionanalysis，AEDA）、关键香气活性值（odor activity value，OAV）等技术开创了现代风味化学研究的新时代，并越来越多地被应用于酒类风味的检测分析方面。本文主要从啤酒风味成分和风味分析技术等方面进行综述，旨在为啤酒风味分析提供参考。
1 啤酒主要风味物质研究进展
1.1 麦芽香气物质
麦芽作为生产啤酒的主要原料已有上千年的历史，主要为酵母生长繁殖提供碳源、氨基酸和酶等物质基础，麦芽里的营养成分经酵母生物转化后，产生特有的麦芽香气。基础麦芽由于焙烤温度低、时间短，美拉德反应中间产物种类和含量相对较少，主要有醛、脂肪酸、呋喃、酮、酚及含硫的化合物[11-12]，这些风味化合物在酿造过程中受工艺条件影响损失较多，酒体中麦芽香气微弱，对其整体风味特征贡献较小。一般来说，基础麦芽并不是麦芽香气的主要来源。近年来，特种麦芽由于其独特的制麦工艺，非常受酿酒者欢迎。特种麦芽在焙烤过程中经美拉德反应、不饱和脂肪酸降解作用以及焦糖化反应，生成呋喃酮、吡喃酮、吡咯、噻吩、吡啶、吡嗪、恶唑、噻唑等杂环化合物，可以赋予啤酒独特的焙烤香味、坚果味、焦糖味或者烤面包味等[13-14]。因此，对于啤酒麦芽香气的研究主要集中在特种麦芽香气方面。
通过GC-O-MS检测方法，对六种特种麦芽，包括高香麦芽、饼干麦芽、焦香麦芽、结晶麦芽、巧克力麦芽和黑麦芽的风味物质进行质谱检测和嗅闻分析，结果发现，这六种麦芽有共同的风味物质是2-甲基丁醛、糠醛和壬醛，巧克力麦芽和黑麦芽风味特征比较接近，关键风味物质主要有2-甲基苯并呋喃、5-甲基呋喃醛、2,5-二甲基呋喃和2-（2-呋喃甲基）-5-甲基呋喃[15]。顾宏[16]在结晶麦芽中确定了异丁醛、2-甲基丁醛、异戊醛、可可醛、苯乙醛、苯甲醛、正己醛、α-（2-甲基亚丙基）苯乙醛、糠醛、2,3-戊二酮、5-甲基呋喃醛、1-辛烯-3-醇以及糠醇等13种关键香气成分。海绪成[17]在焦香麦芽中定性了56种风味物质，其中醛类15种，吡嗪类11种，呋喃类8种，醇类6种，吡咯类6种。其典型风味物质主要有10种，包括2,5-二甲基-3-乙基吡嗪、2-乙酰基吡咯、4-甲基-2-苯基-2-戊烯醛、2-乙酰基呋喃、2,5-二甲基吡嗪、3,5-二甲基-2-丙基吡嗪、2-甲基-6-乙基吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、2-甲基吡嗪、糠醛，为在挥发性风味物质层面上区分焦香麦芽与其他特种麦芽提供了理论依据。
1.2 酒花香气物质
啤酒花应用于啤酒生产酿造可追溯至公元1079年，因其赋予啤酒独特的苦味和愉快的香气，而被誉为“啤酒的灵魂”[18]。有研究者整理出了425种已经被报道过的酒花香气成分，在最近十几年里，又有60种物质在酒花油中被鉴定出，使总数达到了485种[19]。然而，这与研究者们所预测的酒花中大概存在1 000种物质还相差甚远[20]。
酒花香气物质中萜烯类和倍半萜烯类约占比70%，其余的30%主要是萜醇类、有机酸、酯类、酮类及少量含硫化合物[21]。在啤酒酿造过程中，酒花添加方式多种多样，添加方式不同，啤酒的风味和口感也有很大差异。一般是在麦汁煮沸期添加，也有在发酵期和后贮期添加，主要以添加香型酒花为主，可以最大程度地保留住酒花的香味，常见于印度淡色艾尔（India pale ale，IPA）啤酒的干投。萜烯类化合物属于强疏水性物质，在高温条件下会大量损失，所以在麦汁煮沸期添加酒花，待煮沸结束后，残留在麦汁中的萜烯类化合物的含量远低于其感官阈值，所以它们对啤酒香气的作用可以被忽略。而萜醇类物质及其衍生物如芳樟醇、橙花醇、香叶醇、松油醇、香茅醇、橙花叔醇、香叶酸甲酯等亲水性较强，在麦汁煮沸后可以保留下来，赋予啤酒浓郁的酒花香气[22-25]。
啤酒中共定性出71种酒花香气物质，可以准确定量19种，主要包括里那醇、乙酸香茅酯、甲酸香叶酯、乙酸香叶酯、香茅醇、香叶醇、反式-橙花叔醇、萜品醇、香叶烯、葎草烯、石竹烯、蒎烯、异丁酸异丁酯、异丁酸异戊酯、法尼烯、异丁酸香叶酯、大马烯酮、橙花醇、柠檬烯。其中关键香气活性物质为β-香叶烯、β-石竹烯、里那醇、香叶醇、α-萜品醇、β-香茅醇、橙花醇、橙花叔醇、乙酸香叶酯、香叶酸甲酯、辛酸甲酯[26-27]。通过GC-O-MS技术，里那醇、香叶醇具有明显的果香及花香风味，而乙酸香叶酯、辛酸甲酯可以赋予啤酒柔和柑橘香及水果味[28-29]。还有研究者对萨兹酒花进行不同程度老化，发现添加不同老化程度萨兹酒花所酿造的几款啤酒中，生青味随酒花的老化而变淡，但老化程度较深的酒花酿造的啤酒却比老化程度较轻的酒花酿造的啤酒风味更加纯正，口感更加平衡[22]。因此，对于萨兹酒花而言，轻微老化的酒花所酿的啤酒香味要优于新鲜酒花[22]。
1.3 苦味物质
啤酒中的苦味成分种类繁多，对苦味贡献最大的成分为异α-酸，其次是酿造过程代谢产生的苦味肽、氨基酸和多酚等。酒花中的β-酸由于不溶于水，在麦汁煮沸过程中随麦糟被过滤掉，其他含量相对较高的有聚酮类物质、黄腐酚等聚查尔酮类物质以及麦汁煮沸过程中的衍生物质，如异α-酸、葎草灵酮、异黄腐酚等[30-33]。
酒花中α-酸在麦汁煮沸过程中添加，受高温影响异构化成啤酒苦味的主要贡献物质异α-酸。随着检测仪器和分析手段的进步，研究者发现越来越多由α-酸转化来的苦味物质。目前，已确定的主要有异α-酸、葎草灵酮、葎草酸、三环和四环异α-酸降解产物、同异α-酸及其过氧化物和羟基化物、三环葎草乳醇、同葎草灵酮的过氧化物和加氢还原化合物、天蝎葎草酮等[34]。不同品种酒花中苦味物质的苦感强度和苦味质量会有所差异。如，异合葎草酮苦味粗糙，若成品啤酒中其在异α-酸中占比高会引起消费者喉咙有不适感[35]。还有一些报道指出，与葎草酮和加葎草酮相比，酒花在麦汁煮沸过程中合葎草酮的异构化率显著提高[36-37]；合葎草酮在水中溶解度较高，麦汁过滤时损失相对较低，因此保留在酒体中的含量相对较高[38]；顺式和反式异葎草酮混合物比纯反式异葎草酮更苦[39]；与顺式异α-酸相比，反式异α-酸苦感更强，异葎草酮的苦感强度比异合葎草酮更高[40]。酒花在煮沸过程，受高温影响，少部分α-酸被氧化成葎草灵酮，IPA啤酒干投过程中，会产生大量的葎草灵酮，MAYE J P等[41]研究发现，IPA啤酒中葎草灵酮含量最高能达到24 mg/L。ALGAZZALI V等[42]将酒花粉碎，在60 ℃条件下加热氧化，从中分离纯化葎草灵酮，并与异α-酸进行苦感强度比较，发现葎草灵酮的苦感是异α-酸的66%，苦感相对柔和，不尖锐刺激。
除α-酸和β-酸外，酒花中还含有较多的黄腐酚，黄腐酚的苦味阈值为10 μmol/L，且呈现“良好而愉悦”的苦味特征[43-45]。啤酒大生产过程中，受工艺条件影响，成品啤酒中黄腐酚含量极低。在加热煮沸阶段，黄腐酚异构化成异黄腐酚，苦度降低，苦感发生改变。在有氧存在下，黄腐酚还会被氧化降解转化为其他代谢物质。在发酵后期，黄腐酚与发酵液中的大分子蛋白质结合发生沉降[46-47]，因此对啤酒的苦味贡献较低。
1.4 酸味物质
啤酒中适量的酸，与其他风味成分相互作用，可以提升啤酒口感特性，使其更加爽口，同时，这些酸类物质构成了啤酒内部重要的缓冲体系，控制着酒体的pH值变化。啤酒中的酸类物质包括无机酸和有机酸，其中有机酸种类及含量直接影响啤酒的整体感官风味[48]。啤酒中的有机酸主要来自麦芽、发酵过程中酵母代谢以及外加乳酸，目前可以检测到的有机酸至少有100种，存在于酿酒用原辅料中的酸类物质主要有磷酸，其次还有甲酸、乙酸、丙酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、富马酸、草酸、硫酸、丙酮酸、乳酸、高级脂肪酸等[49]。在发酵过程中，酵母在无氧条件下代谢合成的有机酸包括酮酸、羟酸、二羧酸、三羧酸、脂肪酸等。还包括麦汁制备过程中外加酸类物质，如乳酸、磷酸等。其中对啤酒口感起重要影响的有机酸依次是乳酸、柠檬酸、琥珀酸、苹果酸、辛酸、乙酸、癸酸、己酸[50]。
有机酸共同的感官特征就是酸味，但是不同有机酸给人的酸感也不尽相同，啤酒中主要的酸类物质及其酸味特征见表1。柠檬酸的酸感比较清新、新鲜，苹果酸酸味爽口，呈味缓慢，稍有苦涩感；琥珀酸有一种特殊的令人不愉快的味道，引起口腔和喉咙发涩。乙酸和脂肪酸酸感刺激，含量较高时，会引起啤酒产生不良风味特征[51]。
表1 啤酒中主要的酸类物质及其酸味特征
Table 1 Main acids and characteristics of sour taste in beer
化合物 pH值 相当于柠檬酸的量/% 酸味特征柠檬酸酒石酸富马酸苹果酸琥珀酸乳酸乙酸丙酮酸2.80 2.80 2.79 2.91 3.20 2.87 3.35--100 68～71 54～56 73～78 86～89 104～110 72～87--温和、爽快、有新鲜感稍有涩感、酸味强烈爽快、浓度高时有涩感爽快、稍苦有鲜味稍有涩感、尖利带刺激性酸、咸、饲料味
1.5 老化味物质
啤酒的老化是指啤酒灌装后，随着储存时间延长，正面风味物质向负面风味物质转变，啤酒原有的风味逐渐恶化，慢慢丧失原有的香味和口感，影响啤酒饮用性。啤酒老化受诸多因素影响，主要包括空气温度和湿度、光照、氧气，甚至还包括加工工艺和酿酒原料。前期对啤酒老化的研究多集中在化学成分改变上，而近些年来，影响啤酒老化的因素及如何延缓啤酒老化等方面的研究开始受到研究者的重视和关注。
啤酒贮存过程中感官风味的变化见图1[52]。随着啤酒贮存过程的进行，啤酒中的甜味逐渐增加，苦味成分呈逐渐降低的趋势。黑醋栗味道贮存前期迅速升高，而后慢慢达到最高点后开始回落。甜味在贮存前期升高速度较快，慢慢变化速度与太妃糖味道的变化趋势比较接近。贮存一段时间，啤酒中开始出现纸板味，随后一直缓慢增加，晚于黑醋栗味道的出现。也有报道指出，在啤酒老化过程中会出现后苦和涩味，老化很严重的啤酒中还会出现葡萄酒味和威士忌的味道[53]。
图1 啤酒贮存过程中感官风味的变化
Fig.1 Changes of sensory flavor of beer during storage process
啤酒储存过程中形成的主要老化物质见表2[53]，羰基化合物、杂环物质和酯类物质是影响啤酒新鲜度的主要老化物质，羰基化合物中主要成分是碳链长度为6～12的不饱和醛，如反-2-壬烯醛。反-2-壬烯醛在啤酒中呈现纸板味，其阈值非常低，很容易被品尝出来。3-甲硫基丙醛、2-苯乙醛和3-甲基丁醛等由Strecker降解反应途径产生，当啤酒中溶氧较高时，伴随着氧化反应的发生，这些醛的含量会显著增加[54]。杂环化合物中的糠醛、5-羟甲基糠醛具有热敏性，其含量随温度增加呈对数增长，因此被当做由高温引起老化的标志物[55]。挥发性酯具有水果香气，是新鲜啤酒的正面风味特征，随着贮存时间延长，酯类物质含量降低至其极限值，导致啤酒中酯香逐渐消失，同时，某些老化酯如γ-己内酯和γ-壬内酯逐渐合成，在啤酒中含量增加。有研究发现，丙酮酸乙酯与啤酒风味稳定性存在较好相关性[56]。
表2 啤酒储存过程中形成的主要老化物质
Table 2 Main aging substances formed in beer during storage process
分类 种类 化合物羰基化合物直链醛Strecker醛乙醛、2-辛烯醛、2-壬烯醛、2,6-壬二烯醛、2,4-癸二烯醛3-甲硫基丙醛、2-苯乙醛、2-甲基丙醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛
续表
分类 种类 化合物酮类杂环化合物--酯类乙酯类内酯类β-大马烯酮、3-甲基-2-丁酮、双乙酰、戊二酮、4-甲基-2-丁酮、4-甲基-2-戊酮5-甲基糠醛、5-羟甲基糠醛、糠醛、2-乙氧基-2,5-二氢、二氢-5,5-二甲基-2（3氢）-呋喃酮、呋喃、麦芽酚、2-乙酰吡嗪、2-甲氧基吡嗪乙酸异戊酯、乙酸乙酯、肉桂酸乙酯、烟酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯γ-壬内酯、γ-己内酯
影响啤酒风味稳定性的因素有很多，近年来，越来越多的研究者开始重视延缓啤酒老化反应方面的研究。如，麦芽中类黑精含量在麦汁煮沸阶段大幅提升，提高了麦汁2,2'-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐（2,2'-azinobis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid）diammonium salt，ABTS）自由基清除活性，增加了啤酒的抗氧化特性[57]。在啤酒中添加适量的SO2有利于啤酒双乙酰和乙醛含量的降低，同时硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值降低，啤酒风味保鲜期（resistance staling value，RSV）升高，对啤酒风味稳定性产生正向影响[58]。来源于酒花中的单体酚、（+）-儿茶素、（-）-表儿茶素、阿魏酸、槲皮素等清除过氧化自由基的能力高，抗氧化能力强[59]。啤酒中类黑精含量与1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除率、还原能力、金属螯合能力均呈显著正相关（P＜0.05），表明类黑精对啤酒的抗氧化活性有显著的促进作用[60]。脂肪酸氧化酶（lipidoxidase，LOX）直接参与脂类的氧化反应，最终代谢产物是反-2-壬烯醛，因此从源头控制麦芽中LOX活性，可以提高啤酒的风味稳定性[61]。有研究指出，微膜过滤技术可以有效降低啤酒中老化前体物质的含量，同时还能够截获和吸附生啤中内源性抗氧化剂[62-63]。最近有研究者通过紫外诱变、微型（100 mL）发酵筛选和电子顺磁共振波谱学诱变育种等手段，筛选出多种抗氧化胁迫能力强的酵母菌株，使啤酒的TBA值降低了19%，RSV值则提高了92%[64-66]。因此，有效的啤酒抗老化研究和探索对解决啤酒风味的稳定性具有重要的意义。
2 啤酒风味物质分析技术
啤酒中风味物质成分的分离提取、分析鉴定和评价方法是研究其风味成分的基础。将风味物质分离提取后，进行定性定量分析并结合嗅闻技术评价其对啤酒整体风味的贡献度。由于啤酒中风味物质含量低、挥发性强，组成较复杂，且易发生氧化、降解等反应，需采取特殊的样品处理技术。目前，啤酒风味物质分析技术主要包括风味提取技术、风味嗅闻技术、定性定量方法和关键风味活性物质评价方法等几个方面，见表3[67-69]。
表3 常用啤酒风味分析技术
Table 3 Common analytical techniques of flavor substances in beer
分类 方法名称 特点风味提取技术风味嗅闻技术定性定量方法关键风味活性物质评价方法固相微萃取法同时蒸馏萃取法高真空溶剂辅助蒸馏法顶空分析GC-O-MS法电子鼻面积归一法外标法内标法香气萃取稀释法OAV法香气重构和缺失法可以自动化，萃取风味物质的同时浓缩样品，挥发性风味物质损失少。提取效率高，提取过程中会发生风味成分性质的改变。利用萃取溶剂在低温和高真空下迅速汽化，从而全面、有效提取挥发性风味物质，热敏性组分损失少。分为静态顶空和动态顶空，自动化进样，不会破坏挥发性成分的平衡。先进行风味物质的分离，各风味味物质可以被逐一测定，最后得到所分离到的风味物质气味特点，对试验人员嗅觉要求较高。灵敏度高，测定范围广，检测某一类的物质，无法定性到具体物质。适合粗略计算待测组分含量，需要添加校正因子，不依赖标准样品。积分结果不必添加校正因子，但是需要定期校正标准曲线。可以消除取样、进样等人为误差，定量结果相对更准确。样品经过逐级吸收后进行嗅闻，找到风味贡献较大的风味物质。气味活度值（odor activity value，OAV）越大说明对啤酒风味贡献越大。进行风味重构和缺失试验，验证关键香气活性物质是否正确。
2.1 风味提取技术
2.1.1 固相微萃取法
固相微萃取（solid-phase microextraction，SPME）法是由加拿大Waterloo大学PAWLINSZYN J发明的，是目前富集挥发性风味比较有效的前处理方法之一[67]。待分析物质被微纤维表面少量的吸附剂吸附、浓缩，直至达到系统平衡。SPME技术具有灵敏度高、快速、操作简单和样品用量少的优点，现在已经被广泛应用于啤酒中挥发性物质的测定。目前，有研究者采用SPME技术在啤酒中定性分离出41种风味物质，主要包括酯类、醇类、酸类、醛类、酚类、含硫化合物和杂环化合物等。其中，12种酯类物质、3种酸类物质、3种醇类物质和1种酮类物质等共19种啤酒中的主要风味物质，采用SPME技术，可以被准确定性定量，相关系数在0.979～0.999之间[70]。
2.1.2 同时蒸馏萃取法
同时蒸馏萃取法（simultaneous distillation extraction，SDE）又称Likens-Nickerson提取法，是通过将水蒸汽蒸馏与溶剂萃取相结合，不断反复蒸馏和萃取，风味物质在有机溶剂中分配系数较大，与有机溶剂蒸汽一起被冷凝收集，实现萃取和浓缩风味物质同时进行的目的[68]。该方法对中等至高沸点的化合物萃取效果更佳，热敏性的香气成分发生化学变化的可能性大。将同时蒸馏萃取和SPME技术进行结合，检测结果互相补充，能够准确分离出啤酒中的74种挥发性风味物质，尤其酸类和杂环化合物分离出的挥发性物质种类明显增加[71]。
2.1.3 高真空溶剂辅助蒸馏法
SAFE是近年来兴起的国际上认可度很高的一种风味化学研究样品前处理方法，其于1999年由德国ENGEL W等发明设计，由蝴蝶型蒸馏器、高真空泵、精密水浴锅和液氮桶组成，在低温、高真空下进行蒸馏，蒸馏出的挥发性组分通过液氮冷冻保温，最大程度减少挥发性风味物质损失[67]。由于蒸馏的温度接近常温，不会像SDE那样可能会出现由于受热产生的挥发性物质，萃取出的风味物质的香气，感官评价更接近真实状态，也可以获得较高的风味物质收率。由于，SAFE技术萃取出的挥发性风味物质更接近原始样品的气味轮廓，因此，在构建啤酒风味轮廓和风味图谱的研究中，该技术表现出较强的优势。
2.1.4 顶空分析法
顶空分析法是将样品放入顶空瓶中并加盖密封，常温或加热状态下，振荡一定时间，样品中的挥发性成分便慢慢释放出来，进入容器的顶空，达到气液平衡，进样针吸取一定体积上方气体注入GC进行分离、检测[68]。顶空法简便快捷，人为干扰物少，样品用量小，在气相检测中应用较多。有研究发现，采用顶空直接进样的方法，在啤酒中检测并准确定量出10种主要风味物质，包括乙醛、二甲基硫、乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、正丙醇、异丁醇和异戊醇等[6]。一般情况下，顶空分析和SPME技术联用，并采用GC-MS检测，能够分离出更多的挥发性风味物质。
2.2 风味嗅闻技术
2.2.1 GC-O-MS法
GC-O是将人的鼻子作为检测器，利用气相色谱的分离能力直接嗅闻各风味物质的气味特征，同时与MS联用，可以对嗅闻到的物质进行谱库检索定性[68]。通过该技术，发现酒花中的关键香气活性物质有β-香茅醇、β-石竹烯、里那醇、香叶醇、α-萜品醇、β-香茅醇、橙花醇、橙花椒醇、香叶酸甲酯、辛酸甲酯、乙酸香叶酯等[72]；含氧杂环类化合物对焦香麦芽、饼干麦芽等特种麦芽香气贡献较大，含氮杂环类物质对黑麦芽香气贡献较大[73]。随着检测分析技术的持续发展，全二维气相色谱-嗅闻-质谱联用（comprehensive twodimensional gas chromatography-olfactory-mass spectrometry，GC×GC-O-MS）技术可以将二维气相色谱技术与嗅闻仪和质谱联用应用到啤酒香气物质研究中。GC×GC-O-MS可以一维和二维气相轻松切换，进一次样即可实现样品高分离度和嗅闻同步进行，减少重复进样次数，节约研究人员时间。目前，GC×GC-O-MS在调味品、水果和蔬菜等香气物质研究方面有较多应用[74-77]。
2.2.2 电子鼻
电子鼻是90年代发展起来分析、检测复杂气味的仪器，具有多组交互敏感传感器阵列，模拟人的嗅觉形成过程，集采样、敏感、信号传输与处理和识别4个模块，识别模块主要依靠综合统计学分析方法对传感器感检测到的化合物进行分类，统计学方法主要包括主成分分析法（principal component analysis，PCA）、偏最小二乘-判别分析（partial least squares discriminant analysis，PLS-DA）、线性判别分析（linear discriminant analysis，LDA）及概率神经网络（probabilistic neural network，PNN）等[69]。谢宇飞等[78]采用电子鼻技术对5种不同类啤酒中的挥发性物质进行检测，发现能够有效区分此5种啤酒，准确率达到100%。偏最小二乘回归模型表明，电子鼻检测结果与啤酒中挥发性物质的含量表现出良好的相关性。与人工感官评价相比，电子鼻技术具有响应时间短、检测快速、准确、重复性好、客观可靠的优点，未来与其他检测技术进行联用，可以更系统、全面地研究啤酒风味成分。
2.3 定性定量方法
2.3.1 面积归一法
该法是将样品中的全部组分分离出并在仪器上有响应，计算色谱图中组分峰的面积（除溶剂峰外）总和，各峰面积占总色谱峰面积的百分比即是该风味物质的相对百分含量，由于不同挥发性风味物质在检测器上的响应不同，因此，需要添加校正因子，该方法属于半定量，只能粗略计算样品中各挥发性风味物质的相对含量。
2.3.2 外标法
外标法是用待测物的标准样品配制成浓度梯度的标准溶液，依次进样检测，用峰面积或峰高与标准溶液浓度作标准曲线，被测样品按相同的方法上机检测，根据所得峰面积或峰高从标准曲线中查出组分的含量，一般相关系数R2＞0.998，才可以用于未知样品定量。该方法定量结果相对更准确，多用于液相色谱分析。
2.3.3 内标法
内标法综合了面积归一法和外标法的优点，避免了进样一致性等引起的偶然误差。该方法最关键的是内标物质的选择，要求样品中不含有内标物质，其物理化学性质稳定，且不与待测组分发生化学反应。进样检测前，在样品中加入一定浓度配制好的内标物质溶液并混匀，根据待测组分和内标物的峰面积之比和内标物浓度，可以定量出待测组分的浓度。
2.4 关键风味活性物质评价方法
2.4.1 香气萃取稀释分析法
美国康奈尔大学的ACREE T教授在1984年首先对GC-O嗅闻技术进行改进，后又被不断创新应用，发展为现在的AEDA方法[79]。AEDA为经过连续逐级稀释香气提取物，由专业品评员对GC-O检测的每个稀释度下的样品进行感官评价，直到不能嗅闻出气味为止，可以得到不同风味化合物的感官阈值。只有当化合物浓度超过其感官阈值时，才会与人类的气味受体相互作用，在大脑中产生气味印象。风味化合物能够被检测到的最高稀释值即为该物质的香气稀释因子（flavor dilution factor，FD），FD值越高，说明其香气强度越大，综合分析可以筛选出该样品的关键香气活性物质[80]。
2.4.2 OAV分析法
OAV是挥发性风味物质的实际浓度与其阈值的比值，一般情况下，认为OAV＞1时，该化合物对样品的整体风味有贡献，OAV越大，说明该组分对样品整体风味特征的贡献度越大。目前，并不是所有挥发性风味物质的感官阈值都能够测定，因此，该法的使用仅局限于评价已知阈值的挥发性风味物质。
2.4.3 香气重构和缺失试验
在样品进行AEDA试验后，对其主要的香气物质（FD＞16）进行定量分析，计算OAV。以水为溶剂，化合物标准品为原料，配制香气重构溶液模型，并在常温下混匀，评价香气重构模型与原始样品气味特征差异。根据OAV从低到高逐一缺失香气物质，配制一系列不完全风味模型，并对其进行感官评价，找到与原始样品风味特征最接近的模型[81]。
3 结论与展望
啤酒化学成分复杂，目前的研究多集中在风味物质组成上，在不同风味物质之间相互作用对啤酒风味特征的影响鲜有报道，因此，对啤酒风味物质间的协同作用研究，也是未来啤酒风味研究很有意义的方向。与啤酒老化有关的化合物和相应的机理已经比较清楚，但是，如何延缓啤酒老化，进一步提高啤酒贮存期间质量稳定性有待进一步研究和探讨。
嗅闻技术在诸多种食品风味研究方面都有广泛的应用，却鲜少应用在啤酒风味物质研究上。近年来兴起的分子感官科学技术，通过仪器分析和感官评价相结合，采用SAFE技术、AEDA稀释法和GC×GC-O-MS等先进的风味化学研究手段系统地对啤酒风味进行定性、定量分析，找到决定啤酒风味的关键因子，可以从分子水平上解析啤酒风味成分，填补啤酒风味化学关键香气活性物质研究的空白。同时，也为更深入地研究啤酒风味物质的代谢途径和生物转化、工艺优化、酒体风味稳定性、产品创新和消费者喜好等食品科学和消费科学问题提供了数据支撑。
未来需要对啤酒感官评价人员进行更专业的训练，丰富和完善现有的啤酒风味评价体系，最大程度保证感官评价结果的客观性与一致性。同时，要关注检测分析前言信息，及时对啤酒风味物质检测方法进行优化和创新，以扩大分子感官科学技术的应用范围，为啤酒独特风味的开发贡献更大的力量。
[1]周煜，薛璐，吴子健，等.啤酒挥发性风味成分研究进展[J].食品研究与开发，2020，42（1）：210-219.
[2]BERTUZZI T,MULAZZI A,RASTELLI S,et al.Targeted healthy compounds in small and large-scale brewed beers[J].Food Chem,2020,310:125935.
[3]NIU C T,HAN Y P,WANG J J,et al.Comparative analysis of the effect of protein Z4 from barley malt and recombinant Pichia pastoris on beer foam stability:Role of N-glycosylation and glycation[J].Int J Biol Macromol,2018,106:241-247.
[4] CERRATO-ALVAREZ M, BERNALTE E, BERNALTE-GARCÍA M J,et al.Fast and direct amperometric analysis of polyphenols in beers using tyrosinase-modified screen-printed gold nanoparticles biosensors[J].Talanta,2019,193:93-99.
[5]SEO S H,KIM E J,PARK S E,et al.GC/MS-based metabolomics study to investigate between ale and lager beers differential metabolites[J].Food Biosci,2020,36:100671.
[6]王晓会，肖立欣，邢宝立，等.顶空固相微萃取-气质联用技术分析啤酒中高沸点风味组分的研究[J].中外酒业，2021（10）：10-16.
[7] CAO Y X,WU Z F,WENG P.Comparison of bayberry fermented wine aroma from different cultivars by GC-MS combined with electronic nose analysis[J].Food Sci Nutr,2020,8(2):830-840.
[8]YU M,YANG P,SONG H L,et al.Research progress in comprehensive two-dimensional gas chromatography-mass spectrometry and its combination with olfactometry systems in the flavor analysis field[J].J Food Compos Anal,2022,114(8):1-15.
[9]BARBARÁ J A,NICOLLI K P,SOUZA-SILVA É A,et al.Volatile profile and aroma potential of tropical Syrah wines elaborated in different maturation and maceration times using comprehensive two-dimensional gas chromatography and olfactometry[J].Food Chem,2020,308:125552.
[10]CULLERÉ L,ESCUDERO A,CACHO J,et al.Gas chromatography-olfactometry and chemical quantitative study of the aroma of six premium quality Spanish aged red wines[J].J Agr Food Chem,2019,52(6):1653-1654.
[11]韩永红.气相色谱-质谱联用技术分析啤酒麦芽中的挥发性风味物质[J].中外酒业，2018（7）：1-6.
[12]秦奔，张海鹏，郑飞云，等.顶空固相微萃取结合气相色谱质谱-嗅闻联用技术鉴定巧克力麦芽中可可特征风味物质[J].食品与发酵工业，2018，44（7）：258-262.
[13] DUSTIN H, TANYA F, SCOTT F, et al.Malt modification and its effects on the contributions of barley genotype to beer flavor[J].J Am Soc Brew Chem,2017,75(4):354-362.
[14]BETTENHAUSEN H M,BENSON A,FISK S,et al.Variation in sensory attributes and volatile compounds in beers brewed from genetically distinct malts: an integrated sensory and non-targeted metabolomics approach[J].J Am Soc Brew Chem,2020,78(2):136-152.
[15]于淼，马明娟，毋思敏，等.六款特种麦芽风味物质和感官特性分析[J].食品工业科技，2020，41（20）：246-250，265.
[16]顾宏.结晶麦芽的研制及其在啤酒酿造中的应用[D].无锡：江南大学，2020.
[17]海绪成.焦香麦芽特征风味及其在焙焦过程中变化规律研[D].扬州：扬州大学，2019.
[18]曹静，崔云前，战雯丽，等.影响IPA的酒花及其干投技术综述[J].食品科技，2021，46（9）：86-90.
[19]APPERSON K,LEIPER K A,MCKEOWN I P,et al.Beer fluorescence and the isolation, characterisation and silica adsorption of haze-active beer proteins[J].J I Brewing,2015,108(2):193-199.
[20]杨朝霞，董建军，李梅，等.酒花风味物质检测技术研究进展[J].中外酒业，2017（19）：16-28.
[21] OPSTAELE F V, GOIRIS K, ROUCK G D, et al.Production of novel varietal hop aromas by supercritical fluid extraction of hop pellets-Part 1: Preparation of single variety total hop essential oils and polar hop essences[J].Cerevisia,2013,37(4):97-108.
[22]关雪芹.酒花香味物质在啤酒酿造和储存过程中风味演变的研究[D].济南：齐鲁工业大学，2019.
[23] INUI T, TSUCHIYA F, ISHIMARU M, et al.Different beers with different hops relevant compounds for their aroma characteristics[J].J Agr Food Chem,2013,61(20):4758-4764.
[24] OLADOKUN O, JAMES S, COWLEY T, et al.Perceived bitterness character of beer in relation to hop variety and the impact of hop aroma[J].Food Chem,2017,230:215-224.
[25] KILLEEN D P, WATKINS O C, SANSOM C E, et al.Fast sampling,analyses and chemometrics for plant breeding:bitter acids,xanthohumol and terpenes in lupulin glands of hops(Humulus lupulus)[J].Phytochem Anal,2017,28(1):50-57.
[26]陶鑫凉，闫鹏，郝俊光，等.气相色谱-质谱法分析啤酒中酒花香气成分[J].分析实验室，2012，31（6）：24-29.
[27]王莉娜，崔巍伟，王憬，等.顶空固相微萃取分析啤酒花的挥发性组分[J].食品与发酵工业，2006，32（8）：101-104.
[28]王露，江伟，刘玉梅，等.GC-O-MS 法对酒花中香气活性成分的分析[J].分析实验室，2015，34（6）：640-644.
[29] PRAET T.Chemical-analytical and sensory characterization of kettle hoppy aroma of beer[J].Cerevisia,2016,36(2):47-59.
[30]INTELMANN D,DEMMER O,DESMER N.18O stable isotope labeling,quantitative model experiments, and molecular dynamics simulation studies on the trans-specific degradation of the bitter tasting iso-α-acids of beer[J].J Agr Food Chem,2009,57(22):11014-11023.
[31] INTELMANN D, KUMMERLOWE G, HASELEU G, et al.Structures of storage induced transformation products of the beer's bitter principles,revealed by sophisticated NMR spectroscopic and LC-MS techniques[J].Chem Eur J,2009,15(47):13047-13058.
[32]INTELMANN D,HASELEU G,HOFMAN T.LC-MS/MS quantitation of hop-derived bitter compounds in beer using the ECHO technique[J].J Agr Food Chem,2009,57(4):1172-1182.
[33]王茜，孙娇娇，侯静，等.不同品种啤酒花对啤酒特征香气物质的影响[J].农产品加工，2021（17）：5-10，13.
[34]郝俊光，周月南，尹花，等.啤酒中源自酒花α-酸的苦味物质研究进展[J].食品与发酵工业，2017，43（12）：232-240.
[35]OLADOKUN O,TARREGA A,JAMES S,et al.The impact of hop bitter acid and polyphenol profiles on the perceived bitterness of beer[J].Food Chem,2016,205:212-220.
[36]ONO M,KAKUDO Y,YAMAMOTO Y,et al.Quantitative analysis of hop bittering components and its application to hop evaluation[J].J Am Soc Brew Chem,1984,42(4):167-172.
[37]IRWIN A J,MURRAY C R,THOMPSON D J.An investigation of the relationship between hopping rating，time of boil and individual alpha acid utilization[J].J Am Soc Brew Chem,1985,43(3):145-152.
[38]HUGHES P S,MARINOVA G.Variations in iso-alphaacids distribution and behavior of different products[J].Brewer's Guardian,1997,126(83):26-29.
[39] DRESEL M, DUNKEL A, HOFMANN T.Sensomics analysis of key bitter compounds in the hard resin of hops(Humulus lupulus L.)and their contribution to the bitter profile of pilsner-type beer[J].J Agr Food Chem,2015,63(13):3402-3418.
[40] HUGHES P S.The significance of iso-alpha acid for beer quality-cambridge prize paper[J].J I Brewing,2000,106(5):271-276.
[41]MAYE J P,SMITH R,LEKER J.Humulinone formation in hops and hop pellets and its implications for dry hopped beers[J].J Food Sci Technol,2016,53(1):23-27.
[42] ALGAZZALI V, SHELLHAMMER T.Bitterness intensity of oxidized hop acids: bitterness intensity of oxidized hop acids: humulinones and hulupones[J].J Am Soc Brew Chem,2016,74(1):36-43.
[43] KISHIMOTO T, HISATSUNE Y, FUJITA A, et al.Presence of disulfide-bonded thiols in malt and hops as the precursors of thiols in beer[J].J Agr Food Chem,2022,70(41):13413-13418.
[44]ALLEN M E,PIEFER A J,COLE S N,et al.Characterization of microbial communities populating the inflorescences of Humulus lupulus L.[J].J Am Soc Brew Chem,2019,77(4):243-250.
[45]刘泽畅，刘玉梅.啤酒苦味与啤酒花苦味物质[J].中国酿造，2019，38（1）：13-19.
[46] DRESEL M, DUNKEL A, HOFMANN T.Sensomics analysis of key bitter compounds in the hard resin of hops(Humulus lupulus L.)and their contribution to the bitter profile of pilsner-type beer[J].J Agr Food Chem,2018,63(13):3402-3418.
[47] DE ANDRADE SILVA G V, AREND G D, ZIELINSKI A A F, et al.Xanthohumol properties and strategies for extraction from hops and brewery residues:A review[J].Food Chem,2023,404:134629.
[48]向阳，李崎，顾国贤.国内啤酒有机酸组成及其综合评价[J].食品科学，2007，28（1）：266-270.
[49]董霞.啤酒中有机酸类物质的研究[D].无锡：江南大学，2004.
[50]DONG X,LI Q,GU G X.Evaluation of yeast physiological state by yeast slurry pH and organic acids concentration[J].J Am Soc Brew Chem,2021,60(4):149-152.
[51]PICKERING G J,KARTHIK A,INGLIS D.Determination of ortho and retronasal detection thresholds for 2-isopropyl-3-methoxypyrazine in wine[J].J Food Sci,2007,72(7):468-472.
[52]DALGLIESH C E.Flavour stability[C].Proceedings of the 16th congress-European Brewery Convention.Amsterdam(Netherlands),1977:5.
[53]黄淑霞.反-2-壬烯醛对啤酒新鲜度的影响[D].无锡：江南大学，2017.
[54]刘景.啤酒风味老化评价及机理的研究[D].无锡：江南大学，2008.
[55]田玉红，陈嵘，杨朝霞，等.啤酒货架期内特征风味的变化[J].中外酒业，2018（19）：18-22.
[56]朱明光，王敏.100%大麦啤酒酿造过程中老化Strecker醛的研究[J].中国酿造，2017，36（6）：28-32.
[57]李存，韩冰心，褚贝贝，等.结晶麦芽类黑精对拉格啤酒酵母KS-12发酵的影响[J].食品与发酵工业，2022，48（22）：40-45.
[58]程殿林，颜廷兰，王亚楠，等.二氧化硫对啤酒风味稳定性的影响[J].山东轻工业学院学报（自然科学版），2009，23（3）：9-12.
[59]李崎，李永仙，郑飞云，等.啤酒多酚物质对啤酒风味稳定性的影响[J].食品与生物技术学报，2007，26（2）：102-106.
[60]于嘉琪，夏婷，王涿邯，等.啤酒中多酚和类黑精及其抗氧化功效研究进展[J].食品研究与开发，2022，43（13）：203-209.
[61]邵志芳，孙金兰，王红霞，等.脂肪氧合酶与啤酒风味稳定性的研究进展[J].中外酒业，2019（17）：1-10.
[62]沈瑶瑶，刘春风，李永仙，等.膜过滤对啤酒内源抗老化水平的影响[J].食品与发酵工业，2013，39（3）：101-105.
[63]LIU C F,SHEN Y Y,YIN X S,et al.Influence of pasteurization and microfiltration on beer aging and anti-aging levels[J].J Am Soc Brew Chem,2014,72(4):285-295.
[64] JENKINS D, JAMES S, DEHRMANN F, et al.The influence of yeast strain on the oxidative stability of beer[J].J I Brewing,2021,127(3):248-255.
[65]VRZAL T,ŠTEˇRBA K,JURKOVÁ M,et al.The usage of a reflectometric method for 5-(hydroxymethyl)furan-2-carbaldehyde determination as a stale flavor sensor for beer[J].Food Packag Shelf,2019,19:1-6.
[66]李崎，潘学启，顾国贤.选育抗老化啤酒酵母提高啤酒风味稳定性的研究[J].生物工程学报，2004，20（6）：912-917.
[67]宋焕禄.食品风味分析技术研究进展[J].北京工商大学学报，2006，24（1）：1-4.
[68]郭凯，芮汉明.食品中挥发性风味成分的分离、分析技术和评价方法研究进展[J].食品发酵与工业，2007（4）：110-115.
[69]文聆吉，邱树毅，陈前林，等.电子舌/电子鼻技术在酒类中的研究及应用[J].酿酒科技，2015（10）：59-64.
[70]刘华，高飞，陆健，等.运用HS-SPME-GC-MS技术分析低度啤酒中的香气物质[J].啤酒科技，2017（5）：65-70.
[71]王云川，李红，刘伟成，等.采用气相色谱-质谱分析啤酒中风味物质[J].食品与发酵工业，2004，30（11）：90-94.
[72]王露，江伟，刘玉梅，等.GC-O-MS法对酒花中香气活性成分的分析[J].分析试验室，2018，34（6）：640-644.
[73]吴幼茹，江伟，刘翔，等.气相色谱-嗅闻-质谱分析浅色麦芽、焦香麦芽及黑麦芽中香气成分[J].食品与发酵工业，2016，42（7）：193-201.
[74]DENNENLÖHR J,THÖERNER S,RETTBERG N.Analysis of hop-derived thiols in beer using on-fiber derivatization in combination with HS-SPME and GC-MS/MS[J].J Agr Food Chem,2020,68(50):15036-15047.
[75] WANG X J, MENG Q, SONG H L.Characterization of odor-active compounds in high-salt liquid-state soy sauce after cooking[J].Food Chem,2022,373:131460.
[76]YU M G,LI T,SONG H L.Characterization of key aroma-active compounds in four commercial oyster sauce by SGC/GC×GC-O-MS,AEDA,and OAV[J].J Food Compos Anal,2022,107(2):104368.
[77]YANG P,YU M G,SONG H L,et al.Characterization of key aroma-active compounds in rough and moderate fire Rougui wuyi rock tea(Camellia sinensis) by sensory-directed flavor analysis and elucidation of the influences of roasting on aroma[J].J Agr Food Chem,2022,70(1):267-278.
[78]谢宇飞，李臻峰，李静，等.基于电子鼻及GC-MS技术的啤酒识别研究[J].酿酒科技，2021（5）：104-111.
[79]ACREE T E,BARNARD J,CUNNINGHAM D G.A procedure for the sensory analysis of gas chromatographic effluents[J].Food Chem,1984,14(2):273.
[80]叶丹，王传明，刘鹏，等.分子感官科学技术在调味品上的应用研究进展[J].中国调味品，2021，46（5）：198-200.
[81]宋焕禄.食品风味化学与分析[M].北京：中国轻工业出版社，2021：109-110.