酒花萜烯醇类立体异构体在啤酒酿造中的痕量分析及转化机制研究

Beer with nice hoppy aroma is popular with drinkers all over the world. Beer in China with low hoppy aroma is one important problem for breweries. Terpene alcohols including linalool, geraniol, nerol, citronellol and α-terpineol with level measured in μg/L are the important contributors for hoppy aroma in beer. The difference of beer quality caused by stereoisomers of terpene alcohols is one important issues in breweries.Therefore, it's important to establish the easy and efficient analysis method for stereoisomers and research their transfer mechanism and stabilization techniques. In this study, chiral columns and solid-phase mirco extraction were carried out with low resolution GC-MS to establish a simple method to be used widespreadly by breweries. Based on the method, the varies and tranformation mechanism of terpene alcohols stereoisomers during brewing will be tracked.Furthermore, the stabilization techniques of stereoisomers with low sensory threshold during brewing will be revealed. Meanwhile, the model of aroma synergism for terpene alcohol with GC-O and sensory evaluation will be created. Finally, the important factors during brewing will be found and used to offer theory evidence for beer brewing. In addition, the experience of analysis method for stereoisomers of terpene alcohols can be utilized in analysis for stereoisomers in food.

具有典型酒花香气优质啤酒一直是国内外人士追捧的类型，但国产啤酒酒花香气不突出是目前面临的重要问题。啤酒中酒花香气重要贡献者萜烯醇类物质，如里那醇、香叶醇、橙花醇、香茅醇、α-萜品醇等，是决定啤酒质量的关键因子，在啤酒中含量在μg/L数量级。而萜烯醇类异构体的感官阈值显著差异导致的啤酒风味质量的差异是啤酒行业始终未能解决的问题，建立易操作的有效分离检测手段，并研究这些类物质在酿造中的转化机制和稳定技术是控制啤酒质量的关键环节。本项目拟采用手性色谱柱，选择固相微萃取前处理手段，利用GC-MS建立易于向啤酒企业推广普及的萜烯醇类异构体检测方法；基于此方法跟踪并揭示异构体在啤酒酿造中的转化机理；找出稳定低阈值酒花香气异构体的酿造关键点；并结合GC-O和国家级评委感官品评构建萜烯醇类香气协同作用模型，提炼筛选酒花品种关键因子，为富含酒花香气优质啤酒生产奠定技术支撑，也为食品行业手性化合物提供参考。

具有典型酒花香气优质啤酒一直是国内外人士追捧的类型，但国产啤酒酒花香气不突出是目前面临的重要问题。本研究在系统评价各种国产啤酒花风味成分的基础上，结合一系列酿造试验系统研究了啤酒花中萜烯醇类风味成分在酿造过程中的转化机理，获得了啤酒花中影响啤酒风味的关键因子及稳定啤酒酒花香气的酿造关键点。主要试验结果如下：.1.建立了顶空固相微萃取-GC-MS分析啤酒花中的挥发性成分和固相微萃取-GC-MS结合手性色谱柱同时检测12种萜烯醇类异构体的痕量分析方法，测定了上述萜烯醇类异构体在啤酒中的感官阈值，获得了各种国产啤酒花的“挥发性风味轮廓”。对国内外各类优质啤酒和啤酒花中重要酒花萜烯醇类的研究表明,(R)-(-)-里那醇是啤酒花中而不是啤酒中的主要对映体，(S)-(-)-里那醇、(R)-(+)-β-香茅醇、(S)-(-)-β-香茅醇、(+)-α-萜品醇、(-)-α-萜品醇、乙酸香茅酯等在啤酒中可以检出，但在多数酒花中均未检出，表明啤酒中(R)-(+)-β-香茅醇，(+)-α-萜品醇和(S)-(+)-里那醇来源于啤酒酿造过程中的生物转化。.2.结合 GC-O和国家级评委感官品评方式，构建萜烯醇类香气协同作用模型，获得了富含典型啤酒花香气的国内外优质成品啤酒的主要萜烯醇类风味异构体的分布和含量信息，探明了啤酒花在储藏或加工过程中的上述萜烯醇类物质的转化途径和转化机制信息。.3.通过系列酿造实验，研究了啤酒花品种、啤酒花在酿造过程中的添加方式、麦汁pH 值、不同的酿酒酵母等工艺条件对啤酒中影响酒花香气的萜烯醇类立体异构体的影响；筛选和确定了(R)-(-)-里那醇为稳定啤酒中低感官阈值萜烯醇类立体异构体在酿造过程中关键影响因子，其在啤酒花中占里那醇总含量的 85.93-97.41%，而在啤酒中含量仅占里那醇总量的55.47-84.65%。揭示了啤酒花中萜烯醇类立体风味异构体在酿造过程中的代谢途径和转化机理，表明(R)-(-)-里那醇的损失可能会导致啤酒酒花风味的淡化。上述结论可为啤酒厂生产富含酒花香气优质啤酒提供理论和技术指导。.4.研究了啤酒花生长过程中矿物元素含量及其迁移对啤酒花中酿造相关的苦味树脂和挥发性风味成分的形成产生的影响。