摘要：來自酒花的微量香氣成分會影響啤酒的感官評價和質(zhì)量。 為評價酒花香氣對啤酒的影響，本文采用頂空固相微萃取 (HS-SPME)對啤酒前處理后，使用常見且低成本維護的氣相色譜-氫火焰離子化法(GC-FID)進行定性定量。以 2-壬醇 為內(nèi)標，測定出里那醇、乙酸香茅酯、α-萜品醇、β-香 茅醇、香葉醇 5 種酒花香氣成分。此法的精密度為 4.69%~ 13.41%，回收率為 74.95%~106.09%，檢出限為 0.005~ 0.028μg?L-1。通過此法進行啤酒檢測，結果顯示：啤酒 中 這 5 種酒花香氣 含 量 均 <10μg?L-1 ，大部分在 0.10~5.00μg?L-1 之間。研究表明：該法測定準確可靠； 與已有方法如頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法(HS-SPME -GCMS)相比，該法的儀器常見，維護成本更低，更適合酒廠的 普遍推廣。
酒花是啤酒中的重要原料，在啤酒釀造過程中，酒花 主要向啤酒提供特殊的苦味和香氣，同時還具有防腐 和澄清麥汁的能力。酒花賦予啤酒特有的風味，影響 著啤酒的感官性能和質(zhì)量[1]，進而影響消費者對啤酒 品牌的選擇[2]，因此分析和了解啤酒中的酒花香氣成 分成為必要。
啤酒中的酒花香氣主要來源于原料本身及其在發(fā)酵過 程中代謝和陳釀所產(chǎn)生的化合物[2]，其成分復雜，它 們包括碳氫化合物、萜類化合物、醛類、酮類、酯 類、醇類、酸類、硫化物等。其中，部分萜類化合物 僅來源于酒花，這便成為酒花香氣研究者們的關注焦 點[3]。而酒花香氣含量微小，因此，其香氣成分的檢 測成為啤酒業(yè)界的關鍵。
在監(jiān)控和定量啤酒中的酒花香氣成分上，GC-MS和 GCFID 已經(jīng)成為*的工具。在國外，啤酒中的香氣 成分研究得更為深入。早在 1978 年，Tressel 使用 GC-MS 鑒定出德國啤酒中超過 110 種的酒花香氣[4]； Jeleń 等人使用 SPME 和靜態(tài)頂空的兩種前處理方法結 合 GC-FID 比較分析了啤酒中的醇和酯[5]；而很多研 究者使用 GC-MS 和 GC-FID 比較分析添加酒花和未添加 酒花的啤酒之間的差別來確定啤酒的酒花香氣[6,7]， 如 Guillaume 等人使用 GC-O 鑒定啤酒中的香氣成分 [6]。Ng 綜述了使用 GC-MS 分析啤酒中的脂肪酸和酯類 [8]；在日本，Kishimoto 等人采用攪拌棒吸附萃取的 固相微萃取技術結合 GC-MS 定量出萜類化合物[3]，次 年，他又使用 GC-O 分析鑒定出 27 種來源于酒花的香 氣組分[7]；Kaltner 等人使用 GC-MS 跟蹤了啤酒生產(chǎn) 和老化過程中酒花香氣成分的變化情況[9]。
然而在國內(nèi)，啤酒中酒花香氣成分的分析定量較少， 如胡國棟等人采用頂空固相微萃取，結合 GC-MS 分析 鑒定了啤酒中的微量香味組分[10,11]；王憬等人采用 HS-SPME 結合 GC-MS 分析了啤酒中的酒花香氣[12]。從 國內(nèi)酒廠的實際情況來看，GC-MS 無論從購買還是從維 護上，都比較昂貴，只有部分經(jīng)濟實力雄厚的大酒廠 能夠使用，而 GC-FID 使用較為普遍，因此使用 GC-FID 開發(fā)啤酒中酒花香氣并加以推廣符合我國酒廠的實 情。
為了推廣啤酒中酒花香氣成分的鑒定，本文采用頂空 固相微萃取作為前處理方法，利用 GC-FID 初步探索定 量出 5 種酒花香氣成分，包括里那醇、乙酸香茅酯、 α-萜品醇、β-香茅醇、香葉醇。結果顯示，其精密 度為 4.69%~ 13.41%，回收率為 74.95%~ 106.09%，檢 出限為 0.005 ~ 0.028μg?L-1。該法重復性好，方法 簡便，測定準確，使用經(jīng)濟，適合各酒廠的普遍推 廣，為中小酒廠酒花香氣的評價和啤酒質(zhì)量的控制奠 定了良好的技術基礎。
1 材料與試劑 1.1 實驗器材 氣相色譜，配有氫火焰離子化檢測器 (FID) (PerkinElmer，美國)； 毛細管色譜柱： CP-Wax 57 CB 50m×0.25mm×0.2µm(PerkinElmer，美國); 萬分之一天平(島津，日本)； 固相微萃取裝置配 SPME 手柄(Supelco，美國)； 85μmPA 萃取頭(Supelco，美國) 1.2 試劑 NaCl，分析純 無水乙醇，色譜純 內(nèi)標物：2-壬醇(≥97%，F(xiàn)luka 公司) 標準試劑：里那醇(97%，Aldrich 公司)； 乙酸香茅酯(97%, Acros 公司)；α-萜品醇(90%, Aldrich 公司)；β-香茅醇(≥99%，F(xiàn)luka 公司)；香 葉醇(98%，Aldrich 公司)。標準儲備液的配制：移取 5 種標準試劑各 5μL 至 50mL 的容量瓶中，用天平逐一稱量，后用 100%無水 乙醇定容。配制的濃度分別為：里那醇，114mg/L；乙 酸香茅酯，228 mg/L；α-萜品醇，170 mg/L；β-香 茅醇，112 mg/L；香葉醇，226 mg/L，低溫避光處保 存。標準使用液經(jīng)儲備液逐步稀釋配置而成，保證使 用液的乙醇含量為 5%(體積比)。 內(nèi)標的配制：移取 10μL 的 2-壬醇至 100mL 容量瓶 中，用 100%無水乙醇定容，即配制成 100 mg/L 的內(nèi) 標儲備液，低溫避光處保存。內(nèi)標使用液經(jīng)逐步稀釋 成 2mg/L 現(xiàn)用
2 實驗條件 2.1 色譜條件 柱溫程序：起始溫度 50℃，以 8℃/min 程序升溫至 120℃，以 3℃/min 程序升溫至 170℃，以 10℃/min 程 序升溫至 210℃，恒溫 5min. 載氣(高純氮)：流速 1mL/min，不分流進樣； 氫氣：流速為 45mL/min； 空氣：流速為 450 mL/min； 檢測器溫度: 260℃； 進樣器溫度：240℃；
3、啤酒樣品的前處理 稱取 3gNaCl 于 20mL 的頂空瓶中，加入 5mL 啤酒， 50μL 的 2mg/L2-壬醇，放入磁力攪拌轉(zhuǎn)，加蓋密封墊 和鋁蓋密封。將 SPME 針管穿透樣品瓶隔墊，伸入瓶 中，推手柄使纖維頭伸出針管，纖維頭置于距離樣品 表面約 20mm 的上部空間，在 45℃的水浴溫度下，攪拌 30min，取出手柄，直接進樣，解析 3min。
4 結果與討論
4.1 標準曲線的建立 用標準儲備液逐步稀釋，分別配制成 5 個不同梯度的 標準溶液，五種物質(zhì)的濃度范圍在 0~45μg?L-1。 將各個標準液按照啤酒的前處理方法進行固相維萃取 富集，然后直接進行 GC-FID 分析。定量方法為內(nèi)標 法，即根據(jù)各個化合物和內(nèi)標(2-壬醇)的濃度和峰面 積(或峰高)，通過比值計算而來。其線性回歸方程為 見表 1。
4.2 精密度分析 為了確保實驗的重復性和穩(wěn)定性，本文按照 3 對同 一啤酒連續(xù)測定了 5 次，結果見表 2。由表可見，里 那醇和香茅醇的重復性好，二者測定的濃度在 1μg?L-1 左右，但相對標準偏差分別僅為 4.69%和 4.52%，可見二者檢測結果的性；醇類中偏差 大的是 α-萜品醇，這是由于 α-萜品醇的平均濃度 很低，僅為 0.24μg?L-1 的緣故。而酯類的偏差 大，在平均濃度較高(2.34μg?L-1)的情況下，相對 標準偏差高達 13.41%，這可能與以醇類作為內(nèi)標定 量所致。
4.3 回收率測定 啤酒加標樣的準備：取一啤酒樣品，稱取 3gNaCl 于 20mL 的頂空瓶中，移取 5mL 啤酒，加入 50μL 的 2mg/L 2-壬醇和 0.1mL 稀釋 1000 倍的標準儲備液混 勻，此樣為啤酒加標樣。 測定啤酒樣品和啤酒加標樣，計算回收率，結果見 表 3。由表可知，乙酸香茅酯的回收率低，僅為 72.95%，這也可能與以醇類作為內(nèi)標定量所致。
4.4 檢出限的計算 為了衡量此法對化合物的靈敏度，在沒有啤酒基質(zhì) 存在的情況下，在與樣品測定*相同的條件下， 測定了一個低濃度標準溶液，計算噪音。通常定義 檢出限為噪音的 3 倍(S/N=3)。檢出限的結果見表 3。與前人使用的 HS-SPME-GC-MS 法[3,11,12]相 比，檢出限相對較高，但本法的檢出限已經(jīng)*足 夠檢測出啤酒中的上述 5 種酒花香氣物。
4.5 樣品的測定 應用本法測定了 6 種不同品牌的啤酒樣品，結果見表 4。結果顯示：不同品牌的啤酒中酒花香氣組分含量存 在著不同程度的差別，其含量大部分都小于 5μg?L-1， 這與不同酒廠的啤酒酒花品種和啤酒工藝存在著很大的 關系。
5 結論 通過建立 HS-SPME-GC-FID 方法，分析測定了啤酒中 5 種酒花香氣成分，包括里那醇、乙酸香茅酯、α-萜品 醇、β-香茅醇、香葉醇。研究表明：(1) 此法方法簡 單，易操作且準確可靠；(2) 相較于 GC-MS，GC-FID 儀 器購買和維護成本低，一般酒廠都配備，適合酒廠的普 遍推廣；(3) 通過對不同品牌啤酒進行檢測，發(fā)現(xiàn)不同 啤酒中的酒花香氣成分存在著不同的差別，這為進一步 深入改進啤酒口感、尋找更好的酒花品種、研究酒花在 啤酒中的變化情況奠定了基礎。
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