精釀啤酒風味及功能性研究進展

魏華陽，武亞帥，侯雅馨，陳昊，趙東瑞

（北京工商大學 中國輕工業釀酒分子工程重點實驗室，食品質量與安全北京實驗室，北京 100048）

啤酒是以麥芽、水、啤酒花等為原料，經發酵釀制而成的含酒精飲料。作為世界三大古酒（葡萄酒、啤酒、黃酒）之一，啤酒有著悠久的發展歷史。啤酒是受消費者青睞的飲料之一，其市場占有率僅次于茶和水，有著廣大的受眾群體。近年來，國內啤酒企業的發展迅速，啤酒總體的銷售額穩定。隨著科技進步和信息化技術手段的應用，啤酒的產品質量控制水平有了明顯提升，啤酒生產流程機械化進程加快。經過釀酒師在生產過程中的傳承與創新，工業啤酒整體的傳統釀造工藝相對成熟，但也造成其風味趨于單一。

精釀啤酒是利用傳統工藝小規模釀制的啤酒，因其風格與口味多元化、有附加功能等特點，深受消費者喜愛，是啤酒銷量的突破口，也是啤酒新產品開發的主要方向。因此，風味與功能的呈現是區別精釀啤酒品質的關鍵。目前市場現有的精釀啤酒產品，多憑借輔料的添加實現特有的風味、滋味與功能，并通過調整輔料的使用條件優化產品特點。本文對精釀啤酒輔料的潛在功能性、香氣表征微量成分進行綜述，旨在為精釀啤酒風味、功能的改良與創新提供參考。

1 精釀啤酒發展現狀及發展趨勢

精釀啤酒是相對于傳統工業啤酒而提出的概念[1]，有著風味獨特鮮明等特點。由于傳統工業啤酒生產過程中使用巴氏殺菌和一些過濾處理，傳統工業啤酒存在著部分營養物質流失、風味單一、口感不夠醇厚等問題。因而現有的工業啤酒產品不能很好地滿足消費者愈加豐富的需求。尤其是隨著現有的消費市場動態發展[2]，個性化十足的年輕消費群體占比逐步提升，將占據主導地位，這對啤酒商品的多元化提出新要求。而精釀啤酒的出現，給略顯疲軟的啤酒市場有效注入了新活力。通過對精釀啤酒生產過程的靈活調整、釀酒原料等多方面的改進，富有新鮮感的精釀啤酒產品不斷涌現。其口感、營養等的多元化，極大程度地滿足消費者對啤酒的新要求與新期待，促進了啤酒行業的轉型升級。

自2017 年以來，中國精釀啤酒的企業年新增數目、總銷售量不斷上升，消費增速相對穩定。這也逐步改變由美國、德國、加拿大等外國精釀啤酒產品占絕對主導的精釀啤酒市場。行業相關數據顯示，預計到2025 年，國內精釀啤酒市場規模將達到875 億元，滲透率為11%[3]。目前，精釀啤酒的發展集中在工藝研究與原料控制上，具有如下趨勢：果釀化、品質個性化、功能化以及潮流化[4]。

2 精釀啤酒原輔料概述

2.1 精釀啤酒原料簡介

精釀啤酒的主要原料是麥芽、水、啤酒花，主要釀造流程包括浸麥、粉碎、糖化、過濾、冷卻、發酵等環節（如圖1 所示）。

圖1 精釀啤酒工藝流程Fig.1 Production process of craft beer

麥芽是大麥經過浸漬的生長產物[5]，作為啤酒釀造的物質基礎，通過糖化、蒸煮等環節的處理，為釀造過程中的微生物發酵提供碳水化合物、多種氨基酸、蛋白質、無機鹽、生長因子等營養物質。同時，麥芽作為啤酒色澤和風味呈現的重要來源，也是制約成品啤酒品質的關鍵。水是啤酒的主體成分，是啤酒微量成分的主要載體。在啤酒生產過程中，糖化用水的酸堿度和氯離子含量、冷卻等環節對釀造用水的把控均會影響成品啤酒的質量[6]。啤酒花是啤酒釀造的必要條件，在麥汁煮沸時加入，有殺菌、提高泡沫持久穩定性等作用，同時影響成品啤酒的外觀，其常見的形式有酒花顆粒、酒花浸膏等。

精釀啤酒對啤酒原料的特殊處理主要體現在工藝條件的改變[7]，如糖化時間和溫度的調整、啤酒花加入的方式。也有部分精釀啤酒用小麥、藜麥等谷物或甘蔗等含糖量高的農作物代替部分大麥作為釀造原料[8]，形成獨特的啤酒風格。

2.2 精釀啤酒的常見輔料

除了在傳統工業啤酒的基礎上調整發酵時間、人工釀造縮減生產規模，精釀啤酒更大的優勢為啤酒釀造材料的靈活運用[9-10]。水果型精釀啤酒、功能型精釀啤酒常在啤酒釀造過程中加入特定食材、藥材、香辛料等添加物，以達到期待的啤酒風味或健康增效，這也是精釀啤酒最大的特色。

水果應用于啤酒釀造中，可以賦予啤酒令人愉悅的果香，豐富酒體口感，提供適當的甜度與酸度，同時其功能活性成分部分保留，成為啤酒的附加屬性。由于大多數水果有香氣怡人、糖分大等特點，在釀造過程中加入水果是諸多精釀啤酒的選擇。如荔枝[11]，香氣濃郁，其含有的風味成分可以賦予成品荔枝啤酒香甜的特征，所含的維生素有增強啤酒抗氧化功能屬性。檸檬[12]可以增加啤酒中的維生素C 含量，促進人體新陳代謝。有多種水果復合香氣的百香果[13]，味酸甜，其含有的舒緩神經的天然活性成分，可能改善飲酒引起的不適。石榴所富含的花色苷和酚類化合物[14]，為石榴啤酒提供鮮艷的色澤。水蜜桃[15]包含多種果糖、維生素等營養物質，可以為啤酒增添甜味。

許多植物的花帶有特殊芬芳且具有可食用的屬性，以合適的方式將其加入啤酒釀造可以得到花香酒香并存的精釀啤酒。與此同時酒體中能夠增加部分外來有益成分，口感也更加豐富。具有特殊香氣的板栗花[16]，味微苦、帶澀味。其中的黃酮類化合物對枯草芽孢桿菌、大腸桿菌具有抑菌作用，因此板栗花啤酒的保鮮與儲存較為方便，同時安全性得到保障。味辛性溫氣香的桂花，兼具食用和藥用價值[17]。作為輔料生產桂花啤酒，既能為啤酒提供桂花香氣，又能提供苦澀口感，減少酒體中殘糖帶來的膩感。

香辛料通常帶有鮮明又獨特的氣味，可被用作啤酒釀造的輔料來使用，能夠賦予酒體特殊的風格，形成新鮮特別的滋味。性溫且微苦的橘皮富含纖維素、半纖維素等物質[18-19]，可為啤酒增添橘香、減少酒體中殘糖導致的甜膩口感。其所含的橙皮苷作為維生素類物質，具有增強毛細血管韌性的功效，同時兼有殺菌、抗炎的作用。芫荽籽，即香菜的成熟果實，含有較多的胡蘿卜素和鐵元素[20]，可與其他輔料配合使用來釀造啤酒。在酒精發酵過程中，姜所含的姜辣素[21]等生物活性成分為啤酒提供辛辣口感。

值得注意，隨著人們對健康的日益關注，藥食同源輔料在啤酒生產中也逐步加入。藜麥具有全面又豐富的營養[22]，其含有的藜麥蘆丁可預防各種血細胞在血管中凝集，改善心血管功能[23]，同時因其高淀粉含量而作為部分釀酒大麥的替代品。

輔料的使用是新型精釀啤酒開發的重要思路，通過對其工藝過程進行研究，可以為成品酒的感官體驗優化、質量提升提供參考。

3 啤酒揮發性風味成分的分析方法進展

啤酒是微生物發酵的產物，包含豐富多樣的代謝物質。其中某些成分含量很少，卻是成品酒感官呈現的關鍵[24]。將關鍵的微量成分提取分離，并進一步研究其在啤酒中的特殊影響，為啤酒風味、滋味品質提升提供保障。

在啤酒微量成分的相關研究中，提取與分離是整個過程的首要操作。分離提取技術的進步[25]，便于啤酒微量成分的進一步研究。目前，常用的分析分離技術有頂空固相微萃取法、攪拌棒吸附萃取法、溶劑輔助風味蒸發等方法。如閆鵬等[26]采用動態頂空進樣技術對啤酒的微量成分進行定性分析，確定了癸酸乙酯等40 種微量成分。王松廷等[27]利用靜態-頂空固相微萃取與氣相色譜-質譜聯用的方法在西瓜精釀啤酒中分離并定性了36 種微量成分。

確定微量成分的種類和含量分布[28]是了解相關微量成分對啤酒影響的關鍵。在啤酒微量成分的分析研究中，色譜分析法、光學分析法等是常用的技術手段[29]。譜庫檢索、標品比對等可對微量成分進行定性分析，結合面積歸一化法、外標法、內標法等也可對微量成分進行定量或半定量分析。如襲祥雨[30]通過氣相色譜法對功能性海帶啤酒進行香氣分析，確定了酯類物質總含量和高級醇含量。謝宇飛[31]將氣味分析檢測技術與近紅外光譜技術聯用，通過電子鼻對啤酒發酵過程中的氣味信息進行檢測，驗證微量成分變化。

香氣貢獻判斷是基于已鑒定的香氣成分，分析該香氣成分對香氣表達的影響程度及對樣品的香氣貢獻。現有的啤酒成分研究，常以某種香氣成分占總香氣成分含量的相對百分比來評估香氣貢獻。如王葶等[32]分析櫻桃啤酒后發現，醇類、酯類、酸類物質在總香氣成分相對占比較大，是構成櫻桃啤酒風味特征的主要成分。但是此方法的結果不能與香氣成分的作用精確對應，若想進一步了解某種成分的具體貢獻，還需借助香氣表達評價方法，對其香氣表達強度進行評價。

分離提取、檢測鑒定、數學建模多種技術的綜合運用是啤酒行業基礎研究的趨勢與發展方向，檢測技術的革新能夠幫助技術人員進一步了解啤酒發酵過程的相關變化。在明確微量成分與感官呈現的相關性后，可以通過調整成分種類、香氣強度等因素，更加精確地把控啤酒風味、滋味，進而提高精釀啤酒產品質量。

4 精釀啤酒的感官呈現與香氣成分分析

4.1 感官評估對精釀啤酒的重要性

啤酒作為一種飲品，風味與滋味等感官感受是消費者衡量啤酒質量好壞的首要標準。隨著人們生活質量與消費水平的提升，消費者對啤酒質量、風味的要求也越來越高。目前，精釀啤酒的發展方向具體體現在口感與風味的調整與變化、健康功能的增加，而產品的色澤[33]、滋味、香氣等感官品質會直接影響其受歡迎程度。

感官評價是通過品評人員對啤酒原料、半成品、成品進行視覺、嗅覺、味覺的綜合評價，對成品啤酒的感官品評是衡量啤酒質量的重要方式。感官品評主要由經過篩選和專業培訓的品評人員按照一定的品評標準來完成（如圖2 所示），其所需的品評環境、品評時間、品評器皿都有相應要求。

圖2 精釀啤酒感官品評標準Fig.2 Standard of sensory evaluation for craft beer

啤酒的感官品質受到釀酒原料、釀酒過程工藝標準（如發酵溫度、發酵時間、原料配比等）的控制等因素的影響。但諸多因素對最終感官品質呈現的具體影響并未研究透徹，常見的人工品評方式無法避免品評者的主觀喜好。而現代智能儀器的開發[34]和感官信息的數字化、可視化呈現，為啤酒的風味滋味評價的客觀性提供了更多可能性。通過相關儀器聯用、人工品鑒結合等方式對啤酒中的多種香氣化合物定性定量分析，可以為優化相關產品提供理論依據，提供不同的完善思路，定向開發新產品。

4.2 輔料對精釀啤酒的感官影響

由于大多數精釀啤酒所用到的輔料都有獨特氣味或滋味，所以添加的輔料會直接影響成品酒的風味。而通過改變工藝條件來影響輔料所含多糖、氨基酸、蛋白質等生物大分子的代謝產物，可以形成不同的酒體特點。輔料及其相應精釀啤酒感官特征如表1 所示。

表1 輔料及其相應精釀啤酒感官特征Table 1 Adjuncts and sensory characteristics of corresponding craft beer

張潔等[35]研究了板栗花啤酒的相關工藝后發現，適當添加板栗花浸提液釀造的啤酒，酒體金黃、富有光澤，有持久細膩的泡沫，帶有板栗花的特殊香氣并與酒香十分協調，酒體口感更佳，酸味不明顯。板栗花在啤酒發酵過程中起關鍵作用的香氣成分為乙酸乙酯、2，2，3，3，4，4-六甲基四氫呋喃、2-丙基-1-戊醇，分別為成品啤酒提供水果香、甜香、蘋果香。崔云前等[36]研究加入橘皮和芫荽籽作為輔料的比利時風格小麥啤酒發現，兩種香料物質對小麥啤酒的外觀、風味組成等方面有重要影響。此類成品酒泡沫潔白細膩，口感稍酸但酒體較為協調，富有橘子香氣，與德國風格小麥啤酒相比，含有更多的正丙醇、異丁醇和異戊醇。輔料的加入使得比利時風格小麥成品啤酒中含有橙皮苷、香葉醇、乙酸香葉酯3 種構成獨特鮮明的橘香香氣的風味成分。胡華勇[37]研究發現，以0.2%熱區和0.6%冷區兩種方式添加桂花所得的啤酒酒體呈金黃色，泡沫細膩豐富，酒體協調醇厚，并以其極具辨識度的桂花香氣贏得消費者的喜愛。而桂花所含的羅勒烯、紫羅蘭酮兩種揮發性香氣物質，對桂花啤酒最終風味的形成起到突出作用，并促進成品酒清爽柔和。

楊貴恒等[38]研究表明，在發酵第16 天的藜麥啤酒中，包括醇類在內的香氣化合物含量顯著提升，酒體清亮透明、不含沉淀物與懸浮物，泡沫潔白、掛杯良好，帶有果香，無異香異味，殺口感強，整體協調。酯類化合物是成品藜麥啤酒風味構成的關鍵，乙酸異戊酯為其提供香蕉氣味，乙酸苯乙酯帶有玫瑰香氣，癸酸乙酯賦予酒體椰子的氣味。多種化合物的有機疊加、融合，構成藜麥啤酒濃郁迷人的吸引力。苗儼龍等[39]通過對荔枝啤酒的相關研究發現，成品啤酒的發酵度和酒精度與釀造過程中荔枝果漿的添加量呈正相關，但泡沫的持久性和穩定性、苦味物質和殘糖的含量會相對降低，可以適當增大啤酒花用量來平衡。構成荔枝啤酒典型香氣的成分有2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇為主的醇類化合物和酞酸二丁酯、十七酸甲酯為主的酯類化合物，它們形成了特征鮮明的荔枝香氣。苗譯文等[40]對牛蒡檸檬啤酒研究發現，在啤酒釀造過程中，按一定比例加入牛蒡和檸檬同時發酵，得到的成品啤酒牛蒡風味被檸檬香氣有效中和，酒體飽滿且清新爽口，酒香濃郁，酸度與苦度協調。

劉俐彤等[41]對以葡萄籽、百香果作為混合輔料而釀制的啤酒進行研究發現，成品酒酒體呈琥珀色，無凝固物和懸浮物，有濃郁的水果香氣，層次豐富，一定程度抵消葡萄籽本身不愉悅口感，口感豐富飽滿，酸味甜味協調。百香果為該款成品啤酒提供構成清爽口感的檸檬酸，增加鮮味的游離氨基酸，提高了啤酒的適口度。顧凡等[42]發現在釀酒過程中通過調節百香果與葡萄的配比，可改善酒體寡淡的風味，平衡酸度與甜度，形成純正的甘味。同時由于兩者附帶促進酵母生長的營養物質，成品酒的酒精度有所提升，利于酒體品質的改善。

熊婧等[43]對石榴精釀啤酒研究后發現，在最佳釀造工藝參數條件下，于主發酵第5 天加入適當比例的石榴汁釀造的成品酒，酒體醇厚，泡沫細膩持久，酸甜爽口，香氣協調，是一款優良的果味啤酒。石榴精釀啤酒的香氣組成以給予啤酒甜香的酯類化合物、提供果香的醇類化合物為主，附帶酸類、醛酮類、萜烯類、芳香類物質，其中酸類物質對香氣的貢獻不大，但是對酒體平衡協調的口感有重要作用。張榮等[44]研究發現石榴的適當加入可以防止啤酒酒體過于醇厚，增添酸甜口感，進而得到一款果味突出、爽口適度、有豐富泡沫的精釀啤酒。宣文芳[45]對市售的水蜜桃精釀啤酒研究發現，以水蜜桃作為輔料的成品酒與普通啤酒相比有較高的酒精度、雙乙酰含量，酒體色澤鮮明，帶有突出的水蜜桃香氣且與酒香良好融合，香氣層次豐富，略高的二氧化碳含量增強酒體的殺口感，整體口感醇厚。水蜜桃啤酒的復雜風味由多種香氣化合物構成，從中可分離的香氣成分比普通啤酒多出5 種酯類物質、3 種萜類化合物以及γ-十一內酯，它們為啤酒帶有獨特的水蜜桃香起到關鍵作用。

楊永學等[46]對鮮姜暖啤酒相關工藝的研究發現，將姜與紅棗、枸杞等輔料混合后煮沸再加入啤酒釀造過程而制成的暖啤，酒體呈紅褐色或棕褐色，泡沫細膩且具有持久性，麥芽香、酒香協調并帶有淡雅的姜香，風味獨特，有較強殺口感。構成鮮姜暖啤酒特征香氣的物質是烯類化合物，其中金合歡烯的含量最大，為成品酒提供姜的香味。黃凱等[47]通過對甘蔗精釀啤酒進行風味物質分析發現，甘蔗的添加增強了成品啤酒的果味香氣，同時成品酒中的特征香氣成分乙酸乙酯、異丁醇和異戊醇的含量相比普通大麥啤酒大幅提升，形成良好的啤酒風味。

4.3 影響精釀啤酒香氣的微量成分

香氣是評價啤酒質量及風味重要的感官指標，由啤酒原料和輔料、酵母、啤酒發酵與老化過程中產生的醇類、酯類、酸類、萜烯類等揮發性化合物決定[48]。不同成分有不同的感官特征（如圖3 所示），其中酯類物質主要為啤酒提供水果香、奶油香[26]，醇類物質主要提供花香，酸類物質主要提供臭味，酚類物質主要提供煙熏氣味。相關微量風味成分與其對應感官特征的研究（如表2 所示）利于技術人員了解多種香氣產生和協同機制、去除不良氣味、把控啤酒風味。

表2 精釀啤酒香氣成分Table 2 Aroma components of craft beer

圖3 精釀啤酒特征香氣成分及化學結構式示意圖Fig.3 Schematic diagram of characteristic aroma components and chemical structural formula of craft beer

5 結語

本文以感官評價作為響應標準，匯總了多種新型精釀啤酒的感官特點與不同優勢，體現各種食材、藥材、香辛料等物質作為啤酒釀造輔料塑造多元化啤酒風味的可能性。總結了多種啤酒輔料的健康屬性，展現其用于提高精釀啤酒的功能性、降低飲酒損害的潛力。同時分類歸納了精釀啤酒中的80 種微量香氣成分及其香氣特征，揭示諸多微量香氣成分與成品酒風味的密切聯系。了解精釀啤酒中微量成分的屬性與作用，建立更加完善的精釀啤酒評價體系，能夠優化精釀啤酒風味，進而提升精釀啤酒的品質與吸引力，為消費者帶來良好的消費體驗。