国产酒花颗粒制品关键有效成分分析及在贮藏中的变化
鞠云东;杜金华;王秀菊;何桂芬
【摘 要】对3个国产酒花品种青岛大花、扎-香花、马可波罗颗粒制品的的关键有效成分进行了测定并对其潜在的酿造价值进行了探讨,同时对其贮藏特性进行了研究.结果表明:3个品种的酒花颗粒制品的HSI值均高于0.35.马可波罗具有较高的酒花油和α-酸含量(分别为1.04 mL/100 g和(9.67±0.15)%),但从葎草烯/石竹烯比值、香叶烯/(石竹烯+葎草烯)比值、法呢烯的含量和α-酸/β-酸比值这3个指标来看,扎-香花具有较高的酿造价值,而马可波罗的酿造品质不佳.在惰性气体氮气条件下加速贮藏,3个品种酒花的α-酸和酒花油含量逐渐减少,但损失速率逐渐降低,β-酸、总酚、水分含量的变化无明显趋势.%The critical components of hop pellets of three cultivars, Qingdao, Zhayi, Makeboluo were determined and the potential value in beer brewing and storage characteristics of them were studied. The results showed that HSI value of all the pellet products was higher than 0. 35; the content of hop oil and α-acid of Makeboluo was the highest in three with the amount as 1.04 mL/100 g and 9.67％ ± 0. 15％ respectively. However, Zhayi was considered to have the highest brewing value in accordance with the ratio of humulene to carypohyllene, myrcene to the sum of carypohyllene and humulene, and α-acid to β-acid, while the brewing value of Makeboluo was the lowest in three. With nitrogen gas packing, α-acid and hop oil of the pellets lost gradually during storage and the loss rate decreased. β-acid, water, and total phenol content had no significant changing trend.
【期刊名称】《食品与发酵工业》 【年(卷),期】2011(037)003 【总页数】4页(P168-171)
【关键词】酒花颗粒;贮藏特性;α-酸和β-酸;酒花油 【作 者】鞠云东;杜金华;王秀菊;何桂芬
【作者单位】山东农业大学食品科学与工程学院,山东泰安,271018;山东泰山啤酒有限公司,山东泰安,271000;山东农业大学食品科学与工程学院,山东泰安,271018;山东农业大学食品科学与工程学院,山东泰安,271018;山东农业大学食品科学与工程学院,山东泰安,271018 【正文语种】中 文
啤酒花是啤酒酿造的重要原料之一,其中具有酿造价值的成分主要为酒花油、酒花苦味成分 (主要为α、β-酸)和酒花多酚,这 3种成分在贮藏期间都会发生变化,进而影响到啤酒的质量稳定[1]。
啤酒花通常被加工成各种制品,如压缩啤酒花,啤酒花颗粒,啤酒花浸膏以及异构啤酒花浸膏,目前各大啤酒厂广泛使用的是啤酒花颗粒[2]。因此开展对酒花制品质量特性及贮藏特性的研究意义重大。本文以使用量最大的啤酒花颗粒为研究对象,探讨了3个国产酒花品种青岛大花、扎一香花和马可波罗的潜在酿造价值,并对其贮藏特性进行了研究,以期为啤酒生产厂家和酒花加工企业提供参考。 1 材料、仪器与方法 1.1 试验材料、仪器与试剂
酒花颗粒由山东泰山啤酒有限公司提供,国产品种,均为当年 (2009年)新酒花制得。品种为青岛大花、扎一香花和马可波罗。
仪器:气相色谱仪,岛津 GC-17AAF,V3(FI D检测器);UV-2100型分光光度计,尤尼柯 (上海)仪器有限公司。
试剂:香叶烯、里那醇、石竹烯、法呢烯、葎草烯和十四烷均为色谱纯;甲苯、甲醇、NaOH、Na2CO3和没食子酸等,均为分析纯。 1.2 试验方法
每个酒花颗粒样品平均分为 8份,每份 250 g,铝箔袋充氮密封包装,其中 2份用来检测初始值,剩余的 6份置于 40℃恒温箱中,加速贮藏[3],隔周取出 2份测定。分析前,将酒花颗粒用酒花粉碎机粉碎。 1.3 检测方法 1.3.1 水分测定
称取 4g粉碎的酒花颗粒样品,置于 105℃烘箱中在干燥 1h,测定其水分含量[6]。 1.3.2 α、β-酸及 HSI值的测定 [6]
采用分光光度法测定。参照 GB/T20369-2006,做了部分修改。具体操作步骤为称取 5g粉碎的酒花颗粒,加入 100 mL甲苯,振荡 30 min。静置澄清备用。分别取 2 mL上清液于 50 mL容量瓶中,甲醇定容。然后分别取青岛大花、扎一香花、马可波罗萃取液的上述稀释液 2 mL、2 mL、1 mL于 25 mL容量瓶中,碱性甲醇 (每 100 mL甲醇加 0.2 mL 0.6 mol/L NaOH溶液)定容至刻度。分别在波长 355、325、275 nm下测定吸光度。计算α、β-酸的含量及 HSI值:
1.3.3 酒花油的测定
酒花油总量测定采用水蒸气蒸馏法[7]。称取100 g粉碎的酒花颗粒,置于带有蒸馏装置的 5 L烧瓶中,加入 3 L蒸馏水。蒸馏 5 h后,收集酒花油,酒花油的总量以
mL/100 g计。
酒花油组分香叶烯、里那醇、石竹烯、法呢烯、葎草烯的测定采用气相色谱法。保留时间及加标定性。以十四烷为内标定量,多点校正。酒花油稀释 25倍,加入内标进样测定[4]。
气相色谱条件:进样口温度 220℃,检测器温度230℃,柱前压 60 kPa,程序升温 100℃无保留,以 5℃/min的速度升至 190℃,然后以 30℃/min速度升至 210℃保留 8 min,分流比 5∶1,进样量 1μL;色谱柱:DM-WAX(30 m ×0.53 mm ×1μm)石英毛细管柱。
1.3.4 酒花总酚的测定
采用福林-肖卡法。称取 1g颗粒酒花,置于 100 mL容量瓶中,加入蒸馏水至刻度,25℃下浸泡 4h[8]。溶液离心,取 1 mL上清液加入 5 mL福林试剂和 4 mL 7.5%Na2CO3溶液,于 75℃水浴反应 10 min,冷却后于 765 nm下测定吸光度,查没食子酸标准曲线(Y=0.092 8X-0.001 2,R2=0.999 1)计算总酚含量。 1.4 数据分析
采用 Excel 2003和Minitab数据分析软件分析。 2 结果与讨论
2.1 三个品种酒花颗粒有效成分的测定及潜在酿造价值分析
表1 三种国产颗粒酒花的初始测定值注:-表示未检出。指标 青岛大花 马可波罗 扎一香花酒花油/[mL·(100 g)-1] 0.40 1.04 0.55香叶烯 /(g·mL-1) 0.2000±0.0200 0.3300±0.050 0.1200±0.0100里那醇 /(g·mL-1) 0.0035±0.0002 0.003±0.0001 0.0014±0.0001石竹烯 /(g·mL-1) 0.0730±0.0030
0.0600±0.0020 0.0980±0.0050法呢烯 /(g·mL-1) - - 0.1400±0.0020葎草烯 /(g·mL-1) 0.1600±0.0050 0.1050±0.0010 0.275±0.0100葎草烯 /石竹烯 2.21 1.75 2.82香叶烯 /石竹烯 +葎草烯 0.86 3.03 0.32 α-酸 /% 5.±0.07
9.67±0.15 2.26±0.04 β-酸 /% 3.77±0.04 3.22±0.01 1.91±0.03 α-酸 /β-酸 1.50 3.00 1.18 HSI 0.38±0.11 0.40±0.01 0.46±0.02总酚 /% 1.80±0.01 1.76±0.02 1.39±0.02水分 /% 9.57±0.57 6.84±0.14 7.7±0.05
新鲜酒花的 HSI值一般在 0.25～0.30,目前啤酒厂一般要求新鲜酒花的 HSI在 0.32以下[9]。而由表1可知,青岛大花、马可波罗和扎一香花 3种酒花颗粒的 HSI值分别为 0.38、0.40和 0.46,均大于0.35,因为本试验中所用的酒花颗粒均为当年新酒花制得,由此我们推断酒花造粒过程中酒花氧化严重。其中尤其以扎一香花的 HSI值最高,达到 0.46,也说明了扎一香花的不稳定性。同时与刘玉梅[1]等对新鲜酒花球果的研究结果比较发现,3个酒花品种酒花颗粒的α-酸,β-酸和酒花油的含量分别为酒花球果的:青岛大花 (91.56%,66.73%,51.14%),扎一香花
(65.13%,54.57%,58.51%),马可波罗(70.33%,71.56%,45.62%)。由此,我国的酒花工业应对酒花造粒工艺加大重视,尽量减少酒花有效成分在造粒过程中的氧化损失。 由表1可知,马可波罗的酒花油含量最高,为1.04 mL/100 g,青岛大花和扎一香花的酒花油含量分别为 0.40 mL/100 g和 0.55 mL/100g。但从其酒花油组分分析可知,马克波罗极高的酒花油含量主要由于其香叶烯含量高,而香叶烯是酒花中闻香极不典雅的成分[5]。葎草烯与石竹烯比值常作为判别酒花香气类型,此值愈大闻香愈强烈[10],香叶烯与葎草烯和石竹烯之和的比值在 1.0以下时香味较好。从这几个指标来看,扎一香花具有较高的酿造价值,其葎草烯与石竹烯比值较高,为 2.82,而青岛大花和马克波罗分别为 2.21和 1.75;其香叶烯与葎草烯和石竹烯之和比值低到 0.32,青岛大花和马克波罗分别为0.86和 3.03,而且扎一香花含有香气较好的法呢烯。
从苦味质含量来看,马可波罗具有较高的α-酸含量,达到 9.67% ±0.15%,而青岛大花为 5.% ±0.07%,扎一香花最低为 2.26% ±0.04%。但马可波罗的α-酸与β-酸的比值达到 3.0。在传统的香花中 ,α-酸 /β-酸小于 1,有的还低于 0.5,虽然苦味
质小,但苦味更细腻、舒畅,香苦兼型花中α-酸 /β-酸的比值在 1.2～1.5,而苦花,特别是高α-酸含量的苦花,此比值常达 2.5～3.0。β-酸聚合成 β-软树脂,能赋予啤酒舒畅,协调的苦味,因此受到酿造师的重视,希望酒花中多一些β-酸。尤其是我国啤酒要求苦味质极低,苦味细腻舒畅,因此寻求β-酸高的酒花尤为重要。
此外,3种酒花颗粒制品的总酚含量以青岛大花最高为 1.80% ±0.01%,马可波罗为 1.76% ±0.02%,扎一香花含量最低为 1.39% ±0.02%。其水分含量也存在着差异,青岛大花含水量最高为9.57% ±0.57%,马可波罗最低为 6.84% ±0.14%,扎一香花为 7.70%±0.05%。
2.2 三个品种酒花颗粒的贮藏特性 2.2.1 酒花颗粒贮藏过程中总酚的变化
由图2可知,青岛大花的总酚含量在贮藏过程中较稳定,方差分析表明 4个贮藏阶段的含量无显著性差异(P＜0.05)。扎一香花的总酚含量在在贮藏 1周后显著升高,其他 3个贮藏阶段的含量无显著性差异 (P＜0.05)。而马可波罗的总酚含量在贮藏 2周时显著下降 (P＜0.05)。
图1 三种颗粒酒花的酒花油组分色谱图 图2 酒花颗粒贮藏过程中总酚的变化 2.2.2 酒花颗粒贮藏过程中水分的变化 图3 酒花颗粒贮藏过程中水分的变化
由图3可知,扎一香花的水分含量在贮藏过程中较稳定,方差分析表明 4个贮藏阶段的含量无显著性差异 (P＜0.05),而青岛大花和马可波罗的水分含量波动较大,尤其是马可波罗的水分含量波动范围达到(6.65% ±0.07%)～(9.48% ±0.32%)。 2.2.3 酒花颗粒贮藏过程中α-酸、β-酸及贮藏指数HSI值的变化 图4 酒花颗粒贮藏过程中α-酸的变化
酒花颗粒贮藏过程中α-酸的变化见图4。由图4可知,α-酸含量在贮藏过程中逐渐
降低,贮藏 1周后青岛大花α-酸含量损失率 18.97%,扎一香花29.20%,马可波罗 21.92%。随后损失速率变慢。在贮藏 3周后青岛大花,扎一香花,马可波罗较贮藏前分别损失了 33.69%,48.23%,26.37%,损失量分别为 1.90、1.09和 2.55 g/100 g。由此可以看出,扎一香花中的α-酸在贮藏过程中损失率最高,而马可波罗的α-酸损失量最大。
图5 酒花颗粒贮藏过程中β-酸的变化
酒花颗粒贮藏过程中β-酸的变化见图5。酒花中的β-酸与α-酸不同,当它被氧化时,所产生的氧化产物具有一定得苦味潜力,可以补偿α-酸在贮藏期间质量分数下降所造成的苦味损失。由图5可知不同品种的酒花颗粒其β-酸在贮藏过程中的变化趋势不同。在贮藏 2周时青岛大花的β-酸含量极显著高于其它 3个贮藏阶段 (P＜0.01)。扎一香花的β-酸含量则呈增加趋势,而马可波罗的β-酸含量波动较大。在贮藏 3周后,青岛大花的β-酸含量由最初的3.77%到 3.74%,扎一香花由 1.91%到 2.04%,马可波罗由最初的 3.22%到 2.99%。总体来说变化较小,扎一香花甚至增加了 0.13%。α-酸减少,β-酸相对不变,从而使α-酸 /β-酸值降低,苦味变得细腻舒畅,反而从一定程度上提高了其酿造价值。
由图6可知,酒花颗粒的 HSI值在贮藏期间是不断增大的。经过 3周的贮藏,扎一香花的 HSI值已达到 0.67±0.01,而青岛大花和马可波罗分别为 0.56±0 10 1、0 15 3±0 10 1，此时的酒花已经非常不新鲜了。2.2.4 酒花颗粒贮藏过程中酒花油含量变化
图6 酒花颗粒贮藏过程中 HSI值的变化 图7 酒花颗粒贮藏过程中酒花油的变化
由图7可知 3个品种的酒花颗粒在贮藏过程中均不同程度的损失了部分酒花油,与初始值相比,经过 3周的贮藏后,青岛大花、扎一香花、马可波罗分别损失了 30.00%,18.18%,22.12%的酒花油。但仔细观察不难发现,其损失主要发生在贮藏
前期,随后损失变缓,青岛大花甚至从第 2周开始,酒花油的含量不再发生变化。这应该与包装容器的密封和氧气耗尽有关。 3 结论
(1)青岛大花、扎一香花和马可波罗三个国产品种的酒花颗粒产品试样的 HSI值均大于 0.35,新鲜度低。
(2)通过对 3个品种酒花的颗粒制品的成分分析,本文认为扎一香花酿造价值最高。 (3)3个品种的颗粒酒花在充氮气包装贮藏过程中,α-酸和酒花油含量均逐渐降低,但随着降解速率逐渐降低,其含量逐渐趋于稳定。而β-酸、总酚、水分含量无明显的变化趋势。 参考文献
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