精酿啤酒风味及功能性研究进展

魏华阳，武亚帅，侯雅馨，陈昊，赵东瑞

（北京工商大学 中国轻工业酿酒分子工程重点实验室，食品质量与安全北京实验室，北京 100048）

啤酒是以麦芽、水、啤酒花等为原料，经发酵酿制而成的含酒精饮料。作为世界三大古酒（葡萄酒、啤酒、黄酒）之一，啤酒有着悠久的发展历史。啤酒是受消费者青睐的饮料之一，其市场占有率仅次于茶和水，有着广大的受众群体。近年来，国内啤酒企业的发展迅速，啤酒总体的销售额稳定。随着科技进步和信息化技术手段的应用，啤酒的产品质量控制水平有了明显提升，啤酒生产流程机械化进程加快。经过酿酒师在生产过程中的传承与创新，工业啤酒整体的传统酿造工艺相对成熟，但也造成其风味趋于单一。

精酿啤酒是利用传统工艺小规模酿制的啤酒，因其风格与口味多元化、有附加功能等特点，深受消费者喜爱，是啤酒销量的突破口，也是啤酒新产品开发的主要方向。因此，风味与功能的呈现是区别精酿啤酒品质的关键。目前市场现有的精酿啤酒产品，多凭借辅料的添加实现特有的风味、滋味与功能，并通过调整辅料的使用条件优化产品特点。本文对精酿啤酒辅料的潜在功能性、香气表征微量成分进行综述，旨在为精酿啤酒风味、功能的改良与创新提供参考。

1 精酿啤酒发展现状及发展趋势

精酿啤酒是相对于传统工业啤酒而提出的概念[1]，有着风味独特鲜明等特点。由于传统工业啤酒生产过程中使用巴氏杀菌和一些过滤处理，传统工业啤酒存在着部分营养物质流失、风味单一、口感不够醇厚等问题。因而现有的工业啤酒产品不能很好地满足消费者愈加丰富的需求。尤其是随着现有的消费市场动态发展[2]，个性化十足的年轻消费群体占比逐步提升，将占据主导地位，这对啤酒商品的多元化提出新要求。而精酿啤酒的出现，给略显疲软的啤酒市场有效注入了新活力。通过对精酿啤酒生产过程的灵活调整、酿酒原料等多方面的改进，富有新鲜感的精酿啤酒产品不断涌现。其口感、营养等的多元化，极大程度地满足消费者对啤酒的新要求与新期待，促进了啤酒行业的转型升级。

自2017 年以来，中国精酿啤酒的企业年新增数目、总销售量不断上升，消费增速相对稳定。这也逐步改变由美国、德国、加拿大等外国精酿啤酒产品占绝对主导的精酿啤酒市场。行业相关数据显示，预计到2025 年，国内精酿啤酒市场规模将达到875 亿元，渗透率为11%[3]。目前，精酿啤酒的发展集中在工艺研究与原料控制上，具有如下趋势：果酿化、品质个性化、功能化以及潮流化[4]。

2 精酿啤酒原辅料概述

2.1 精酿啤酒原料简介

精酿啤酒的主要原料是麦芽、水、啤酒花，主要酿造流程包括浸麦、粉碎、糖化、过滤、冷却、发酵等环节（如图1 所示）。

图1 精酿啤酒工艺流程Fig.1 Production process of craft beer

麦芽是大麦经过浸渍的生长产物[5]，作为啤酒酿造的物质基础，通过糖化、蒸煮等环节的处理，为酿造过程中的微生物发酵提供碳水化合物、多种氨基酸、蛋白质、无机盐、生长因子等营养物质。同时，麦芽作为啤酒色泽和风味呈现的重要来源，也是制约成品啤酒品质的关键。水是啤酒的主体成分，是啤酒微量成分的主要载体。在啤酒生产过程中，糖化用水的酸碱度和氯离子含量、冷却等环节对酿造用水的把控均会影响成品啤酒的质量[6]。啤酒花是啤酒酿造的必要条件，在麦汁煮沸时加入，有杀菌、提高泡沫持久稳定性等作用，同时影响成品啤酒的外观，其常见的形式有酒花颗粒、酒花浸膏等。

精酿啤酒对啤酒原料的特殊处理主要体现在工艺条件的改变[7]，如糖化时间和温度的调整、啤酒花加入的方式。也有部分精酿啤酒用小麦、藜麦等谷物或甘蔗等含糖量高的农作物代替部分大麦作为酿造原料[8]，形成独特的啤酒风格。

2.2 精酿啤酒的常见辅料

除了在传统工业啤酒的基础上调整发酵时间、人工酿造缩减生产规模，精酿啤酒更大的优势为啤酒酿造材料的灵活运用[9-10]。水果型精酿啤酒、功能型精酿啤酒常在啤酒酿造过程中加入特定食材、药材、香辛料等添加物，以达到期待的啤酒风味或健康增效，这也是精酿啤酒最大的特色。

水果应用于啤酒酿造中，可以赋予啤酒令人愉悦的果香，丰富酒体口感，提供适当的甜度与酸度，同时其功能活性成分部分保留，成为啤酒的附加属性。由于大多数水果有香气怡人、糖分大等特点，在酿造过程中加入水果是诸多精酿啤酒的选择。如荔枝[11]，香气浓郁，其含有的风味成分可以赋予成品荔枝啤酒香甜的特征，所含的维生素有增强啤酒抗氧化功能属性。柠檬[12]可以增加啤酒中的维生素C 含量，促进人体新陈代谢。有多种水果复合香气的百香果[13]，味酸甜，其含有的舒缓神经的天然活性成分，可能改善饮酒引起的不适。石榴所富含的花色苷和酚类化合物[14]，为石榴啤酒提供鲜艳的色泽。水蜜桃[15]包含多种果糖、维生素等营养物质，可以为啤酒增添甜味。

许多植物的花带有特殊芬芳且具有可食用的属性，以合适的方式将其加入啤酒酿造可以得到花香酒香并存的精酿啤酒。与此同时酒体中能够增加部分外来有益成分，口感也更加丰富。具有特殊香气的板栗花[16]，味微苦、带涩味。其中的黄酮类化合物对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌具有抑菌作用，因此板栗花啤酒的保鲜与储存较为方便，同时安全性得到保障。味辛性温气香的桂花，兼具食用和药用价值[17]。作为辅料生产桂花啤酒，既能为啤酒提供桂花香气，又能提供苦涩口感，减少酒体中残糖带来的腻感。

香辛料通常带有鲜明又独特的气味，可被用作啤酒酿造的辅料来使用，能够赋予酒体特殊的风格，形成新鲜特别的滋味。性温且微苦的橘皮富含纤维素、半纤维素等物质[18-19]，可为啤酒增添橘香、减少酒体中残糖导致的甜腻口感。其所含的橙皮苷作为维生素类物质，具有增强毛细血管韧性的功效，同时兼有杀菌、抗炎的作用。芫荽籽，即香菜的成熟果实，含有较多的胡萝卜素和铁元素[20]，可与其他辅料配合使用来酿造啤酒。在酒精发酵过程中，姜所含的姜辣素[21]等生物活性成分为啤酒提供辛辣口感。

值得注意，随着人们对健康的日益关注，药食同源辅料在啤酒生产中也逐步加入。藜麦具有全面又丰富的营养[22]，其含有的藜麦芦丁可预防各种血细胞在血管中凝集，改善心血管功能[23]，同时因其高淀粉含量而作为部分酿酒大麦的替代品。

辅料的使用是新型精酿啤酒开发的重要思路，通过对其工艺过程进行研究，可以为成品酒的感官体验优化、质量提升提供参考。

3 啤酒挥发性风味成分的分析方法进展

啤酒是微生物发酵的产物，包含丰富多样的代谢物质。其中某些成分含量很少，却是成品酒感官呈现的关键[24]。将关键的微量成分提取分离，并进一步研究其在啤酒中的特殊影响，为啤酒风味、滋味品质提升提供保障。

在啤酒微量成分的相关研究中，提取与分离是整个过程的首要操作。分离提取技术的进步[25]，便于啤酒微量成分的进一步研究。目前，常用的分析分离技术有顶空固相微萃取法、搅拌棒吸附萃取法、溶剂辅助风味蒸发等方法。如闫鹏等[26]采用动态顶空进样技术对啤酒的微量成分进行定性分析，确定了癸酸乙酯等40 种微量成分。王松廷等[27]利用静态-顶空固相微萃取与气相色谱-质谱联用的方法在西瓜精酿啤酒中分离并定性了36 种微量成分。

确定微量成分的种类和含量分布[28]是了解相关微量成分对啤酒影响的关键。在啤酒微量成分的分析研究中，色谱分析法、光学分析法等是常用的技术手段[29]。谱库检索、标品比对等可对微量成分进行定性分析，结合面积归一化法、外标法、内标法等也可对微量成分进行定量或半定量分析。如袭祥雨[30]通过气相色谱法对功能性海带啤酒进行香气分析，确定了酯类物质总含量和高级醇含量。谢宇飞[31]将气味分析检测技术与近红外光谱技术联用，通过电子鼻对啤酒发酵过程中的气味信息进行检测，验证微量成分变化。

香气贡献判断是基于已鉴定的香气成分，分析该香气成分对香气表达的影响程度及对样品的香气贡献。现有的啤酒成分研究，常以某种香气成分占总香气成分含量的相对百分比来评估香气贡献。如王葶等[32]分析樱桃啤酒后发现，醇类、酯类、酸类物质在总香气成分相对占比较大，是构成樱桃啤酒风味特征的主要成分。但是此方法的结果不能与香气成分的作用精确对应，若想进一步了解某种成分的具体贡献，还需借助香气表达评价方法，对其香气表达强度进行评价。

分离提取、检测鉴定、数学建模多种技术的综合运用是啤酒行业基础研究的趋势与发展方向，检测技术的革新能够帮助技术人员进一步了解啤酒发酵过程的相关变化。在明确微量成分与感官呈现的相关性后，可以通过调整成分种类、香气强度等因素，更加精确地把控啤酒风味、滋味，进而提高精酿啤酒产品质量。

4 精酿啤酒的感官呈现与香气成分分析

4.1 感官评估对精酿啤酒的重要性

啤酒作为一种饮品，风味与滋味等感官感受是消费者衡量啤酒质量好坏的首要标准。随着人们生活质量与消费水平的提升，消费者对啤酒质量、风味的要求也越来越高。目前，精酿啤酒的发展方向具体体现在口感与风味的调整与变化、健康功能的增加，而产品的色泽[33]、滋味、香气等感官品质会直接影响其受欢迎程度。

感官评价是通过品评人员对啤酒原料、半成品、成品进行视觉、嗅觉、味觉的综合评价，对成品啤酒的感官品评是衡量啤酒质量的重要方式。感官品评主要由经过筛选和专业培训的品评人员按照一定的品评标准来完成（如图2 所示），其所需的品评环境、品评时间、品评器皿都有相应要求。

图2 精酿啤酒感官品评标准Fig.2 Standard of sensory evaluation for craft beer

啤酒的感官品质受到酿酒原料、酿酒过程工艺标准（如发酵温度、发酵时间、原料配比等）的控制等因素的影响。但诸多因素对最终感官品质呈现的具体影响并未研究透彻，常见的人工品评方式无法避免品评者的主观喜好。而现代智能仪器的开发[34]和感官信息的数字化、可视化呈现，为啤酒的风味滋味评价的客观性提供了更多可能性。通过相关仪器联用、人工品鉴结合等方式对啤酒中的多种香气化合物定性定量分析，可以为优化相关产品提供理论依据，提供不同的完善思路，定向开发新产品。

4.2 辅料对精酿啤酒的感官影响

由于大多数精酿啤酒所用到的辅料都有独特气味或滋味，所以添加的辅料会直接影响成品酒的风味。而通过改变工艺条件来影响辅料所含多糖、氨基酸、蛋白质等生物大分子的代谢产物，可以形成不同的酒体特点。辅料及其相应精酿啤酒感官特征如表1 所示。

表1 辅料及其相应精酿啤酒感官特征Table 1 Adjuncts and sensory characteristics of corresponding craft beer

张洁等[35]研究了板栗花啤酒的相关工艺后发现，适当添加板栗花浸提液酿造的啤酒，酒体金黄、富有光泽，有持久细腻的泡沫，带有板栗花的特殊香气并与酒香十分协调，酒体口感更佳，酸味不明显。板栗花在啤酒发酵过程中起关键作用的香气成分为乙酸乙酯、2，2，3，3，4，4-六甲基四氢呋喃、2-丙基-1-戊醇，分别为成品啤酒提供水果香、甜香、苹果香。崔云前等[36]研究加入橘皮和芫荽籽作为辅料的比利时风格小麦啤酒发现，两种香料物质对小麦啤酒的外观、风味组成等方面有重要影响。此类成品酒泡沫洁白细腻，口感稍酸但酒体较为协调，富有橘子香气，与德国风格小麦啤酒相比，含有更多的正丙醇、异丁醇和异戊醇。辅料的加入使得比利时风格小麦成品啤酒中含有橙皮苷、香叶醇、乙酸香叶酯3 种构成独特鲜明的橘香香气的风味成分。胡华勇[37]研究发现，以0.2%热区和0.6%冷区两种方式添加桂花所得的啤酒酒体呈金黄色，泡沫细腻丰富，酒体协调醇厚，并以其极具辨识度的桂花香气赢得消费者的喜爱。而桂花所含的罗勒烯、紫罗兰酮两种挥发性香气物质，对桂花啤酒最终风味的形成起到突出作用，并促进成品酒清爽柔和。

杨贵恒等[38]研究表明，在发酵第16 天的藜麦啤酒中，包括醇类在内的香气化合物含量显著提升，酒体清亮透明、不含沉淀物与悬浮物，泡沫洁白、挂杯良好，带有果香，无异香异味，杀口感强，整体协调。酯类化合物是成品藜麦啤酒风味构成的关键，乙酸异戊酯为其提供香蕉气味，乙酸苯乙酯带有玫瑰香气，癸酸乙酯赋予酒体椰子的气味。多种化合物的有机叠加、融合，构成藜麦啤酒浓郁迷人的吸引力。苗俨龙等[39]通过对荔枝啤酒的相关研究发现，成品啤酒的发酵度和酒精度与酿造过程中荔枝果浆的添加量呈正相关，但泡沫的持久性和稳定性、苦味物质和残糖的含量会相对降低，可以适当增大啤酒花用量来平衡。构成荔枝啤酒典型香气的成分有2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇为主的醇类化合物和酞酸二丁酯、十七酸甲酯为主的酯类化合物，它们形成了特征鲜明的荔枝香气。苗译文等[40]对牛蒡柠檬啤酒研究发现，在啤酒酿造过程中，按一定比例加入牛蒡和柠檬同时发酵，得到的成品啤酒牛蒡风味被柠檬香气有效中和，酒体饱满且清新爽口，酒香浓郁，酸度与苦度协调。

刘俐彤等[41]对以葡萄籽、百香果作为混合辅料而酿制的啤酒进行研究发现，成品酒酒体呈琥珀色，无凝固物和悬浮物，有浓郁的水果香气，层次丰富，一定程度抵消葡萄籽本身不愉悦口感，口感丰富饱满，酸味甜味协调。百香果为该款成品啤酒提供构成清爽口感的柠檬酸，增加鲜味的游离氨基酸，提高了啤酒的适口度。顾凡等[42]发现在酿酒过程中通过调节百香果与葡萄的配比，可改善酒体寡淡的风味，平衡酸度与甜度，形成纯正的甘味。同时由于两者附带促进酵母生长的营养物质，成品酒的酒精度有所提升，利于酒体品质的改善。

熊婧等[43]对石榴精酿啤酒研究后发现，在最佳酿造工艺参数条件下，于主发酵第5 天加入适当比例的石榴汁酿造的成品酒，酒体醇厚，泡沫细腻持久，酸甜爽口，香气协调，是一款优良的果味啤酒。石榴精酿啤酒的香气组成以给予啤酒甜香的酯类化合物、提供果香的醇类化合物为主，附带酸类、醛酮类、萜烯类、芳香类物质，其中酸类物质对香气的贡献不大，但是对酒体平衡协调的口感有重要作用。张荣等[44]研究发现石榴的适当加入可以防止啤酒酒体过于醇厚，增添酸甜口感，进而得到一款果味突出、爽口适度、有丰富泡沫的精酿啤酒。宣文芳[45]对市售的水蜜桃精酿啤酒研究发现，以水蜜桃作为辅料的成品酒与普通啤酒相比有较高的酒精度、双乙酰含量，酒体色泽鲜明，带有突出的水蜜桃香气且与酒香良好融合，香气层次丰富，略高的二氧化碳含量增强酒体的杀口感，整体口感醇厚。水蜜桃啤酒的复杂风味由多种香气化合物构成，从中可分离的香气成分比普通啤酒多出5 种酯类物质、3 种萜类化合物以及γ-十一内酯，它们为啤酒带有独特的水蜜桃香起到关键作用。

杨永学等[46]对鲜姜暖啤酒相关工艺的研究发现，将姜与红枣、枸杞等辅料混合后煮沸再加入啤酒酿造过程而制成的暖啤，酒体呈红褐色或棕褐色，泡沫细腻且具有持久性，麦芽香、酒香协调并带有淡雅的姜香，风味独特，有较强杀口感。构成鲜姜暖啤酒特征香气的物质是烯类化合物，其中金合欢烯的含量最大，为成品酒提供姜的香味。黄凯等[47]通过对甘蔗精酿啤酒进行风味物质分析发现，甘蔗的添加增强了成品啤酒的果味香气，同时成品酒中的特征香气成分乙酸乙酯、异丁醇和异戊醇的含量相比普通大麦啤酒大幅提升，形成良好的啤酒风味。

4.3 影响精酿啤酒香气的微量成分

香气是评价啤酒质量及风味重要的感官指标，由啤酒原料和辅料、酵母、啤酒发酵与老化过程中产生的醇类、酯类、酸类、萜烯类等挥发性化合物决定[48]。不同成分有不同的感官特征（如图3 所示），其中酯类物质主要为啤酒提供水果香、奶油香[26]，醇类物质主要提供花香，酸类物质主要提供臭味，酚类物质主要提供烟熏气味。相关微量风味成分与其对应感官特征的研究（如表2 所示）利于技术人员了解多种香气产生和协同机制、去除不良气味、把控啤酒风味。

表2 精酿啤酒香气成分Table 2 Aroma components of craft beer

图3 精酿啤酒特征香气成分及化学结构式示意图Fig.3 Schematic diagram of characteristic aroma components and chemical structural formula of craft beer

5 结语

本文以感官评价作为响应标准，汇总了多种新型精酿啤酒的感官特点与不同优势，体现各种食材、药材、香辛料等物质作为啤酒酿造辅料塑造多元化啤酒风味的可能性。总结了多种啤酒辅料的健康属性，展现其用于提高精酿啤酒的功能性、降低饮酒损害的潜力。同时分类归纳了精酿啤酒中的80 种微量香气成分及其香气特征，揭示诸多微量香气成分与成品酒风味的密切联系。了解精酿啤酒中微量成分的属性与作用，建立更加完善的精酿啤酒评价体系，能够优化精酿啤酒风味，进而提升精酿啤酒的品质与吸引力，为消费者带来良好的消费体验。