桶陈啤酒风味物质及其风味的检测分析方法与流程

1.本发明属于啤酒检测技术领域，尤其涉及到一种桶陈啤酒风味物质及其风味的检测分析方法。


背景技术：

2.桶陈技术是一项古老的传统工艺，至今仍被用于改善葡萄酒、烈酒和一些特色啤酒的感官质量。目前随着我国经济的逐步发展和人民生活水平的不断提高，超高端啤酒的消费人群也逐步扩大。不同的知识阶层、消费能力及生活环境使人们对啤酒的消费需求有所不同，而优质产品的创新速度不及预期。高端桶陈啤酒的出现则缓解了此矛盾。
3.桶陈啤酒在发酵时采用超高浓酿造技术使其原麦汁浓度达到18％以上，其中富含发酵过程带来的醇酯及酒花香气，而桶陈过程又萃取了橡木桶中大量的风味物质，使其香气更加浓郁。原有的啤酒风味检测指标无法满足桶陈啤酒风味评价及解析的要求，需要进一步挖掘其中的潜在风味物质，弥补现有的不足，同时也为其它品类的风味研究拓展空间及技术手段。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种桶陈啤酒风味物质及其风味的检测分析方法，该方法可快速、准确、高效、低成本的挖掘桶陈啤酒中潜在的风味化合物，可有效应用于桶陈啤酒风味解析及生产过程中的质量监控中。
5.为了达到上述目的，本发明提供了一种桶陈啤酒风味物质及其风味的检测分析方法，包括以下步骤：
6.采用固相微萃取结合气相色谱质谱法对桶陈啤酒样品进行分析，采集gc-ms谱图信息；
7.选择gc-ms谱图信息中峰面积大于100000的色谱峰，去除重复的定性化合物后，通过检索标准质谱库，选择定性匹配率大于60的色谱峰所对应的化合物；
8.利用pls-da对上述所获得的定性匹配率大于60的色谱峰所对应的化合物进行分析，筛选出变量投影重要度＞1的化合物，作为关键挥发性物质；
9.利用风味数据库对上述关键挥发性物质进行筛查，确定其风味属性。
10.作为优选，所述固相微萃取具体包括：
11.将桶陈啤酒液排气，取5ml加入20ml顶空瓶中；
12.向顶空瓶中加入2g nacl；
13.将spme纤维656m c666p6ms6666纤维萃取头插入装有衍生液的顶空瓶中进行萃取。
14.作为优选，固相微萃取条件为：将衍生液在50-65℃下预保温3-7min，然后在震动速度500-600rpm、萃取温度50-65℃的条件下萃取60-80min；解析时间为3-5min。
15.作为优选，所述气相色谱条件为：
16.进样口温度为250℃，进样口采用不分流模式，色谱柱为采用弱极性柱66-5柱，载气条件为氦气，气速为1.5ml6min，色谱柱升温程序为：在40℃保持2min，然后以5℃6min升温至250℃保持5min。
17.作为优选，所述质谱条件为：
18.离子源ei为70e6,离子源温度为230℃，四级杆温度为200℃以及扫描范围29～500m6z。
19.作为优选，所述标准质谱库为nist标准质谱库；所述风味数据库为美国酿造化学家协会(the american society of brewing chemists,asbc)、美国风味提取物制造商协会(flavor and extract manufacturers association,fema)及风味分子的数据库(flavordb,https://cosylab.iiitd.edu.in/flavordb/)。
20.作为优选，所述关键挥发性物质为辛酸乙酯、2-糠醛、5-甲基糠醛、辛酸异戊酯、5-甲基-2-(1-甲基乙基)环己基乙酸酯、十四酸甲酯、辛酸异丁酯、乙缩醛、2-呋喃甲酸乙酯、壬酸乙酯和丁二酸二乙酯。
21.作为优选，所述关键挥发性物质为桶陈啤酒带来选自由果香、花香、面包味、焦糖味和薄荷味组合得到的风味。
22.本发明还提供了一种根据上述任一项技术方案所述的检测分析方法分析得到的桶陈啤酒风味物质在判断所检测啤酒是桶陈啤酒还是未桶陈啤酒中的应用。
23.作为优选，所述桶陈啤酒风味物质经桶陈后，其检测峰面积明显大于未桶陈啤酒中对应物质的检测峰面积。
24.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
25.1、本发明采用固相微萃取结合气相色谱-高分辨质谱联用技术，通过引入高分辨质谱对样品进行非靶向全扫描分析，通过与传统未桶陈啤酒对比，筛选出新发现的化合物，结合风味数据库可进一步筛查其风味特征，这一整套流程整合了检测技术与风味研究，避免了中间环节的脱节，使整个研究过程更加顺畅，从而使人们对桶陈啤酒风味的认知提升到新的高度。
26.2、本发明引入高分辨质谱，其以出色的超高分辨率使精确质量数的测定成为可能，由此开创了区别于四极杆质谱以带电粒子碎片比例结合标准数据库检索定性未知化合物的传统方法，该方法可快速、准确、高效、低成本的挖掘桶陈啤酒中潜在的风味化合物，可有效应用于桶陈啤酒风味解析及生产过程中的质量监控中。
附图说明
27.图1为本发明提供的桶陈啤酒与未桶陈啤酒中化合物差异图；
28.图2为本发明提供的桶陈样品与未桶陈样品关键风味化合物色谱峰面积比较图；
29.图3为本发明提供的高分辨质谱检测桶陈啤酒与未桶陈啤酒样品中挥发性物质pls-da分析的vip值排序。
具体实施方式
30.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通
技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例1
32.桶陈啤酒样品：桶陈110天样品(hh175、jd026、jm38、hh105、jd026、n09)与未桶陈样品(hy1、hy2)，酒精度均为10％；
33.样品制备：取5ml样品酒(酒精度10％)加入到20毫升的顶空瓶中,及2g nacl；
34.样品分析：spme纤维65μm car/pdms/dvb；萃取温度60℃；预保温时间5min；萃取时间60min；解析时间3min。分析用毛细管柱采用弱极性柱db-5(60米长，0.32毫米的内径，0.25μm的膜厚)。载气为氦气，流量为1.5毫升/分钟。柱升温程序是：40℃保持2分钟，然后以5℃/分钟升至250℃，并保持5分钟。进样口温度250℃。电子轰击能量70ev，离子源温度230℃。质谱分析用数据库来源于nist标准谱库。
35.去除噪音：选择峰面积大于100000的色谱峰，从原始谱图中的1800个色谱峰中筛查出1690个峰。
36.去除重复定性化合物：从峰面积大于100000的色谱峰中选择出1280个不重复的色谱峰。
37.筛选定性准确度高的化合物：上述1280个色谱峰通过nist标准质谱库检索，选择定性匹配率大于60的色谱峰，最终筛选出400种化合物。
38.偏最小二乘-判别(pls-da)分析关键挥发性物质：将上述400种化合物进行pls-da分析，将11种vip值(变量投影重要度，即对桶陈啤酒与未桶陈啤酒的组分差异贡献较大)大于1(见图3)，且在相关风味数据库中有相应信息的化合物被认定为关键风味化合物，而将其他vip值同样大于1、但由于缺乏风味信息的物质认定为对风味没有贡献，因此排除在风味研究的范畴以外。
39.风味数据库筛查关键挥发物风味：根据上述11种关键风味化合物的cas号分别在美国酿造化学家协会(asbc)、美国风味提取物制造商协会(fema)及风味分子的数据库(flavordb)等相关风味化合物数据库进行检索，并最终锁定本次研究所挖掘的关键风味化合物。具体结果见表1，其中具有薄荷味的5-甲基-2-(1-甲基乙基)环己基乙酸酯被首次在桶陈啤酒中发现。
40.表1
[0041][0042]
桶陈啤酒/未桶陈啤酒判断
[0043]
由实施例1可知，经本发明所提供的检测分析方法，在桶陈啤酒中共检测得到上述表1中的11种关键风味物质。下面将结合实施例1项下方法，对具体桶陈啤酒样品(hh175、jd026、jm38、hh105、jd026、n09)与未桶陈啤酒样品(hy1、hy2)进行测试，判断表1中所得关键风味物质是否在桶陈啤酒与未桶陈啤酒中存在明显差异，以判定其是否可作为识别桶陈啤酒的特征化合物。具体结果见表2。
[0044]
表2
[0045][0046]
由图1可知，桶陈啤酒样品中检测得到的关键风味物质的峰面积相比对应的未桶陈啤酒中风味物质的峰面积具有明显差异。结合图2和表2数据可知，桶陈样品中上述11种风味化合物峰面积均明显大于未桶陈样品。因此，上述关键风味物质可作为识别桶陈啤酒的特征化合物。