近年氣相色譜法（GC）已成為國內啤酒業(yè)的重要儀器分析手段。本文綜述了重要啤酒成分及其GC法分析手段，特別對嚴重影響啤酒質(zhì)量的重要成分作以介紹，并總結了國內外對其分析測定的GC法。

　　國外關(guān)于GC用于啤酒研究的zui早報告發(fā)表于1956年，20世紀70~80年代，有關(guān)GC在啤酒釀造中的應用報告越來(lái)越多，分析樣品涉及到大麥、酒花、麥芽、輔料、麥汁、發(fā)酵液、啤酒、酵母及污染菌等，分析組分包括醇類(lèi)、酯類(lèi)、酮類(lèi)、醛類(lèi)、含硫化合物、酸類(lèi)、后酒花風(fēng)味、酒花油及非揮發(fā)性組分等。而國內啤酒行業(yè)應用GC法始于80年代，相關(guān)院校及研究所分析工作者做了一些工作，主要分析啤酒中雙乙酰和低沸點(diǎn)的乙醛、醇酯類(lèi)等輕組分。90年代各大啤酒集團購置GC儀器，對GC法在啤酒釀造過(guò)程中有關(guān)啤酒研究和質(zhì)量控制中的應用研究已開(kāi)展起來(lái)，但其深度和廣度遠不及國外同行。本文總結了影響啤酒質(zhì)量的重要組分及其國內外較完善的GC分析法，以求對國內啤酒行業(yè)的GC色譜分析工作者有所裨益。

　　GC法作為啤酒研究和質(zhì)量控制的重要分析手段，首先要考慮樣品的制備?，F有制備方法有四種，包括直接進(jìn)樣、溶劑萃取、蒸餾和頂空進(jìn)樣，優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)下表。

　　方法優(yōu)缺點(diǎn)

　　1.直接進(jìn)樣簡(jiǎn)單、快速易受非揮發(fā)性分的干擾；

　　2.溶劑萃取具選擇性，可濃縮樣品易造成人為污染，費時(shí)；

　　3.蒸餾樣品分級不*回收，熱分解，費時(shí)；

　　4.靜態(tài)頂空進(jìn)樣適于微量組分的檢測樣品取樣量大，受水干擾；

　　5.動(dòng)態(tài)頂空進(jìn)樣可預濃縮微量揮發(fā)性組分要求吸咐劑熱穩定性好；

　　靜態(tài)頂空進(jìn)樣可直接檢測啤酒中會(huì )計師相對高的微量組分，而動(dòng)態(tài)頂空進(jìn)樣時(shí)，樣品由捕集器中吸附劑所吸附而富集，與毛細管柱配合使用，克服靜態(tài)頂空進(jìn)樣的局限性，擴大了檢測組分，提高分離度。Verzele和Sandra建議對低分子量的揮發(fā)物采用靜態(tài)或動(dòng)態(tài)頂空進(jìn)樣，中等分子量的揮發(fā)物用二硫化碳提取，高等分子量的揮發(fā)物用連續的液—液提取。頂空進(jìn)樣技術(shù)，PEG20M和FFAP分析柱，配置氫火焰離子化檢測器（FID）、電子捕獲檢測器（ECD）、火焰光度檢測器（FPD），程序升溫，可分析絕大多數影響啤酒質(zhì)量的重要組分。

　　1、醇類(lèi)

　　醇類(lèi)是啤酒中重要風(fēng)味物質(zhì)，主要有乙醇、醇及芳香醇。乙醇作為酵母的主要終產(chǎn)物，啤酒中含量37000~38000ppm，除氣啤酒可直接進(jìn)樣，Chromosorb103或GDX—102和103柱，160~190℃恒溫運行，FID檢測，幾分鐘即出乙醇峰，此法可用于常規質(zhì)控分析和快速在線(xiàn)乙醇監測。

　　醇主要包括正丙醇、異丁醇、2—甲基丁醇、異戊醇和苯乙醇。啤酒中醇的標準含量為100~150ppm，醇的測定可由聚乙二醇PEG20M和抗氧化型PEG（FFAP）分析柱，頂空進(jìn)樣，程序升溫，FID檢測?？晒┻x擇的分析柱有ParmaphPEGDB—WaxParmapaispvmsSE—54HP—20MCarbowax20MHP—FFAPHP—5Supelcowax—10AC20等。

　　對羥基苯乙醇和色醇（吲哚醇）賦予啤酒溶劑味、不愉快的苦味、酚味，為非揮發(fā)芳香醇，由乙酸乙酯萃取，添硅酮玻璃柱10%ul—w—98DiatoportS.程序升溫155~295℃，FID檢測，進(jìn)行GC定量分析。

　　2、酯類(lèi)

　　啤酒中適量的酯類(lèi)賦予啤酒酯香味，使酒體豐滿(mǎn)協(xié)調。如過(guò)量超過(guò)閾值，形成不愉快的香味。啤酒中酯類(lèi)總量為15~50ppm。酯類(lèi)常具有這樣或那樣水果味，增強啤酒風(fēng)味，其風(fēng)味指數（濃度與風(fēng)味閾值比率）越高，啤酒風(fēng)味組成越有效。一般來(lái)講乙酸異戊酯是酯味重要組成部分，其次為乙酸乙酯、已酸乙酯和乙酸苯乙酯。

　　酯類(lèi)由醇類(lèi)和脂肪酸的乙酰輔酶A衍生物反應在酵母細胞內形成，各種條件下均可，形成的酯類(lèi)部分透過(guò)細胞壁，分泌到發(fā)酵液中，部分吸附在酵母細胞內壁，留于細胞內，癸酸旨以上的酯類(lèi)幾乎全在酵母細胞內，當酵母自溶時(shí)，高碳鏈脂肪酸的酯類(lèi)會(huì )釋放出來(lái)，作為檢測酵母自溶的重要指標。

　　酯類(lèi)測定常使用DB—Carbowax20MHP—FFAPSE—54DB—5等分析柱，與上述醇測定使用柱子相似，實(shí)際分析中低沸點(diǎn)的乙醛、醇和酯類(lèi)往往一同測定，二氯甲烷、乙酸乙酯和二硫化碳萃取樣品，直接或頂空進(jìn)樣，程序升溫，FID檢測，進(jìn)行GC分析。

　　3、酮類(lèi)

　　雙乙酰與2.3—戊二酮合稱(chēng)為連二酮，由于2，3—戊二酮在啤酒中含量較低，一般是0.08ppm，對啤酒風(fēng)味影響較小。而雙乙酰風(fēng)味閾值為0.1ppm，啤酒中其含量超過(guò)閾值，具有不愉快的奶酪味、餿飯味。一般啤酒雙乙?？刂圃?lt;0.1ppm，啤酒<0.05ppm。乳酸桿菌、足球菌等細菌污染亦造成雙乙酰升高，而2，3—戊二酮含量很低，如果二者含量都較高，說(shuō)明是釀造缺陷造成的。酵母發(fā)酵過(guò)程中，α—乙酰乳酸經(jīng)厭氧加熱或α—乙酰乳酸脫羧酶作用，形成乙偶姻。啤酒中含量低至1—5ppm，15—20ppm均為正常值，風(fēng)味閾值較高50ppm，對啤酒風(fēng)味影響較小。

　　測定聯(lián)二酮的方法是：以丙酮、2，3—已二酮或1，2—二氯丙烷作為內標，填充柱10%PEG20M/ChromosorbW（AW—DWS）60—80目或PEG1500/CarbopackC和毛細管柱CarbowaxPorapakQ均可選擇，頂空進(jìn)樣，ECD檢測，可作為啤酒釀造過(guò)程中質(zhì)量控制分析。

　　4、醛類(lèi)

　　啤酒中醛類(lèi)來(lái)自麥汁煮沸中美拉德反應和啤酒發(fā)酵過(guò)程中醇類(lèi)還原。大多數不飽和醛類(lèi)作為啤酒氧化和老化風(fēng)味，使啤酒產(chǎn)生多種劣味。對啤酒風(fēng)味和質(zhì)量有重要影響的醛類(lèi)主要有乙醛、糠醛和反—2—壬烯醛。

　　啤酒中含量zui高的主要醛類(lèi)是乙醛，丙酮酸脫羧而成，風(fēng)味閾值10ppm，發(fā)酵啤酒中含量3.5~15.5ppm，成熟啤酒中含量應<10ppm，啤酒中含量<6ppm。乙醛影響啤酒口味的成熟，啤酒中含量>10ppm，產(chǎn)生不愉快的粗糙苦味，含量過(guò)高，具有辛辣的腐爛青草味。與雙乙酰和硫化氫共同構成嫩啤酒的固有生青味。酵母和麥汁污染雜菌（發(fā)酵單胞菌）亦可增加啤酒中乙醛含量。由于乙醛低沸點(diǎn)高揮發(fā)性，GC直接進(jìn)樣就可測出。頂空進(jìn)樣時(shí)，使用PEG或FFAP分析柱，FID檢測，與啤酒中醇和酯類(lèi)一同測定。

　　國外研究表明，糠醛的增加與羰基化合物（主要是醛類(lèi)）的增加是平行的，因此糠醛水平的變化可指示影響風(fēng)味的羰基化合物的變化，如糠醛含量>100ppb，可作為原始風(fēng)味敗壞的指示信號。Davis和Palamand報告其GC定量測定，由于其高沸點(diǎn)低揮發(fā)性，利用HPLC方法測定。

　　反—2—壬烯醛的形成是啤酒老化的主要原因之一，產(chǎn)生的主要機制是脂類(lèi)和游離脂肪酸的酶促和非酶促氧化，糖化時(shí)發(fā)生的不飽和脂肪酸的氧化是zui重要的反應，zui終導致反—2—壬烯醛的形成，風(fēng)味閾值0.1ppb。測定麥汁過(guò)濾后樣品中反—2—壬烯醛方法，麥汁在pH2的條件下回流，用二硫化碳萃取，PEG20M或FFAP柱上分離。B.W.Drose等將樣品經(jīng)Sep—pakC18濃縮，氮氣吹干，正戊烷洗脫，65℃下florox衍生1小時(shí)，CP—Sil19CB分析柱，程序升溫180—300℃，ECD檢測，或啤酒的正戊烷提取液，DBWAX分析反—2—壬烯醛及其前體物，為研究啤酒穩定性提供分析手段。

　　5、酸類(lèi)

　　啤酒中的酸類(lèi)雖不構成啤酒的香味，但是主要呈味物質(zhì)，啤酒中的酸類(lèi)及其鹽類(lèi)控制啤酒的pH值和總酸含量，適宜的pH值和總酸能賦予啤酒柔和清爽的口感，同時(shí)作為重要緩沖物質(zhì)，控制啤酒的pH值，利于各種酶的作用。缺乏酸類(lèi)，啤酒口感呆滯、粘稠、不爽口；過(guò)量的酸類(lèi)使啤酒口感粗糙、不柔和、不協(xié)調，對啤酒香味、起泡特性及酯類(lèi)形成影響較大。此外酵母和污染菌的脂肪酸分析可作為菌種鑒定指標，啤酒中有機酸種類(lèi)和含量是判斷啤酒發(fā)酵是否正常進(jìn)行和是否污染產(chǎn)酸菌的標志。

　　啤酒中的酸類(lèi)約100種，分為不揮發(fā)酸、低揮發(fā)酸和揮發(fā)酸。不揮發(fā)酸主要有乳酸、琥珀酸、焦谷氨酸、檸檬酸、延胡索酸、丙酮酸、草酸、酒石酸、乙醇酸、異檸檬酸、α-酮式戊二酸等；低揮發(fā)酸主要有丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸、已酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸等脂肪酸；揮發(fā)酸主要有甲酸和乙酸。啤酒中主要脂肪為C6-C10。長(cháng)鏈不飽和脂肪酸主要來(lái)自麥汁C16-C18和酵母糖代謝，麥汁中主要脂肪酸是C16-C18，其中C16：1、C18：2、C18：3為重要不飽和脂肪酸，來(lái)源于相應的飽和脂肪酸，糖化時(shí)在氧的作用下不飽和脂肪酸自氧化和酶促氧化，產(chǎn)生啤酒老化風(fēng)味物質(zhì)——不飽和醛類(lèi)。酵母自溶導致中鏈脂肪酸如丁酸、異戊酸、已酸、辛酸和癸酸含量增加，對啤酒風(fēng)味影響極大。GC法分析酵母自溶物中脂肪也是十分有意義的。

　　David等人將非揮發(fā)性酸類(lèi)甲基化后經(jīng)氯仿提取，揮發(fā)性酸類(lèi)經(jīng)乙醚提取，采用玻璃填充柱10%SP10或1%磷酸，100/200目ChromosorbW–AW，115℃恒溫，頂空進(jìn)樣，FID檢測，定量分析丙酮酸、乳酸、草酸和琥珀酸非揮發(fā)性酸類(lèi)及C2-C7低揮發(fā)性酸類(lèi)。Powell和Vinth等采用二硫化碳萃取直接進(jìn)樣，FFAP或PEG分析柱，經(jīng)質(zhì)譜儀鑒定，分離和測定C2-C12脂肪酸。Susan等將樣品經(jīng)乙酸乙酯萃取，DB-WAX分析柱，L.E.Stenroos等將樣品經(jīng)二氯甲烷萃取，Carbowax20M分析柱，程序升溫，頂空進(jìn)樣，FID檢測，與部分醇、酯、酮類(lèi)一起測定C2-C10脂肪酸。Karen，Macpherson，Chen和Taylor等用氯仿-甲醇溶液萃取，三氟化硼-甲醇進(jìn)行甲酯化反應，聚乙二醇或DB-225，10%SPChromasorb柱分離，程序升溫，頂空進(jìn)樣，FID檢測，測定啤酒、麥汁和酵母中C8-C18游離脂肪酸。

　　6、含硫化合物

　　啤酒中的含硫化合物分為揮發(fā)性和非揮發(fā)性，前者占啤酒中含硫化合物的1%，后者則包括無(wú)機硫化硫和含硫氨基酸，作為揮發(fā)性含硫化合物的前體物質(zhì)，它們主要來(lái)自麥芽、輔料、酒花、釀造水及酵母的硫代謝。啤酒中很多揮發(fā)性含硫化合物是強風(fēng)味低閾值物質(zhì)，雖然濃度較低，但對啤酒風(fēng)味的影響很大，特別是一些低分子量的含硫化合物對風(fēng)味的影響更大，而且這些作用常常對啤酒質(zhì)量是有害的。對啤酒質(zhì)量有重要影響的含硫風(fēng)味物質(zhì)主要是二甲基硫（DMS）、SO2、H2S和3-甲基-2丁烯-1-硫醇。

　　DMS為陳貯啤酒風(fēng)味的特色組分，標準含量為20~70ppb，過(guò)量則有令人不快的腐爛蔬菜/卷心菜味道。麥汁污染細菌直接產(chǎn)生DMS，DMSzui高可達200ppb以上。殺菌和啤酒儲存中，啤酒中DMS含量有微量增加。SO2可與羰基結合形成中性風(fēng)味組分，延遲啤酒風(fēng)味的老化和走味，為了改善啤酒的口味穩定性，生產(chǎn)中常常在麥汁制造和濾酒時(shí)添加亞硫酸氫鈉、亞硫酸、液態(tài)SO2等，添加量不超過(guò)20mg/l，在8~10mg/l。SO2含量小于10mg/l，不會(huì )引起不愉快的氣味，過(guò)量則會(huì )產(chǎn)生硫的口味。啤酒中絕大部分H2S由酵母代謝產(chǎn)生，H2S在啤酒中氣味閾值為5~10ug/l。當啤酒中H2S>10ug/l時(shí)，啤酒有生酒味；當>50ug/l時(shí)，有臭雞蛋味，而啤酒中只有1—5ug/l。啤酒中DMS、SO2、H2S可由CarbopakBHT100柱分離，DMS還可由15%PEG1500ChromasorbW80–100目或FaruphPEG柱分離，頂空進(jìn)樣，FPD檢測，定量GC分析。

　　啤酒曝露于350–500nm光下會(huì )產(chǎn)生光解物質(zhì)3-甲基-2-丁烯-1硫醇（MBT），此物質(zhì)有硫臭味，風(fēng)味閾值低于0.1ppb，是由酒花苦味成分異α-酸經(jīng)光敏感型的核黃素的光解作用產(chǎn)生的。曝露于日光和人工燈光下的啤酒中已檢測出MBT。光照后啤酒樣品頂空吸附于Chromasorb101柱，解吸附后直接進(jìn)入填充12%DC-200ChromasorbW氟代乙丙烯聚合物FEP，定量GC分析。

　　7、酒花油及后酒花風(fēng)味

　　酒花油是啤酒重要的香味來(lái)源，來(lái)源于酒花及其制品的添加，主要成分為單萜烯和半萜烯、石竹烯、香味烯、律草烯、法呢烯，為碳—氫結構化合物，香氣極不愉快，是生酒花香的來(lái)源；碳—氫—氧原子的醇、酮和酯類(lèi)，如香葉醇和沉香醇具有玫瑰花香、杏木香氣，是啤酒中幽雅香氣的主要成分。酒花品種間酒花油含量和種類(lèi)是有差異的，以此可作為酒花品種的鑒定。真空蒸餾酒花及其制品的酒花油，要用DB—WAX柱，柱頭進(jìn)樣，或Parmaphiscms/1701柱，頂空進(jìn)樣，程序升溫，FID檢測。陳家華等通過(guò)循環(huán)吸咐法采集酒花香氣成分，乙醚洗脫，OV101毛細管柱，程序升溫，GC/MS定性，共鑒定113種啤酒花香氣成分。

　　麥汁煮沸中，單萜烯和半萜烯的碳水化合物一部分隨蒸汽揮發(fā)掉，一部分未變化的萜可產(chǎn)生強烈氣味，口味閾值約5ppb、即可感官測出。麥汁中測出的氧化產(chǎn)物如香葉醇、里哪醇、十一醇、α-萜醇及環(huán)氧化合物環(huán)氧律草烯，將作為微量成分進(jìn)入啤酒中，zui終啤酒中含有未改變和已轉化好的復雜混合香味組分，稱(chēng)為后酒花風(fēng)味。正常啤酒中只要含3ppm酒花油，就可感覺(jué)到酒花香氣。Shuso等采用Sep-pakC18柱吸附樣品，二氯甲烷洗脫后濃縮，HP-20M分析柱，FID檢測，定量分析啤酒中里哪醇和環(huán)氧律草烯。

　　8．非揮發(fā)組分

　　（1）糖類(lèi)

　　麥汁糖化時(shí)，淀粉經(jīng)酶促反應主要產(chǎn)生可發(fā)酵性糖類(lèi)，包括單糖（果糖和葡萄糖）、雙糖（蔗糖和麥芽糖）和三糖（麥芽三糖）。經(jīng)酵母發(fā)酵代謝，麥汁中絕大部分可發(fā)酵性糖類(lèi)轉化為各級代謝終產(chǎn)物，形成啤酒中各種風(fēng)味物質(zhì)。麥汁中可發(fā)酵性糖類(lèi)的合理組成，對研究酵母的降糖性能和形成啤酒特定風(fēng)味有重要影響。發(fā)酵后啤酒中殘留的糖類(lèi)主要有麥芽糖、麥芽三糖、非發(fā)酵性糖以及甘油，它們組成啤酒中的甜味物質(zhì)和營(yíng)養物質(zhì)。

　　ASBC建議采用Brobst和LOtt的方法，樣品加到吡啶中，在催化劑三氟乙酸的催化下與六甲基二硅胺反應，產(chǎn)生的糖類(lèi)異構體，給定性和定量工作增加困難。Jamieson吸取了Brobst的可取之處，采用OV一17SE一30SE一52分析柱，程序升溫，FID檢測，定量分析可發(fā)酵糖，但啤酒樣品必須干燥。

　　（2）氨基酸

　　麥汁糖化時(shí)，蛋自質(zhì)經(jīng)酶促反應主要產(chǎn)生18種游離氨基酸，經(jīng)酵母發(fā)酵代謝，麥汁中絕大部分游離氨基酸轉化為各級代謝終產(chǎn)物，形成啤酒中各種風(fēng)味物質(zhì)。麥汁中氨基酸的合理組成，對形成雙乙酰、含硫化合物、醇和酯類(lèi)等風(fēng)味物質(zhì)有重要影響，發(fā)酵后啤酒中殘留的氨基酸可作為啤酒中的營(yíng)養物質(zhì)。

　　測定游離氨基酸將樣品經(jīng)離子交換柱去除不相關(guān)分子，衍生為具揮發(fā)性的三氟代乙基丁酯，串連OV一17/210或ChromasorbW柱，定量分析組氨酸、色氨酸、精氨酸和半胱氨酸，其它氨基酸制成七氟丁酰異戊酯衍生物在SE一30柱上分離。

　　（3）酚類(lèi)

　　啤酒中酚類(lèi)分單體酚和多聚酚，主要來(lái)自麥芽和酒花，啤酒中含量25～60ppm和70～100ppm。多酚是啤酒口味助劑，賦予啤酒醇厚性，增強苦味。低分子多酚比高分子多酚沉淀蛋白質(zhì)的能力要強，高分子多酚的活性較差并保留在麥汁中，使啤酒色澤加深和口味粗糙，低分子多酚具有還原性。使啤酒口感新鮮，對啤酒口味穩定性有促進(jìn)作用。多酚被氧化，加深啤酒色度，破壞啤酒膠體穩定性，使啤酒苦味變粗糙并產(chǎn)生不愉快的后苦，是啤酒澀味、陳舊味的主要原因之一。酚類(lèi)與蛋白質(zhì)形成的復食物，會(huì )造成啤酒混濁。包裝后的啤酒在室溫和突然低溫下儲存一定時(shí)間，啤酒中的單體酚和多聚酚會(huì )與蛋白質(zhì)結合，產(chǎn)生混濁，混濁產(chǎn)生速率可作為包裝啤酒的貨架壽命指標。

　　揮發(fā)性酚類(lèi)可采用蒸汽蒸餾，氧化鋁柱或溶劑萃取濃縮后進(jìn)樣，氣一液色譜分離測定。非揮發(fā)性酚類(lèi)多采用離子交換樹(shù)脂尼龍一66和PVPP等固體吸附劑，甲醇、乙酸乙酯等溶劑革取，在吡啶中與六甲基二硅氯烷（HMDS）及*基氯硅烷或HMDS一二甲基甲酰胺，制成*基硅醚（TMS）衍生物，可選擇sE一30OV一1Dexsil300GCSE一52分析柱，GC一MS聯(lián)用鑒定啤酒中70多種酚類(lèi)。

　　釀造水、大麥等原料中的余氯會(huì )與麥芽中的多酚形成氯酚臭味，細菌和化學(xué)物質(zhì)污染亦會(huì )造成氯，酚臭味，樣品富集后，乙?；磻谷蹼娯撔缘姆宇?lèi)化合物轉化為具有強電負性的酚乙?；苌?，選用OV101SE-300V-10V-17ChromosorbWAWDMCS分析柱，ECD檢測。