测定酒花及啤酒中的a-酸类物质

简介：酒花是啤酒酿造过程中重要的原料，在麦芽谷物后面加入，以使啤酒产生特定的苦味及香味。在啤酒中广泛使用酒花的历史可以追溯到十六世纪。然而，早在11世纪，欧洲中部就将酒花用作一种天然的防腐剂（今天德国）；结果发现使用了酒花作为防腐剂的啤酒，不仅保存良好，且具有味觉和嗅觉。

酒花是来自一种叫做香蛇麻的锥状植物，该植物具有蛇麻素的腺体，富含树脂和油脂。树脂含有大量的a-酸类物质，赋予大部分啤酒苦味，而油脂在很大程度上是赋予啤酒香味

啤酒酿造过程中，质量控制的一个重要方面是确保a-酸类物质的种类及含量，以保证啤酒是相同的批次。此外，在啤酒的酿造过程中，它们转化为异构的a-酸类物质的转化率使得某种牌子的啤酒具有特定味道（图1）。为此，在各地的酿酒厂，酒花和啤酒中的a酸类物质被作为常规参数进行监测。本应用文献提供了一种简单的方法，用于测定五种酒花原料中a-酸类物质的种类及含量。分析了一种美国产的IPA牌啤酒，确证其中含有异构的a-酸类物质。

实验部分分别称取一定量的ICE 3(a-酸类化合物)和ICS-I3 (异构化的a-酸类化合物)于10mL的容量瓶中，甲醇定容至刻度，超声10min，从而制备得到浓度为7.3 mg/mL的ICE和1.4 mg/mL的ICS-I3储备溶液。移取适量体积的储备溶液于10mL容量瓶中，利用溶解样品的溶剂定容，制备5个级别的标准工作溶液，ICE 3的浓度范围是23μg/mL至440μg/mL（23, 55, 110, 220, 440 μg/mL）。两个较低浓度水平的溶液由前一级浓度水平的标准工作溶液1:1稀释制备。由7次重复测定440 μg/mL浓度水平的标准工作溶液结果计算方法的重复性。分别称取每个酒花样品约0.2g(German Spalt,AmericanCascade, American Summit, English Fuggle, NewZealandNelson Sauvin)于10mL的容量瓶中，加入约一半体积的样品溶剂，使样品浸泡4小时，每隔1小时振摇容量瓶。然后将上述样品溶液在冷水浴中超声15分钟，最后定容至容量瓶的刻度，充分混合后，7000RPM离心10分钟。将样品的上清液分别转移至五个25mL容量瓶中，静置。在每个样品的沉淀物中继续加入10mL溶剂，剧烈振摇2分钟。后来制备的样品溶液同样7000RPM离心10分钟，收集上层清液至上述不同样品的25mL容量瓶中，并定容。制备的样品溶液经过0.2μm的尼龙过滤膜过滤，待测。通过液-液萃取（LLE）制备啤酒样品，加入0.5mL磷酸和10mL三甲基戊烷于10mL经过脱气的美国产IPA牌啤酒样品中，经过1分钟剧烈振摇后，在冷水浴中超声15min，制备的样品溶液2000RPM离心5分钟，收集5mL的上层清液，氮气吹干，用2.0mL复溶残留物。通过加标回收试验计算方法的准确度，在10mL预先脱气的低含量啤酒花啤酒中加入一定体积的标准储备溶液，使其浓度为440μg/mL，与样品同样采用液-液萃取方法，但是本次收集4mL的样品制备溶液，氮气吹干，4.0mL溶剂复溶。同样的，所有样品在测定之前采用0.2μm的尼龙膜进行过滤。

结果与讨论利用配有UV检测器的PerkinElmer® Flexar FX-15用作液相平台，使用Brownlee™ SPP C18，100Ｘ3.5ｍｍ，2.7μm色谱柱进行分离，优化流速为1.0mL/min，此时压力适当，接近3500PS（I 241bars），且运行时间为5分钟。浓度为440μg/mL的标准品重复7次进样，获得了*的重复性，%RSD数值在0.7-1.5之间。再者，五个浓度范围的标准品平均%RSD<2.0%，校准曲线的线性良好，r2≥0.999。LLE萃取技术测定IPA啤酒中的a-酸类物质结果良好，平均准确度为95%。测定结果与啤酒花标签标称值一致。方法的性能参数，包括校正曲线、精密度、峰拖尾和分辨率，见图2和表1所示。有代表性的色谱图，包括标准物质、AmericanCascade酒花样品、NewZealand Nelson酒花样品、American IPA啤酒样品，见图3,4,5，6。啤酒花的分析结果见表2所示。

结论本应用文献中，六种a-酸类物质在5min之内分离完成，两个连续峰的分辨率在2.3-8.1之间。本方法性能*，线性相关系数（r2）不低于0.999，精密度值%RSD≤1.5，峰形尖锐，对称性用拖尾因子表示，数值≤1.5。萃取技术非常有效，平均回收率为95%。分析结果显示，酒花中a-酸类物质含量与标签标称值一致，IPA啤酒分析结果确证了异构化的a-酸类物质存在。PerkinElmer’s FX-15 泵配有耐用性高的色谱泵及高可靠度的自动进样器，该设计使进样具有高精密度，表面多孔粒子Brownlee色谱柱，其创新的结构减少了样品扩散，从而实现快速分离，峰形尖锐，且压力适当。