通过风味阈值来研究老化物质对啤酒贮存中风味老化的影响
2020-06-21
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h 呻∞ 康迪日用化工有限公司 11 X 赵然然商日玲陆健【编译1 江南大学生物工程学院214122 [摘要】在比利时储藏啤酒中研究了26种老化复合物对其陈酿风味的影响。研究发现其阈 值大大低于之前的研究报告,显然由于个别敏感度的大幅度变动,把闽值作为一个指标很重 要,另外,乙酸异戊酯的屏蔽效应和风味化合物之间的各种相互作用,大大影响它们的风味活 性,甚至在低于它们的阈值时也是如此。(E)一2一丙烯醛可以产生纸板味,3一(甲基硫代)丙醛, 3一甲基丁醛,2一糠基二乙醚,B一突厥酮,乙醛被认为是风味老化的关键因素,并且可以减少反 式一2,4一癸二烯醛,苯乙醛,2一甲基丙醛,双乙酰,5一羟甲基糠醛的含量。最后,一些可供选择 的化合物的添加能够适度的再现储存啤酒的老化风味,说明这些化合物是形成这种风味的主 要因素。 [关键词】啤酒风味稳定性风味阈值感官分析风味物质的相互作用羟基化合物 啤酒的风味是由大量化学物质与嗅觉和味觉 1阈值的测定 我们对与老化相关的26种物质的化学反应 受体的相互作用产生的。当芳香味形成挥发性的 化合物时,舌可以感觉到化合物的味道。不管是 的类型进行了研究,测定了一些物质的THs。在 口感或是芳香味或是两者的混合都被描述为风 (表1)中我们列出了每一种物质测得的THs、文献 味。然而,化学复合物的风味在新鲜啤酒中是不 资料中的THs及其风味的描述。而这些THs是品 稳定的,在贮藏过程中会发生许多化学反应,导致 酒师对这些物质敏感度的平均值的表征,由于品 新鲜风味的降低并形成典型的老化风味。这方面 酒者的BETs差别很大,在(图1)中列出了所有物 尽管有大量的研究,还是很难理解和控制风味老 质的BETs的分布频率。 化过程中发生的根本反应。 表1测得的老化化合物的风味阈值和气味阈值 以及风昧的描述和文献中的阈值数据 目前,出现了各种各样的老化风味。一方面, 新鲜风味的味道被各种老化风味扰乱了,另一方 测得的TH 文献中的TH (ppb) (ppb) 风味描述 面老化过程中研究了很多化合物的增加和减少。 然而,基于决定性化学物质的分析仍然不能解释 风味的改变。 线性醛类 乙醛 青苹果味水果香 I114 <l2。000500,10,20,000 ,—因此,本研究的主要目的是阐明在啤酒风味 环己巴比妥 中与风味老化相联系的精确的化学物质。本文主 E2一丙烯醛 一88 350 苦味.酒味 O.03 0.1】 <0.05,0.05, 纸板味,纸味,0昧 黄瓜 11,0.5 .要通过测定比利时贮存啤酒的风味阈值来进行研 反式一2,4一癸 二醛 究。另外,为了对一些可能发生的反应进行正确 recker醛类 的预测也研究了一些物质的混合物,然后,选择性 St0_3 油炸味纸味 ,的挑选一些老化复合物,在贮存啤酒的老化过程 2甲基丙醛 中比较它们的浓度阈值,进而评估这些化合物对 一86* 45 56* 65,<500, 颗粒感,口感滑润, (1000) 水果味 35.1250 46,(600) 杏仁味,麦芽味 2一甲基丁醛 风味老化的影响。最后,通过老化指示剂的增加 试图解释贮存啤酒在老化过程中风味的改变。 收稿日期:2010—08-20 3一甲基丁醛 麦芽味,樱桃味,杏 仁味巧克力味 ,苯甲醛 515 1000,(2000) 杏仁味,樱桃核味 {I⑩ 熹 苯乙醛 3一(甲基硫 代)丙醛 Maillard反应 产物 ☆ * l 1&EI■ iⅡ l http:/Avww.ko ̄'y.cnE ̄lail:kondy97@163∞m 康迪日用化工有限公司 105 4.2 <1.100, 风信子香,花香, (1600) 瑰香 <0.5,40, 熟土豆味麦汁味 (250) ,・ 59 ・ 烯醛(T2N)的TH稍微低于至今发现的最低浓 度。另外,啤酒中低浓度的酯为有限的屏蔽物质 的存在提供了一个平台。 Strecker醛类的THs通常比墨西哥和美国储 藏啤酒的低。Maillard反应产物的THs证明呋喃 糠醛 1525,000~50. 焦糖味,面包味,熟 衍生物的THs较高,特别是含有羟基的衍生物。 .157 000.150.00I 肉味 5一羟甲基糠 35醛 ,784* 1,000,000 面包味,焦糖味 5一甲基糠醛 l174 8000。20,00( 熟土豆味,麦汁味 乙酰基呋喃 513 80,000 坚果味,焦味 杏仁味,烧 双乙酰 17 14~61.70~ 苦味 150,100,l50 中间降解产 物 甲基异丁酮 2560* (5000) 漆味 酸甲酯 乙烷基一2一丁 27 6~8 水果味,味苹果味,甜 ,糖果味 乙烷基一3一丁 不自然的草莓味, 酸甲酯 91 15—20.1300 水果味,糖果味,紫 罗兰味,糖果味 乙酯类 烟酸乙酯 4555* (6000) 药用,溶剂,茴香 盐 乙基丙酮酸 22,525 85,0OO 豌豆味,新鲜草汁 味 乳酸乙酯 353。553 250.000 水果味,味苦 呋喃醚类 2一糠基乙醚 l1木 2.5,6 溶剂 多硫化合物 二甲基三硫 0.012~0.O2. 洋葱昧,水果腐烂 化物 0.027 0味,红卷心菜味,硫 .1.0.15 磺味 类胡萝卜素 氧化物/糖苷 水解物 B突厥酮 203 2.5,25~50,150 椰肉味,烟草味,果味 水 内酯类 .y一壬酸内酉自 607* 11.2,80 椰肉味,香草味,胶 水味,腐臭味 醋酸盐酯类 乙酸异戊酯 510 500~l1600700. 香蕉味酯香味 .2300 ,当醛类的线性THs确定后,显示比之前报道 的乙醛降低很多,并且反式一2,4一癸二烯醛 (TI'24DD)和己醛分别降低三倍和四倍。E一2一丙 呋喃和5一羟甲基糠醛(5-HMF)是非食品级的物 质,只有气味的THs能够测定。啤酒在口中稍微 预热后,许多挥发性的物质从舌上挥发到达嗅觉 器官,这种方法用来检验T2N,气味的TH (0.19ppb)比风味阈值高六倍,比率的不同主要依 赖于所研究的物质。另一方面,在含有低浓度 (13.5ppb)的内源双乙酰的啤酒中双乙酰有一个 低的TH(17ppb),已有研究表明双乙酰的TH主要 取决于内源双乙酰的浓度,在含有30~300ppb双 乙酰和不含双乙酰的啤酒中双乙酰的TH分别为 70~150和14~61ppb。 啤酒老化过程中苦味物质的降解导致甲基异 丁酮(MIBK)的释放,使与其结构类似的乙醛有较 高的TH,加之,2一甲基丁酸和3一甲基丁酸能相互 结合再加上乙酯的酯化,它们的THs比其相对应 的酸低几个数量级并且似乎比Williams和Wagner 研究的加拿大储藏啤酒和淡色啤酒稍低。 2一糠基乙醚(FEE)的TH比以前的数据稍 高。同样的p一突厥酮和 一壬酸内酯的气味TH分 别为203ppb和607ppb,之前的报道中13一突厥酮 的风味TH有2.5ppb,20~50ppb和150ppb, 一壬 酸内酯的风味TH有11.2ppb和80ppb。作为大部 分的硫磺复合物二甲基硫化物(DMTS)的TH极 其低达到0.027ppb,它比芬兰储藏啤酒测得的 THs稍高,但是比美国储藏啤酒和加拿大储藏啤 酒低。最后,乙酸异戊酯(IAA)(内源浓度为: 473ppb)的TH达到5lOppb,而之前含有1~3ppm IAA的啤酒测得的TH有一系列500~1700ppb之 间的的数值。 从(图1)可以看出BETs的巨大差异,对于 DMTS,最低浓度和最高浓度之间差16倍,而其他 化合物达到256倍。这些结果表明一种物质对于 风味的影响重要的是将THs作为一个相对的指标 而不是作为绝对的数值。在实践中,每个品酒师 对同一种啤酒的感觉不同并将会在某些物质的亚 阈值浓度内感觉到一些老化风味,甚至没有考虑 到可能的协同效应或相加效应。 康迪 ,消 毒专家 总机:(T ̄3-3178660、3164147传真:3178661 康迪日用化工有限公司 11.O1 X 6 4 4 2 2 0 0 221 442 884 付68 3536 7O71,I142 .B 31 62 124 249 498 O.O1 O D2 0.04 0.07 0.14 020 0.57 6 4 0.01 0.02 0.04 009 0,18 0.35 0.71 t41 7 1. 28 57 113 226 453 2 O 3 6 纠 23 45 91 1B1 362 724 6 4 7 15 3O 59 1t9 238 博 71 283 1奄’4525 4 4 2 2 O 5 9 1S 37 74 t47 294 588 t' 21 4_2 8矗 17_0 339 679 O 7071 28284 113137 66 133 266 532 1O63 2它7 4254 85o8 仃 67 267’D67 4268 ∞ B 6 4 B 6 4 2 O 2 O 4 7 14 ,R 舯 11R,'R 4s 们s 伪 226 453 905 有.1o 3620 724I 5 ltl '' ^' R 1RR 333 乙烷基。3一J¨酸甲酯 删酸乙酯 荩内 酸盐 2 0 22 44 聃 仃5 351 701 6 4 198 7o’ 't口 m7’ 50685 3182 12728 2 O 22097 88蝴 s SS 14’l’.1I 1 3 6 23 4S 91 O007 O014 O027 .O054 O109 B 6 4 8 6 4 酸 戊 2 O 2 O 2 O 7 14 28 113 22S 66 133 266 532 1063 2 ̄t7 4254 71 141 283 566 t131 2263 图1品酒 (Y 布频率 乏薹 11.O1 文 顾 陛 :001 3锵攥;。 。110 39o64,63466293o067“ E一¨ling@ebro ̄china一 薪型巴氏杀菌监测仪 (北京)有限公司 ・ 61 ・ 德国颇贝隆舟目十圆 代理 颐贝隆电子科技2风昧物质之间的相互作用 醋酸盐酯类极大地限制了啤酒中的新鲜风味,也可 能对其它的风味物质产生屏蔽效应。因此醋酸盐 尽管一种物质的TH表征了它对风味的影 响,但还是不能过分简单的把啤酒的总体风味认 酯类的降解会加速老化风味的出现。所以我们研 AA对于2-MB,3-突厥酮和PheAA的屏蔽效 为是每种物质作用的总和,因为会发生很多相互 究了I测定了添加定量IAA的啤酒中乙醛的THs,与没 作用从而影响风味。因此,需要通过测定它们的 应,有添]JflIAA的啤酒相比IAA的屏蔽效应非常突出。 THs来估算这些物质混合产生的影响。 (表3)的结果表明,在啤酒中分别添加 当高风味活性的不饱和线性乙醇T2N和 TI'24DD混合时,就会产生强烈的协同效应。这 与之前的研究是一致的,在这个研究中不饱和线 性乙醇混合物(T2N,E一2一环巴比妥和E一2一庚烯 醛)的加入使啤酒的烈度增加了三倍(表2)。 表2下列物质依据各自的TH按一定比例 混合后的TH以及风味描述 混和物的 风味描述 TH(%) 风味和结构类似的物质 E一2一丙烯醛和反式一2, 24 纸板味,纸味,陈腐脂 4一癸二烯醛 肪味 2一甲基丙醛和3一甲基 73 花香,水果香,焦糖味, 丙醛 烧焦味,甜味 乙酰基呋喃和5一甲基 584 杏仁糖味,杏仁味,甜 糠醛 味 基乙基一2一丁酸甲酯和乙 22 甜味,糖果味,酒味 一3一丁酸甲酯 风味和结构不同的物质 2一甲基丁醛和B一突厥 98 熟土豆味,甜味,焦糖 酮 味 2一甲基丁醛和苯乙醛 121 糖果味,花香 B一突厥酮和苯乙醛 63 熟土豆味,花香蜂蜜味 2一甲基丁醛和乙基一3一 14 酒味,糖果味,焦糖味, 丁酸甲酯 水果味 i种物质混合 2和苯乙醛 一卑基=!=醛,p一突厥酮 。 75 昧麦芽味,麦汁味,熟肉 ,巧克力味,面包皮 味,土豆味 2-MP和3-MB混合产生部分的相加效应。 类似的,2一MP,2-MB和3-MB在啤酒中的混合产 生更强的相加效应。相反,乙酰基呋喃和5-MF 尽管风味特征类似却产生了强的拮抗作用。然 而,乙基一2一丁酸甲酯(Et2MB)和乙基一3一丁酸甲 酯(Et3MB)产生了强烈的协同效应。 风味物质的相互作用非常复杂需要进一步的 研究。但是,关于风味稳定性,可以得出的结论是 风味物质可能发生重要的相互反应并导致老化物 质在亚TH浓度影响风味。 3屏蔽效应 在老化过程中除了产生许多截然不同的物质 外,还会发生醋酸盐酯类的降解,使新鲜风味降低。 300ppb和600ppb的IAA时,IAA对2一MB和B一突 厥酮的屏蔽效应分别增加了250%和40%。额外 添加的IAA对PheAA的TH没有产生影响,屏蔽 效应的出现依赖于物质本身。当IAA添加的浓度 从300ppb升到600ppb,TH并没有很大的提高,尽 管如此,我们仍然可以得出结论,高浓度IAA的存 在很大的影响了TH,表明一种物质的TH主要依 赖于所用的啤酒,在降低老化风味出现的速度方 面屏蔽效应起了重要作用。 4老化物质对风味老化产生的影响研究 表3在添加了不同浓度的IAA啤酒中三种物质的TH 储存啤酒 加300 ̄b IAA的 力Ⅱ600ppb IAA 韵TH 啤消的TH 的啤酒的TH 2一甲基丁醛 45 157 161她 B一突厥酮 4.2 5.8 5.8 苯乙醛 105 l10 99 4.1方法 TH的测定给出了风味活性的定义,并且它也表 明物质之间的TH差别很大。与啤酒的不同浓度相 对应,风味单位(Fu)能够预测一种成分对啤酒综合 风味的影响,并可以估算一种物质的浓度和TH。我 们在三种比利时储存啤酒中选择几种物质研究了它 们的浓度和FUs在老化过程中的变化,在(表4)中列 出了研究结果。风味物质的浓度当增加或减少 0.5FUs时就开始对啤酒风味产生影响,但品酒师很 难鉴别出是哪种物质或哪组物质起了作用。当增加 或降低1FU时,就能辨别出是什么原因了,当增加或 降低2FUs时啤酒的风味就会改变。但这些数据只 是表征并不是绝对的,因为每个人对同一种物质的 敏感度有很大差别。因此,对于某一种特定物质,一 个敏感的品酒师在低FUs的变化范围内就能品出啤 酒风味的改变,对此物质不敏感的品酒师则相反。 啤酒是许许多多物质的混合物,这些物质之间还发 生相互作用,这些作用会对TH值的改变产生不可忽 视的影响。因此通过研究某一物质的TH和老化过 程中FUs的变化来研究它对风味老化的影响是远远 层 ・颤贝膛 :8,10o篙黑搿84 601。1, E~ ting ̄ebro-china。。m 薪型巴£E杀菌监潮仪 £ “e63421 (北京)有限公司 62 ・ 德圜颐贝隆 日中国总代理 颐贝隆电子科技不够的。我们通过另一种方法来获得某些物质对风 拉德风味和腐败的硫磺味,糖茶风味描述为浆果 味影响的更多了解,这种方法是,对储藏啤酒A进行 味,黑醋栗味,葡糖干昧或蜂蜜昧,美拉德风味和 老化处理和分析,准备好实验啤酒,首先,在新鲜啤 干草味是焦糖味,烧焦味,面包味或黄油味,腐败 酒中加入一种物质或混合物,添加的量与老化过程 的硫磺味是干草味或洋葱昧。由于金属味,老啤 它们增加的浓度一致,然后由专门的品酒小组进行 酒花和乙醛的浓度非常低,未在网络图上标注。 品尝,为了能够分清不同物质的反应对风味的影响, 以老化啤酒作为参照,它的风味图形在三个网络 添加的物质应有选择l生。(表4)中列出了不同的物质 图中是一样的,以新鲜啤酒作为参照,它的风味图 组合,(图2)是品酒得到的结果。 形没有出现,因为新鲜啤酒中几乎不存在老化风 新鲜啤酒在40%放置三周后,就会出现几种 味。最后,从图中可以看出老化的啤酒刻度增加 老化风味,纸板味明显,并有糖茶味,溶剂味,美 了五个单位,它的整体评分减少了3。 A B C 溶剂眯 };_=【}荣眯 稚茶味 D 5 4 3 2 l 0 m嘲 ^ 酣t,,tn蕾 Steer M螂Brd 争DS FEE All Initial A删Linald Strecker Maillard bS FBE All 图2加入老化物质后新鲜啤酒和老化啤酒的敏感度分析结果(加入的物质为表4中列出的物质)。 ABC表示老化风味的强烈程度,DE表示老化测评分数和综合测评分数 (Lin aid:线性乙醛;Strecker:Strecker乙醛;Maillard:美拉德反应产物;p—DS:p突厥酮) 4.2老化物质对风昧老化的影响 风味都没有影响。最后3一(甲基硫代)丙醛对风 在三种啤酒的老化过程中乙醛增加了1FU,说 味老化的影响是从老化过程中FUs的增加来推断 明乙醛对风味老化产生很大的影响。然而在老化 的。当加入所有Strecker乙醛的混合物后,它们 的啤酒中并没有发现乙醛,这可能是由于它没有典 对于老化风味的影响很大并能显著的检钡0到纸板 型的风昧并且风味很淡,以及乙醛可能影响其他的 风味和美拉德风味(图2B)。3一(甲基硫代)丙醛 老化物质,也可能乙醛为其他的老化物质提供了平 能产生适度的硫磺味并使啤酒产生麦芽味和麦汁 台。另一方面,乙醛的影响可能是无足轻重的,因 味,这与先前的研究相一致,确切的说Strecker乙 为它的Fu在任何啤酒中都不超过0.02。 醛之间的相互作用对风味的影响很重要。 三种储藏啤酒的新鲜啤酒中2-MP的浓度很 甲基异丁酮(MIBK)的增加对于风味老化是无 低,但是老化后它有了很大的提高。多个敏感品 足轻重的,Et2MB和Et3MB也是类似的。但是当 酒师预期这很有可能是2一MP通过与其他物质的 这些物质混合的时候就会产生强烈的协同效应, 相互作用产生的重要影响,因为3-MB的TH降低 尽管这样老化过程中酯类的影响是最小的,风味 了27%(表2),这表明后者也有很大的影响,它的 老化产生的乙酯类研究显得更重要。乳酸乙酯可 FUs高达0.93,老化过程中2一MB的FUs增加小得 以通过普通方法测定,先前的研究中测定的新鲜 多,只有0.07 0.1FUs。苯甲醛对手所有的老化 啤酒中的浓度是69ppb,40℃放置(下转第67页) 聪.}{Ll_ 彝譬 茁 猷糕艇曾茁 羞 …寸 匹 囝 薪型巴氏杀菌监测仪 颐硬降 :8110-0-884601366;。≠46 0 。j品 £ “。。” E-mail:ll g《 bro ̄hina∞ 颐贝隆电子科技(j京)有限公司 贸罐 莩 (jIc京)有限公司 ・63 ・ 6 莹6量§一6詈耋;6 C;d一6喜喜喜—0 0 0 盘0 寸 一 n 三耋謦蠡暑 苫 三斟 量 誊夏詈虽荃导 萋 U U ∞ 寸0In 0 0 0 0 0 0蓥 0。.0喜誊.0喜 0 0 0 0堇量 越 榛 _。 0 0In 詈誊童 售 喜o。喜 景 彗彗 圣 垂 U r、 昌g 苫 罱 — 6 n 0 0 0 。0__0 0 0 0 0 0 _。 ∞ U 0 0一、 三詈毫 譬 垦 兰星磊 莹星譬星羹 ∞ o一 。 器 吕 等h 导 苫 昌瓮 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 萄 榛 一。 0 0 薯誊堇 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定。未经处理的啤酒试样经过树脂盒后得到的分 状态。通常,啤酒试样经过消化处理后再测定金 这样得到的信息是不完全的。利用 析用流出物中,发现超过94%的锰以阳离子的形 属离子总量,式存在,如Mn“。铁离子完全以带负电荷的形式 色谱分离技术和光谱检测法可以有效达到目的, 存在。同样发现37%的铜离子带正电荷,72%的 属络合物中。啤酒试样中关于Cu“、Fe 和Mn 的 同时可以清晰的阐述金属离子在啤酒酿造中的功 外,胃肠道刺激法可以用来评估人体对于啤酒中 铜离子带负电荷,因为它们也是存在于不同的金 能及其对啤酒质量、风味、口感稳定性的影响。此 分析,证明啤酒中含有内源性的配体化合物很容 金属离子的生物利用度以其对人体组织的毒害作 易结合cu“、Fe“形成带负电荷的金属络合物。只 用。有添加的Mn 完全以阳离子的形态回收。 4结论 译自:Food Additives and Contaminants,25(6): 693-703,2008 (上接第62页) 三周后浓度为474ppb,相当于只增加了0.001FUs。 Tr24DD,FEE和Strecter乙醛的影响也不能低 估。啤酒老化后乙醛的浓度高于其TH,并认为乙 三种啤酒的老化过程中FEE增加了1.5FUs风 醛为老化风味提供了本底风味,而不是关键性的 味的变化会很大,在储藏啤酒A中添加 风味物质。另外添加Strecter乙醛的混合物会产 14.2ppbFEE测定结果证明了这一论断(图2A)并 生美拉德风味,硫磺味和纸板风味,特别是3一(甲 且出现了主要的老化风味。由于之前对于纸板风 基硫代)丙醛和3-MB以及2一MP,PheAA都很重 味的研究,加人FEE后纸板风味和茶香风味增强。 5结论 要。除了5-HMF的影响,呋喃类和乙酯类是次等 重要的。双乙酰会产生类似美拉德的风味,FEE 和B一突厥酮是必不可少的老化物质,前者促进老 与啤酒风味老化相关的26种物质的阈值测定 总体上低于先前的研究报道,阈值是一种物质风味 化风味的形成,两者都作为测定老化风味的宽广 活性的相对指标,而不是绝对的,因为每个人的敏感 范围的支持物质。总而言之,可以通过添加选择 度有很大差异,另外风味物质之间会产生各种相互 性的老化物质适度的增加老化风味,来说明这些 作用从而影响它们的风味活性。关于老化风味,相 物质是否是储藏啤酒风味老化的主要原因。 互作用有重要的影响,某些物质甚至在低于TH时就 产生影响,IAA对老化物质有屏蔽效应,表明新鲜啤 摘译自:Daan Saison,David P.De Schutter, Bregt Uyttenhove,Filip Delvaux,Freddy R.Delvaux. Contribution of staling compounds to the aged 酒中高浓度的IAA可以降低老化风味产生的速度。 综上所述,纸板风味是由T2N导致的,但是 flavour of lager beer by studying their flavour thresholds.Food Chemistry 114。1206-1215.2009.