茶葉添加方式對(duì)釀造啤酒理化特性及感官品質(zhì)的影響

倪敬田，夏 鵬，代浩東，王少震，朱辰文，蔣 軍，陳 琪，高學(xué)玲,4

茶葉添加方式對(duì)釀造啤酒理化特性及感官品質(zhì)的影響

倪敬田1，夏 鵬2,3，代浩東2,3，王少震2,3，朱辰文2，蔣 軍2,3，陳 琪2,3，高學(xué)玲2,3,4※

（1. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，合肥 230036； 2. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，合肥 230036；3. 安徽省農(nóng)產(chǎn)品加工工程實(shí)驗(yàn)室，合肥 230036；4. 安徽省農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)體系，合肥 230036）

在啤酒釀造工藝的煮沸和主發(fā)酵階段分別添加烏龍茶，探討茶葉不同添加方式對(duì)啤酒理化特性、抗氧化能力、啤酒貯存穩(wěn)定性以及感官特性的影響。結(jié)果顯示，與未添加茶葉的啤酒產(chǎn)品（對(duì)照組CG）相比，在煮沸階段（煮沸添加組BG）和主發(fā)酵階段（主發(fā)酵添加組MG）分別添加0.3 g/L的茶葉均提高了酵母發(fā)酵速率；添加茶葉的兩個(gè)茶啤酒產(chǎn)品（煮沸添加組和主發(fā)酵添加組）的DPPH自由基清除能力分別提升至82.74%和89.21%、ABTS+自由基清除能力分別提升至41.53%和51.49%、鐵離子還原能力分別提升至36.49和43.83 mg/L，且成品茶啤酒貯藏期間的抗老化能力提高；茶啤酒中總酚以及兒茶素（EGC、C、EGCG、EC、GCG、ECG）和咖啡堿（CAF）含量升高，其中，主發(fā)酵添加組茶啤酒樣品總酚和EGCG含量顯著高于對(duì)照組和煮沸添加組啤酒（<0.05），分別達(dá)到734.40和8.43 mg/L。進(jìn)一步的感官品評(píng)結(jié)果顯示添加茶葉提高了啤酒產(chǎn)品的茶香氣和茶滋味，其中主發(fā)酵添加組啤酒的茶香氣、茶滋味及酒體協(xié)調(diào)性最好。由此可知，在啤酒釀造工藝中添加茶葉提高了酵母發(fā)酵速率，增強(qiáng)了啤酒中酚類物質(zhì)含量及其抗氧化和抗老化性能，同時(shí)也為啤酒增添了新的茶風(fēng)味產(chǎn)品。

茶葉；啤酒；酚類；抗氧化；感官品評(píng)

0 引 言

啤酒是目前全球產(chǎn)銷量最高的飲料酒，也是僅次于水和茶之后產(chǎn)銷量排名第三的飲料產(chǎn)品。啤酒富含多種營(yíng)養(yǎng)及其功能性成分，包括碳水化合物、氨基酸、維生素和酚類化合物等[1]。2020年中國(guó)啤酒產(chǎn)量為3 411萬(wàn)t，已連續(xù)19年產(chǎn)銷量位居全球之首[2]。研究表明，全球精釀啤酒的產(chǎn)銷量在不斷增加，表明消費(fèi)者對(duì)啤酒的選擇更傾向于產(chǎn)品的口感、風(fēng)味及其功能的獨(dú)特性[3]。因此，通過改進(jìn)釀酒工藝、或在啤酒釀造期間添加水果和蔬菜、或添加功能性天然產(chǎn)物等輔助材料釀造不同風(fēng)格的啤酒已成為新型啤酒產(chǎn)品開發(fā)的趨勢(shì)。Dysvik等[4]研究利用乳酸菌酸化麥汁釀造的酸啤酒，其產(chǎn)品口感比直接添加乳酸的啤酒更加柔和；相關(guān)研究顯示在啤酒釀造不同階段添加櫻桃果汁、紅薯或橄欖葉，明顯提高啤酒產(chǎn)品的酚類和香氣化合物的含量、產(chǎn)品的抗氧化能力及啤酒產(chǎn)品的感官特性[5-7]。

中國(guó)自古有飲茶習(xí)慣，茶葉產(chǎn)量居全球第一。茶葉按照加工方式可分為綠茶、青茶、紅茶、黃茶、白茶、黑茶六大類。茶葉富含黃酮醇、黃酮和黃烷-3-醇等酚類化合物，具有抗氧化、抗炎及抗過敏等多種生理功效[8-9]。茶葉具有獨(dú)特的香氣和滋味，且茶葉香氣物質(zhì)有700余種[10]。不同學(xué)者以紅茶、綠茶、烏龍茶或者其提取物為原料制作茶酸奶或茶面條產(chǎn)品，結(jié)果顯示烏龍茶可增強(qiáng)酸奶果香和甜香味，綠茶、紅茶和烏龍茶提取物可提高面條產(chǎn)品的抗氧化能力并且降低淀粉消化能力[11-12]；課題組前期利用不同茶葉（紅茶、綠茶和烏龍茶）釀造3種不同風(fēng)味的茶啤酒，結(jié)果顯示添加不同種類茶葉釀造成的茶啤酒具有各自獨(dú)特的香氣和風(fēng)味[13]。然而，茶葉添加方式對(duì)釀造啤酒理化特性及感官品質(zhì)的影響仍不清楚。前期研究發(fā)現(xiàn)，在麥芽汁中添加鐵觀音茶葉釀造茶啤酒，產(chǎn)品具有典型的鐵觀音茶清香，且啤酒滋味協(xié)調(diào)性好。本研究擬在啤酒釀造的煮沸階段和主發(fā)酵階段分別添加烏龍茶（鐵觀音），研究茶葉不同添加方式對(duì)啤酒釀造過程，產(chǎn)品的理化指標(biāo)、抗氧化能力、抗老化能力及其感官品質(zhì)的影響，以期為茶啤酒釀造的可行性提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

基礎(chǔ)麥芽由寧波永順泰麥芽有限公司生產(chǎn)；釀酒酵母（，SafLager S-189）由法國(guó)Fermentis酵母有限公司生產(chǎn)；顆粒酒花（Cascade）由美國(guó)Yakima酒花有限公司生產(chǎn)；茶葉（鐵觀音）由八馬茶葉股份有限公司生產(chǎn)；兒茶素標(biāo)準(zhǔn)品，包括表沒食子兒茶素（EGC）、兒茶素（C）、表兒茶素沒食子酸酯（EGCG）、表兒茶素（EC）、沒食子兒茶素沒食子酸酯（GCG）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG），和咖啡堿（CAF，色譜級(jí)）由上海源葉有限公司生產(chǎn)；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）、2,4,6-三吡啶基三嗪（TPTZ）、2,2-聯(lián)氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽（ABTS）由美國(guó)Sigma-Aldrich公司生產(chǎn)；硫代巴比妥酸（TBA）、鄰苯二胺由國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。

1.2 儀器與設(shè)備

啤酒糖化糊化一體鍋（60 L），BB60 AUTO型，廈門新天工貿(mào)有限公司；紫外-可見分光光度計(jì)，PerkinElmer Lambda 35型，美國(guó)PerkinElmer公司；啤酒發(fā)酵桶，20 L型，廈門新天工貿(mào)有限公司；生化培養(yǎng)箱，SPX-250B-Z型，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司；高效液相色譜儀，Waters e2695型，美國(guó)Waters公司。

1.3 茶啤酒釀造

先在1 L的三角瓶中進(jìn)行茶葉不同添加方式（添加量均為3 g/L）的茶啤酒釀造試驗(yàn)研究，分別為：1）麥汁煮沸至65 min時(shí)添加茶葉釀造的茶啤酒（煮沸添加組）；2）麥汁接種酵母的同時(shí)添加茶葉釀造的茶啤酒（主發(fā)酵添加組）；3）未添加茶葉的啤酒（對(duì)照組），共獲得三組不同的啤酒樣品。并對(duì)最優(yōu)添加方式釀造的茶啤酒開展20 L發(fā)酵桶放大試驗(yàn)研究。

1.3.1 茶啤酒釀造工藝流程

茶啤酒釀造工藝流程：基礎(chǔ)麥芽經(jīng)過濕法粉碎；按照料水比1:3，投入啤酒糖化糊化一體鍋中進(jìn)行糖化，糖化結(jié)束后，過濾、洗糟，得到麥汁，把麥汁等分成三份，不添加茶葉作為對(duì)照組；煮沸65 min 時(shí)，添加茶葉為煮沸添加組；主發(fā)酵接種酵母的同時(shí)添加茶葉為主發(fā)酵添加組。三組麥汁煮沸結(jié)束后，經(jīng)過回旋沉淀、冷卻至12 ℃，接種酵母，主發(fā)酵7 d 后，降溫至4 ℃，陳釀21 d，得到成品酒。

1.3.2 茶啤酒釀酒工藝操作要點(diǎn)

粉碎和糖化：基礎(chǔ)麥芽經(jīng)噴霧回潮增濕粉碎，將粉碎麥芽按料水比1∶3將麥芽投入糖化糊化一體鍋中與45 ℃的溫水混合，之后以1 ℃/min速率升溫至52 ℃，保溫10 min，進(jìn)行蛋白質(zhì)休止，以相同速率繼續(xù)升溫至67 ℃，保溫糖化60 min，最后升溫至78 ℃，保溫10 min，使淀粉酶失活。

過濾麥汁：將糖化的麥汁用糖化糊化一體鍋進(jìn)行過濾，待頭道麥汁過濾結(jié)束后，用78 ℃溫水分別洗麥槽2次，混合得到麥汁。

煮沸及澄清麥汁：將過濾后的麥汁煮沸70 min，期間在第10 min時(shí)添加0.5%的酒花，在煮沸至60 min時(shí)繼續(xù)添加等量的酒花至煮沸結(jié)束。煮沸結(jié)束后經(jīng)回旋沉淀得到澄清麥汁，使用蒸餾水調(diào)節(jié)麥汁可溶性固型物含量為12 Brix。

酵母擴(kuò)大培養(yǎng)及接種發(fā)酵：經(jīng)澄清冷卻后麥汁接入經(jīng)逐級(jí)降溫?cái)U(kuò)大培養(yǎng)的酵母（接種量為1.2×107個(gè)/mL），置于12 ℃主發(fā)酵7 d，倒罐后轉(zhuǎn)入4 ℃陳釀21 d，獲得成品啤酒。

1.4 指標(biāo)檢測(cè)

1.4.1 基本理化指標(biāo)

還原糖的檢測(cè)參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.7-2016中的直接滴定法；可溶性固形物采用折光法；酵母細(xì)胞計(jì)數(shù)采用血球板計(jì)數(shù)法；雙乙酰、酒精度、總酸、原麥汁濃度、真實(shí)發(fā)酵度的檢測(cè)均參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4928-2008啤酒分析方法。

1.4.2 總酚

參考Sanchez-Patan等[14]的分光光度法并略作修改，準(zhǔn)確吸取0.5 mL稀釋一定倍數(shù)的待測(cè)酒樣于棕色試管中，并加入2.5 mL稀釋10倍的福林酚溶液，充分混勻，平衡3 min后加入2.5 mL 7.5%碳酸鈉溶液和2.5 mL純水，混勻，避光顯色60 min后于波長(zhǎng)765 nm處測(cè)定樣品吸光值，以純水代替樣品做空白對(duì)照。通過標(biāo)準(zhǔn)曲線=0.004+0.022（2=0.997）計(jì)算酒樣總酚含量，以每升啤酒毫克沒食子酸當(dāng)量表示（mg /L）。

1.4.3 兒茶素與咖啡堿

兒茶素和咖啡堿的萃?。簠⒖糔ardini等[15]方法并略作修改，具體步驟為：準(zhǔn)確吸取20 mL啤酒樣品，用60 mL乙酸乙酯萃取3次，合并乙酸乙酯層，于37 ℃水浴條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)獲得兒茶素和咖啡堿提取物溶于甲醇中，存于4 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

HPLC檢測(cè)：色譜條件為，色譜柱Phenomenex C18柱（250 mm×4.6 mm，5m）；洗脫方式為梯度洗脫，流動(dòng)相：0.5%乙酸（A）和甲醇（B）；流速0.5 mL/min；洗脫條件：0～10 min，流動(dòng)相B從0～20%；10～35 min，流動(dòng)相B從20%～45%；35～40 min，流動(dòng)相B保持45%；40～50 min，流動(dòng)相B從45%～0；檢測(cè)波長(zhǎng)：280 nm；柱溫：30 ℃；進(jìn)樣量：10L。

1.4.4 DPPH自由基清除能力的檢測(cè)

參考劉皓涵等[16]方法并略作修改。準(zhǔn)確吸取2 mL稀釋一定倍數(shù)的酒樣于棕色試管中，加入2 mL 0.2mM DPPH溶液（乙醇為溶劑），混勻，室溫下避光顯色30 min，以無(wú)水乙醇為空白對(duì)照，于517 nm處測(cè)定吸光值，DPPH自由基清除率按公式（1）計(jì)算：

式中A為2 mL稀釋樣品于DPPH溶液測(cè)得的吸光值；0為2 mL乙醇代替DPPH溶液測(cè)得的吸光值；1為2 mL乙醇代替樣品測(cè)得的吸光值。

1.4.5 ABTS自由基陽(yáng)離子清除能力的檢測(cè)

參照Wang等[17]方法略作改動(dòng)。將4.9 mM過硫酸鉀溶液與14 mM ABTS溶液等體積混合，于4 ℃下靜置12 h，獲得ABTS陽(yáng)離子儲(chǔ)備液。準(zhǔn)確吸取0.1 mL稀釋一定倍數(shù)的啤酒樣品于棕色試管中，加入經(jīng)適當(dāng)稀釋的2.9 mL ABTS陽(yáng)離子工作液，混勻，室溫避光顯色6 min，以純水為對(duì)照，立即在734 nm下測(cè)吸光值，ABTS自由基清除率按公式（2）計(jì)算

式中0為3.9 mL純水代替ABTS工作液吸光值；1為0.1 mL純水代替樣品測(cè)得的吸光值；為0.1 mL稀釋樣品于ABTS工作液測(cè)得的吸光值。

1.4.6 FRAP(Ferric ion Reducing Antioxidant Power)能力的測(cè)定

參考Karolina等[18]方法并略作修改。將 pH值為3.6的醋酸緩沖液、10 mM TPTZ溶液、20 mM FeCl3溶液按照10:1:1的體積比混合，配制成FRAP溶液。準(zhǔn)確吸取90L稀釋后的啤酒樣品于玻璃試管中，加入無(wú)水乙醇10L、純水0.3 mL、FRAP溶液3 mL并混勻后，于37 ℃水浴10 min，以純水代替樣品為空白對(duì)照，立即在593 nm處測(cè)量樣品的吸光值。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線=0.002+0.017（2=0.999 5）計(jì)算樣品的FRAP能力。

1.4.7 硫代巴比妥酸（TBA）值的測(cè)定

參考沈瑤瑤[19]方法，準(zhǔn)確稱取0.165 g的硫代巴比妥酸（TBA），溶入50%的乙酸溶液中，配制0.33% TBA溶液。吸取5 mL除氣的啤酒樣品于試管中，加入2 mL的TBA溶液，混勻后于60 ℃水浴1 h，迅速冷卻至室溫，以純水代替TBA溶液作為空白對(duì)照，于530 nm下測(cè)量樣品的吸光度，吸光值即為TBA值。

1.4.8 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)小組由10位感官評(píng)價(jià)成員（年齡20～55周歲，5男5女）組成，評(píng)價(jià)員對(duì)啤酒無(wú)明顯喜愛或者厭惡。小組成員對(duì)由透明玻璃杯盛裝的啤酒樣品的外觀、香氣和滋味屬性進(jìn)行3次分析與討論，每次30 min[20]。

為了進(jìn)一步量化啤酒各屬性的強(qiáng)度，采用15點(diǎn)數(shù)字標(biāo)度對(duì)各屬性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，增量為0.5，其中0代表該屬性不可察覺，15代表該屬性極強(qiáng)。經(jīng)過3輪分析與討論，小組一致認(rèn)為香氣屬性中的麥芽香、酒花香、茶香，滋味屬性中的茶味、甜味、苦味、澀味以及協(xié)調(diào)性，適合用于描述此次的啤酒樣品（表1）。

表1 茶啤酒感官屬性的定義及參比樣強(qiáng)度

1.5 數(shù)據(jù)分析

所有試驗(yàn)重復(fù)三次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，圖表使用Origin 2017軟件制作，SPSS 19.0軟件進(jìn)行顯著性分析，試驗(yàn)結(jié)果以不同小寫英文字母表示組間顯著差異（<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵過程中還原糖、酵母細(xì)胞數(shù)以及雙乙酰（VDK）的變化

啤酒發(fā)酵期間還原糖、酵母細(xì)胞數(shù)及雙乙酰含量（VDK）的變化如圖1所示，由圖1a、圖1b和圖1c可以看出，未添加茶葉組（對(duì)照組）、麥汁煮沸至65 min時(shí)添加茶葉組（煮沸添加）和主發(fā)酵時(shí)添加茶葉組啤酒（主發(fā)酵添加）在發(fā)酵的前7 d，還原糖均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，酵母細(xì)胞數(shù)和VDK含量均呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)；添加茶葉的兩組樣品（煮沸添加和主發(fā)酵添加）還原糖下降速率高于對(duì)照組；且添加茶葉的兩組樣品酵母細(xì)胞數(shù)和VDK含量均在發(fā)酵的第2天出現(xiàn)峰值（而對(duì)照組在發(fā)酵第3天達(dá)到峰值）；其中，主發(fā)酵添加組啤酒樣品發(fā)酵期間還原糖下降速率、酵母細(xì)胞數(shù)以及VDK的峰值及其還原速率均高于其他兩組樣品（對(duì)照組和煮沸添加）。

啤酒發(fā)酵期間酵母消耗麥汁中的可發(fā)酵性糖類及其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，用于自身的生長(zhǎng)、繁殖和代謝[6]。有研究發(fā)現(xiàn)，茶葉提取物可修復(fù)經(jīng)紫外誘變損傷的酵母細(xì)胞DNA系統(tǒng)，可以增加酵母細(xì)胞的存活率[21]。林劍等[22]研究發(fā)現(xiàn)在麥汁煮沸階段添加銀杏葉，促進(jìn)酵母了生長(zhǎng)和繁殖并且提高了酵母發(fā)酵速率。VDK是釀造過程中啤酒成熟的主要指標(biāo)，中國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定啤酒VDK含量不得超過0.1 mg/L。由于VDK閾值低，在啤酒中呈現(xiàn)不愉快氣味。發(fā)酵早期酵母通過合成纈氨酸代謝途徑，部分-乙酰乳酸通過氧化分解形成雙乙酰，進(jìn)一步在酵母細(xì)胞醇脫氫酶作用下，雙乙酰被還原為2,3-丁二醇[23]。發(fā)酵前期伴隨著酵母細(xì)胞進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，雙乙酰合成速率大于還原速率，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，氧氣的不斷消耗，麥汁中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的減少，雙乙酰被酵母還原酶還原，雙乙酰含量逐漸下降[24]。

2.2 茶葉添加方式對(duì)成品啤酒總酚含量和抗氧化性能的影響

對(duì)照組、煮沸添加組和主發(fā)酵添加組啤酒樣品總酚含量、DPPH自由基清除率、ABTS+自由基清除活性（ABTS）以及鐵離子還原能力（FRAP）的檢測(cè)結(jié)果如圖2所示。由圖2a可以看出，對(duì)照組啤酒中酚類含量為490.35 mg /L，而煮沸添加組和主發(fā)酵添加組啤酒樣品中的酚類物質(zhì)含量分別達(dá)到630.23 mg/L和734.40 mg/L，表明茶葉的添加顯著（<0.05）提高了成品啤酒總酚的含量。其中，主發(fā)酵添加組啤酒樣品中的酚類物質(zhì)高于煮沸添加組啤酒中的酚類物質(zhì)，由于主發(fā)酵期間添加茶葉，并且茶葉一直伴隨著整個(gè)主發(fā)酵過程，而煮沸添加的茶葉，繼續(xù)煮沸5 min后，在回旋沉淀步驟中被除去，導(dǎo)致提取時(shí)間不足，總酚含量低。

啤酒中的酚類物質(zhì)主要來源于麥芽和酒花，對(duì)啤酒的顏色和口感特性產(chǎn)生影響[25]。Martinez等[26]研究發(fā)現(xiàn)柿子酚類物質(zhì)含量低，釀造柿子啤酒過程可引起成品啤酒的總酚含量的下降。由圖2b～圖2d可以看出添加茶葉的煮沸添加組和主發(fā)酵添加組啤酒DPPH自由基清除率、ABTS+自由基清除率以及鐵離子還原能力均高于對(duì)照組啤酒，煮沸添加組和主發(fā)酵添加組啤酒的DPPH清除率分別達(dá)到82.74%與89.21%，ABTS+自由基清除率分別為41.53%和51.49%，鐵離子還原能力分別為36.49和43.83 mg/L，且主發(fā)酵添加組樣品的抗氧化能力顯著高于煮沸添加組樣品（<0.05）。研究表明茶葉中兒茶素與表兒茶素含量與DPPH自由基清除率有顯著的相關(guān)性[27]，本研究茶葉的添加使得啤酒中兒茶素類物質(zhì)增加，因此DPPH清除率提高。此外，由于茶葉的添加，使得啤酒樣品的ABTS+清除率和FRAP能力提高。

2.3 茶葉添加對(duì)成品啤酒的抗老化能力的影響

啤酒富含多糖、氨基酸、高級(jí)醇等物質(zhì)，產(chǎn)品性質(zhì)不穩(wěn)定，儲(chǔ)存過程中會(huì)發(fā)生高級(jí)醇的氧化、氨基酸的降解、醛醇縮合、啤酒花苦味酸的降解、不飽和脂肪酸的氧化、美拉德反應(yīng)等一系列老化反應(yīng)[28]。1944年，學(xué)者Kohn和Liversedgez首先提出利用硫代巴比妥酸（TBA）對(duì)脂類氧化進(jìn)行檢測(cè)，后經(jīng)學(xué)者們的不斷改進(jìn)，以TBA值評(píng)價(jià)啤酒被氧化后其中的羰基化合物含量，以此反應(yīng)啤酒被氧化的程度，即啤酒的老化程度，TBA值越高，啤酒老化越嚴(yán)重[29]。

不同啤酒TBA值隨時(shí)間變化結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，對(duì)照組、煮沸添加組和主發(fā)酵添加組三個(gè)啤酒樣品在貯存老化期間TBA值均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，對(duì)照組樣品的TBA值高于煮沸添加組和主發(fā)酵添加組啤酒樣品，其中主發(fā)酵添加組啤酒TBA值最低，反應(yīng)該啤酒樣品被氧化的程度最低，老化程度低，即啤酒品質(zhì)的氧化劣變程度低。茶葉的添加增加了啤酒酚類物質(zhì)的含量，由于兒茶素、表兒茶素及其沒食子酸等物質(zhì)具有清除自由基的能力，作為啤酒的內(nèi)源抗老化物質(zhì)，可以提高啤酒的抗氧化及抗老化能力[30-32]。

2.4 理化特性

表2列出對(duì)照組、煮沸添加組和主發(fā)酵添加組三個(gè)啤酒樣品的主要理化特性指標(biāo)。由表2可以看出，煮沸添加組和主發(fā)酵添加組啤酒樣品酒精度（分別為4.89%和4.82%）以及總酸體積分?jǐn)?shù)（分別為1.85和1.95%）均高于對(duì)照組樣品（分別為4.53%和1.79%）；相應(yīng)地，煮沸添加組和主發(fā)酵添加組樣品真實(shí)發(fā)酵度高于對(duì)照組。由于添加茶葉提高了酵母的生長(zhǎng)、繁殖及代謝速度，因而提高了發(fā)酵度（見圖1a和1b）。此外，微生物生長(zhǎng)代謝過程中伴隨著檸檬酸、乳酸、蘋果酸等有機(jī)酸的生成[33]。

茶多酚是是一類多元酚的混合物，其中兒茶素是多酚類物質(zhì)的主體成分，兒茶素包括表沒食子兒茶素（EGC）、兒茶素（C）、表兒茶素沒食子酸酯（EGCG）、表兒茶素（EC）、沒食子兒茶素沒食子酸酯（GCG）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG）等是茶葉的特征性活性化合物[34-35]。由表2，煮沸添加組和主發(fā)酵添加組啤酒樣品中含有較高的EGC、EGCG、EC以及ECG等兒茶素類化合物，其中EGCG濃度分別達(dá)到6.06和8.43 mg/L。兒茶素具有較強(qiáng)的自由基清除活性，研究顯示EGCG顯著降低大鼠體內(nèi)過氧化物的生成，增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力，抵抗細(xì)胞氧化應(yīng)激，減少氧化損傷且與咖啡堿具有協(xié)同減肥降脂的作用[36-37]。

表2 不同啤酒理化特性

注：ND代表未檢出。 Note: ND means not detected.

2.5 茶葉添加方式對(duì)成品啤酒感官屬性的影響

對(duì)照組、煮沸添加組和主發(fā)酵添加組三個(gè)啤酒樣品的感官屬性結(jié)果如圖4所示。由圖4可以看出，茶葉的添加保留了啤酒原有的麥芽香和酒花香，凸顯了茶香和茶味。其中，主發(fā)酵添加組啤酒樣品的茶香、茶味及協(xié)調(diào)性得分最高，分別為9、11和12。感官品評(píng)結(jié)果表明茶葉的添加豐富了啤酒的香氣與滋味。

2.6 釀酒放大試驗(yàn)

將主發(fā)酵階段添加茶葉方式的釀酒參數(shù)在20 L發(fā)酵桶進(jìn)行釀酒放大試驗(yàn)，獲得的啤酒樣品（放大試驗(yàn)樣品）與1 L三角瓶的發(fā)酵產(chǎn)品（主發(fā)酵添加組）的主要理化參數(shù)進(jìn)行比較，結(jié)果如表3所示。由表3可知，放大試驗(yàn)啤酒樣品的酒精度、雙乙酰、真實(shí)發(fā)酵度和總酸含量分別為4.82% vol、0.06 mg/L、69.89%和1.95 mL/100 mL，各參數(shù)與主發(fā)酵添加組樣品接近，誤差均在5%以內(nèi)。因此，在主發(fā)酵階段添加茶葉釀造茶啤酒可行。

表3 放大試驗(yàn)啤酒部分理化指標(biāo)的與小試試驗(yàn)比較

3 結(jié) 論

1) 在煮沸和主發(fā)酵階段添加茶葉均提高了啤酒發(fā)酵液中酵母的數(shù)量、促進(jìn)還原糖的消耗。

2）與未添加茶葉的對(duì)照組樣品和煮沸階段添加茶葉釀造的啤酒樣品相比，主發(fā)酵階段添加茶葉的啤酒樣品酚類含量高，抗氧化和抗老化能力強(qiáng)，且茶香氣、茶滋味及其感官協(xié)調(diào)性好。主發(fā)酵添加組茶啤酒樣品總酚和EGCG含量顯著高于對(duì)照組和煮沸添加組啤酒（<0.05），分別達(dá)到734.40和8.43 mg/L

3）主發(fā)酵階段添加茶葉釀造的啤酒產(chǎn)品顯示出優(yōu)良的理化特性，進(jìn)一步的放大試驗(yàn)證實(shí)了茶啤酒釀造的可行性。

[1] De Almeida F S, De Andrade Silva C A, Lima S M, et al. Use of fourier transform infrared spectroscopy to monitor sugars in the beer mashing process[J]. Food Chemistry, 2018, 263: 112-118.

[2] 中商研究院. 2020中國(guó)啤酒產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)[Z]. [2021-01-21]. http.//www.askci.com/news/data/chanxiao/20210121/1059551335292.shtml.

[3] Aquilani B, Laureti T, Poponi S, et al. Beer choice and consumption determinants when craft beers are tasted: An exploratory study of consumer preferences[J]. Food Quality and Preference, 2018, 41: 214-224.

[4] Dysvik A, Liland K, Myhrer K, et al. Pre-fermentation with lactic acid bacteria in sour beer production[J]. Journal of the Institute of Brewing, 2019, 125(3): 342-356.

[5] Kawa-Rygielska J, Adamenko K, Kucharska A Z, et al. Physicochemical and antioxidative properties of Cornelian cherry beer[J]. Food Chemistry, 2019, 281: 147-153.

[6] Humia B V, Santos K S, Schneider J K, et al. Physicochemical and sensory profile of Beauregard sweet potato beer[J]. Food Chemistry, 2020, 312: 126087.

[7] Guglielmotti M, Passaghe P, Buiatti S, et al. Use of olive (L.) leaves as beer ingredient and their influence on beer chemical composition and antioxidant activity[J]. Journal of Food Science, 2020, 85(8): 2278-2285.

[8] Liu Z B, Guo H W, Zhang W, et al. Salivary microbiota shifts under sustained consumption of oolong tea in healthy adults[J]. Nutrients, 2020, 12(4): 12040966.

[9] 文祎. 安溪鐵觀音品質(zhì)化學(xué)及抗炎功能研究[D]. 長(zhǎng)沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2018.

Wen Wei. The Research on Quality Chemistry and Anti-Inflammatory of Anxitieguanyin Tea[D]. Changsha: Agricultural University of Hunan, 2018. (in Chinese with English abstract)

[10] 閆振，王登良. 茶葉香氣物質(zhì)響應(yīng)脅迫機(jī)制與功能研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué)，2021，41：1-12.

Yan Zhen, Wang Dengliang. Research progress of tea aroma compounds under stress response and its mechanism and function[J]. Food Science, 2021, 41: 1-12. (in Chinese with English abstract)

[11] Katarzyna S, Florowska A, KonisiewiczZ, et al. Functional tea-infused set yoghurt development by evaluation of sensory quality and textural properties[J]. Foods, 2020, 9(12): 9121848.

[12] Xu M, Wu Y, Hou G, et al. Evaluation of different tea extracts on dough, textural, and functional properties of dry Chinese white salted noodle[J]. LWT-Food Science and Technology, 2019, 101: 456-462.

[13] Rong L, Peng L J, Ho C T, et al. Brewing and volatiles analysis of three tea beers indicate a potential interaction between tea components and lager yeast[J]. Food Chemistry, 2016, 197: 161-167.

[14] Sanchez-Patan F, Barroso E, Wieleb T, et al. Comparative in vitro fermentations of cranberry and grape seed polyphenols with colonic microbiota[J]. Food Chemistry, 2015(183): 273-282.

[15] Nardini M, Foddai M. Phenolics profile and antioxidant activity of special beers[J]. Molecules, 2020, 25(11): 2466.

[16] 劉皓涵，鐘迪穎，張潤(rùn)光，等. 歐李多酚提取純化及抗氧化性研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2020，36(22)：324-332.

Liu Haohan, Zhong Diying, Zhang Runguang, et al. Extraction and purification of polyphenols and determination of antioxidant activity[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(22): 324-332. (in Chinese with English abstract)

[17] Wang X, Xie K, Zhuang H, et al. Volatile flavor compounds, total polyphenolic contents and antioxidant activities of a China gingko wine[J]. Food Chemistry, 2015, 182: 41-46.

[18] Karolina A, Wojtunik K. Approach to optimization of FRAP methodology for studies based on selected monoterpenes[J]. Molecules, 2020, 25(22): 25225267.

[19] 沈瑤瑤. 后處理方式對(duì)啤酒老化水平的影響[D]. 無(wú)錫：江南大學(xué)，2013.

Shen Yaoyao. Infiuence of Post Disposal Methods on Beer Staling Level[D]. Wuxi: Jiangnan University, 2013. (in Chinese with English abstract)

[20] Zapata P, Martinez-Espla A, Girones-Vilaplana A, et al. Phenolic, volatile, and sensory profiles of beer enriched by macerating quince fruits[J]. LWT-Food Science and Technology, 2019, 103: 139-146.

[21] Chong S Y, Chiang H Y, Chen T H, et al. Green tea extract promotes DNA repair in a yeast model[J]. Scientific Reports, 2019, 9: 3842.

[22] 林劍，鄭舒文，鄒旭華. 銀杏葉浸出物對(duì)啤酒酵母發(fā)酵的影響[J]. 食品科學(xué)，2001(10)：51-54.

Lin Jian, Zhen Shuwen, Zou Xuhua. Effect of extract from ginkgo biloba leaves on fermentation of beer yeast[J]. Food Science, 2001(10): 51-54. (in Chinese with English abstract)

[23] Gibson B, Vidgren V, Peddinti G, et al. Diacetyl control during brewery fermentation via adaptive laboratory engineering of the lager yeast[J]. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 2018, 45(12): 1103-1112.

[24] Brickwedde A, Geertman J, Magalhaes F, et al. Evolutionary engineering in chemostat cultures for improved maltotriose fermentation kinetics inlager brewing yeast[J]. Frontiers in Microbiology, 2017, 8: 01960.

[25] Vanderhaegen B, Neven H, Verachtert H, et al. The chemistry of beer aging-A critical review[J]. Food Chemistry, 2006, 95(3): 357-381.

[26] Martinez A, Vegara S, Martin, et al. Physicochemical characterization of special persimmon fruit beers using bohemian pilsner malt as a base[J]. Journal of the Institute of Brewing, 2017, 123(3): 319-327.

[27] Jurkova M, Horak T, Haskova D, et al. Control of antioxidant beer activity by the mashing process[J]. Journal of the Institute of Brewing, 2012, 118(2): 230-235.

[28] Vrzal T, Sterba K, Jurkova M, et al. The usage of a reflectometric method for 5-(hydroxymethyl) furan-2-carbaldehyde determination as a stale flavor sensor for beer[J]. Food Packaging and Shelf Life, 2019, 19: 1-6.

[29] Kohn H, Liversedge M. On a new aerobic metabolite whose production by brain is inhibited by apomorphine, emetine, ergotamine, epinephrine, and menadione[J]. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 1944, 82(3): 292-300.

[30] Grigsby J, Palamand S. The use of thiobarbituric acid as a mean of the degree of beer staling[J]. Journal of the American Society of Brewing Chemists, 1976(34): 89-98.

[31] Hanasaki Y, Ogawa S, Fukui S. The correlation between active oxygens scavenging and anti-oxidative effects of flavonoids[J]. Free Radical Biology and Medicine, 1994, 16(6): 845-850.

[32] 嚴(yán)敏. 啤酒中自由基和抗氧化力初步研究[D]. 無(wú)錫：江南大學(xué)，2006.

Yan Min. Preliminary Study on Free Radical and Antioxidant Activity in Beer[D]. Wuxi: Jiangnan University, 2006. (in Chinese with English abstract)

[33] 陳銘中，吳海珍，劉志芳，等. 不同酵母發(fā)酵的青梅酒抗氧化及有機(jī)酸的研究[J]. 食品工業(yè)，2020，41(11)：190-194.

Chen Mingzhong, Wu Haizhen, Liu Zhifang, et al. Study on antioxidant and organic acids of plum wine fermented by different yeast[J]. Food Industry, 2020, 41(11): 190-194. (in Chinese with English abstract)

[34] Khan N, Mukhtar H. Tea polyphenols for health promotion[J]. Life Sciences, 2007, 81(7): 519-533.

[35] Lorenz, Mario. Cellular targets for the beneficial actions of tea polyphenols[J]. American Journal of Clinical Nutrition, 2013, 98(6): 1642-1650.

[36] Devika P T, Prince P S. Protective effect of (-)-epigallocatechin-gallate (EGCG) on lipid peroxide metabolism in isoproterenol induced myocardial infarction in male Wistar rats: A histopathological study[J]. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2008, 10: 701-708.

[37] Yang Z, Zhu M Z, Zhang Y B, et al. Coadministration of epigallocatechin-3-gallate (EGCG) and caffeine in low dose ameliorates obesity and nonalcoholic fatty liver disease in obese rats[J]. Phytotherapy Research, 2019, 33(4): 1019-1026.

Effects of tea addition method on physicochemical characteristics and sensory quality of beer products

Ni Jingtian1, Xia Peng2,3, Dai Haodong2,3, Wang Shaozhen2,3, Zhu Chenwen2, Jiang Jun2,3, Chen Qi2,3, Gao Xueling2,3,4※

(1.230036,; 2.230036,; 3.230036,; 4.230036,)

Beer is rich in a variety of nutrients and functional components, including carbohydrates, amino acids, vitamins, and phenolic compounds. It is the third beverage product in terms of consumption and sales after water and tea. Beer output in industry scale reached 50.61 million tons in China in 2013, but 34.11 million tons in 2020, indicating a gradual decline from 2014 to 2020. Crafted beers gradually begin emerging from abroad, with the increase of consumption level, particularly rich in the mouth feel and flavor. Alternatively, tea is rich in nutrients and substances (tea polyphenols, tea polysaccharides, and theanine) with diverse biological properties, including high antioxidant activity, anti-aging, and lipid-lowering effects. There are many tea resources in China, where the output ranks first all over the world. Therefore, the combination of tea and beer can be expected to enhance the tea flavor of beer for better health function. In this study, oolong tea was added in the boiling stage and the main fermentation stage of the beer brewing process, thereby investigating the effects of different addition on physicochemical properties, antioxidant capacity, storage stability, and sensory properties of beer products. The main results were as follows: The fermentation rate of beer increased significantly when adding 0.3% (m/v) oolong tea at the boiling stage (boiling addition group) and the main fermentation stage (main fermentation addition group), compared with the controlled group. The DPPH radical scavenging ability, ABTS+radical scavenging ability, and iron ion reducing ability of two products in the tea beer (boiling addition group and main fermentation addition group) increased to 82.74% and 89.21%, 41.53% and 51.49%, and 36.49 mg/L FeSO4and 43.83 mg/L FeSO4, respectively. The anti-aging ability of finished tea beer was improved during storage. The contents of caffeine (CAF) and catechins increased significantly in the tea beer, including epigallocatechin (EGC), catechin (C), epicatechin gallate (EGCG), epigallocatechin gallate (EC), epigallocatechin gallate (GCG), epigallocatechin gallate (ECG). The contents of total phenol and EGCG in tea beer samples from the main fermentation supplemental group were significantly higher than those of the controlled group and boiling supplemental group (< 0.05), where were 734.40 mg/L and 8.43 mg/L, respectively. The sensory evaluation showed that the addition of tea improved the tea aroma and tea taste of products, where the coordination of tea aroma, tea taste and wine body of beer in the main fermentation addition group presented the best among the three beer products. The scale-up beer production also confirmed the feasibility of tea beer brewing. This finding can provide a promising reference to develop tea beer products.

Tea; beer; phenols; antioxidant; sensory evaluation

倪敬田，夏鵬,代浩東，等. 茶葉添加方式對(duì)釀造啤酒理化特性及感官品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2021，37(13)：299-305.

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.13.034 http://www.tcsae.org

Ni Jingtian, Xia Peng, Dai Haodong, et al. Effects of tea addition method on physicochemical characteristics and sensory quality of beer products[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(13): 299-305. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.13.034 http://www.tcsae.org

2021-02-21

2021-05-12

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目（2020ysj-34）；安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新基金項(xiàng)目（XJDC2019282）；安徽省農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)項(xiàng)目（AHCYJSTX-16）

倪敬田，博士，講師，研究方向?yàn)槭称钒l(fā)酵工程及其食品微生物。Email：nijingtian@ahau.edu.cn

高學(xué)玲，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槭称钒l(fā)酵工程及品質(zhì)控制。Email：sharling@ahau.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.13.034

S816.53

A

1002-6819(2021)-13-0299-07