利用化学计量学方法对巴西本地种植和进口的啤酒花（Humulus lupulus L.）的化学成分进行比较分析

《ACS Food Science & Technology》：Comparative Assessment of the Chemical Composition of Locally Cultivated and Imported Hops (Humulus lupulus L.) in Brazil Using Chemometrics

　　啤酒花化学特性分析：巴西本地与进口啤酒花品种（Comet、Cascade、Sorachi Ace）的α-β酸含量及精油组成通过GC×GC-MS和PLS-DA分析发现，巴西啤酒花α-β酸含量与进口相当，但精油总量较低（可能与加工条件相关）。精油组分中，巴西样本富含methyl (Z)-4-decenoate、α-和β-selinene等化合物，显示独特化学特征，而进口样本myrcene和β-pinene含量更高。聚类分析显示品种间化学特性更显著，区域差异不突出，但需扩大样本量验证。

　　巴西作为全球最大的啤酒生产国之一，近年来其啤酒产业的快速发展带动了对啤酒花的需求增加。然而，与美国和德国等传统啤酒花生产国相比，巴西的啤酒花种植仍处于起步阶段。随着种植面积的迅速扩大，尤其是2023年较2022年增长了113%，达到约112公顷，巴西开始探索本土啤酒花的生产潜力。本文旨在通过分析三种巴西本地啤酒花品种（Comet、Cascade 和 Sorachi Ace）与进口啤酒花在化学特性上的异同，评估其在啤酒酿造中的适用性。

啤酒花是啤酒酿造过程中赋予酒体苦味、风味和香气的关键原料。其化学成分主要包括树脂、精油和α-与β-酸，这些成分不仅决定了啤酒的口感，还影响其感官特性。在酿造过程中，啤酒花的使用量增加，同时伴随种植技术、灌溉方式、遗传改良和高效农药与肥料的使用，使得全球啤酒花种植区域不断扩展。巴西作为一个新兴的啤酒花生产国，其种植面积的增长表明了国内对啤酒花自给能力的重视。然而，目前关于巴西啤酒花化学特性的研究仍较为有限，因此本研究通过对比分析巴西与进口啤酒花的化学组成，为评估其品质和市场潜力提供了重要依据。

研究采用多种分析手段，包括二维气相色谱-质谱联用技术（GC × GC–MS）和气相色谱-火焰离子化检测器（GC × GC–FID）技术，对三种巴西啤酒花品种和两种主要进口品种的精油组成、α-与β-酸含量进行了详细分析。结果表明，巴西啤酒花的精油组成与进口同品种啤酒花相似，尽管其精油含量略低。α-与β-酸含量方面，巴西啤酒花与进口样品也表现出一定的相似性，但部分样品在某些酸类的含量上存在差异。例如，巴西Comet品种的α-与β-酸含量均高于最低参考值，而某些进口样品则低于参考范围。Sorachi Ace品种的巴西样品在α-酸含量上优于进口样品，但在β-酸含量上有所下降。这些差异可能与种植环境、加工方法和储存条件有关。

从化学成分的角度来看，巴西啤酒花的精油组成与进口啤酒花在某些方面表现出独特的特征。例如，巴西啤酒花中发现了一些在进口样品中含量较低的化合物，如甲基（Z）-4-癸烯酸酯、α-香叶烯、β-香叶烯、香叶烯-3,7(11)-二烯和β-芳樟烯，这些化合物可能为巴西啤酒花带来独特的风味和香气。另一方面，进口啤酒花中则表现出较高的β-蒎烯和（Z）-β-芳樟烯含量，这些化合物通常与草本香气相关。通过统计分析和化学计量学方法，如层次聚类分析（HCA）和偏最小二乘判别分析（PLS-DA），研究进一步揭示了巴西啤酒花与进口样品之间的细微差别。HCA结果显示，根据品种进行的聚类分析表明，巴西和进口样品在某些品种中具有相似的化学特征，而在其他品种中则表现出一定的差异。

PLS-DA模型分析表明，巴西啤酒花在某些化合物的含量上显著高于进口样品，尤其是甲基（Z）-4-癸烯酸酯和一些香叶烯异构体。这些化合物可能成为区分巴西啤酒花与进口啤酒花的重要标记物。然而，由于样本数量有限，这些结果仍需进一步验证。研究还指出，巴西啤酒花的某些特征可能与产地有关，形成所谓的“风土”特性，这种特性可能为巴西啤酒花赋予独特的风味，从而提升其在国际市场上的竞争力。

在分析过程中，研究人员还注意到，巴西啤酒花的某些化合物含量可能受到加工和储存条件的影响。例如，Comet品种的巴西样品由于加工过程中高温导致挥发性化合物的损失，使得其精油含量低于进口样品。此外，巴西啤酒花的外观特征，如颜色和均匀性，也可能影响其品质和市场接受度。因此，提高巴西啤酒花的加工技术和储存条件，是确保其精油含量和风味特征稳定性的关键。

总体而言，研究结果表明，巴西啤酒花在化学特性上与进口啤酒花具有一定的相似性，特别是在α-与β-酸含量和部分精油组成方面。然而，巴西啤酒花在某些化合物的含量上表现出独特性，这可能为其在啤酒酿造中提供新的风味选项。尽管目前的研究样本有限，但这些发现为巴西啤酒花的进一步开发和市场推广提供了基础。未来的研究需要扩大样本数量，涵盖不同批次和年份的啤酒花，并结合感官分析，以更全面地评估其在啤酒中的应用潜力。此外，还需进一步探讨这些化合物对啤酒风味和香气的具体影响，以及如何通过优化种植和加工条件来提升巴西啤酒花的品质。