啤酒中（非）淀粉多糖的物理与摩擦特性对感官感知的独特贡献及其机制研究

本研究针对啤酒口感（palate fullness, PF）和口腔触感（mouthfeel）的感官评价难题，通过AF4-MALS-DRI技术分离并表征淀粉（DXs）与非淀粉多糖（AXs、BGs）的摩尔质量与构象特征，结合软摩擦学分析，揭示了不同多糖构象比（ ）对感官的差异化影响。研究发现支链DXs与PF强度正相关，而球形BGs结构增强粘腻感，为啤酒品质优化提供了分子层面的理论依据。

　　

啤酒作为全球消费量最大的谷物饮料，其口感（palate fullness, PF）和口腔触感（mouthfeel）是影响消费者偏好的核心指标。然而，啤酒中淀粉（dextrins, DXs）与非淀粉多糖（arabinoxylans, AXs; β-glucans, BGs）的物理特性（如摩尔质量与构象）如何影响感官感知，长期以来缺乏系统性研究。传统感官评价受限于啤酒复杂基质的干扰，难以解析单一成分的贡献。此外，尽管摩擦学（tribology）在食品口腔加工领域崭露头角，但其在啤酒感官机制研究中的应用仍属空白。

针对这些问题，德国慕尼黑工业大学的研究团队在《Current Research in Food Science》发表论文，通过多学科交叉方法揭示了（非）淀粉多糖的物理与摩擦特性对啤酒感官的调控机制。研究采用低改性度（39%浸麦度）的大麦、燕麦和小麦麦芽替代25%标准麦芽，制备底部发酵啤酒，利用AF4-MALS-DRI（不对称流场流分离-多角度光散射-示差折光联用技术）分离并表征多糖的摩尔质量和构象，结合软摩擦学（ball-on-three-pin系统）分析润滑行为，最后通过感官小组评价（n=15）与多变量统计建立关联模型。

主要技术方法

1. 啤酒生产与化学分析：8L自动化系统制备啤酒，测定pH、酒精、粘度、β-葡聚糖（BGs）等参数；
2. 多糖分离与表征：乙醇沉淀结合酶解（Attenuzyme? Pro、lichenase等）分离AXs、BGs和DXs，AF4-MALS-DRI分析摩尔质量、流体力学半径（$$

）和构象比（$$

）；
3. 软摩擦学测定：PDMS-钢球模拟舌-腭接触，测定1–10^-8
m/s速度区间的摩擦系数（FC）；
4. 感官评价：采用0-7分量表评估PF强度（PFI）、质量（PFQ）、粘腻感（slimy）等指标。

研究结果
3.1 啤酒化学特性
低改性麦芽的替代显著改变了BGs浓度（O39样品最高，361.2 mg/L），而DXs/AXs比例在B39啤酒中最高（17.8% vs 对照9.6%），证实原料改性程度影响多糖组成。

3.2 感官评价
PCA分析显示PFI与粘腻感负相关（R²
=89.6%）。B39啤酒因支链DXs富集，PFI评分最高（5.1±0.3），而对照样品因低DXs含量被评价为“寡淡”（watery, 2.4±0.7）。

3.3 多糖物理特性
AF4-MALS-DRI揭示DXs构象以支链（$$

=1.23–1.73）和棒状（$$

2）为主，B39样品中支链DXs质量占比显著升高（75.9±11.2 μg vs 对照34.9±9.9 μg）。BGs则呈现球形（$$

=0.7–0.9）和微凝胶结构，与粘腻感正相关。

3.4 软摩擦学响应
摩擦系数（FC）在0.32–0.0063 m/s（口腔运动速度范围）与PFI显著正相关（r=0.531–0.835），而静态区（<10^-3
m/s）FC与粘腻感关联更强，提示感官属性在口腔加工不同阶段被感知。

3.5 多变量分析
PLSR模型（VIP>0.8）表明支链DXs通过增加界面润滑提升PFI（标准化系数0.12），而球形BGs通过边界摩擦增强粘腻感（系数0.09）。AXs的高流体力学半径（$$

=20.8±12.2 nm）则与“寡淡”口感相关。

结论与意义
该研究首次系统阐明了啤酒多糖构象-摩擦-感官的级联机制：支链DXs通过增加流体动力学体积增强PF感知，而球形BGs通过边界摩擦触发粘腻感。这一发现为精准调控啤酒口感提供了新思路——通过定向调控麦芽改性度（如39%浸麦度）可富集特定构象的多糖，从而优化感官品质。此外，软摩擦学作为口腔加工的体外模拟工具，其速度依赖性与感官属性的对应关系，为食品感官科学研究开辟了新范式。

研究局限性在于未考虑蛋白质的潜在影响，且AF4膜截留（10 kDa）可能遗漏低分子量DXs。未来可结合口腔仿生模型，进一步解析多糖-唾液蛋白互作机制。这一成果不仅适用于啤酒工业，对无醇啤酒（NAB）和功能性谷物饮料开发同样具有指导价值。