药食同源植物原料在啤酒酿造中的工艺适配、 活性成分迁移与安全控制

药食同源植物原料在啤酒酿造中的工艺适配、活性成分迁移与安全控制

——以陈皮、枸杞子、五味子、槐米和甘草为例

Process Compatibility, Transfer of Bioactive Compounds, and Safety Control of Food–Medicine Homologous Botanicals in Beer Brewing: A Review and Validation Framework

摘 要：为建立药食同源植物原料在啤酒中的科学应用边界，本文以陈皮、枸杞子、五味子、槐米和甘草为代表，系统梳理其主要化学组成、在麦汁—酵母—酒体体系中的迁移与转化、对发酵动力学和感官品质的潜在影响，以及安全和法规控制要点。采用分级证据框架，将“受控啤酒试验”“相关发酵饮料或植物副原料试验”“成分化学与毒理证据”区分评价，并对关键研究的基酒类型、原料形态、添加阶段、试验尺度和外推限制进行批判性分析。现有直接证据显示，枸杞、五味子和槐米的添加阶段会改变酚类保留、体外抗氧化指标、浑浊和感官表现：早期热端添加通常有利于非挥发性成分迁移和卫生控制，但可能增加挥发性损失、苦涩或收敛；冷端添加更利于香气保留，却提高微生物、复发酵、浑浊和批次一致性风险。陈皮的关键矛盾是挥发性萜烯、黄酮和果胶的选择性提取与酵母耐受性之间的平衡；甘草则必须将甘草酸定量和消费暴露评估置于风味设计之前。本文进一步提出基于干物质折算、标志成分表观回收率、独立酿造重复、失效模式判定和多温度货架期的20～50 L验证方案。研究认为，中药材啤酒的技术核心不是“功能成分越高越好”，而是通过原料化学指纹、工艺窗口和消费暴露管理，在可接受风味、胶体稳定性、发酵可靠性与法规合规之间建立可证明、可重复的工程平衡。

关键词：药食同源；植物辅料；啤酒酿造；酚类化合物；挥发性成分；发酵动力学；安全评价

Abstract: This review evaluates the process compatibility, transfer of bioactive compounds, sensory consequences, and safety control of five food–medicine homologous botanicals in beer brewing: Citri Reticulatae Pericarpium, Lycii Fructus, Schisandrae Chinensis Fructus, Sophorae Flos Immaturus, and Glycyrrhizae Radix et Rhizoma. Evidence was graded into controlled beer studies, related fermented beverage studies, and phytochemical/toxicological evidence. Published beer studies demonstrate that the timing of botanical addition is a decisive factor governing phenolic retention, antioxidant assays, turbidity, fermentation performance, and sensory acceptance. Early hot-side addition generally enhances extraction and oxidative stability, whereas late or cold-side addition favors aroma retention but increases microbial, haze, and batch-variability risks. A pilot-scale validation framework is proposed for raw-material authentication, stage-by-stage dosing, fermentation monitoring, marker-compound quantification, sensory analysis, and shelf-life evaluation. The engineering objective should not be the maximization of putative functional compounds, but a reproducible balance among flavor quality, colloidal stability, fermentation robustness, exposure control, and regulatory compliance.

Keywords:food–medicine homologous botanicals; beer brewing; phenolic compounds; volatile compounds; fermentation; safety assessment

1 引言

植物原料进入啤酒并非新现象。啤酒花被固定为现代啤酒的核心苦味和香气原料之前，欧洲“gruit”体系已长期使用多种草本植物；当代精酿啤酒则进一步将水果、香辛料、茶、药食同源植物和农业副产物纳入配方设计。与单纯追求新奇风味不同，中药材或药食同源植物在啤酒中的应用同时涉及食品科学、发酵工程、天然产物化学、毒理学和法规管理，因此不能把传统使用经验直接等同于在含酒精、低pH、含二氧化碳和酵母代谢参与的复杂体系中的安全有效性。

啤酒是一个动态多相体系。原料在糖化、煮沸、旋沉、发酵、熟化和贮藏阶段经历水相提取、热降解、挥发、蛋白—多酚结合、酵母吸附、糖苷水解、生物转化和氧化聚合。相同药材在不同添加阶段可能产生相反结果：热端可以提高某些非挥发性成分的提取和卫生保障，却会造成芳香成分损失；冷端有利于保留香气，却可能把微生物、氧和胶体不稳定带入成品。由此，评价中药材啤酒不能停留在“药材有什么功效”，而应转向“哪些成分在何种工艺条件下进入酒体、进入多少、是否影响酵母和消费者暴露、是否形成可接受且稳定的感官结果”。

目前直接针对中药材啤酒的高质量研究数量有限，且原料形态、添加量、啤酒类型、分析方法和感官设计差异较大。本文选择陈皮、枸杞子、五味子、槐米和甘草作为代表：枸杞、五味子、槐米已有受控啤酒研究；陈皮可由柑橘皮副原料啤酒、柑橘精油对酵母发酵的影响及其特征黄酮/萜烯证据交叉论证；甘草则代表“低剂量即可显著改变甜味和泡沫、但必须严格管理标志成分暴露”的高风险原料。本文不对疾病预防或治疗效果作推断，而是建立适合食品与酿造类期刊讨论的证据框架和可执行验证路线。

2 文献证据检索与分级方法

本文检索范围截至2026年7月，重点覆盖Food Chemistry、Food Science and Biotechnology、International Journal of Gastronomy and Food Science、Current Research in Food Science、European Food Research and Technology、Process Biochemistry等期刊，以及世界卫生组织/联合国粮农组织食品添加剂联合专家委员会（JECFA）和中国现行食品安全标准。检索词包括beer/brewing/fermentation与goji/Lycium、Schisandra/omija、Sophora flower bud/Huaimi、citrus peel/bergamot、licorice/glycyrrhizin等组合。对无法核对原文的方法、剂量或结果不作定量引用。

证据按可外推程度分为三级：A级为直接在啤酒体系中进行、包含对照并报告工艺条件和理化或感官结果的研究；B级为相关发酵饮料、柑橘副原料或酵母体系研究，可用于解释机制但不能直接视为啤酒最佳工艺；C级为成分化学、传统食用、药典、毒理和法规资料，用于原料鉴别、标志成分选择和风险识别。本文所有工艺建议均附证据等级；当缺少直接剂量—反应数据时，给出的是“小试筛选范围”，而非推荐摄入量、法定限量或商业配方结论。

表1 五种代表性植物原料的证据基础、工艺价值与主要风险

3 植物成分在啤酒体系中的迁移与转化机制

3.1 水相提取、热处理与挥发

糖化和煮沸阶段的水相、温度、pH和时间共同决定植物成分的溶出。多酚、糖、有机酸、甜菜碱及部分皂苷通常可进入水相；挥发性萜烯和小分子芳香物则会随煮沸强度和开放蒸发损失。热处理还可能促使糖苷水解、氧化聚合或与麦汁蛋白结合。因此，热端添加不应笼统描述为“萃取得更多”：它更可能提高非挥发性物质的总迁移，同时牺牲头香，并将苦味、收敛和色泽变化放大。

旋沉或煮沸结束前添加可缩短热暴露，适合陈皮等挥发性原料；但若原料含较高微生物负荷，短时热接触未必足以保证卫生。对于果实类原料，破碎和粒径减小可提高溶出，却也提高果胶、悬浮固形物和氧化酶进入酒体的概率。工程上应将“提取率”和“选择性”分开：目标不是把药材全部萃出，而是优先保留与风味目标一致、且可稳定控制的化学组分。

3.2 酵母代谢、抑制与生物转化

酵母可能利用植物原料带入的葡萄糖、果糖和低聚糖，改变原始浸出物、终点密度和酒精度；也可能吸附多酚、色素和疏水性挥发物。某些植物成分具有抑菌或膜作用，过量时会延长迟滞期、降低糖消耗速率或增加应激代谢物。柑橘皮废弃物发酵研究显示，柠檬烯在一定浓度下会抑制Saccharomyces cerevisiae乙醇发酵[7-8]。该结果不能直接换算为啤酒中陈皮的允许量，但足以说明：含油量高的陈皮、精油或浓缩浸提物不应未经酵母耐受试验直接进入主发酵。

另一方面，酵母的β-葡萄糖苷酶、酯酶和还原代谢可能改变植物香气前体，使游离萜烯、醇、酯和酚类构成发生变化。不同酵母株的转化能力差异显著，因此“药材剂量—风味”关系具有菌株依赖性。研究设计中必须固定酵母代次、接种量、溶氧、发酵温度和压力，并以无植物对照批次同步比较，否则很难把差异归因于药材本身。

3.3 蛋白—多酚互作、浑浊与泡沫

啤酒中的脯氨酸丰富蛋白、多酚及金属离子共同参与冷浑浊和永久浑浊形成。植物原料增加总多酚的同时，也可能通过早期形成大分子沉淀而降低成品浑浊。枸杞啤酒研究观察到，早期加入枸杞的样品浑浊度较低，作者将其与蛋白—多酚沉淀相关联[1]；但临近装瓶加入则可能显著增加悬浮物。由此可见，“多酚增加必然导致更浑浊”并不成立，决定因素是复合物形成发生在热端、发酵沉降期还是包装后。

甘草皂苷和柑橘油相对泡沫的影响方向可能不同。皂苷具有表面活性，理论上可提高泡沫持久或产生异常泡沫；柑橘精油和其他疏水性油脂则可能破坏泡膜。所有植物啤酒都应将泡持、泡沫细腻度和挂杯纳入验证指标，而不能只测总酚或抗氧化能力。

3.4 抗氧化指标的解释边界

Folin–Ciocalteu总酚、DPPH、ABTS和FRAP是植物啤酒研究中常用的体外分析方法[13-15]。它们可用于比较批次间还原能力或自由基清除能力，但对不同化学体系敏感，且容易受到还原糖、维生素、褐变产物和二氧化硫等非酚物质干扰。单一指标升高不能证明人体健康获益，也不能替代货架期氧化稳定性、感官陈化和真实标志成分定量。

可发表的研究应至少选择两种原理不同的抗氧化测定，并同步测定总酚/总黄酮、溶解氧、羰基化合物或强制老化后的感官变化。对于声称某种药材“提高抗氧化性”的结论，应限定为“在特定体外测定条件下提高相应分析值”，避免延伸为疾病风险降低或保健功能。

4 代表性原料的工艺适配

4.1 陈皮：挥发性柑橘香气与酵母耐受的平衡

陈皮来源、品种、成熟度和陈化时间会显著影响挥发性油、黄酮和苦味物质构成。对啤酒而言，最具直接感官意义的是柠檬烯及其他单萜/倍半萜，最具分析价值的非挥发性标志物包括橙皮苷、川陈皮素和橘皮素类多甲氧基黄酮。果胶和细胞壁碎片则主要影响黏度、过滤和浑浊。原料应进行植物学鉴别、产地和年份记录，并控制霉变、农残、重金属和含油量；不能仅以药材外观或市场等级代替酿造适用性。

已有佛手柑和橄榄提取物啤酒研究表明，柑橘类植物成分可提高啤酒的酚类/抗氧化分析值并显著改变感官，但提取物类型和添加量决定接受度[6]。柑橘皮废弃物的酵母发酵研究进一步提示柠檬烯存在浓度依赖的抑制作用[7-8]。因此，陈皮最稳妥的初始策略是采用可追溯的干燥果皮而非高浓度精油，在煮沸末段或旋沉阶段进行分级添加；若采用冷端浸泡，应先进行微生物控制和酵母耐受试验。

实际酿造中，陈皮容易出现三个失衡：一是前香不足而后苦过重，通常源于煮沸时间过长；二是香气明显但泡沫快速坍塌，常与油相负荷有关；三是包装后浑浊上升，可能来自果胶和细颗粒。建议将粗碎粒径、接触时间和固液分离条件固定，并以HS-SPME-GC–MS监测柠檬烯等挥发物，以HPLC测定橙皮苷或多甲氧基黄酮。若不具备仪器条件，至少应记录原料含油感、浸提液浊度、发酵迟滞期、泡持和感官强度的剂量响应。

4.2 枸杞子：糖、果胶、颜色与酚类的协同输入

枸杞子在啤酒中不应被视为单一的“果香辅料”。干果加入麦汁后，会同时输入可发酵糖、可溶性多糖与果胶、酚类、色素、无机盐及细胞壁固形物。这些组分分别作用于密度与酒精度、黏度与过滤、蛋白—多酚平衡、颜色以及微生物稳定性。因此，枸杞配方的首要问题是物料衡算和胶体控制，其次才是枸杞特征香气能否被基酒识别。原稿直接以文献作者开篇，虽然事实无误，但缺少这一“为什么值得讨论”的机制入口，容易使章节变成文献摘要而非学术论证。

4.2.1 直接啤酒证据及其外推边界

以琥珀艾尔为基酒，将干枸杞置于不同酿造阶段进行比较。约50 g/L的试验条件下，枸杞改变了颜色、浑浊、感官和若干标志性化合物；消费者总体更偏好在酿造早期加入的样品，该组同时表现出较低浑浊、较深红褐色以及更明显的焦糖和咖啡样特征[1]。该结果说明，添加阶段并非单纯决定“保留多少香气”，而是同时决定热提取、褐变、热凝固物形成、酵母吸附和后续沉降。

该研究不能被解读为“50 g/L是枸杞啤酒的最优添加量”。其结论建立在特定干果批次、琥珀艾尔基酒和既定工艺上；当基酒改为淡色拉格、高酒花IPA、酸啤或高残糖啤酒时，香气遮蔽、糖利用、颜色背景和胶体环境均会改变。可发表研究应将该剂量作为文献参照点，并通过低—中—高梯度重建剂量—反应关系，而不是复制单一投料量。

4.2.2 糖和干物质必须进入配方衡算

干枸杞的含水量、可溶性固形物和可发酵糖随产地、干燥方式和储藏而变化。仅报告“g/L干果”无法判断其对原始浸出物的真实贡献。小试前至少应测定原料水分、浸提液可溶性固形物、葡萄糖和果糖，按干物质或可发酵糖当量统一不同批次。加入前后麦汁密度的差值只能反映总可溶物变化，不能替代糖谱分析；果胶、多糖和有机酸同样会贡献折光或密度信号。

实际配方中应建立两套平衡：一套是糖和酒精度平衡，用于判断枸杞带入的糖是否提高终点酒精度或包装复发酵风险；另一套是体积和干物质平衡，用于修正果汁、果浆、浓缩液与干果之间的不可比性。若使用经亚硫酸盐护色的商品枸杞，还应取得供应商二氧化硫信息并评估其对酵母起发和成品标示的影响。

4.2.3 热端与冷端的胶体机制不同

热端加入有利于水溶性成分迁移和微生物控制，也可能促使植物多酚与麦汁蛋白在煮沸、旋沉或发酵早期形成较大复合物并被排出，从而出现“总多酚提高而成品浑浊反而下降”的结果[1,11]。冷端加入则绕过热凝固和旋沉，果胶、细胞碎片及小尺寸蛋白—多酚复合物更可能留在成品中。由此，冷端样品的浑浊不能仅归因于“果肉更多”，而应通过果胶含量、颗粒粒径、90°散射浑浊和强制冷藏试验加以区分。

枸杞类胡萝卜素具有较强疏水性和氧化敏感性，其在水性啤酒基质中的迁移率可能远低于原料含量；若未进行专属性和回收率验证，不宜把原料中类胡萝卜素丰富直接等同于成品中相应成分丰富。相较之下，芦丁、酚酸或2-O-β-D-葡萄糖基-L-抗坏血酸等亲水性标志物更适合用于热端迁移研究[1]。

4.2.4 可执行的工艺路线

若目标是清亮、以麦芽为主体的琥珀艾尔，可优先比较煮沸早期与煮沸末段，配合充分旋沉、冷熟和固液分离；若目标是强调鲜果和红色水果感，可采用经验证的巴氏处理果浆或无菌浸提液在主发酵后加入，但必须持续监测密度直至稳定，并验证包装压力。对于方法学论文，建议以10、30和50 g/L干果当量建立梯度，同时把总体接受度、浑浊、可发酵糖消耗和一个特异标志成分预先定义为主要终点。

4.3 五味子：有机酸、木脂素与强感官负荷

五味子的工艺难点并不在于传统语境中的“五味俱全”，而在于高有机酸负荷、强烈酸涩感、木脂素及挥发性组分具有不同极性和迁移路径。酸和可溶性多酚可迅速进入水相，木脂素的迁移则更受乙醇、温度、粒径和接触时间影响；若以单一总酚或总黄酮指标评价，容易掩盖真正决定风味和安全性的成分差异。原稿以具体数值直接开篇，缺少对该原料“窄工艺窗口”的解释，现改为先提出核心矛盾，再进入证据。

4.3.1 直接证据：提取增强不等于成品最优

在艾尔中以30 g/L五味子果实比较不同添加阶段。煮沸开始时加入的样品获得最高的总酚和总黄酮分析值，分别为606.82 mg GAE/L和406.75 mg QE/L[2]。这一结果支持较长热接触有利于部分非挥发性成分进入酒体，但文中体外抗氧化测定不能替代真实货架期氧化稳定性，更不能推导人体健康效应。科学表述应限定为“在该试验条件下提高了相应分析指标”。

30 g/L同样不应被直接视为商业推荐量。五味子本身酸、涩、辛、苦等感官信号强，剂量增加可能先提高辨识度，随后迅速进入药感、木质和口腔干燥主导区间。适宜剂量可能受基酒残糖、酒花苦度、氯离子/硫酸根比例、酵母酯香和饮用温度显著调节，因而应以非线性剂量—反应而非线性“越多越强”模型处理。

4.3.2 pH冲击与酵母表现应分开解释

五味子带入的有机酸会降低麦汁或发酵液pH，但pH下降并不自动等于发酵被抑制。需要区分三种机制：其一，投料瞬间的酸冲击改变酵母膜内外质子梯度；其二，植物提取物中的抑菌成分直接影响活率或糖利用；其三，低pH改变了营养盐、金属离子和苦味物质的感知与稳定性。仅记录终点酒精度无法区分上述机制。

建议在添加前、添加后2 h、起发点、主发酵中期和终点连续测定pH、细胞活率、表观糖消耗速率和游离氨基氮；若起发延迟，应先用等pH的食品酸对照判断“酸本身”与“五味子提取物”效应，而不是直接通过提高接种量掩盖问题。等pH对照是将植物化学效应从一般酸化效应中分离出来的关键设计。

4.3.3 木脂素迁移需要成分特异性分析

木脂素可作为五味子的身份与迁移标志，但不同木脂素在水—乙醇体系中的溶解、热稳定和酵母吸附行为可能不同。总酚升高不能证明五味子醇甲、五味子甲素等具体木脂素按相同比例进入成品。较完整的研究应在原料、热麦汁、冷麦汁、主发酵终点、酵母泥和成品中进行时间序列取样，以HPLC-DAD或LC–MS/MS测定至少2种标志木脂素，并计算啤酒相表观回收率。

若发现原料投料量增加而成品木脂素不再增加，可能的原因包括溶解度限制、热凝固物吸附、酵母细胞壁吸附或贮藏期沉淀。此时继续增加投料只会放大酸涩和固形物负荷，不能有效提高目标成分。该“平台效应”应通过质量平衡验证，而不是用总黄酮继续推断。

4.3.4 感官与基酒适配

五味子与高烘烤麦芽、高酒花苦度或强酚香酵母叠加时，容易形成酸、苦、涩、木质和辛香的累积。首轮研究更适合选择低至中等苦度、酯香克制、残糖可控的淡色或琥珀色艾尔，并设置5、15、30 g/L梯度比较煮沸早期、末段和发酵后加入。训练型面板应至少评价酸强度、苦味、收敛、木质、树脂、红果、余味长度和整体协调度；对后味持久样品，时间—强度曲线比单点9分制更能揭示饮用负担。

4.4 槐米：芦丁富集与苦涩—抗氧化权衡

槐米是五种原料中最适合建立“标志成分质量平衡”的模型原料之一：芦丁含量较高，具有成熟的色谱定量路径，并且其糖苷水解产物槲皮素可用于追踪转化。然而，槐米同时带入明显苦涩和收敛，其研究价值恰恰在于检验“化学提取最大化”与“感官可接受性”是否发生分离，而不是把芦丁浓度直接等同于产品价值。

4.4.1 直接啤酒研究的设计与主要发现

将青槐米和金槐米粉碎并过40目筛，以5 g/L分别在糖化、煮沸开始10 min、煮沸结束前10 min和主发酵前加入12 °P拉格麦汁，使用S-189酵母在12±1 ℃发酵。研究设置8个槐米组和1个空白组，比较基础理化、总酚/总黄酮、ABTS、DPPH、还原力、芦丁/槲皮素、挥发物和感官[3]。这一设计的贡献是把“品种”和“添加阶段”同时纳入比较。

研究显示，添加阶段对样品差异的贡献大于两类槐米之间的差异；煮沸早期组具有较高芦丁和体外抗氧化指标，而糖化阶段加入的样品在泡沫和总体感官上更受偏好[3]。这构成了本领域最重要的反例之一：高标志成分浓度与高感官接受度并不重合。原稿直接罗列40目、5 g/L和发酵条件，信息虽准确，但没有先说明这些参数为何重要，现已改为“研究问题—设计—结果—限制”的逻辑。

4.4.2 芦丁—槲皮素转化不能仅凭终点浓度推断

该研究在煮沸早期组检测到较高芦丁，而糖化组芦丁接近不可检出、槲皮素相对增加，作者据此提出糖化条件下芦丁可能发生酶促或酸水解[3]。这一解释具有合理性，但终点浓度无法区分“水解”“提取不足”“热凝固物吸附”和“酵母吸附”。要证明转化机制，应在糖化不同时间点同步测定芦丁、槲皮素及其他糖苷，并对麦糟、热凝固物和酵母泥进行回收分析。

表观啤酒相回收率可定义为：

Rᵢ,beer(%)＝Cᵢ,beer×Vbeer/(Cᵢ,raw×mraw)×100

其中Cᵢ,raw为原料中标志物含量，mraw为投料质量，Cᵢ,beer和Vbeer分别为成品浓度和体积。该指标只表示目标物进入液相成品的比例，不等于总质量守恒；若要解释损失路径，还需测定麦糟、酒花糟、酵母泥和沉淀中的目标物。对于芦丁向槲皮素的转化，宜进一步按物质的量计算摩尔收率，避免分子量差异造成误判。

4.4.3 苦涩、泡沫和挥发物的共同作用

槐米黄酮可以增加苦味和收敛，并与麦汁蛋白形成复合物；同时，研究报道槐米组出现若干空白组未检出的挥发物[3]。但“检出新挥发物”不等于这些物质均达到感官阈值，也不能证明其一定来自槐米直接迁移，部分差异可能由酵母代谢改变产生。可发表研究应结合气味活度值、重组/缺失试验或至少与感官相关分析，避免仅凭GC–MS峰数宣称风味复杂度提高。

糖化组感官较优可能涉及较柔和的提取、部分芦丁转化、热端充分沉降以及泡沫活性物质的重新分配。该机制需要专门验证：应同时测定泡持、泡沫排液、苦味强度、收敛时间—强度、可溶性氮和高分子蛋白—多酚复合物，而不能将较高感官分数简单归因于“泡沫更顺滑”。

4.4.4 试验尺度与放大限制

文献[3]的发酵单元为300 mL麦汁置于500 mL发酵瓶，并按固定频率振荡。该尺度适合筛选，却与20～50 L发酵罐及工业锥形罐在氧传递、固形物沉降、静水压力、酵母回收和热史方面明显不同。因此，5 g/L只可作为实验参照；从微型发酵放大时，必须重新验证粉碎粒径、固液分离、旋沉效率和单位体积挥发损失。

推荐采用两阶段方案：第一阶段固定品种和5 g/L或更低剂量，比较糖化、煮沸早期和末段，筛选感官与芦丁迁移的平衡点；第二阶段在选定阶段设置1、3、5 g/L剂量梯度，并进行至少3次独立酿造重复。主要终点应预先限定为总体协调度或芦丁表观回收率之一，其他抗氧化指标作为次要终点，以降低多重比较造成的选择性解释。

4.5 甘草：甜味与泡沫修饰必须服从暴露控制

甘草的核心酿造价值是低剂量即可产生持久甜感、回甘、草本和轻微木质气息，并可能通过皂苷影响泡沫。其主要风险同样集中：甘草酸及其代谢物可引起钠潴留、钾降低和血压升高等不良反应，个体敏感性差异显著。JECFA在评估中指出，现有数据提示多数成人每日甘草酸摄入不超过100 mg时不太可能出现不良反应，但对敏感个体可能在更低水平发生反应，且委员会未建立正式的可耐受每日摄入量[9]。该数值不能直接转化为啤酒配方上限。

甘草啤酒的开发必须以成品甘草酸浓度和饮用量估算为基础。计算应覆盖单瓶/单罐、一次饮用两份及高频消费情景，并设置充分安全裕度；产品标签和营销不得暗示降火、护肝、止咳等治疗或保健功效。对高血压、心血管或肾脏疾病人群的风险提示，应结合当地法规和专业合规意见。

工艺上应优先使用来源清晰、甘草酸可定量的切片或标准化浸提物，并从极低剂量小试开始。由于甘草甜味起效较慢、余味长，三角检验和时间—强度感官分析比单次打分更有价值。若甘草仅用于泡沫或圆润度，应通过盲评验证其必要性；能用麦芽糊精、发酵度、氯离子/硫酸根比例或糖化程序解决的问题，不应以增加甘草酸暴露替代。

4.6 跨原料比较：从投料量转向“主导负荷”分类

五种原料不能用同一套“g/L—抗氧化—感官”逻辑评价。陈皮的主导负荷是挥发性油和果胶，枸杞是糖与果胶，五味子是有机酸与强感官组分，槐米是芦丁等黄酮，甘草是高强度甜味与甘草酸暴露。相同投料量对应的化学压力完全不同，因此跨原料比较应采用干物质、标志物、糖、总酸或挥发油当量，而不是只比较质量浓度。

基于现有证据，可提出四个待验证命题：第一，添加阶段对成品差异的影响通常大于植物品种差异，但该效应受原料极性和基酒组成调节；第二，标志成分回收率与总体感官接受度呈倒U形或分离关系，而非简单正相关；第三，冷端添加的优势主要体现在挥发物保留，其代价是微生物、复发酵和胶体风险上升；第四，采用原料化学指纹和标志物当量后，批次间可重复性将显著优于仅按g/L投料。上述命题属于研究假设，不是现有文献已经证明的普遍规律。

因此，博士层级研究的重点不应停留在“某药材能否酿啤酒”，而应回答三个可证伪问题：目标成分在各过程单元中的去向是什么；引起发酵或感官变化的是酸、糖、油、多酚等一般负荷，还是该原料特有成分；实验室最优点在放大和贮藏后是否仍然成立。只有建立过程采样、等负荷对照和质量平衡，才能把产品开发提升为可发表的发酵工程研究。

5 基于实际酿造的工艺开发框架

5.1 基酒选择与变量控制

为减少酒花、深色麦芽和酵母酯香对植物信号的遮蔽，首轮方法学研究宜选择10～12 °P、苦度15～25 IBU、颜色4～20 EBC的低至中等风味强度基酒。可采用淡色艾尔或拉格，但同一研究中应固定麦芽批次、糖化程序、酒花品种与添加、酵母株、接种量、溶氧、发酵温度、容器几何和包装溶解氧。正式论文不宜把不同酵母、不同基酒和不同药材剂量同时改变，否则难以建立因果关系。

建议先做“单味原料—添加阶段”试验，再做剂量梯度，最后才进行复配。复方设计虽然更接近商业产品，却会显著增加交互作用和统计样本量需求。对于首次开发，20～50 L独立小试可兼顾设备可操作性和样品量；每个处理至少应有3次独立酿造重复，而不是从同一发酵罐分装形成伪重复。

表2 建议的小试筛选窗口（用于实验设计，不代表安全上限或商业推荐量）

5.2 原料预处理与卫生控制

原料预处理应服从“可重复”和“可追溯”。至少记录学名、药用部位、产地、采收/加工年份、水分、粒径、供应商批号和储藏条件。干果和花蕾可在低温下粉碎或粗碎，但粒径越小，萃取与过滤风险同时增加。未经验证的长时间乙醇浸泡可能选择性提高疏水成分并带来过量提取，不能简单视为“消毒”。

热端加入是最稳妥的微生物控制方式；冷端加入则应采用经验证的巴氏处理、无菌过滤浸提液或其他合规措施，并检测乳酸菌、醋酸菌、野生酵母和总菌落。对于枸杞等高糖原料，主发酵后加入会重新启动发酵，包装前必须确认终点密度稳定、可发酵糖耗尽或采取可验证的稳定化方案。

5.3 建议的20～50 L验证流程

（1）建立空白基酒：至少3个独立批次，确认发酵曲线和感官基线。

（2）单因素添加阶段筛选：固定一个文献剂量或中等筛选剂量，比较糖化、煮沸早期、煮沸末段和冷端；陈皮和甘草可根据风险省略不合理阶段。

（3）剂量—反应试验：在阶段筛选结果基础上设置3～4个剂量，预先定义主要终点，例如总体接受度、标志成分保留率或浑浊。

（4）工艺放大：从20 L扩大至100～500 L时，按单位体积添加并不足够，应重新核对加热强度、蒸发率、旋沉效率、固液接触、罐体表面积/体积比和氧暴露。

（5）包装与货架期：在4 ℃和20 ℃下设置0、30、60、90 d节点，测溶解氧、浑浊、颜色、泡持、标志成分、陈化醛和感官。

（6）法规与标签审查：在商业试产前核对原料身份、适用食品类别、最大使用量或使用原则、标签名称、过敏原、酒精饮料广告和健康声称限制。

5.4 常见工艺失效模式及纠偏逻辑

药食同源原料在小试中常出现“刚包装时可接受、贮藏后失控”的延迟失效。工艺纠偏应依据可测征象定位，而不是凭感官印象继续调整投料。表4给出五类高频失效模式及其验证路径。

表3 植物原料啤酒的常见失效模式、证据判据与纠偏方向

该表中的纠偏均应通过对照试验确认。例如，陈皮啤酒泡沫差时，先做等酒体、不同陈皮油负荷的盲法对照；五味子起发慢时，先设置等pH酸化对照；枸杞包装压力升高时，先区分残余糖与微生物污染。把“症状—机制—证据—动作”串联，是实际酿造经验转化为学术方法的关键。

6 分析方法与统计设计

表4 中药材啤酒的最低验证指标组合

6.1 标志成分选择与过程质量平衡

标志成分应同时满足“原料特异性、可定量性、与工艺问题相关”三个条件。陈皮可选择橙皮苷、川陈皮素和柠檬烯；枸杞可选择甜菜碱、芦丁/酚酸或2-O-β-D-葡萄糖基-L-抗坏血酸；五味子应选择至少2种木脂素并配合总酸；槐米以芦丁和槲皮素为核心；甘草必须测定甘草酸。类胡萝卜素等疏水、低含量且易氧化成分只有在方法回收率和检出限满足目的时才适合作为主要终点。

过程取样应覆盖原料浸提液、热麦汁、冷麦汁、主发酵中期、发酵终点、酵母泥、热/冷凝固物和包装酒。仅测成品不能判断目标物是未被提取、被热降解、被酵母吸附还是在贮藏期沉淀。对于可能发生糖苷水解或酵母生物转化的成分，应以母体和产物的摩尔量建立部分质量平衡，并报告无法解释的质量缺口。

6.2 分析方法验证与基质效应

色谱和质谱方法应按预定用途验证选择性、校准模型、工作范围、检出限、定量限、重复性、中间精密度、加标回收率、基质效应和样品稳定性[25-26]。植物啤酒含乙醇、糖、有机酸、蛋白、多酚和二氧化碳，标准品在溶剂中的响应不能直接代表啤酒基质；优先采用基质匹配校准或稳定同位素内标，并以不同添加阶段样品验证方法稳健性。

总酚、总黄酮、DPPH、ABTS和FRAP只能作为非特异性比较指标。至少应选择两种反应机制不同的体外方法，并同时报告特异标志物、溶解氧和贮藏感官。若研究目标是“氧化稳定性”，应加入强制老化或多温度货架期，并测定纸板样、蜂蜜样、熟果样等陈化特征；仅凭自由基清除数值不能完成该结论。

6.3 发酵动力学与统计单位

统计分析的实验单位必须是独立酿造批次。将同一锅麦汁分装成多个检测瓶只能作为技术重复，不能替代独立酿造重复；否则会低估麦汁制备和发酵批次变异。阶段筛选可使用单因素方差分析或以批次为随机效应的线性混合模型；剂量×阶段或剂量×贮藏时间设计宜采用双因素或重复测量模型，并预先指定主要终点、交互作用和多重比较校正。

除P值外，应报告效应量、95%置信区间、原始点分布和模型诊断。PCA或PLS可用于探索挥发物、理化指标与感官之间的协同变化，但样本量较小时容易过拟合；模型应采用交叉验证，并明确其探索性属性，不得替代预设主要终点的验证性统计。

6.4 感官设计：区分差异、描述与喜好

三角检验回答样品是否可被区分，定量描述分析回答差异出现在哪些属性，消费者测试回答目标人群是否喜欢，三者不能相互替代[22-24]。呈样应采用随机三位码、平衡顺序、统一温度和杯型，并控制酒精摄入与感官疲劳。对于五味子、甘草和槐米等余味明显的原料，样品间应延长清口时间，增加时间—强度或主导感觉时间分析。

消费者测试应预先界定人群，而不是仅使用实验室人员。可按精酿经验、草本风味接受度和饮酒频率进行分层，并将“新奇性”“药感”“协调度”“复饮意愿”分开测量。高新奇度可能提高首次打分，却不代表长期复购；因此商业可行性研究应至少加入一项复饮或整杯饮用指标。

7 安全、法规与健康声称边界

药材在药典、传统食用目录或药食同源目录中的存在，不自动等于可在所有酒精饮料中不受限制使用。商业化前应按最新国家卫生健康委员会原料目录、GB 2760—2024、啤酒和发酵酒相关产品标准、地方监管要求及企业标准逐项核对。原料名称、使用部位、炮制形式和物种必须一致；“陈皮”不能以任意柑橘皮替代，“甘草”也不能以未鉴别的同属植物笼统标示。

植物原料的质量风险包括农药残留、重金属、霉菌毒素、二氧化硫残留、非法染色/增重和微生物污染。酿造企业应建立供应商审核、入厂鉴别和批次放行标准。对于含强活性或暴露风险成分的原料，必须以成品浓度而非投料量管理，因为品种、产地、炮制和萃取率可造成数量级差异。

酒精饮料本身不应被包装成保健或治疗载体。本文讨论的“抗氧化”“黄酮”“木脂素”等均属于成分和体外分析层面的描述，不构成健康效果。研究论文的摘要、结论和商业传播应避免“护肝、降压、提高免疫、预防疾病”等措辞。即使成分在体外具有生物活性，酒精暴露、实际摄入量、生物利用度和人群差异都使健康净效应无法由啤酒化学指标推断。

8 讨论：从“药材添加”转向“过程可证明”

现有研究最一致的结论是：添加阶段是决定植物啤酒结果的一级工艺变量。枸杞、五味子和槐米的受控试验均显示，热端早期添加有利于部分酚类/黄酮和体外抗氧化指标，但感官最佳点并不总与分析值最高点重合[1-3]。这说明研究和产业应把“最大提取”改写为“目标成分的选择性保留”，并将消费者接受度、饮用负担和稳定性设置为与化学指标同等重要的终点。

第二个共性是原料标准化不足。以“5 g/L陈皮”或“30 g/L五味子”描述工艺，只在原料含水量、粒径、化学指纹和萃取条件相近时才有可重复性。未来论文应报告原料的植物学鉴定、标本或条形码信息、主要标志物含量、预处理和储藏条件；否则即使酿造参数相同，也难以跨研究比较。

第三个共性是健康叙事超过证据。啤酒研究常将总酚或DPPH升高解释为“功能性增强”，但体外还原能力不等于人体获益。可发表性更强的表述应集中在“成分迁移、氧化稳定性、感官和工艺效应”，并明确酒精饮料的健康声称限制。对于甘草等存在已知系统性效应的原料，安全标志物和暴露模型应成为主要结果，而非附属讨论。

第四个共性是缺乏货架期和规模放大数据。实验室中刚包装的样品可能表现良好，但挥发性柑橘香、红色果实色素和多酚胶体会在贮藏中持续变化。未来研究应增加多温度货架期、包装溶解氧、强制老化和真实消费者情境，并报告过滤、离心、巴氏杀菌或无菌包装对标志成分和感官的影响。

9 结论与研究展望

陈皮、枸杞子、五味子、槐米和甘草代表了五类不同的酿造问题：挥发性油与酵母耐受、果实糖与果胶、酸/木脂素与强感官负荷、黄酮提取与苦涩收敛、以及高强度甜味与系统性暴露风险。现有证据支持它们具有形成差异化啤酒风味和改变酚类/抗氧化分析值的潜力，但证据强度不均，不能以传统功效或单一化学指标替代成品安全和可饮用性。

可重复的开发路径应包括：原料身份和批次化学标准化；单味、单变量、独立酿造重复；添加阶段和剂量的分层筛选；发酵、胶体、泡沫、微生物和感官的联合评价；特异标志成分定量；货架期和消费者暴露评估；以及对现行法规和健康声称的逐项复核。菊花、桂花等芳香型原料具有进一步研究价值，但在缺少直接受控啤酒证据时，宜先开展挥发物保留、过敏/农残风险和感官阈值研究。

因此，中药材啤酒的科学价值不在于将啤酒“药品化”，而在于把传统植物原料转化为可测量、可控制、可复现的酿造变量。只有当化学、发酵、感官、安全与法规证据形成闭环，产品创新才具备真正的学术可发表性和产业可持续性。

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高子任，BJCP认证裁判，中国中医科学院中医学博士后。

【啤博士】由来自中国、欧洲和美国的十几位博士组成，在科研学习之余，致力介绍全球精酿啤酒文化的发展方向。我们会采访世界知名酒厂、协会、酒吧、酿酒师等，译制各类精彩的视频供大家欣赏与学习，分享自己的酿酒经验，同时在各类官方平台发布优秀文贴或译文。欢迎关注公众号啤博士（DoctorBeer）及其他平台同名账号。