啤酒的浊度测定及浊度变化原因分析

编辑 白金高通国际广告传媒
发布于: 2013-05-17 00:00
 

摘要:针对啤酒浊度试验的误差因素结合实例阐述如何准确测定啤酒的浊度。并就啤酒可能引起的混浊作一探讨,介绍常见的几种非生物混浊的鉴定。

GB4927标准中,啤酒浊度作为一项重要感观指标列入必检的项目,其试验方法(GB/T4928)是判定外观清亮程度和预测啤酒保质期的依据。啤酒是一种大众化饮品,消费者在购买或品尝之前免不了要观察一下它是否澄清透明。假如一瓶带有明显悬浮物或失光的啤酒,肯定是不合格产品,危害身体健康不说,至少心理上无法接受,谁还会去光顾它。提高啤酒的透明度,把浊度降至最低限度,这是解决啤酒质量首当其冲的问题之一,尤其是白瓶啤酒。以下从啤酒浊度的准确测定入手,谈一谈啤酒浊度变化的情况。

1. 啤酒浊度测定方法及影响因素

1.1原理

EBC浊度仪是采用一定波长的一束光源通过光学系统射入被测啤酒时,其透射光与散射光的比值不同由光敏原件捕捉,所得信号经电子电路处理后用EBC单位数字显示。

1.2 浊度仪的校正

在浊度计测量范围内,配制一系列合适的富尔马进(Formazin)悬浊液进行校正,浊度液不是一定数量物质,而是一种状态,它随着照明角度、啤酒颜色等而改变,因此要获得精确的结果是不可能的。借助于由硫酸联氨(硫酸肼)和六次甲基四胺产生的标准Formazin浊度液1,无论进口或国产的不同仪器的测试结果皆能获得统一。

1.3 测试条件产生的误差

1 用仪器附带标准杯除气与压盖瓶装啤酒直接测试时浊度值的比较。     浊度单位:EBC

样品号

目视外观

除气标准杯法

压盖瓶装直接测试法

反复流注

滤纸过滤

测量值

平均值

1

清亮透明

0.31

0.31

0.330.29

0.270.31

0.30

2

轻微失光

0.74

0.75

0.650.77

0.730.69

0.71

3

有悬浮物

1.43

0.92

1.291.40

1.371.22

1.32

4

混浊

2.20

1.39

2.012.18

2.101.99

2.07

试验说明:处于外观澄清透明、微有失光、各相均匀的啤酒样品12,两种除气方法对浊度测定值没有影响,原因是酒中所含引起散射的质点非常微小,微小到可以自由地穿过滤纸的空隙。可是对于有明显悬浮物、混浊情况严重的、各相非均匀的样品34,因其所含散射点较大,过滤脱气时会留在滤纸表面,真实浊度值大幅度降低,引起负误差。一般来讲,用肉眼能辨别到样品混浊,有沉淀或有大颗粒的悬浮物时,样品就不能以滤纸过滤方式脱气,并且在测定时还需摇匀再检测,以便得到准确的结果。

另外,由于啤酒瓶不是按光学标准制备的,在光学上存在不足之处,致使浊度读数引入不固定误差,为了减少误差,直接用瓶测时需选择厚度均匀、椭圆度小于0.5mm、没有缺陷、无气泡或划痕的啤酒瓶,进行测量时应连测四次,每次旋转90°,记录测量值,然后计算出平均值,如表1所示。测量时应注意酒瓶的合缝不能置于浊度计的光路上,应成45°角放置。对瓶装啤酒不打开瓶盖的情况下直接测出啤酒的浊度,由于测定时不破坏试样,对同一瓶酒样可以测出它随时间而变化的混浊度,这对强化试验(预测保存期)更方便。严格地说,当有色的啤酒盛在有色的瓶子,所得的读数只是试样值,如有必要须进行修正。

正常情况下,瓶测结果与杯测结果相比较,后者略微高一点。这是因为标准杯去测浊度前一定要先将二氧化碳气体除净,否则当开启瓶盖时,瓶内外压不等,二氧化碳会连续不断地冒出,从外观上可以看到一串串细微的气泡上升到液面,如果此时对样品进行测定,结果会发生很大偏离,数据无法稳定。但去除CO2干扰的同时,却带来空气引起的氧化,温度升高会加速这种氧化,所以啤酒开瓶后,要尽快处理、测定,控制暴露在空气、阳光的时间为最低限,对除气不完全或所用器皿不洁净都会使测试值偏高。

2. 引起啤酒浊度变化的原因分析

2.1 啤酒是一种稳定性不强的胶体溶液。经过滤后澄清透明的啤酒,随着时间的延长,混浊、沉淀终究会出现,澄清、透明是相对的、暂时的,只是瓶内啤酒全部容积出现浑浊或小心翻转酒瓶至朝下时产生浑浊的絮状沉淀物的时间有长短差别而已。再清亮的啤酒,混浊物质也是潜在的。

2.2 啤酒中产生混浊,大体上分为生物混浊和非生物混浊两种。

生物混浊:啤酒所含的营养成分是细菌和酵母菌的良好培养基,一旦卫生条件差或清酒杀菌PU值达不到要求,将给各种菌类繁殖创造机会,导致啤酒的酸败和严重的丝状混浊。生物稳定性差的啤酒,一周左右就可从口感上明显体现出来,甚至产酸产气,再发酵发生爆炸,通过检测其微生物(厌氧菌、酵母菌、细菌)指标可判断污染状况。

非生物混浊:物理、化学因素的影响而产生的浊度。所谓物理因素有振荡、光照等外界条件,而化学因素包括氧化、金属离子、多酚、糊精、β-葡聚糖、蛋白质等物质存在而引起的影响。

以下是常见的几种非生物混浊判别:

1)温度变化引起的混浊:

2 冷热处理不同样品时浊度变化情况。浊度单位:EBC

 

样品号

1

2

3

4

0

0.01

0.72

0.37

0.33

20

0

0.38

0.53

0.35

60

0..02

0.39

0.84

0.37

说明:

1样品为蒸馏水作对照,温度变化时浊度变化可以忽略不计。

2样品为杀菌后的成品啤酒,当温度急冷到0时浊度从20时的0.38上升到0.72,当加热至60时又恢复至20时的浊度值,它是一种受温度影响的可逆混浊,也称冷雾混浊。此样品遇冷时蛋白质和水形成的氢键受破坏,以肉眼不可见的小颗粒析出,造成啤酒失光,浊度上升,当加热至60左右时,和多酚结合的氢键会断裂,又恢复和水结合的氢键,变成水溶液,失光消除,浊度恢复正常,此可逆混浊是永久混浊的先兆。

3样品为清酒,浊度随温度的升高而升高,属于热凝固浑浊,往往是清酒中蛋白质与多酚的含量及比例失调,使一些聚合反应在温度效应下反应速度加快,造成啤酒杀菌后酒液中立即出现絮状大块成肉眼可见的小颗粒悬浮物。

4样品为熟啤酒,温度变化浊度基本不变,它是相对耐冷热、稳定性比较好的啤酒。

2)β-葡聚糖混浊:

分解良好的麦芽最后残存约0.5%β-葡聚糖,一般啤酒中β-葡聚糖含量在90mg/L以内,当啤酒中β-葡聚糖含量高于150mg/L,啤酒就会出现混浊。此混浊啤酒外加β-葡聚糖酶在适宜pH和温度下,若混浊消失,可证明属于β-葡聚糖混浊。

3)金属离子引起的混浊:

铁、铜、锡等重金属,作为多酚氧化聚合的催化剂,所引起的混浊多数是不可逆的永久性混浊。常见的铁蛋白混浊是由于清酒中铁含量高,杀菌时F2被氧化成F3,并和高分子蛋白质结合形成铁——蛋白络合物,呈褐色至黑色的颗粒出现,浊度大幅度上升, FeCuSn三种金属引起混浊的浓度及其来源见表3

3三种金属引起混浊的浓度及其来源

金属

构成混浊浓度[mg/L]

主要来源

Fe

0.51.2

原料、设备

Cu

0.51

麦芽、酒花

Sn

0.22

锡罐

4)糊精混浊:

麦汁糖化时,淀粉被淀粉酶水解产生可发酵糖和糊精,糊精不是一种单纯的化学物质,其种类和数量根据活力及作用条件(温度、时间、pH)而有所不同。糊精不能被酵母发酵,称为不可发酵性物质,低聚糊精保持啤酒的风味和酒体。通过测定啤酒的碘值能够反应出糊精含量的多少,正常啤酒碘值△E应小于0.252。由数量不等葡萄糖残基组成的糊精依其聚合度高低在碘液显色反应从蓝色→紫色→红色→纯黄色(碘液原色),高聚糊精的溶解性随发酵产生了酒精而下降,最后造成啤酒过滤困难,外观表现失光、混浊不清,称为糊精混浊。

5)草酸钙混浊:

对草酸来说,用少量Ca2+的水酿制的啤酒,数周后就会有草酸盐沉淀。因为草酸钙结晶的大小常在数微米,可溶解在稀盐酸中,其离心或过滤沉淀物在显微镜下可观察到菱形结晶,草酸是促使啤酒喷涌的因素之一3

3. 小结

上文主要就啤酒浊度的准确测定和引起啤酒混浊变化的原因作一下探讨。几年来啤酒市场的壮大发展对啤酒的清亮度提出了更高的要求,不再满足于国标在浊度方面所列的简单数据,应结合实际全面考察。值得一提的是目视印象和浊度计测定值有时不一致,特别是在预测保质期的强化试验,2EBC富尔马进单位不一定是混浊点的分界线,带有混浊值约4EBC富尔马进单位的,在一定情况下的啤酒还呈透明阶段,相反,时常只有1EBC富尔马进单位的啤酒就可感到轻失光。由于酒的混浊粒子大小不同,出现混浊经常不是单一因素,而是多种混浊的综合反映。

众所周知,嫩啤酒过滤时操作不当或其它工艺措施不合理都会造成啤酒早期混浊,这方面知识本文不再赘述。种种迹象表明,蛋白质和多酚是引起啤酒非生物混浊的两大主要因素,高分子蛋白质和聚合度高的多酚都是啤酒潜在的混浊物质,其中氧的参与加剧了混浊物质的形成,此类不利因素都应严格控制其含量至最低值。

成品酒在保存数周至数月的变化规律是氧化作用在先,聚合作用随后,啤酒中首先出现小颗粒混浊,然后颗粒变大,包裹或缠绕细小悬浮物一起下沉瓶底,而上层啤酒又恢复澄清透明,故浊度变化不大,或略有下降,感官上沉淀物逐渐增多,随着存放时间的延长,聚合度愈变愈大,胶体结构被破坏失去平衡,浊度增大。

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