啤酒苦味質(zhì)檢測方法的改進

□ 王 蕊 山西運城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

1 前言

苦味是啤酒的重要特征，啤酒特有爽口苦味。影響啤酒苦味的因素有許多。啤酒花作為啤酒苦味最重要的來源，不僅能賦予啤酒柔和、優(yōu)美的芳香和爽口的微苦味，還能加速麥汁中高分子蛋白質(zhì)的絮凝，提高啤酒泡沫起泡性和泡持性，能增加麥汁和啤酒的生物穩(wěn)定性[1]。準確測量啤酒的苦味值對于準確計算啤酒花的添加量以及提高啤酒的質(zhì)量具有重要意義。國家標準中關(guān)于苦味質(zhì)的測定采用紫外分光光度法。然而國家標準中沒有說明操作過程中的具體細節(jié)，所以不同人的測定結(jié)果測定誤差較大，影響實驗結(jié)果準確度。本文欲通過實驗并結(jié)合實際操作經(jīng)驗選擇啤酒苦味質(zhì)檢測的具體操作方法，減少因不同人不同操作而引起的誤差。

1.1 苦味物質(zhì)的分類

目前，主要是根據(jù)歐洲啤酒協(xié)會（EBC）分析委員會（即根據(jù)Woellmer）的分類方法對酒花的苦味物質(zhì)進行分類。

酒花中的苦味物質(zhì)即酒花樹脂之和，稱為總樹脂。

總樹脂=硬樹脂+總軟樹脂

總樹脂：酒花中能溶于冷甲醇或乙醚的部分。

硬樹脂：總樹脂中不溶于己烷的部分(屬于未定性樹脂)。

總軟樹脂：總樹脂中溶于己烷的部分。

總軟樹脂=α-酸+β-組分

α-酸：總樹脂中能與醋酸鉛沉淀的部分，屬于定性樹脂。

β-組分：總樹脂中扣除α-酸的部分，包括β-酸和其它軟樹脂。

在總樹脂中，α-酸占30%～50%；β-酸占30%～40%；β-組分占45%～60%（含β-酸）；硬樹脂占10%～15%。

1.2 各種苦味物質(zhì)的介紹

啤酒的苦味主要由下面3部分組成：①酒花樹脂中α-酸的異構(gòu)化合物（異α-酸）及其衍生物。②酒花樹脂中β-酸的氧化物及其衍生物。③一些金屬鹽類苦味物質(zhì)，其中主要是鎂鹽[2-9]。

2 材料與方法

2.1 實驗材料

2.1.1 原料

青島啤酒。

2.1.2 試劑

鹽酸6 mol/L，正辛醇，色譜純，異辛烷。

2.1.3 儀器

紫外分光光度計，，10 mm石英比色皿，離心機，離心管50 mL帶聚丙烯旋蓋，搖擺機，恒溫水浴鍋，79-1型磁力加熱攪拌器。

2.2 實驗方法

國家標準中苦味質(zhì)的檢測操作流程。

100 mL成品啤酒→除氣→取10 mL除氣后的啤酒→0.5 mL的6 mol/L鹽酸酸化→加20 mL異辛烷→振蕩萃取→離心分離→測吸光度→換算結(jié)果。

啤酒中苦味物質(zhì)的主要成份是異α-酸，酸化的啤酒用異辛烷提取其苦味物質(zhì)，使用紫外可見分光光度計，在275 nm波長下測其吸光度，用以測定其相對含量。

啤酒中苦味物質(zhì)的含量計算公式見式（1）。

X=A275×50

式（1）中：X—試樣中苦味質(zhì)的含量，以“BU”單位表示；A275—在275 nm波長下，測得試樣的吸光度；50—換算系數(shù)[10]。

（1）溫度對苦味質(zhì)檢測的影響

將同一批次四瓶成品啤酒編號為1號、2號、3號與4號，分別放入15、18、20 ℃與25 ℃恒溫水浴中（垂直放置30 min），將異辛烷分別放入15、18、20 ℃與25 ℃恒溫水浴中（垂直放置30 min），然后采用國家標準方法檢測啤酒的苦味質(zhì)，實驗在控溫實驗室進行，進行各組實驗時，實驗室溫度相應(yīng)調(diào)節(jié)為 15、18、20 ℃與 25 ℃[11]。

（2）除氣強度對實驗的影響

啟開同一批次4瓶啤酒的瓶蓋倒入4個三角瓶中，編號為1號、2號、3號與4號，然后分別將4個三角瓶在79-1型磁力加熱攪拌器上攪拌10、15、20 min與 25 min， 分 別 靜 止10 min使泡沫消失，然后采用國家標準方法測量啤酒中的苦味質(zhì)。

（3）泡沫對測量結(jié)果的影響

取同一聽成品啤酒的泡沫和清液各兩組，分別標號泡沫1號、泡沫2號、清液1號與清液2號，待泡沫消泡后按照國家標準方法測量4組的苦味值。

（4）加消泡劑正丁醇的量對苦味質(zhì)測量結(jié)果的影響

取同一批次4組啤酒各100 mL，編號為1號、2號、3號與4號，除氣后再向4組中加入1滴、2滴、3滴與4滴正丁醇，用手搖勻，讓瓶壁上的苦味質(zhì)溶解在啤酒中，然后采用國家標準方法測量啤酒中的苦味質(zhì)。

（5）不同純度、吸光度異辛烷對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

用3組純度分別為色譜純（與重蒸餾水吸光度差值為0.004），優(yōu)級純（與重蒸餾水吸光度差值為0.007），優(yōu)級純（與重蒸餾水吸光度差值為0.010）的異辛烷進行萃取，編號1號、2號、3號，然后采用國家標準方法測量啤酒中的苦味質(zhì)。

（6）異辛烷的加樣方法對檢測結(jié)果的影響

分別取4組不同批次的樣品，編號1號、2號、3號與4號異辛烷加入到離心管內(nèi)，以移液管垂直于離心管內(nèi)溶液表面加入和移液管沿離心管壁加入的方法[12]，采用國家標準法測量啤酒中的苦味質(zhì)。

（7）萃取時振蕩方法對苦味質(zhì)測量結(jié)果的影響

取4組同一聽啤酒，編號1號、2號、3號與4號，設(shè)定搖擺機振蕩頻次為775 r/min，加入異辛烷后分別振蕩5、7、10 min與13 min，然后采用國家標準法測量啤酒中的苦味質(zhì)。

（8）萃取時振蕩容器對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

萃取容器選用50 mL容量瓶、三角瓶加膠塞、50 mL離心管帶聚丙烯旋蓋，用同一聽成品啤酒分別進行兩次實驗，然后采用國家標準方法測量啤酒中的苦味質(zhì)。

（9）離心方法對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響[13]

根據(jù)操作經(jīng)驗，分別選擇離心機轉(zhuǎn)速為3 000 r/min離心15 min、5 000 r/min離 心 10 min、10 000 r/min離心5 min，這3種方法都能使離心后的液體分層明顯，兩層液體的混合層小于5 mm。用同一聽成品啤酒分別進行兩次實驗，然后采用國家標準方法測量啤酒中的苦味質(zhì)。

3 結(jié)果與分析

3.1 溫度對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

本組實驗以溫度為影響因素，研究其對苦味物質(zhì)質(zhì)檢測的影響。結(jié)果見表1。

從表1可以看出溫度會影響苦味物質(zhì)的檢測結(jié)果，溫度越低，檢測結(jié)果越低，反之，檢測結(jié)果越高，在18 ℃和20 ℃之間變化不明顯，考慮實際操作的成本，所以采用20 ℃為檢測溫度。

表1 溫度對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

3.2 除氣強度對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

本組實驗主要研究除氣強度對實驗的影響。測定結(jié)果見表2。

表2 除氣強度對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

從表2可以看出，苦味質(zhì)不易揮發(fā)，待測樣品的除氣強度對苦味質(zhì)的測量結(jié)果基本不構(gòu)成影響。

3.3 泡沫對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

本組實驗主要研究泡沫對測量結(jié)果的影響。測量結(jié)果見表3。

表3 泡沫對苦味質(zhì)測量結(jié)果的影響

從表3可以看出泡沫組BU值明顯偏高，去掉泡沫的清液組BU值明顯偏低，故實驗時泡沫損失或者液面有未消失的泡沫會對測量結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，故實驗中建議加消泡劑正丁醇進行消泡，以減小泡沫對測量結(jié)果的影響。

3.4 正丁醇加入量對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

本組主要研究加消泡劑正丁醇的添加量對苦味質(zhì)測量結(jié)果的影響。測定結(jié)果見表4。

表4 正丁醇加入量對苦味質(zhì)測量結(jié)果的影響

從表4可以看出，加正丁醇的數(shù)量會影響啤酒苦味質(zhì)的測量結(jié)果，正丁醇的加入數(shù)量越多，則測量結(jié)果越高，加1～2滴對結(jié)果影響很小，所以統(tǒng)一加1滴正丁醇，最多不能多于2滴。

3.5 異辛烷純度對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

本組實驗主要研究不同純度、吸光度的異辛烷對同一樣品苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響。檢測結(jié)果見表5。

表5 異辛烷純度對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

從表5可以看出異辛烷的純度對測量結(jié)果有較大影響，異辛烷純度越低，測量結(jié)果越高，所以檢測苦味質(zhì)使用的異辛烷必須是國家標準中規(guī)定的色譜級純度，而且在波長275 nm下吸光度A應(yīng)接近重蒸蒸餾水（不高于0.005）。

3.6 異辛烷加入方式對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

本組實驗主要研究異辛烷的加樣方法對檢測結(jié)果的影響。檢測結(jié)果見表6。

從表6可以看出同一個樣品，當異辛烷加入到離心管內(nèi)時，采用移液管垂直于離心管內(nèi)溶液表面加入比移液管沿離心管壁加入的檢測結(jié)果平均高0.2 BU左右。筆者認為，移液管垂直于離心管內(nèi)溶液表面加人異辛烷，利于其均勻分散，使苦味物質(zhì)充分萃取，從而使結(jié)果準確。所以加入異辛烷時統(tǒng)一采用移液管垂直于離心管內(nèi)液面加入的方式，并使其自然流下。

3.7 振蕩方法對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

本組實驗研究萃取時振蕩方法對苦味質(zhì)測量結(jié)果的影響。測定結(jié)果見表7。

表6 異辛烷加入方式對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

從表7可以看出振蕩頻率與時間對苦味質(zhì)的檢測結(jié)果存在重大影響，固定頻率下振蕩時間太短則萃取不完全，結(jié)果偏低。在775 r/min的振蕩頻次下振蕩15 min與20 min的測量結(jié)果無明顯影響，所以統(tǒng)一采取振蕩頻次為775 r/min，振蕩時間為10 min。

3.8 萃取振蕩容器對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

本組實驗研究萃取時振蕩容器對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響。測定結(jié)果見表8。

從表8中可以看出不同的萃取振蕩容器對苦味質(zhì)的檢測結(jié)果存在一定的影響，由于異辛烷極易揮發(fā)，振蕩萃取時三角瓶加膠塞不夠嚴密，會有異辛烷揮發(fā)，樣品的體積變小，吸光值增大，結(jié)果偏高，離心管液體分層，萃取不完全，結(jié)果偏低，容量瓶密閉性比較好，結(jié)果較準確，所以選擇50 mL容量瓶作為萃取振蕩容器。

3.9 離心方法對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

本組實驗研究離心方法對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響。測定結(jié)果見表9。

表7 振蕩方法對苦味質(zhì)測量結(jié)果的影響

表8 萃取振蕩容器對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

表9 離心方法對苦味質(zhì)檢測結(jié)果的影響

從表9可以看出，離心時間對苦味質(zhì)的檢測結(jié)果有輕微影響，由于異辛烷極易揮發(fā)，離心時間過長，則異辛烷揮發(fā)，測量結(jié)果偏高。所以采用離心轉(zhuǎn)速為10 000 r/min，離心時間5 min。

4 驗證實驗

根據(jù)實驗中總結(jié)出的結(jié)論，請15個具有豐富工作經(jīng)驗的啤酒質(zhì)量檢驗人員對同一個樣品分別用操作改進前的方法和筆者總結(jié)出的操作方法做了苦味質(zhì)的檢測，發(fā)現(xiàn)按照改進后的方法進行檢測，不同人的檢測偏差縮小。表10與圖1是操作改進前后不同的檢驗人員對樣品苦味質(zhì)檢測結(jié)果的對比。

表10 檢測操作改進前后不同的檢驗人員對樣品苦味質(zhì)檢測結(jié)果的對比

在上述兩圖的數(shù)據(jù)中，改進實驗前的數(shù)據(jù)最小為12.20 BU，最高為13.60 BU，差值為1.40 BU，改進實驗后的數(shù)據(jù)最小為12.55 BU，最高為12.95 BU，差值為0.4 BU。從兩組數(shù)據(jù)的對比可以看出，改進實驗使啤酒苦味質(zhì)檢驗的穩(wěn)定性得到了明顯提高。

5 結(jié)論

以上驗證了改進后的操作能夠明顯提高啤酒苦味質(zhì)檢測的穩(wěn)定性，能有效縮小因不同人操作而形成的實驗誤差。

通過以上實驗得知，最優(yōu)的檢測方法如下。

（1）調(diào)整實驗室溫度為20 ℃。

（2）樣品的處理：樣品在20 ℃恒溫水浴鍋中垂直放置30 min，然后用250 mL三角瓶取約100 mL樣品，向樣品中加入1滴正辛醇，然后置于磁力消泡器上調(diào)整轉(zhuǎn)速為200 r/min，除氣15 min。

（3）加入異辛烷：取10 mL樣品加入到50 mL容量瓶中，加入0.5 mL的6 mol/L鹽酸，加入20 mL異辛烷，移液管垂直于容量瓶內(nèi)液面加入并使異辛烷自然流下，馬上蓋緊瓶蓋。

（4）振蕩萃取：調(diào)整搖擺機頻率為775 r/min，振蕩15 min。

（5）離心分離：將萃取液盡量全部轉(zhuǎn)移至50 mL離心管，蓋好蓋子，10 000 r/min離心5 min

圖1 操作改進前后15個檢驗人員對同一樣品的檢測結(jié)果對比

（6）測量吸光值：取上清液，用10 mm比色皿盡快測量吸光值。

6 討論

啤酒苦味質(zhì)檢測操作過程中應(yīng)注意以下幾點。

（1）為了防止啤酒啟蓋時從酒液中泛出泡沫，需要將檢測樣品先放入20 ℃恒溫水浴鍋中恒溫30 min，樣品的啟蓋和移動一定要小心平穩(wěn)，防止酒液泛起泡沫，實驗中避免損失泡沫。

（2）樣品倒入250 mL三角瓶的量控制在100 mL，樣品倒入三角瓶之后不允許再往外倒。

（3）測量吸光值時，空白和樣品用同一瓶異辛烷，所使用異辛烷必須是色譜級純度，而且在波長275 nm下的吸光度應(yīng)接近重蒸蒸餾水（不高于0.005）。

（4）每周嚴格清洗比色皿，使比色皿之間的吸光值偏差盡量小，系統(tǒng)誤差確實不能消除，可以從測量結(jié)果中減去。