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          啤酒緩沖性、穩定性是詳細介紹
          2019-03-09 10:16:34 admin 1362
          啤酒緩沖性,是指在其pH范圍內具有一定的緩沖能力。而啤酒緩沖容量是衡量啤酒緩沖能力的大小。本文主要從啤酒的緩沖體系組成和緩沖體系兩方面,對啤酒pH值以及緩沖容量、濁度之間的關系進行跟蹤分析。
          啤酒的緩沖性在一定程度上決定了成品啤酒的pH值,并控制成品啤酒的pH變化幅度。當啤酒pH從4.5降到3.9時,啤酒抵抗微生物的能力增加,非生物穩定性增加,風味穩定性降低。
          啤酒或麥汁緩沖容量的定義:每100mL啤酒(麥汁)pH改變1個單位時,所消耗0.1mol/NaOH的毫升數。
          在相同原料、料液比及相同糖化用水pH值下,通過改變糖化投料溫度、蛋白質休止溫度及兩溫度下的作用時間,研究糖化工藝參數對麥汁中緩沖物質含量及緩沖性能的影響。
          在麥汁主要成分給定的情況下,影響麥汁緩沖容量的重要因素主要有水質、外加酸以及麥汁煮沸時間,同時,研究結果顯示出緩沖容量愈大,高級醇含量愈高。麥汁的緩沖容量對啤酒中高級醇濃度有較大的影響,可以通過控制麥汁的緩沖容量來實現對發酵過程pH的控制。一般pH5.0的酸水糖化效果較好,較大緩沖容量的水質有利于麥芽的糖化;鹽酸、磷酸和乳酸的使用能提高麥汁的緩沖容量;充分的煮沸可使其緩沖容量降低30%以上。采用不同的啤酒品種以研究其緩沖容量與啤酒質量穩定性之間的相關性。同時,有針對性地提出了增加啤酒緩沖容量的措施,并對釀造過程中磷酸鹽的主要來源進行了研究。研究結果表明,啤酒緩沖容量與啤酒泡持、濁度穩定性和老化速度之間存在著線性相關性。增加麥汁或啤酒中總磷酸鹽濃度,既是提高啤酒緩沖容量的有效措施,又是減緩啤酒老化速度的重要手段之一。
          1.筆者通過模擬啤酒中緩沖物質對啤酒pH的改變,試做如下實驗:
          1.1 K2HPO4單一對啤酒pH值的改變
          樣品:A啤酒,K2HPO4溶液:300mg/L,pH的變化范圍:4.3~4.6
          從圖1可看出,緩沖容量較大時,對應的緩沖體系汗斑量為0.65mL。也就是說,當啤酒中磷酸鹽加入到一定程度時,啤酒的非生物穩定性較強。
          1.2 KH2PO4單一對啤酒pH值的改變
          樣品:A啤酒,KH2PO4溶液:300mg/L,pH的變化范圍:4.3~4.6
          從圖2可看出,KH2PO4單一對啤酒pH值的改變中,緩沖容量較大時,對應的緩沖體系含量為0.69mL。
          為進一步了解緩沖體系對啤酒緩沖容量的影響,并且合理推出當緩沖容量較大時,所添加緩沖物質的實際需要量,通過對多種緩沖體系同時進行啤酒的pH改變,看看啤酒緩沖容量較大時,消耗混合體系的物質量,并對此種啤酒的濁度進行分析,從而進一步了解緩沖性對啤酒風味穩定性和濁度之間的關系。找出較佳添加量,合理調整啤酒工藝,使啤酒中磷酸鹽含量達到較佳溶出狀態。
          1.3 多種緩沖體系同時對pH的改變
          樣品:A啤酒,K2HPO4溶液:300mg/L,KH2PO4溶液:300mg/L
          通過表2可看出,單一的緩沖模擬體系對啤酒pH值改變較均勻,多種混合并存緩沖體系對啤酒pH值的改變,在兩者量比例趨于1時,pH值改變較快,即隨KH2PO4溶液(mL)和K2HPO4溶液(mL)量的接近。pH值變化幅度上升,隨KH2PO4溶液(mL)和K2HPO4溶液(mL)量的遠離,pH值變化幅度較平穩。并且當兩種緩沖物質的量在0.4~0.6mL范圍時,啤酒的緩沖容量相對較高。當兩種緩沖物質分別為0.4mL和0.6mL時,此時緩沖容量較大。
          1.4 多種緩沖體系濃度的改變對啤酒pH值的變化
          樣品:A啤酒,K2HPO4溶液:400mg/L,KH2PO4溶液:400mg/L
          從表3可看出,隨KH2PO4溶液(mL)和K2HPO4溶液(mL)量的上升,pH值變化幅度比較大,對應緩沖容量也相應增大,隨著KH2PO4溶液(mL)和K2HPO4溶液(mL)量的上升,啤酒的緩沖性升高。但啤酒酒體改變使得啤酒風味可能發生變化。很明顯,啤酒釀造過程中控制啤酒的磷含量也十分重要。化驗室應加強對啤酒中磷的檢測,以指導大生產時控制較佳啤酒的磷含量的工藝措施。
          1.5 按上述方法測定不同啤酒的pH值對應的緩沖容量
          從圖3可看出,緩沖容量在中檔以上啤酒中大體相當,D、E是外廠啤酒,表明啤酒非生物穩定性相當。從化驗室所做保質期看,5個月后,啤酒濁度反彈偏差不太大。并且在我廠中高檔啤酒中,啤酒非生物穩定性趨于同一水平線上。當然,只有這些數據不足以說明和體現啤酒緩沖性。
          1.6 緩沖容量與濁度的關系
          實驗結果顯示:隨啤酒緩沖容量的增加,啤酒濁度呈下降趨勢。
          當啤酒中磷酸鹽緩沖體系濃度在300~400ppm時,可以滿足啤酒的緩沖要求。根據有關報道:有機酸、磷酸鹽、天冬氨酸是影響啤酒緩沖容量的較主要因素,因而為提高啤酒緩沖容量可在啤酒釀造工藝過程增加含有天冬氨酸的多肽,或者增加麥汁或啤酒的總磷酸鹽濃度。
          由于增加天冬氨酸在啤酒儲存中會形成風味老化物質,因此可通過增加總磷酸鹽濃度來提高啤酒的緩沖容量。我們知道,磷酸鹽來源于大米、酒花、麥芽。大米和酒花含磷較少,麥芽相對較多。
          為了增強啤酒非生物穩定性,除了要合理制定啤酒工藝,提高啤酒的保質期外,還可以通過添加相應的磷酸鹽使啤酒緩沖性達到較大,進而提高啤酒的非生物穩定性。
          穩定性雙氧水是一種高效強力殺菌劑,在啤酒工業中有十分重要的應用價值。
          一、穩定性雙氧水的理化性質及消毒、殺菌原理
          雙氧水,學名過氧化氫,分子式為H2O2,分子量為34.01,無色透明液體,溶于水、醇及醚,高濃度時有腐蝕性,敞口放置時,會漸漸分解為氧及水,30%雙氧水的密度為1.11g/cm3,熔點-0.89℃,沸點為151.4℃。具有強烈的殺菌作用,在堿性條件下,效果更加明顯。
          穩定性雙氧水是一種經過增效和穩定處理的無色、無味、無毒的透明液體,由于雙氧水與增效劑的協同作用,大大提高了殺菌、殺滅病毒的能力和速度,同時其殺菌效果更具長效性。其殺菌原理是利用活性氧極強的氧化能力,破壞微生物體內的原生質,從而達到殺滅微生物和消毒滅菌的目的。穩定性雙氧水具有廣譜、高效、長效的殺菌特點,在完成殺菌過程之后,分解為氧氣和水,不會產生有毒的殘留物,無需用水沖洗,對環境無污染,是一種環保型消毒劑。
          二、影響雙氧水穩定性的主要因素
          影響雙氧水穩定性的主要因素有以下幾方面:
          1.溫度。雙氧水在較低溫度和較高純度時,是比較穩定的。當雙氧水加熱到153℃或更高溫度時,便會發生猛烈的爆炸性分解。在較低溫度下,雙氧水的分解比較平穩,分解反應為:
          2H2O2→2H2O+O2↑+46.94kcal。
          2.PH值。介質的酸堿度對雙氧水的穩定性有很大的影響。在酸性條件下,雙氧水的性質十分穩定,發生氧化反應的速度較慢;在堿性介質中,雙氧水很不穩定,分解速度很快。
          3.雜質。雜質是影響雙氧水穩定性的重要因素。很多金屬離子,如二價鐵離子、二價錳離子、二價銅離子、三價鉻離子等都會促進雙氧水的分解。通常在雙氧水中加入大量的穩定劑來抑制雜質的催化作用,抑制原理是螯合及還原。即加入微量的穩定劑,如錫酸鈉、焦磷酸鈉或8-羥基喹啉等通過還原和絡合作用來抑制雙氧水的分解。
          4.光。波長在3200~3800埃之間的光線,會加速雙氧水的分解速度。為提高雙氧水的穩定性,必須對光、熱、金屬離子含量和pH值等因素進行控制。而穩定性雙氧水因純度高,內含金屬離子等雜質很少,因此具有很好的穩定性。
          三、穩定性雙氧水在啤酒生產中的應用
          1.對生產設備和管道進行消毒。將穩定性雙氧水用水稀釋,并以稀釋液對設備沖洗、對管道浸泡20~30分鐘之后,將消毒液放出即可,不需要再用水去沖洗。
          2.對包裝容器的消毒。用稀釋35~100倍的穩定性雙氧水溶液,對容器進行浸泡20~30分鐘,或對容器加壓沖洗10~60秒,放出消毒液即可,無需用水沖洗。 
          3.無菌水的配制。穩定性雙氧水與水的比例為1:10000~30000,將穩定性雙氧水加入水中,攪拌均勻即可。
          4.對生產空間的消毒。將穩定性雙氧水與水按1:100的比例稀釋后,用噴霧器將消毒溶液噴灑在空氣中,即可起到對生產空間消毒的效果,有利于啤酒企業按HACCP標準進行生產和管理。
          5.對人員的消毒。將穩定性雙氧水稀釋50~100倍后所得的溶液,可對工作人員的手、足進行消毒。對不同的場合、不同的物品進行消毒,可根據實際情況,采用不同的方法和不同濃度的消毒液,既可達到理想的滅菌效果,又可降低使用成本。
          6.純生啤酒無菌包裝的消毒殺菌。在純生啤酒生產中,以穩定性雙氧水對包裝物進行滅菌的方式主要有兩種:一種是將穩定性雙氧水加熱到一定溫度,然后對包裝盒或包裝材料進行滅菌。另一種是將穩定性雙氧水均勻地涂布或噴灑于包裝材料表面,然后通過熱空氣加熱蒸發穩定性雙氧水,從而完成滅菌過程。
          四、使用穩定性雙氧水的殺菌工藝及微生物檢測結果
          1.發酵罐及管路殺菌工藝
          2.鮮啤桶殺菌工藝
          3.微生物檢測結果
          五、使用穩定性雙氧水應注意事項
          1.穩定性雙氧水應采用符合啤酒衛生要求的聚乙烯桶包裝,包裝容器的蓋上應分布有很小的排氣孔。并應貯存在陰涼、通風、干燥的庫房中,避免陽光直射。
          2.嚴禁與堿、金屬及金屬化合物、易燃品混存。
          3.容器應加蓋并保持排氣狀態,以保持容器內雙氧水的純度,防止污染。
          4.如容器出現破裂、滲漏等現象,應及時用大量的水沖洗。
          5.切勿直接用手接觸包裝桶,搬運使用時應戴上塑膠手套。
          6.穩定性雙氧水濺落到人體表面或人眼內時,應立即用大量的清水沖洗。
          7.當外溢的穩定性雙氧水與其他可燃物質接觸時,應立即用大量的清水沖洗,將穩定性雙氧水洗掉。
          六、H2O2含量測定方法
          稱取0.2g(0.18ml)樣品,稱準至0.0002g。加25ml水,加10ml 4mol/L的硫酸,用0.1mol/L高錳酸鉀標準溶液滴定至溶液呈粉紅色,保持30秒不褪色。
          H2O2的百分含量(X)按下式計算。
          式中:
          V—高錳酸鉀標準溶液之用量,ml;
          C—高錳酸鉀標準溶液之濃度,mol / L;
          m—樣品質量,g;
          0.01701—每毫克摩爾1/2H2O2之克數,g/mmol。
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