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啤酒缓冲性、稳定性是详细介绍

  啤酒缓冲性,是指在其pH范围内具有一定的缓冲能力。而啤酒缓冲容量是衡量啤酒缓冲能力的大小。本文主要从啤酒的缓冲体系组成和缓冲体系两方面,对啤酒pH值以及缓冲容量、浊度之间的关系进行跟踪分析。

  啤酒的缓冲性在一定程度上决定了成品啤酒的pH值,并控制成品啤酒的pH变化幅度。当啤酒pH从4.5降到3.9时,啤酒抵抗微生物的能力增加,非生物稳定性增加,风味稳定性降低。

  啤酒或麦汁缓冲容量的定义:每100mL啤酒(麦汁)pH改变1个单位时,所消耗0.1mol/NaOH的毫升数。

  在相同原料、料液比及相同糖化用水pH值下,通过改变糖化投料温度、蛋白质休止温度及两温度下的作用时间,研究糖化工艺参数对麦汁中缓冲物质含量及缓冲性能的影响。

  在麦汁主要成分给定的情况下,影响麦汁缓冲容量的重要因素主要有水质、外加酸以及麦汁煮沸时间,同时,研究结果显示出缓冲容量愈大,高级醇含量愈高。麦汁的缓冲容量对啤酒中高级醇浓度有较大的影响,可以通过控制麦汁的缓冲容量来实现对发酵过程pH的控制。一般pH5.0的酸水糖化效果较好,较大缓冲容量的水质有利于麦芽的糖化;盐酸、磷酸和乳酸的使用能提高麦汁的缓冲容量;充分的煮沸可使其缓冲容量降低30%以上。采用不同的啤酒品种以研究其缓冲容量与啤酒质量稳定性之间的相关性。同时,有针对性地提出了增加啤酒缓冲容量的措施,并对酿造过程中磷酸盐的主要来源进行了研究。研究结果表明,啤酒缓冲容量与啤酒泡持、浊度稳定性和老化速度之间存在着线性相关性。增加麦汁或啤酒中总磷酸盐浓度,既是提高啤酒缓冲容量的有效措施,又是减缓啤酒老化速度的重要手段之一。

  1.啤酒设备厂家小编通过模拟啤酒中缓冲物质对啤酒pH的改变,试做如下实验:

  1.1 K2HPO4单一对啤酒pH值的改变

  样品:A啤酒,K2HPO4溶液:300mg/L,pH的变化范围:4.3~4.6

  缓冲容量较大时,对应的缓冲体系汗斑量为0.65mL。也就是说,当啤酒中磷酸盐加入到一定程度时,啤酒的非生物稳定性较强。

  1.2 KH2PO4单一对啤酒pH值的改变

  样品:A啤酒,KH2PO4溶液:300mg/L,pH的变化范围:4.3~4.6

  KH2PO4单一对啤酒pH值的改变中,缓冲容量较大时,对应的缓冲体系含量为0.69mL。

  为进一步了解缓冲体系对啤酒缓冲容量的影响,并且合理推出当缓冲容量较大时,所添加缓冲物质的实际需要量,通过对多种缓冲体系同时进行啤酒的pH改变,看看啤酒缓冲容量较大时,消耗混合体系的物质量,并对此种啤酒的浊度进行分析,从而进一步了解缓冲性对啤酒风味稳定性和浊度之间的关系。找出较佳添加量,合理调整啤酒工艺,使啤酒中磷酸盐含量达到较佳溶出状态。

  1.3 多种缓冲体系同时对pH的改变

  样品:A啤酒,K2HPO4溶液:300mg/L,KH2PO4溶液:300mg/L

  单一的缓冲模拟体系对啤酒pH值改变较均匀,多种混合并存缓冲体系对啤酒pH值的改变,在两者量比例趋于1时,pH值改变较快,即随KH2PO4溶液(mL)和K2HPO4溶液(mL)量的接近。pH值变化幅度上升,随KH2PO4溶液(mL)和K2HPO4溶液(mL)量的远离,pH值变化幅度较平稳。并且当两种缓冲物质的量在0.4~0.6mL范围时,啤酒的缓冲容量相对较高。当两种缓冲物质分别为0.4mL和0.6mL时,此时缓冲容量较大。

  1.4 多种缓冲体系浓度的改变对啤酒pH值的变化

  样品:A啤酒,K2HPO4溶液:400mg/L,KH2PO4溶液:400mg/L

  随KH2PO4溶液(mL)和K2HPO4溶液(mL)量的上升,pH值变化幅度比较大,对应缓冲容量也相应增大,随着KH2PO4溶液(mL)和K2HPO4溶液(mL)量的上升,啤酒的缓冲性升高。但啤酒酒体改变使得啤酒风味可能发生变化。很明显,啤酒酿造过程中控制啤酒的磷含量也十分重要。化验室应加强对啤酒中磷的检测,以指导大生产时控制较佳啤酒的磷含量的工艺措施。

  1.5 按上述方法测定不同啤酒的pH值对应的缓冲容量

  缓冲容量在中档以上啤酒中大体相当,D、E是外厂啤酒,表明啤酒非生物稳定性相当。从化验室所做保质期看,5个月后,啤酒浊度反弹偏差不太大。并且在我厂中高档啤酒中,啤酒非生物稳定性趋于同一水平线上。当然,只有这些数据不足以说明和体现啤酒缓冲性。

  1.6 缓冲容量与浊度的关系

  实验结果显示:随啤酒缓冲容量的增加,啤酒浊度呈下降趋势。

  当啤酒中磷酸盐缓冲体系浓度在300~400ppm时,可以满足啤酒的缓冲要求。根据有关报道:有机酸、磷酸盐、天冬氨酸是影响啤酒缓冲容量的较主要因素,因而为提高啤酒缓冲容量可在啤酒酿造工艺过程增加含有天冬氨酸的多肽,或者增加麦汁或啤酒的总磷酸盐浓度。

  由于增加天冬氨酸在啤酒储存中会形成风味老化物质,因此可通过增加总磷酸盐浓度来提高啤酒的缓冲容量。我们知道,磷酸盐来源于大米、酒花、麦芽。大米和酒花含磷较少,麦芽相对较多。

  为了增强啤酒非生物稳定性,除了要合理制定啤酒工艺,提高啤酒的保质期外,还可以通过添加相应的磷酸盐使啤酒缓冲性达到较大,进而提高啤酒的非生物稳定性。

  稳定性双氧水是一种高效强力杀菌剂,在啤酒工业中有十分重要的应用价值。

  一、稳定性双氧水的理化性质及消毒、杀菌原理

  双氧水,学名过氧化氢,分子式为H2O2,分子量为34.01,无色透明液体,溶于水、醇及醚,高浓度时有腐蚀性,敞口放置时,会渐渐分解为氧及水,30%双氧水的密度为1.11g/cm3,熔点-0.89℃,沸点为151.4℃。具有强烈的杀菌作用,在碱性条件下,效果更加明显。

  稳定性双氧水是一种经过增效和稳定处理的无色、无味、无毒的透明液体,由于双氧水与增效剂的协同作用,大大提高了杀菌、杀灭病毒的能力和速度,同时其杀菌效果更具长效性。其杀菌原理是利用活性氧极强的氧化能力,破坏微生物体内的原生质,从而达到杀灭微生物和消毒灭菌的目的。稳定性双氧水具有广谱、高效、长效的杀菌特点,在完成杀菌过程之后,分解为氧气和水,不会产生有毒的残留物,无需用水冲洗,对环境无污染,是一种环保型消毒剂。

  二、影响双氧水稳定性的主要因素

  影响双氧水稳定性的主要因素有以下几方面:

  1.温度。双氧水在较低温度和较高纯度时,是比较稳定的。当双氧水加热到153℃或更高温度时,便会发生猛烈的爆炸性分解。在较低温度下,双氧水的分解比较平稳,分解反应为:

  2H2O2→2H2O+O2↑+46.94kcal。

  2.PH值。介质的酸碱度对双氧水的稳定性有很大的影响。在酸性条件下,双氧水的性质十分稳定,发生氧化反应的速度较慢;在碱性介质中,双氧水很不稳定,分解速度很快。

  3.杂质。杂质是影响双氧水稳定性的重要因素。很多金属离子,如二价铁离子、二价锰离子、二价铜离子、三价铬离子等都会促进双氧水的分解。通常在双氧水中加入大量的稳定剂来抑制杂质的催化作用,抑制原理是螯合及还原。即加入微量的稳定剂,如锡酸钠、焦磷酸钠或8-羟基喹啉等通过还原和络合作用来抑制双氧水的分解。

  4.光。波长在3200~3800埃之间的光线,会加速双氧水的分解速度。为提高双氧水的稳定性,必须对光、热、金属离子含量和pH值等因素进行控制。而稳定性双氧水因纯度高,内含金属离子等杂质很少,因此具有很好的稳定性。

  三、稳定性双氧水在啤酒生产中的应用

  1.对生产设备和管道进行消毒。将稳定性双氧水用水稀释,并以稀释液对设备冲洗、对管道浸泡20~30分钟之后,将消毒液放出即可,不需要再用水去冲洗。

  2.对包装容器的消毒。用稀释35~100倍的稳定性双氧水溶液,对容器进行浸泡20~30分钟,或对容器加压冲洗10~60秒,放出消毒液即可,无需用水冲洗。

  3.无菌水的配制。稳定性双氧水与水的比例为1:10000~30000,将稳定性双氧水加入水中,搅拌均匀即可。

  4.对生产空间的消毒。将稳定性双氧水与水按1:100的比例稀释后,用喷雾器将消毒溶液喷洒在空气中,即可起到对生产空间消毒的效果,有利于啤酒企业按HACCP标准进行生产和管理。

  5.对人员的消毒。将稳定性双氧水稀释50~100倍后所得的溶液,可对工作人员的手、足进行消毒。对不同的场合、不同的物品进行消毒,可根据实际情况,采用不同的方法和不同浓度的消毒液,既可达到理想的灭菌效果,又可降低使用成本。

  6.纯生啤酒无菌包装的消毒杀菌。在纯生啤酒生产中,以稳定性双氧水对包装物进行灭菌的方式主要有两种:一种是将稳定性双氧水加热到一定温度,然后对包装盒或包装材料进行灭菌。另一种是将稳定性双氧水均匀地涂布或喷洒于包装材料表面,然后通过热空气加热蒸发稳定性双氧水,从而完成灭菌过程。

  四、使用稳定性双氧水的杀菌工艺及微生物检测结果

  1.发酵罐及管路杀菌工艺

  2.鲜啤桶杀菌工艺

  3.微生物检测结果

  五、使用稳定性双氧水应注意事项

  1.稳定性双氧水应采用符合啤酒卫生要求的聚乙烯桶包装,包装容器的盖上应分布有很小的排气孔。并应贮存在阴凉、通风、干燥的库房中,避免阳光直射。

  2.严禁与碱、金属及金属化合物、易燃品混存。

  3.容器应加盖并保持排气状态,以保持容器内双氧水的纯度,防止污染。

  4.如容器出现破裂、渗漏等现象,应及时用大量的水冲洗。

  5.切勿直接用手接触包装桶,搬运使用时应戴上塑胶手套。

  6.稳定性双氧水溅落到人体表面或人眼内时,应立即用大量的清水冲洗。

  7.当外溢的稳定性双氧水与其他可燃物质接触时,应立即用大量的清水冲洗,将稳定性双氧水洗掉。

  六、H2O2含量测定方法

  称取0.2g(0.18ml)样品,称准至0.0002g。加25ml水,加10ml 4mol/L的硫酸,用0.1mol/L高锰酸钾标准溶液滴定至溶液呈粉红色,保持30秒不褪色。

  H2O2的百分含量(X)按下式计算。

  式中:

  V—高锰酸钾标准溶液之用量,ml;

  C—高锰酸钾标准溶液之浓度,mol / L;

  m—样品质量,g;

  0.01701—每毫克摩尔1/2H2O2之克数,g/mmol。