啤酒苦味质检测方法的改进

□ 王 蕊 山西运城农业职业技术学院

1 前言

苦味是啤酒的重要特征，啤酒特有爽口苦味。影响啤酒苦味的因素有许多。啤酒花作为啤酒苦味最重要的来源，不仅能赋予啤酒柔和、优美的芳香和爽口的微苦味，还能加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝，提高啤酒泡沫起泡性和泡持性，能增加麦汁和啤酒的生物稳定性[1]。准确测量啤酒的苦味值对于准确计算啤酒花的添加量以及提高啤酒的质量具有重要意义。国家标准中关于苦味质的测定采用紫外分光光度法。然而国家标准中没有说明操作过程中的具体细节，所以不同人的测定结果测定误差较大，影响实验结果准确度。本文欲通过实验并结合实际操作经验选择啤酒苦味质检测的具体操作方法，减少因不同人不同操作而引起的误差。

1.1 苦味物质的分类

目前，主要是根据欧洲啤酒协会（EBC）分析委员会（即根据Woellmer）的分类方法对酒花的苦味物质进行分类。

酒花中的苦味物质即酒花树脂之和，称为总树脂。

总树脂=硬树脂+总软树脂

总树脂：酒花中能溶于冷甲醇或乙醚的部分。

硬树脂：总树脂中不溶于己烷的部分(属于未定性树脂)。

总软树脂：总树脂中溶于己烷的部分。

总软树脂=α-酸+β-组分

α-酸：总树脂中能与醋酸铅沉淀的部分，属于定性树脂。

β-组分：总树脂中扣除α-酸的部分，包括β-酸和其它软树脂。

在总树脂中，α-酸占30%～50%；β-酸占30%～40%；β-组分占45%～60%（含β-酸）；硬树脂占10%～15%。

1.2 各种苦味物质的介绍

啤酒的苦味主要由下面3部分组成：①酒花树脂中α-酸的异构化合物（异α-酸）及其衍生物。②酒花树脂中β-酸的氧化物及其衍生物。③一些金属盐类苦味物质，其中主要是镁盐[2-9]。

2 材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 原料

青岛啤酒。

2.1.2 试剂

盐酸6 mol/L，正辛醇，色谱纯，异辛烷。

2.1.3 仪器

紫外分光光度计，，10 mm石英比色皿，离心机，离心管50 mL带聚丙烯旋盖，摇摆机，恒温水浴锅，79-1型磁力加热搅拌器。

2.2 实验方法

国家标准中苦味质的检测操作流程。

100 mL成品啤酒→除气→取10 mL除气后的啤酒→0.5 mL的6 mol/L盐酸酸化→加20 mL异辛烷→振荡萃取→离心分离→测吸光度→换算结果。

啤酒中苦味物质的主要成份是异α-酸，酸化的啤酒用异辛烷提取其苦味物质，使用紫外可见分光光度计，在275 nm波长下测其吸光度，用以测定其相对含量。

啤酒中苦味物质的含量计算公式见式（1）。

X=A275×50

式（1）中：X—试样中苦味质的含量，以“BU”单位表示；A275—在275 nm波长下，测得试样的吸光度；50—换算系数[10]。

（1）温度对苦味质检测的影响

将同一批次四瓶成品啤酒编号为1号、2号、3号与4号，分别放入15、18、20 ℃与25 ℃恒温水浴中（垂直放置30 min），将异辛烷分别放入15、18、20 ℃与25 ℃恒温水浴中（垂直放置30 min），然后采用国家标准方法检测啤酒的苦味质，实验在控温实验室进行，进行各组实验时，实验室温度相应调节为 15、18、20 ℃与 25 ℃[11]。

（2）除气强度对实验的影响

启开同一批次4瓶啤酒的瓶盖倒入4个三角瓶中，编号为1号、2号、3号与4号，然后分别将4个三角瓶在79-1型磁力加热搅拌器上搅拌10、15、20 min与 25 min， 分 别 静 止10 min使泡沫消失，然后采用国家标准方法测量啤酒中的苦味质。

（3）泡沫对测量结果的影响

取同一听成品啤酒的泡沫和清液各两组，分别标号泡沫1号、泡沫2号、清液1号与清液2号，待泡沫消泡后按照国家标准方法测量4组的苦味值。

（4）加消泡剂正丁醇的量对苦味质测量结果的影响

取同一批次4组啤酒各100 mL，编号为1号、2号、3号与4号，除气后再向4组中加入1滴、2滴、3滴与4滴正丁醇，用手摇匀，让瓶壁上的苦味质溶解在啤酒中，然后采用国家标准方法测量啤酒中的苦味质。

（5）不同纯度、吸光度异辛烷对苦味质检测结果的影响

用3组纯度分别为色谱纯（与重蒸馏水吸光度差值为0.004），优级纯（与重蒸馏水吸光度差值为0.007），优级纯（与重蒸馏水吸光度差值为0.010）的异辛烷进行萃取，编号1号、2号、3号，然后采用国家标准方法测量啤酒中的苦味质。

（6）异辛烷的加样方法对检测结果的影响

分别取4组不同批次的样品，编号1号、2号、3号与4号异辛烷加入到离心管内，以移液管垂直于离心管内溶液表面加入和移液管沿离心管壁加入的方法[12]，采用国家标准法测量啤酒中的苦味质。

（7）萃取时振荡方法对苦味质测量结果的影响

取4组同一听啤酒，编号1号、2号、3号与4号，设定摇摆机振荡频次为775 r/min，加入异辛烷后分别振荡5、7、10 min与13 min，然后采用国家标准法测量啤酒中的苦味质。

（8）萃取时振荡容器对苦味质检测结果的影响

萃取容器选用50 mL容量瓶、三角瓶加胶塞、50 mL离心管带聚丙烯旋盖，用同一听成品啤酒分别进行两次实验，然后采用国家标准方法测量啤酒中的苦味质。

（9）离心方法对苦味质检测结果的影响[13]

根据操作经验，分别选择离心机转速为3 000 r/min离心15 min、5 000 r/min离 心 10 min、10 000 r/min离心5 min，这3种方法都能使离心后的液体分层明显，两层液体的混合层小于5 mm。用同一听成品啤酒分别进行两次实验，然后采用国家标准方法测量啤酒中的苦味质。

3 结果与分析

3.1 温度对苦味质检测结果的影响

本组实验以温度为影响因素，研究其对苦味物质质检测的影响。结果见表1。

从表1可以看出温度会影响苦味物质的检测结果，温度越低，检测结果越低，反之，检测结果越高，在18 ℃和20 ℃之间变化不明显，考虑实际操作的成本，所以采用20 ℃为检测温度。

表1 温度对苦味质检测结果的影响

3.2 除气强度对苦味质检测结果的影响

本组实验主要研究除气强度对实验的影响。测定结果见表2。

表2 除气强度对苦味质检测结果的影响

从表2可以看出，苦味质不易挥发，待测样品的除气强度对苦味质的测量结果基本不构成影响。

3.3 泡沫对苦味质检测结果的影响

本组实验主要研究泡沫对测量结果的影响。测量结果见表3。

表3 泡沫对苦味质测量结果的影响

从表3可以看出泡沫组BU值明显偏高，去掉泡沫的清液组BU值明显偏低，故实验时泡沫损失或者液面有未消失的泡沫会对测量结果产生一定的影响，故实验中建议加消泡剂正丁醇进行消泡，以减小泡沫对测量结果的影响。

3.4 正丁醇加入量对苦味质检测结果的影响

本组主要研究加消泡剂正丁醇的添加量对苦味质测量结果的影响。测定结果见表4。

表4 正丁醇加入量对苦味质测量结果的影响

从表4可以看出，加正丁醇的数量会影响啤酒苦味质的测量结果，正丁醇的加入数量越多，则测量结果越高，加1～2滴对结果影响很小，所以统一加1滴正丁醇，最多不能多于2滴。

3.5 异辛烷纯度对苦味质检测结果的影响

本组实验主要研究不同纯度、吸光度的异辛烷对同一样品苦味质检测结果的影响。检测结果见表5。

表5 异辛烷纯度对苦味质检测结果的影响

从表5可以看出异辛烷的纯度对测量结果有较大影响，异辛烷纯度越低，测量结果越高，所以检测苦味质使用的异辛烷必须是国家标准中规定的色谱级纯度，而且在波长275 nm下吸光度A应接近重蒸蒸馏水（不高于0.005）。

3.6 异辛烷加入方式对苦味质检测结果的影响

本组实验主要研究异辛烷的加样方法对检测结果的影响。检测结果见表6。

从表6可以看出同一个样品，当异辛烷加入到离心管内时，采用移液管垂直于离心管内溶液表面加入比移液管沿离心管壁加入的检测结果平均高0.2 BU左右。笔者认为，移液管垂直于离心管内溶液表面加人异辛烷，利于其均匀分散，使苦味物质充分萃取，从而使结果准确。所以加入异辛烷时统一采用移液管垂直于离心管内液面加入的方式，并使其自然流下。

3.7 振荡方法对苦味质检测结果的影响

本组实验研究萃取时振荡方法对苦味质测量结果的影响。测定结果见表7。

表6 异辛烷加入方式对苦味质检测结果的影响

从表7可以看出振荡频率与时间对苦味质的检测结果存在重大影响，固定频率下振荡时间太短则萃取不完全，结果偏低。在775 r/min的振荡频次下振荡15 min与20 min的测量结果无明显影响，所以统一采取振荡频次为775 r/min，振荡时间为10 min。

3.8 萃取振荡容器对苦味质检测结果的影响

本组实验研究萃取时振荡容器对苦味质检测结果的影响。测定结果见表8。

从表8中可以看出不同的萃取振荡容器对苦味质的检测结果存在一定的影响，由于异辛烷极易挥发，振荡萃取时三角瓶加胶塞不够严密，会有异辛烷挥发，样品的体积变小，吸光值增大，结果偏高，离心管液体分层，萃取不完全，结果偏低，容量瓶密闭性比较好，结果较准确，所以选择50 mL容量瓶作为萃取振荡容器。

3.9 离心方法对苦味质检测结果的影响

本组实验研究离心方法对苦味质检测结果的影响。测定结果见表9。

表7 振荡方法对苦味质测量结果的影响

表8 萃取振荡容器对苦味质检测结果的影响

表9 离心方法对苦味质检测结果的影响

从表9可以看出，离心时间对苦味质的检测结果有轻微影响，由于异辛烷极易挥发，离心时间过长，则异辛烷挥发，测量结果偏高。所以采用离心转速为10 000 r/min，离心时间5 min。

4 验证实验

根据实验中总结出的结论，请15个具有丰富工作经验的啤酒质量检验人员对同一个样品分别用操作改进前的方法和笔者总结出的操作方法做了苦味质的检测，发现按照改进后的方法进行检测，不同人的检测偏差缩小。表10与图1是操作改进前后不同的检验人员对样品苦味质检测结果的对比。

表10 检测操作改进前后不同的检验人员对样品苦味质检测结果的对比

在上述两图的数据中，改进实验前的数据最小为12.20 BU，最高为13.60 BU，差值为1.40 BU，改进实验后的数据最小为12.55 BU，最高为12.95 BU，差值为0.4 BU。从两组数据的对比可以看出，改进实验使啤酒苦味质检验的稳定性得到了明显提高。

5 结论

以上验证了改进后的操作能够明显提高啤酒苦味质检测的稳定性，能有效缩小因不同人操作而形成的实验误差。

通过以上实验得知，最优的检测方法如下。

（1）调整实验室温度为20 ℃。

（2）样品的处理：样品在20 ℃恒温水浴锅中垂直放置30 min，然后用250 mL三角瓶取约100 mL样品，向样品中加入1滴正辛醇，然后置于磁力消泡器上调整转速为200 r/min，除气15 min。

（3）加入异辛烷：取10 mL样品加入到50 mL容量瓶中，加入0.5 mL的6 mol/L盐酸，加入20 mL异辛烷，移液管垂直于容量瓶内液面加入并使异辛烷自然流下，马上盖紧瓶盖。

（4）振荡萃取：调整摇摆机频率为775 r/min，振荡15 min。

（5）离心分离：将萃取液尽量全部转移至50 mL离心管，盖好盖子，10 000 r/min离心5 min

图1 操作改进前后15个检验人员对同一样品的检测结果对比

（6）测量吸光值：取上清液，用10 mm比色皿尽快测量吸光值。

6 讨论

啤酒苦味质检测操作过程中应注意以下几点。

（1）为了防止啤酒启盖时从酒液中泛出泡沫，需要将检测样品先放入20 ℃恒温水浴锅中恒温30 min，样品的启盖和移动一定要小心平稳，防止酒液泛起泡沫，实验中避免损失泡沫。

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

（3）测量吸光值时，空白和样品用同一瓶异辛烷，所使用异辛烷必须是色谱级纯度，而且在波长275 nm下的吸光度应接近重蒸蒸馏水（不高于0.005）。

（4）每周严格清洗比色皿，使比色皿之间的吸光值偏差尽量小，系统误差确实不能消除，可以从测量结果中减去。