毕业论文—无醇啤酒酒精含量测定方法的探讨

毕业—无醇啤酒酒精含量测定方法的探讨 无醇啤酒酒精含量测定方法的探讨 福建燕京惠泉啤酒股份有限公司 程志强 362100 【摘要】 随着啤酒消费人群的扩大，适合于妇女、儿童、司机等特殊人群的无醇啤酒不断被推出。由于无醇啤酒的酒精含量较低，酒精含量的控制成为无醇啤酒生产的关键。本文对几种不同酒精含量的检测方法进行分析探讨，并从实验中得出几种较适于无醇啤酒酒精含量检测的方法。 【关键词】 无醇啤酒 酒精含量 检测 方法 所谓无醇啤酒，并不是真正意义上的不含一点酒精。国际上的认为，酒精含量在0.5%(V/V)或0.4%(m/m)以下，具有普通啤酒的色泽、香味和泡沫等特征的啤酒就是无醇啤酒。其前期发酵过程与普通啤酒相同，后期增加了提醇和恢复原口味等特殊加工工艺，使它既保持原有口味不变，酒精含量又大大降低，只有普通啤酒的1,7,1,8。无醇啤酒酿造过程全部与普通啤酒工艺相同，只是在灌装前通过不同方式如低温蒸馏去除酒精，保持了全部的啤酒风味物质。无醇啤酒为特种啤酒，其酒精含量为无醇啤酒的特征指标，需严格控制酒精含量在0.5%(V/V)以下。选择合适的酒精含量测定方法，对控制无醇啤酒酒精含量非常重要。 1( 酒精含量测定方法 酒精含量测定方法有多种，常用的有如下几种: 1.1 酒精计直接测定法 1.1.1 仪器 1.1.1.1 酒精计:标定温度20?，分度值0.1或0.2%(V/V) 1.1.1.2 温度计:0-50?，分度值0.25或0.5? 1.1.1.3 量筒 1.1.2 操作方法 把样品处理后,倒入量筒,直接用酒精计测定室温时试样的酒精度。再查表校正为20?时的酒精度(%，V/V)。 1.2 蒸馏—密度瓶法 1.2.1 仪器 全玻璃蒸馏器(500ml )、恒温水浴(精度?0.1?)、 容量瓶(100 ml )、 移液管(100 ml)分析天平(感量0.1mg)、天平(感量0.1g)、25 ml附温度计密度瓶 1.2.2 操作方法 用100 ml容量瓶准确量取试样100ml，置于蒸馏瓶中，用50ml水分三次冲洗容量瓶，洗液并入蒸馏瓶中，加玻璃珠数粒，装上蛇型冷凝管，用原100 ml容量瓶接收馏出液(外加冰浴),缓缓加热蒸馏，收集约96ml馏出液(蒸馏应在30-60分钟内完成)，取下容量瓶，调温到20?，补水定容，混匀。用25 ml附温度计密度瓶测试样馏出液20?的相对密度，根据相对密度查表，得到试样馏出液的酒精度(%，V/V)，即为试样的酒精度。 1.3 气相色谱法 1.3.1 仪器 1.3.1.1 配有FID检测器的气相色谱仪 1.3.1.2 1μl微量注射器 1.3.2 试剂与溶液 1.3.2.1 用色谱纯乙醇配制成2%、3%、4%、5%、6%、7%(V/V)的乙醇标准溶液 1.3.2.2 色谱纯正丁纯 1.3.3 色谱柱与色谱条件 2m色谱柱;Chronosorb 103,60-80目;200?柱温;240?气化室和检测器温度;40ml/分钟载气流量;40ml/分钟氢气流量;500ml/分钟空气流量。应根据不同仪器，通过试验选择最佳色谱条件，以使乙醇和正丁纯获得完全分离，并使乙醇洗脱时间控制在1分钟，正丁纯在1.6分钟为最佳。 1.3.4 操作方法 1.3.4.1工作曲线的绘制 分别吸取不同浓度的乙醇标准溶液各10 ml于5个10ml容量瓶中，分别加入正丁纯0.5ml,混匀。在上述色谱条件下，进样0.3μl，以标样和内标峰面积的比值，对应酒精度绘制工作曲线。 1.3.4.2 试样的测定 吸取试样10 ml于5个10ml容量瓶中，分别加入正丁纯0.5ml,混匀。在上述色谱条件下，进样0.3μl。查工作曲线，计算试样的酒精度(%，V/V)。 1.4 仪器法 1.4.1 仪器 SCABA啤酒自动分析仪或Anton Paar啤酒自动分析仪(或使用同等分析效果的仪器) 1.4.2 操作方法 试样处理后,将试样导入啤酒自动分析仪进行测定，几分钟后，仪器自动打印出酒精度(%，V/V)。 1.5 快速氧化法 1.5.1 原理 乙醇在酸性条件下,经过量的、一定浓度的重铬酸钾作用，氧化生成醋酸。再将剩余的的重铬酸钾经硫代硫酸钠还原。由反应过程中，通过消耗的硫代硫酸钠的量计算酒精含量。 1.5.2 仪器 蒸馏装置、滴定用玻璃仪器 1.5.3 试剂 重铬酸钾溶液、硝酸溶液、碱性碘化钾溶液、淀粉溶液、硫代硫酸钠标准溶液 1.5.4操作方法 在蒸馏器的接收瓶中，加入10.00ml重铬酸钾溶液和25ml硝酸溶液。并将空气冷凝器的出口插入此溶液中。在蒸馏瓶中加入12ml水和1.00ml试样。接好装置，迅速加热至沸，并继续煮沸3分钟，蒸馏即告完成。在接受瓶中，加入300ml水、10ml碱性碘化钾溶液及10ml淀粉溶液，在电磁搅拌器搅拌下，用硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡青色的淀粉终点。通过如下公式计算酒精含量。 酒精(%，V/V)=(20.00-0.6575V)/Vs 式中V——硫代硫酸钠标准溶液滴定量 Vs——试样取样量 1.6 重铬酸钾比色法 1.6.1 原理 蒸馏液中的乙醇在酸性条件下，经一定浓度的重铬酸钾氧化生成醋酸。根据反应中生成的三价铬的颜色深浅进行比色测定，求得样品中的酒精含量。 1.6.2 仪器 1.6.2.1 分光光度计 1.6.2.2 蒸馏装置 1.6.2 试剂 重铬酸钾溶液、优级纯无水乙醇 1.6.3操作方法 1.6.3.1标准曲线的制备 吸取1ml无水乙醇于100ml容量瓶中，稀释至刻度，混匀。分别吸取此稀释液0、1、2、3、4、5、6、7ml于50 ml容量瓶中，各加15.0 ml重铬酸钾溶液，加水至刻度，混匀。此标准系列相当于试样中含有0.0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00、7.00(V/V)的酒精。以空白标准作参比，在波长610nm，用1cm比色皿测定其余各标准的吸光度。用吸光度对酒精浓度作图，绘标准曲线。 1.6.3.2 试样的测定 在500ml蒸馏烧瓶中，加入100.0ml试样。按1.2方法进行蒸馏，最后加适量水将蒸馏液补足为100.0ml。吸取1.0ml蒸馏液于50 ml容量瓶中，按标准曲线的制备的操作测定其吸光度，由标准曲线查出酒精含量(%、V/V)。 1.7 酶比色法 1.7.1 原理 乙醇在乙醇脱氧酶的作用下，将烟酰胺腺二核苷酸(NAD+)氧化成乙醛，在乙醛脱氢酶存在下，乙醛被(NAD+氧化成乙酸。在反应中，NAD+都转化为还原型NADH,测量溶液在340nm吸光度的变化，计算样品中的酒精含量(%、V/V)。 1.7.2 仪器 1.7.2.1 分光光度计 1.7.2.2 0.1、0.05ml微量可调吸管 1.7.3 试剂 1.7.3.1 PH9.0磷酸钾缓冲溶液; 1.7.3.2 含有NAD+(0.4mg)和乙醛脱氢酶(0.8u)的片剂。每3ml磷酸钾缓冲溶液加1片; 1.7.3.3 乙醇脱氧酶溶液(1.6ml含1200u) 1.7.4 操作方法 样品脱气处理后，将样品稀释到合适的倍数。吸0.10ml样品稀释液于比色皿中，加3ml反应混合液，同样以0.10m重蒸水代替样品作空白样。反应3分钟后，于340nm波长下，以空白作对照，测定样品的吸光值A1。再分别于空白样与样品样中加0.05ml乙醇脱氧酶溶液，混匀。反应10分钟后，再读吸光值A2，计算出样品和空白间吸光度的差值(A2- A1)，从样品吸光差(?As)中减去空白吸光差(?Ab)得?A。通过如下公式计算样品中的酒精含量(%、V/V)。 样品中的酒精含量(%、V/V)=0.01462×?A×稀释倍数 2. 实验测定结果 取5组不同批次的无醇啤酒，每组样品须同一工艺、同一生产时间。每组样品分别按不同的酒精含量检测方法测定酒精含量。检测结果见表 1。 表1 试样 酒精含量(%、V/V) 检测方法 1 2 2 4 5 酒精计直接测定法 0.65% 0.50% 0.34% 0.60% 0.40% 蒸馏—密度瓶法 0.58% 0.49% 0.45% 0.58% 0.45% 样品经碱中和处理后的蒸馏—密度瓶法 0.45% 0.40% 0.36% 0.46% 0.38% 气相色谱法 0.46% 0.41% 0.37% 0.45% 0.35% Anton Paar啤酒自动分析仪 0.44% 0.40% 0.36% 0.44% 0.36% 仪器法 SCABA啤酒自动分析仪 0.45% 0.41% 0.37% 0.47% 0.37% 快速氧化法 0.53% 0.48% 0.43% 0.43% 0.41% 重铬酸钾比色法 0.50% 0.43% 0.40% 0.50% 0.37% 酶比色法 0.45% 0.41% 0.37% 0.46% 0.35% 从表1检测数据可以看出:样品经碱中和处理后的蒸馏—密度瓶法、气相色谱法、仪器法、酶比色法所测无醇啤酒酒精含量数值较接近、稳定。酒精计直接测定法、快速氧化法、重铬酸钾比色法所测无醇啤酒酒精含量数值不稳定，波动较大。蒸馏—密度瓶法所测无醇啤酒酒精含量数值偏高。 3( 讨论与结论 无醇啤酒酒精含量较低，酒精含量是其特征指标，检测结果须非常准确。因此，选择合适的酒精含量检测方法非常重要。 3.1 酒精计直接测定法是用酒精计直接测量，测量值受温度、刻度读数的影响。酒精计分度值0.1或0.2%(V/V)，精度较差，检测方法虽然简便，但检测结果粗略，检测结果数据波动较大，不适于无醇啤酒酒精含量的测定。 3.2 蒸馏—密度瓶法是用加热蒸馏的方法，把样品中的挥发物质(包括挥发酸和乙醇)蒸出，再用比重瓶测定蒸馏液的比重，根据比重查表得出酒精含量。由于啤酒为酸性物质，含有一定量的挥发酸，会使检测结果偏高。蒸馏—密度瓶法只适于淡色和浓色啤酒，不适于低醇或无醇啤酒酒精含量的测定。若要用此法测无醇啤酒酒精含量，须先用1N的NaOH中和样品再蒸馏检测，或检测后用一个修正系数修正。 3.3 气相色谱法是利用试样进入气相色谱仪中的色谱柱时，物质在气固相两相中吸附系数不同，使乙醇与其它组分得以分离，利用氢火焰离子化检测器进行鉴定，与标样对照，根据保留时间性，利用内标定量。气相色谱法精确度较高，适合于无醇啤酒酒精含量的测定。 3.4 仪器法是样品直接进入仪器，并自动计算酒精含量后自动打印出测定数值。由于仪器酒精度分析精度0.02%，仪器法测定酒精含量方便、快速又准确，适合于无醇啤酒酒精含量的测定。 3.5 快速氧化法是利用乙醇在酸性条件下，经过量的、一定浓度的重铬酸钾作用，氧化生成醋酸。再将剩余的的重铬酸钾经硫代硫酸钠还原。由反应过程中，通过消耗的硫代硫酸钠的量计算酒精含量。虽然检测较快，但方法较粗略，适合于酒精含量较高的酒液测定，不适于低醇或无醇啤酒酒精含量的测定。 3.6 重铬酸钾比色法是通过乙醇在酸性条件下，经一定浓度的重铬酸钾氧化生成醋酸。根据反应中生成的三价铬的颜色深浅进行比色测定，求得样品中的酒精含量。检测结果较准确,但标准曲线只适用于酒精含量1-7%(W/W), 且检测方法较繁杂，因此，重铬酸钾比色法只适于普通啤酒的检测，不适于无醇啤酒酒精含量的测定。 3.7 酶比色法是乙醇在乙醇脱氧酶的作用下,将烟酰胺腺二核苷酸(NAD+)氧化成乙醛，在乙醛脱氢酶存在下，乙醛被(NAD+氧化成乙酸。在反应中，NAD+都转化为还原型NADH，测量溶液在340nm吸光度的变化，计算样品中的酒精含量(%、V/V)。检测时排除样品中其它成分如杂醇油、挥发酸等物质的干扰，检测结果较准确，适合于酒精含量较低的低醇啤酒和无醇啤酒酒精含量的测定。 3.8 从实验结果及分析结果看:样品经碱中和处理后或结果经修正的蒸馏—密度瓶法、气相色谱法、仪器法、酶比色法适于无醇啤酒酒精含量的测定。