关于不同因素对啤酒苦味质检验结果准确性的探讨

①基于国标法测量啤酒中苦味质提出的新方法②啤酒中苦味质含量测定的新方法与国标法结果准确性的探讨③探索啤酒中苦味质含量测定的新方法④关于啤酒中苦味质含量测定的新方法探讨【完善题目名称】华南农业大学理学院09应用化学林若琳华南农业大学理学院09应用化学黄素萍华南农业大学理学院09应用化学洪俊浩摘要啤酒苦味质检测常用的方法是国家标准GBT/4928-2001方法，即用20ml异辛烷从10ml被酸化的啤酒中将苦味质萃取出来，经过离心用分光光度计在275nm波长下测出吸光度，再由吸光度计算出啤酒的苦味质含量。然而国家标准方法中并没有给出详细操作方法和操作过程中应注意的细节，所以不同人测定结果差异较大。在阅读相关文献和实际操作的基础上，我们探索出了一种新的测定啤酒苦味质的方法。该方法操作简便，要求简单，过程细致，是对国标法较好的完善与改进。为此我们做了一组相关实验，详细地比较了两种方法下不同因素对苦味质测量结果的影响，验证了新方法在实际操作中的进步性与创新性。使得啤酒中苦味质测量的方法更容易应用于实际生产生活中，希望能对啤酒苦味质检测准确性有所帮助。关键词啤酒苦味质吸光度准确性1前言探讨不同因素对啤酒苦味质检验结果准确性，对减少国标法在测定啤酒中的苦味质中由于各种条件因素不同所造成的误差，提高测量的精度有着重要的意义。由于国标法测啤酒中的苦味质中只粗略的谈到测量操作，而对于各种因素没有详细说明，所以不同人的测定结果差异较大。在国标法的基础上，我们提出了一种更为简易，更加细化的新方法，能更好地应用于生产实践当中。我们对市场上不同厂家生产的啤酒进行了苦味质含量的测定，并参考大众对啤酒进行的品评，得出结论：啤酒中苦味质含量低于7BU的酒无酒花苦味和香气，且口味淡薄；苦味质在8~15BU之间的酒有清苦味和明显的酒花香气，且苦味适中柔和；苦味质在15BU以上的酒，有明显的苦味，且苦味偏重。故比较两种方法的异同，近一步完善啤酒产业中苦味质的测量方法，对于啤酒口味的确定和啤酒生产领域有着重要意义。啤酒之所以具有令人愉快的清香和爽口的苦味，是因为在啤酒生产过程中加入了酒花，酒花中含有α-酸、β-酸等苦味物质，是衡量酒花质量的重要指标，也是影响啤酒质量的重要因素。α-酸、β-酸及异α-酸是啤酒苦味质的主要成分。α-酸在水中溶解度很小。其中苦味物质主要成分是异α-酸（其结构如下图），苦味质的测定是利用啤酒的酸化，用异辛烷萃取其苦味物质，利用不同浓度的苦味质吸光度的不同，使用分光光度法来测定。其中最常使用的是国家标准测量法，本实验中在国标法的基础上，提出了一种新的苦味质测定方法。并近一步在比较两种方法测量的准确性的基础上探索了不同因素对苦味质含量测定的影响。本实验采用异辛烷萃取酸化的啤酒中异α-酸，再将离心分离后的异辛烷层对照纯品异辛烷（常用法）或对照异辛烷+一滴辛醇（国标法），在波长为275nm处进行吸光度测定。国标法测定啤酒中苦味质的含量对温度的要求较为严格，实验过程中需要啤酒恒定，并小于10℃。这在实际的生产检测中，增加了实验的操作难度，实验离心过程中温度很难恒定在10℃以下，这对苦味质测定结果的准确性产生了影响。相比于国标法，我们探索出来的新方法仅要求恒温条件，对度数没有严格的要求。这极大的方便了在实际生产中啤酒苦味质的测定工艺。过程中采取不同实验条件下，对测定结果与实际结果进行比较，分析出两种方法在不同条件下测量出苦味质含量的准确性。2实验目的(1)探究啤酒中苦味质检测的新方法与国家标准GBT/4928-2001方法在操作步骤、实验结果准确性上的异同。并比较不同实验因素在两种实验方法下对实验结果准确性的影响。(2)探索新方法在实际生产生活中的应用价值。(3)掌握啤酒中苦味质含量测定的最佳实验条件，并为改进测量工艺提供实验依据。3实验原理（1）啤酒的苦味从某种意义上讲,对啤酒的保存是有利的。啤酒生产过程中添加一定量带有苦味的酒花,可以增加啤酒的防腐力,仰制细菌的繁殖与活动,杀死啤酒酿制过程中的乳酸菌和酪酸菌,防止早期混浊,提高啤酒的保藏性能，并且使得啤酒具有清爽可口的苦味。（2）确定适宜的条件的原因：在可见光分光光度法的测定中，通常是将被测物与显色剂反应，使之生成有色物质，然后测其吸光度，进而求得被测物质的含量。因此，显色条件的完全程度和吸光度的测量条件都会影响到测量结果的准确性。为了使测定有较高的灵敏度和准确性，必须选择适宜的显色反应条件和仪器测量条件。通常所研究的显色反应条件有显色温度和时间，显色剂用量，显色液酸度，干扰物质的影响因素及消除等，但主要是测量波长和参比溶液的选择。对显色剂用量和测量波长的选择是该实验的内容。本实验中提到的新方法和国标法分别选用异辛烷溶液及异辛烷-辛醇（20ml异辛烷+1滴辛醇）溶液作为参比溶液。（3）如何确定适宜的条件：本实验采用控制变量法测定在两种方法下不同实验因素对实验结果的影响。控制变量法，即对于多因素（多变量）的问题，常常采用的一种实验方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决。在本实验中，我们将样品离心后静置时间、离心速度、样品温度及样品振摇萃取的方式这四个因素分别作为实验变量来比较两种方法测定结果的准确性。（4）异构α-酸被异辛烷(2，2，4-三甲基戊烷)在酸性环境下萃取出，可通过分光光度法测出其吸光度，并换算出苦味质含量。已知异构α-酸在波长为275nm处有最大的吸收值。将样品取出置于1cm石英比色皿中，在波长为275cm处，以异辛烷空白，测量其吸光度。则啤酒中苦味质的含量为X=A27550X——试样中苦味质的含量，以“BU”单位表示A275在275cm波长下，测得试样的吸光度50——换算系数（5）变异系数又称“标准差率”，是衡量资料中各观测值变异程度的另一个统计量。当进行两个或多个资料变异程度的比较时，如果度量单位与平均数相同，可以直接利用标准差来比较。如果单位和（或）平均数不同时，比较其变异程度就不能采用标准差，而需采用标准差与平均数的比值（相对值）来比较。变异系数可以消除单位和（或）平均数不同对两个或多个资料变异程度比较的影响标准变异系数是一组数据的变异指标与其平均指标之比，它是一个相对变异指标。作用：反映单位均值上的离散程度，常用在两个总体均值不等的离散程度的比较上。若两个总体的均值相等，则比较标准差系数与比较标准差是等价的。故变异系数又称离散系数。变异系数有全距系数、平均差系数和标准差系数等。常用的是标准差系数，用CV(CoefficientofVariance)表示。标准差与平均数的比值称为变异系数，记为C.V。CV(CoefficientofVariance):标准差与均值的比率。用公式表示为：CV＝σ/μ4实验设备（1）电动震荡机：震荡速度275次/分钟（2）低速离心机：最高转速5000转/分钟（3）721型分光光度计:上海精密科学仪器有限公司（配有1cm石英比色皿）（4）冰箱（4℃、-20℃），玻璃球6个（5）锥形瓶250ml，带盖塞的3个（6）离心管：50ml带聚丙烯旋盖若干支（7）移液管：1.00mL1支，10.0mL1支（8）标签、温度计、10ml量筒、25量筒5实验材料及试剂（1）盐酸：6mol/L（2）辛醇：色谱纯（3）异辛烷:色谱纯在1cm比色皿中,以275nm波长测定其吸光底低于0.005或接近重蒸馏水的吸光度。在20ml异辛烷中加一滴辛醇,用1cm比色皿,在275nm波长下测其吸光度低0.005或接近重蒸馏水的吸光度。（4）小瓶青岛啤酒：11度，330ml实验用水为二次蒸馏水。6实验操作6.1常用方法及国标法的操作步骤新方法：分别取成品啤酒大约100ml，倒入250ml锥形瓶中，盖塞，在恒温室内轻轻划圈摇动，开塞放气，盖塞，反复操作，直到无气体逸出为止。放置10-15min，吸取10.00ml已除气（不能损失泡沫）至50ml离心管中，并加入6mol/L的盐酸溶液0.5ml和20ml异辛烷，再加入2-3个玻璃球，拧上带有聚丙烯塞的盖。在电动振动机上震荡15min（应呈乳状），然后移到离心机上以3000转/分的速度离心15min，使其分层。取离心后的上层清夜，置于1cm石英比色皿中，在波长为275cm处，以异辛烷作空白，测其吸光度。国标法：用尖端带有一滴辛醇的移液管，吸取未除气的冷（小于10℃）的啤酒样品10.00ml于50ml离心管中，加入6mol/L的盐酸溶液0.5ml和20ml异辛烷，再加入2-3个玻璃球，拧上带有聚丙烯塞的盖。在电动振动机上震荡15min（应呈乳状），然后移动离心机上以3000转/分的速度离心15min，使其分层。尽快吸出上层清液（异辛烷层），用1cm石英比色皿，在波长为275cm处，以异辛烷-辛醇（20ml异辛烷+1滴辛醇）做空白，测其吸光度。6.2啤酒样品离心后静置时间的影响实验原因：苦味质是一种比色分析，所有的比色方法对时间都有要求，苦味质也不例外。故进行两种方法下样品离心后静置时间对实验结果影响的比较。（1）按照方法一操作步骤，分别取三支离心管，编号1、2、3，在震荡后分别静置3min、7min、10min后进行下一步离心操作，最后测其吸光度。计算在不同温度下方法一所检测的苦味质的含量。实验结果如图表一。（2）按照方法二操作步骤，分别取三支离心管，编号1、2、3，在震荡后分别静置3min、7min、10min后进行下一步离心操作，最后测其吸光度。计算在不同温度下方法一所检测的苦味质的含量。实验结果如图表一。啤酒静置时间新方法国标法再现性误差的变异系数A275苦味质（BU）A275苦味质（BU）3710（图一：两种方法下不同静置时间对实验结果的影响）以苦味质含量为纵坐标，啤酒静置时间值为横坐标绘制标准曲线。通过该对比实验，可得到在两种方法下样品震荡后静置时间的长短对啤酒内苦味质含量测定的影响及比较。6.3啤酒样品温度的影响实验原因：苦味质的检测时，样品的温度是否会对检测结果造成影响，大多数检测实验忽略了这个因素，现在用实验说明这个因素对检测的影响。（1）按照新方法操作步骤，分别吸取三份10.00ml已除气的啤酒于三支编号为1、2、3的50ml的离心管中，将1号离心管放于温度为-20℃的冰箱中，2号离心管放于温度为4℃的冰箱中，3号离心管放于室温中，各自放置15min(不能损失泡沫)。计算在不同温度下方法一所检测的苦味质的含量。实验结果如图表二。（2）按照国标法操作步骤，分别吸取三份10.00ml未除气的啤酒于三支编号为1、2、3的50ml的离心管中，将1号离心管放于温度为-20℃的冰箱中，2号离心管放于温度为4℃的冰箱中，3号离心管放于室温中，各自放置15min。计算在不同温度下方法二所检测的苦味质的含量。实验结果如图表二。【温度是在离心管中恒定的吗？】样品温度新方法国标法再现性误差的变异系数A275苦味质（BU）A275苦味质（BU）-20℃4℃25℃（图二：两种方法下不同温度对实验结果的影响）以苦味质含量为纵坐标，啤酒温度值为横坐标绘制标准曲线。6.4啤酒样品离心速度的影响实验原因：操作要求是3000转/分以上离心10min,实际上不同的离心机，离心半径不同，离心效果自然不一样，不能固定在3000转/分，要通过实验来确定，对比离心效率对结果的影响。（1）按照新方法操作步骤，分别吸取三份10.00ml已除气的啤酒于三支编号为1、2、3的50ml的离心管中，将1号离心管处于3000转/分的转速下15min，2号离心管处于4000转/分的转速下15min，3号离心管处于5000转/分的转速下15min。计算在不同温度下方法一所检测的苦味质的含量。实验结果如图表三。（2）按照国标法操作步骤，分别吸取三份10.00ml已除气的啤酒于三支编号为1、2、3的50ml的离心管中，将1号离心管处于3000转/分的转速下15min，2号离心管处于4000转/分的转速下15min，3号离心管处于5000转/分的转速下15min。