啤酒緩沖性，是指在其pH范圍內(nèi)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(duì)啤酒pH值以及緩沖容量、濁度之間的關(guān)系進(jìn)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(dāng)啤酒pH從4.5降到3.9時(shí)，啤酒抵抗微生物的能力增加，非生物穩(wěn)定性增加，風(fēng)味穩(wěn)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(gè)單位時(shí)，所消耗0.1mol/NaOH的毫升數(shù)。
在相同原料、料液比及相同糖化用水pH值下，通過(guò)改變糖化投料溫度、蛋白質(zhì)休止溫度及兩溫度下的作用時(shí)間，研究糖化工藝參數(shù)對(duì)麥汁中緩沖物質(zhì)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(zhì)、外加酸以及麥汁煮沸時(shí)間，同時(shí)，研究結(jié)果顯示出緩沖容量愈大，高級(jí)醇含量愈高。麥汁的緩沖容量對(duì)啤酒中高級(jí)醇濃度有較大的影響，可以通過(guò)控制麥汁的緩沖容量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵過(guò)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(zhì)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(zhì)量穩(wěn)定性之間的相關(guān)性。同時(shí)，有針對(duì)性地提出了增加啤酒緩沖容量的措施，并對(duì)釀造過(guò)程中磷酸鹽的主要來(lái)源進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，啤酒緩沖容量與啤酒泡持、濁度穩(wěn)定性和老化速度之間存在著線性相關(guān)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(guò)模擬啤酒中緩沖物質(zhì)對(duì)啤酒pH的改變，試做如下實(shí)驗(yàn)：
1.1 K2HPO4單一對(duì)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(shí)，對(duì)應(yīng)的緩沖體系汗斑量為0.65mL。也就是說(shuō)，當(dāng)啤酒中磷酸鹽加入到一定程度時(shí)，啤酒的非生物穩(wěn)定性較強(qiáng)。
1.2 KH2PO4單一對(duì)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(duì)啤酒pH值的改變中，緩沖容量較大時(shí)，對(duì)應(yīng)的緩沖體系含量為0.69mL。
為進(jìn)一步了解緩沖體系對(duì)啤酒緩沖容量的影響，并且合理推出當(dāng)緩沖容量較大時(shí)，所添加緩沖物質(zhì)的實(shí)際需要量，通過(guò)對(duì)多種緩沖體系同時(shí)進(jìn)行啤酒的pH改變，看看啤酒緩沖容量較大時(shí)，消耗混合體系的物質(zhì)量，并對(duì)此種啤酒的濁度進(jìn)行分析，從而進(jìn)一步了解緩沖性對(duì)啤酒風(fēng)味穩(wěn)定性和濁度之間的關(guān)系。找出較佳添加量，合理調(diào)整啤酒工藝，使啤酒中磷酸鹽含量達(dá)到較佳溶出狀態(tài)。
1.3 多種緩沖體系同時(shí)對(duì)pH的改變
樣品：A啤酒，K2HPO4溶液：300mg/L，KH2PO4溶液：300mg/L
通過(guò)表2可看出，單一的緩沖模擬體系對(duì)啤酒pH值改變較均勻，多種混合并存緩沖體系對(duì)啤酒pH值的改變，在兩者量比例趨于1時(shí)，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(yuǎn)離，pH值變化幅度較平穩(wěn)。并且當(dāng)兩種緩沖物質(zhì)的量在0.4~0.6mL范圍時(shí)，啤酒的緩沖容量相對(duì)較高。當(dāng)兩種緩沖物質(zhì)分別為0.4mL和0.6mL時(shí)，此時(shí)緩沖容量較大。
1.4 多種緩沖體系濃度的改變對(duì)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(duì)應(yīng)緩沖容量也相應(yīng)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(fēng)味可能發(fā)生變化。很明顯，啤酒釀造過(guò)程中控制啤酒的磷含量也十分重要?；?yàn)室應(yīng)加強(qiáng)對(duì)啤酒中磷的檢測(cè)，以指導(dǎo)大生產(chǎn)時(shí)控制較佳啤酒的磷含量的工藝措施。
1.5 按上述方法測(cè)定不同啤酒的pH值對(duì)應(yīng)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(dāng)，D、E是外廠啤酒，表明啤酒非生物穩(wěn)定性相當(dāng)。從化驗(yàn)室所做保質(zhì)期看，5個(gè)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(wěn)定性趨于同一水平線上。當(dāng)然，只有這些數(shù)據(jù)不足以說(shuō)明和體現(xiàn)啤酒緩沖性。
1.6 緩沖容量與濁度的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：隨啤酒緩沖容量的增加，啤酒濁度呈下降趨勢(shì)。
當(dāng)啤酒中磷酸鹽緩沖體系濃度在300～400ppm時(shí)，可以滿足啤酒的緩沖要求。根據(jù)有關(guān)報(bào)道：有機(jī)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(guò)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(chǔ)存中會(huì)形成風(fēng)味老化物質(zhì)，因此可通過(guò)增加總磷酸鹽濃度來(lái)提高啤酒的緩沖容量。我們知道，磷酸鹽來(lái)源于大米、酒花、麥芽。大米和酒花含磷較少，麥芽相對(duì)較多。
為了增強(qiáng)啤酒非生物穩(wěn)定性，除了要合理制定啤酒工藝，提高啤酒的保質(zhì)期外，還可以通過(guò)添加相應(yīng)的磷酸鹽使啤酒緩沖性達(dá)到較大，進(jìn)而提高啤酒的非生物穩(wěn)定性。
穩(wěn)定性雙氧水是一種高效強(qiáng)力殺菌劑，在啤酒工業(yè)中有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。
一、穩(wěn)定性雙氧水的理化性質(zhì)及消毒、殺菌原理
雙氧水，學(xué)名過(guò)氧化氫，分子式為H2O2，分子量為34.01，無(wú)色透明液體，溶于水、醇及醚，高濃度時(shí)有腐蝕性，敞口放置時(shí)，會(huì)漸漸分解為氧及水，30%雙氧水的密度為1.11g/cm3，熔點(diǎn)-0.89℃，沸點(diǎn)為151.4℃。具有強(qiáng)烈的殺菌作用，在堿性條件下，效果更加明顯。
穩(wěn)定性雙氧水是一種經(jīng)過(guò)增效和穩(wěn)定處理的無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒的透明液體，由于雙氧水與增效劑的協(xié)同作用，大大提高了殺菌、殺滅病毒的能力和速度，同時(shí)其殺菌效果更具長(zhǎng)效性。其殺菌原理是利用活性氧極強(qiáng)的氧化能力，破壞微生物體內(nèi)的原生質(zhì)，從而達(dá)到殺滅微生物和消毒滅菌的目的。穩(wěn)定性雙氧水具有廣譜、高效、長(zhǎng)效的殺菌特點(diǎn)，在完成殺菌過(guò)程之后，分解為氧氣和水，不會(huì)產(chǎn)生有毒的殘留物，無(wú)需用水沖洗，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，是一種環(huán)保型消毒劑。
二、影響雙氧水穩(wěn)定性的主要因素
影響雙氧水穩(wěn)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(shí)，是比較穩(wěn)定的。當(dāng)雙氧水加熱到153℃或更高溫度時(shí)，便會(huì)發(fā)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(wěn)，分解反應(yīng)為：
2H2O2→2H2O＋O2↑＋46.94kcal。
2.PH值。介質(zhì)的酸堿度對(duì)雙氧水的穩(wěn)定性有很大的影響。在酸性條件下，雙氧水的性質(zhì)十分穩(wěn)定，發(fā)生氧化反應(yīng)的速度較慢；在堿性介質(zhì)中，雙氧水很不穩(wěn)定，分解速度很快。
3.雜質(zhì)。雜質(zhì)是影響雙氧水穩(wěn)定性的重要因素。很多金屬離子，如二價(jià)鐵離子、二價(jià)錳離子、二價(jià)銅離子、三價(jià)鉻離子等都會(huì)促進(jìn)雙氧水的分解。通常在雙氧水中加入大量的穩(wěn)定劑來(lái)抑制雜質(zhì)的催化作用，抑制原理是螯合及還原。即加入微量的穩(wěn)定劑，如錫酸鈉、焦磷酸鈉或8-羥基喹啉等通過(guò)還原和絡(luò)合作用來(lái)抑制雙氧水的分解。
4.光。波長(zhǎng)在3200～3800埃之間的光線，會(huì)加速雙氧水的分解速度。為提高雙氧水的穩(wěn)定性，必須對(duì)光、熱、金屬離子含量和pH值等因素進(jìn)行控制。而穩(wěn)定性雙氧水因純度高，內(nèi)含金屬離子等雜質(zhì)很少，因此具有很好的穩(wěn)定性。
三、穩(wěn)定性雙氧水在啤酒生產(chǎn)中的應(yīng)用
1.對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和管道進(jìn)行消毒。將穩(wěn)定性雙氧水用水稀釋，并以稀釋液對(duì)設(shè)備沖洗、對(duì)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(duì)包裝容器的消毒。用稀釋35～100倍的穩(wěn)定性雙氧水溶液，對(duì)容器進(jìn)行浸泡20～30分鐘，或?qū)θ萜骷訅簺_洗10～60秒，放出消毒液即可，無(wú)需用水沖洗。
3.無(wú)菌水的配制。穩(wěn)定性雙氧水與水的比例為1:10000～30000，將穩(wěn)定性雙氧水加入水中，攪拌均勻即可。
4.對(duì)生產(chǎn)空間的消毒。將穩(wěn)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(duì)生產(chǎn)空間消毒的效果，有利于啤酒企業(yè)按HACCP標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)和管理。
5.對(duì)人員的消毒。將穩(wěn)定性雙氧水稀釋50～100倍后所得的溶液，可對(duì)工作人員的手、足進(jìn)行消毒。對(duì)不同的場(chǎng)合、不同的物品進(jìn)行消毒，可根據(jù)實(shí)際情況，采用不同的方法和不同濃度的消毒液，既可達(dá)到理想的滅菌效果，又可降低使用成本。
6.純生啤酒無(wú)菌包裝的消毒殺菌。在純生啤酒生產(chǎn)中，以穩(wěn)定性雙氧水對(duì)包裝物進(jìn)行滅菌的方式主要有兩種：一種是將穩(wěn)定性雙氧水加熱到一定溫度，然后對(duì)包裝盒或包裝材料進(jìn)行滅菌。另一種是將穩(wěn)定性雙氧水均勻地涂布或噴灑于包裝材料表面，然后通過(guò)熱空氣加熱蒸發(fā)穩(wěn)定性雙氧水，從而完成滅菌過(guò)程。
四、使用穩(wěn)定性雙氧水的殺菌工藝及微生物檢測(cè)結(jié)果
1.發(fā)酵罐及管路殺菌工藝
2.鮮啤桶殺菌工藝
3.微生物檢測(cè)結(jié)果
五、使用穩(wěn)定性雙氧水應(yīng)注意事項(xiàng)
1.穩(wěn)定性雙氧水應(yīng)采用符合啤酒衛(wèi)生要求的聚乙烯桶包裝，包裝容器的蓋上應(yīng)分布有很小的排氣孔。并應(yīng)貯存在陰涼、通風(fēng)、干燥的庫(kù)房中，避免陽(yáng)光直射。
2.嚴(yán)禁與堿、金屬及金屬化合物、易燃品混存。
3.容器應(yīng)加蓋并保持排氣狀態(tài)，以保持容器內(nèi)雙氧水的純度，防止污染。
4.如容器出現(xiàn)破裂、滲漏等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)用大量的水沖洗。
5.切勿直接用手接觸包裝桶，搬運(yùn)使用時(shí)應(yīng)戴上塑膠手套。
6.穩(wěn)定性雙氧水濺落到人體表面或人眼內(nèi)時(shí)，應(yīng)立即用大量的清水沖洗。
7.當(dāng)外溢的穩(wěn)定性雙氧水與其他可燃物質(zhì)接觸時(shí)，應(yīng)立即用大量的清水沖洗，將穩(wěn)定性雙氧水洗掉。
六、H2O2含量測(cè)定方法
稱取0.2g（0.18ml）樣品，稱準(zhǔn)至0.0002g。加25ml水，加10ml 4mol/L的硫酸，用0.1mol/L高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算。
式中：
V—高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液之用量，ml；
C—高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液之濃度，mol / L；
m—樣品質(zhì)量，g；
0.01701—每毫克摩爾1/2H2O2之克數(shù)，g/mmol。
