啤酒中双乙酰检测方案(定氮仪)

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工 业 微 生 物Industrial Microbiology第31卷第4期2001年12月Vol.31No.4Dec. 2001 第4期工 业 微 生 物第31卷 啤酒中风味物质双乙酰含量的测定 柴平海， 李 爽， 吴海平， 施 燕， 但乐平* (上海市工业微生物研究所，上海200233) 摘 要 采用 Turbotherm Vap40自动定氨仪进行啤酒的蒸馏操作以测定啤酒中双乙酰含量，测定结果与国标法进行了对照，结论是 Turbotherm Vap40 自动定氮仪可以替代国标法中的双乙酰蒸馏装置进行啤酒中双乙酰含量的测定。 关键词：啤酒； 双乙酰； 测定 啤酒中已知的风味物质有800多种1，它们赋予啤酒特殊的风味，而且又通过一系列复杂的物理及化学过程时刻改变着啤酒的风味。双乙酰作为这些风味物质中最重要的一种，是品评啤酒成熟与否的主要依据，其含量多少直接影响啤酒的品质。多年来国内外科研人员对啤酒中双乙酰的形成与还原过程进行了多方面的研究，取得了一系列的研究成果，并将许多成果实际应用于啤酒的生产过程中，使啤酒的品质得到了显著提高。 啤酒中双乙酰含量的测定方法有多种，包括EBC 法、改进 EBC法2]、新 EBC法3、荧光分析法+、化学发光法5]、脉冲极谱法[6]、气相色谱法71等，目前国标法(GB4928-91)中使用的是 EBC 法即邻苯二胺(OPD)法。该法多年来在指导啤酒生产、控制啤酒产品质量方面起到了非常重要的作用，是一种成熟的测定双乙酰含量的方法。不过该法测定时需搭建一套玻璃蒸馏装置，操作较烦琐。 国标法规定测定双乙酰时，啤酒的蒸馏操作应在3~5min 内完成，但因双乙酰的前驱物质α-乙酰乳酸经非酶氧化生成双乙酰的过程受蒸馏过程中温度与时间的影响，温度越高，蒸馏时间越长，a-乙酰乳酸转化为双乙酰也就越彻底，在实际操作过程中，若蒸汽量不能得到很好的控制，将影响蒸馏时间，产生一定的测定误差。所以，若能严格控制蒸馏操作时所用的蒸汽量，就可严格控制蒸馏时间，从而减少啤酒中双乙酰的测定误差，尤其是同一批次啤酒样品的测定误差。 Vapodest 40 自动定氮仪可在 ( 作者简介：柴平海(1965~)，男、硕士， ) 一定范围内随意调节蒸馏所使用的蒸汽量，以此替代国标法中使用的带加热套管的定氮蒸馏装置，将能更精确的进行啤酒中双乙酰含量的测定，本文对此进行了初步探讨。 材料及方法 1.1 试剂及样品 邻苯二胺(化学纯，上海白鹤化工厂)，双乙酰(分析纯，荷兰进口分装，上海化学试剂公司经销)，有机硅消泡剂(德国)，啤酒样品(两种品牌的7个批号). 1.2 仪器设备 自动定氮仪(Turbotherm Vap40，德国 Gerhardt公司)，带加热套管双乙酰蒸馏装置(定制)，紫外分光光度计(CARY100，美国 VARIAN公司)。 1.3 试验方法 双乙酰的测定按照 GB4928-91 法要求的测定步骤进行。采用 Turbotherm Vap40 自动定氮仪的比对法和采用 GB 法对每一啤酒样品的测定都是在开瓶后的同一时间同时进行蒸馏操作，每一样品平行测定两次。 1.4 分析方法 试验所用各种溶液的配制及分析方法按照GB4928-91的要求进行。 2 结果与讨论 2.1 蒸馏最佳条件选择 使用 Turbotherm Vap40 自动定氮分分别以100%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%的蒸汽量加热批号为20010427的酒样，分别收集 25 mL 馏出液，在335nm 处得定得到的双乙酰吸光度值与蒸汽用量的关系如图1所示。 图1 蒸汽用量与双乙酰含量的关系 由图1可见，蒸汽用量的大小影响蒸馏时间的长短，从而直接影响啤酒中双乙酰含量的测定结果。用国标法测定的同一批号样品的双乙酰在335nm处的吸光度值为0.016。所以，用 TurbothermVap40半微量自动定氮仪时，70%的蒸汽用量蒸馏出的双乙酰的吸光度值与国标法所测值相符。因此，选择70%为适宜的蒸汽用量进行蒸馏操作。 2.2 双乙酰蒸出量同蒸馏时间的关系 为了观察啤酒中双乙酰被蒸馏的速度情况，在用国标法和比对法的蒸馏操作过程中，当馏出液收集满 25 mL时，立即换一支新比色管继续接收10mL馏出液来进行啤酒中残留的双乙酰含量的测定，结果见表1所示。 表1 啤酒中残留的双乙酰量 啤酒样品批号 20010508 20010425 20010428 20010508 20010424 20010510 (355mL) (640mL) (640mL) (640mL) (640mL) (640mL) A1 A2 第一次 0.003 0.002 0.002 0.002 0.003 0.004 第二次 0.002 0.003 0.003 0.001 0.003 0.003 第次 0.004 0.003 0.002 0.003 0.001 0.003 第二次 0.003 0.002 0.003 0.003 0.002 0.003 其中：A为国标法所测各种啤酒的双乙酰在 335nm 处的吸光度值；A2为比对法所测各种啤酒的酒乙酰在335 nm 处的吸光度值 表」结果显示，在蒸馏出 25 mL 馏分后，酒样中依然有少量双乙酰被蒸馏出来，由此可见蒸馏速度亦即蒸馏时间的控制对于啤酒中双乙酰的准确测定非常重要。 图2为啤酒中双乙酰含量的测定值随蒸馏时间的变化曲线。对某一特定啤酒试样而言，其中的双乙酰含量是一定的，即啤酒中双乙酰含量对于蒸馏时间而言有一最大值。国标法规定双乙酰的蒸馏时间为 7 图2 双乙酰含量与蒸馏时间的关系 3~5min，由图可见，这样的蒸馏时间可将啤酒中的绝大部分双乙酰蒸馏出来，约达总量的90%以上。 当蒸馏操作采用的蒸汽用量太大时，啤酒中的部分双乙酰来不及挥发出来就已经收集满了 25mL的馏分，从图2中可以看出，这时所测双乙酰的值将明显偏低。采用 Turbotherm Vap40 自动定氮仪，当使用70%蒸汽量的时候，蒸馏时间达 3min 左右时馏分中双乙酰的含量逐渐趋于恒定，所以，蒸馏操作必须持续 3min以上。 2.3 双乙酰含量的比对测定 因双乙酰前体物a-乙酰乳酸在有氧条件下会发生非酶促氧化反应，利用氧气生成双乙酰，同时产生二氧化碳，此过程是耗氧过程。所以，每个啤酒样品在开瓶后立即同时进行两种方法的蒸馏操作，以尽可能避免氧气对测定结果的影响，减少测定误差。 采用两种测定方法共检测了6种批号啤酒的双乙酰含量，每一啤酒试样进行两次平行测试，测定结果见表2。 表2啤酒中双乙酰含量的比对测定结果 啤酒样品批号 20010508 20010425 20010428 20010508 20010424 20010510 (355mL) (640mL) (640mL) (640mL) (640mL) (640mL) 第一次 A 第二次 0.038 0.026 0.024 0.031 0.029 0.043 0.036 0.026 0.024 0.026 0.026 0.046 第一次 A2 第二次 0.036 0.029 0.022 0.029 0.026 0.046 0.038 0.026 0.024 0.031 0.026 0.043 国标法平均值 0.037 0.026 0.024 0.028 0.028 0.044 比对法平均值 0.037 0.028 0.023 0.030 0.026 0.044 相对误差 0% 7.7% 4.2% 7.1% 7.7% 0% 两种方法所测双乙酰的相对误差最小值为0%，最大值为7.7%，六个批号啤酒样品的平均相对误差为4.4%，这说明用 Turbotherm Vap40 自动定氮仪所测的双乙酰值与用国标法所测的双乙酰值非常吻合，两种测试方法有着较好的重现性。 3 总 结 用国标法测定啤酒中的双乙酰含量的缺点是速度慢，分析过程复杂，重复性差，不利于生产质量的监控和产品质量的检验，而使用 Turbotherm Vap40自动定氮仪测定具有不用搭建蒸馏装置，操作简便，易于控制，测试结果的重现性好的优点，完全可以替代国标法所用的带加热套管的蒸馏装置进行啤酒中双乙酰的检测。 ( 参 考 文 献 ) ( 廖 惟，顾国贤，赵光鳌等.啤酒风酒老化.酿酒，1996，1：1~16 ) ( 李 艳.郭小宁，王庆堂译.改进 EBC 法测啤酒中双乙酰及其 它联二酮.食品工业科技，1991，5：52~56 ) ( 3 高文惠，罗 敏，韩 菊.啤酒中双乙酰的测定方法探讨.河北科技大学学报，1999，(20)2：54~57 ) ( [4] ： 王 伦，周运友.朱昌青.荧光分析法测定痕量丁二酮.分析实 验室，1996，15(3)：45-47 ) ( i5 王 伦，周运友，朱昌青.化学发光法测定啤酒中的双乙酰.分 析化学，1995.23(12)：1367~1370 ) ( [6] 张和笙.使用脉冲极谱测定啤酒中双乙酰的含量.酿酒、 1998，3：74~77 ) ( [7] 蔡心尧刘峰陆久久等.气相色谱法测定啤酒中的联二酮.食 品与发酵工业，1991，4：46~51 ) Determination of the flavor matter diacetyl in beer CHAI Ping-hai， LI Shuang， WU Hai-ping， SHI Yan， DAN Lc-ping (Shanghai Institute of Industrial Microbiology， Shanghai 200233) Abstract The method of determining diacetyl in beer by Turbotherm Vap40 nitrogen determination system was present-ed. Compared with the method of the national standard，the results indicated that the new method using TurbothermVap40 nitrogen determination system could replace that of using distillation system to determine the diacetyl in beer. Key words beer； diacctyl； determination 数据 -数据 用同标法测定啤酒中的双乙酰含量的缺点是速度慢，分析过程复杂，重复性差，不利于生产质量的监控和产品质量的检验，而使用Vap40自动定氮仪测定具有不用搭建蒸馏装置，操作简便，易于控制，测试结果的重现性好的优点，完全可以替代国标法所用的带加热套管的蒸馏装置进行啤酒中双乙酰的检测。