利用多重光散射技術(shù)分析啤酒泡沫的穩(wěn)定性

當(dāng)在暢飲啤酒的時(shí)候，您是否注意過啤酒泡沫可以為我們帶來(lái)別樣的風(fēng)味和口感呢？啤酒泡沫不僅為我們的視覺帶來(lái)沖擊，還能激發(fā)消費(fèi)者的購(gòu)買興趣，因此常被視為啤酒質(zhì)量的標(biāo)志。泡沫品質(zhì)體現(xiàn)在色澤、氣泡細(xì)膩度、持久性和粘稠度等方面。其穩(wěn)定性是關(guān)鍵指標(biāo)，受酒精含量、麥芽濃度、發(fā)酵過程和包裝方法等因素影響。

圖1.不同的啤酒類型以及其泡沫

測(cè)試原理

借助百特BeScan Lab穩(wěn)定性分析儀可實(shí)現(xiàn)對(duì)啤酒泡沫的快速且簡(jiǎn)便的檢測(cè)，該儀器通過測(cè)量透射光與背散射光的變化來(lái)獲取樣品的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)，并可運(yùn)用不穩(wěn)定性指數(shù)（IUS）進(jìn)行定量分析。當(dāng)IUS的值越大，代表樣品中光強(qiáng)的波動(dòng)越大，體系越不穩(wěn)定。

圖2.BeScan Lab測(cè)試原理及不穩(wěn)定性指數(shù)的計(jì)算方式

實(shí)驗(yàn)步驟

本研究評(píng)估了三款市售啤酒的穩(wěn)定性，啤酒樣本的酒精和麥芽濃度見下表。實(shí)驗(yàn)中，從每種啤酒中取20mL樣本，用適當(dāng)?shù)牧Χ葥u動(dòng)啤酒5秒使其產(chǎn)生泡沫，用BeScan Lab設(shè)備在25℃下每分鐘掃描一次，共掃描20次。

表1.樣品配料表

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖3展示的是基于啤酒泡沫變化的典型光譜圖。因?yàn)槠【埔后w是透光的，所以此處我們用透射光光譜進(jìn)行分析。按照測(cè)試時(shí)間的順序，線條顏色由藍(lán)色漸變?yōu)榧t色。

從圖中可以看到，區(qū)域①透射光界限左移，原因是泡沫破碎。區(qū)域②泡沫阻光，破碎后區(qū)域縮小。區(qū)域③透射光界限右移，排水層形成，擠壓了泡沫層，此區(qū)域光透量增加。區(qū)域④透射光信號(hào)整體上升，因?yàn)槠【浦袘腋∥锍恋?，液體變澄清。

圖3.啤酒泡沫變化及透射光譜圖

圖4展示了排水層動(dòng)力學(xué)分析的結(jié)果，揭示了排水層厚度與時(shí)間之間的關(guān)系。從圖中可知，樣品1#的排水層厚度及排水速率均居首位，通過對(duì)整個(gè)時(shí)段的分析，其平均排水速率可達(dá)4.82mm/h，樣品3#緊隨其后。樣品2#的排水速率及排水層厚度均處于最低水平，這表明其啤酒泡沫的持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

圖4.排水層厚度和時(shí)間

最終，通過對(duì)排水層、泡沫層及泡沫破碎層的量化分析，計(jì)算出不穩(wěn)定性指數(shù)IUS。從圖中得知，樣品1#的不穩(wěn)定性指數(shù)最高，表明其啤酒泡沫穩(wěn)定性最差。樣品2#的不穩(wěn)定性指數(shù)是三者中最低的，這表明較高的酒精濃度與麥芽度對(duì)啤酒泡沫的穩(wěn)定性具有不利影響。盡管樣品3#的酒精度與麥芽度最低，但其穩(wěn)定性卻為中等水平，這揭示了適度的酒精度與麥芽度有利于啤酒泡沫的質(zhì)量，而過高或過低的濃度均不利于其穩(wěn)定性。

圖5.不穩(wěn)定性指數(shù)IUS（排水層、泡沫層和泡沫破碎層）的比較

總結(jié)

啤酒泡沫的穩(wěn)定性是生產(chǎn)廠商極為關(guān)注的品質(zhì)指標(biāo)，采用百特BeScan Lab穩(wěn)定性分析儀能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)啤酒泡沫穩(wěn)定性的迅速而精確的評(píng)估。研究結(jié)果顯示，酒精濃度與麥芽度若處于較高或較低水平，可能會(huì)促進(jìn)泡沫的快速消散；而適度的酒精濃度與麥芽度則有助于啤酒泡沫的穩(wěn)定保持。