麦芽中水分活度检测方案(露点仪)

​啤酒是人类最古老的酒精饮料，继水和茶之后世界上消耗量排名第三的饮料。当人们在饮用冰啤酒时，二氧化碳麻麻的刺激，加上微微的苦味，还有一点淡淡的甜味，给人们带来味觉的快感和满足。更重要的是喝完之后酒精麻醉也会带来的放松的感觉。 关于啤酒风味 啤酒的风味由多种有机和无机化合物混合构成，目前已知的就含有800多种。其中一些物质构成了啤酒的主体风味，而另一些物质又会通过一系列的反应改变这种风味。各种反应使啤酒的风味在不断的变化，最终导致风味老化。因此啤酒的口味不是一成不变的；它处于不断变化的状态。 啤酒风味老化程度不一样产出的啤酒的味道也有很大的差异，以下三种老化程度得到的口味： 1.完全的异味 2.适量时有益的味道 3.会迅速淡化的味道 啤酒风味的影响因素--自由基 风味老化的机理虽然目前没有科学数据完全阐明，但是可以确定氧化反是风味老化最重要的因素。科学研究表明，其中自由基参与了啤酒的氧化的过程，自由基研究目前是研究啤酒口味的重要重要的一环。 麦芽是啤酒常见的原材料，麦芽的质量会对啤酒产生方方面面的影响。一般认为，麦芽在干燥的环境中具有良好的贮藏稳定性，大多数麦芽的贮藏稳定性为12个月。在实际生产中，许多啤酒厂都注意到麦芽在贮藏过程中香气的变化，但是以往并不太注重这一现象，很少会去研究麦芽贮藏过程中风味和氧化稳定性的变化。 水分活度对麦芽自由基的影响 目前，一些科学家研究发现水分活度对干物质中的自由基数量有很大影响，进而影响了啤酒的老化程度。 基于研究水分活度对自由基的影响，我们做了以下实验： 把温度设定在20°C，储存的水分活度范围从0.113到0.910aw，测得麦芽仁的初始水分活度平均为0.150aw。在贮藏过程中，用ESR波谱仪测量了麦芽仁的自由基数量，用10颗麦芽仁的ESR峰峰高除以重量得到结果（图I）。 图I ESR自由基强度 贮藏1个月后，在高水分活度条件下，水分活度为0.817和0.910aw的环境下出现了明显的霉菌，贮藏2个月后，水分活度为0.756aw的麦芽上也出现了霉菌，贮藏3个月后，水分活度为0.693aw的麦芽上出现了霉菌。在出现肉眼可见霉菌的麦芽后取出。然而在水分活度为0.529aw及以下的麦芽在贮藏12个月内也未受到霉菌的影响，这一结果和以前的研究一致。 图2A 不同水分活度条件下麦芽贮藏12个月的自由基数量 图3B 不同水分活度下麦芽贮藏了8个月后和自由基数量的关系 麦芽样品中的自由基数量在贮藏过程中下降，并最终在贮藏期间稳定在不同的数量（如图2A）。 在贮藏的前几个月里，自由基数量的减少可能是因为麦芽仁组分的流动性增加，从而使得化学反应得以发生。在麦芽中观察到的自由基可能是具有高活性的，但是在干麦芽的物理锁定基质中的包封组织了它们的衰变。由于在较高的水分活度下，麦芽仁中的流动性增加，使自由基发生反应，其增加的活性可以由ESR检测到。 因此，麦芽仁中自由基数量的下降是组分迁移率更高的标志，因此也是氧化稳定性降低的原因。在贮藏了4-6个月后，麦芽地自由基数量稳定在较低水平，反应出自由基在形成和衰弱之间的稳定水平。贮藏4个月后，稳定的自由基数量在水分活度之间发现有较好的相关性，水分活度高导致自由基数量低（图3B）。 麦芽中的组分迁移率取决于贮藏过程中的水分活度和温度。这导致麦汁的挥发性和过滤速度在麦芽地贮藏过程中发生变化。然而，麦芽的贮藏对麦汁中的糖分含量没有影响。说明麦芽中的主要成分和淀粉降解酶活性是完整的。 麦芽焙焦对啤酒的氧化稳定性有负面影响，这是由于在麦芽贮藏和酿造初期，自由基形成增加，脂质氧化增加，挥发物损失更大。高温和高水分活度导致了麦芽的自由基衰变，麦芽在不到12个月的贮藏期间发生的化学反应可能会潜在影响啤酒的香气，为了保持麦芽的高品质，水分活度和贮藏温度都应该保持在较低的水平。 如何测量水分活度 水分活度的测定可由水分活度仪测得。市面上，较常见的是：电子湿度计法（电容/电阻传感器法），镜面冷凝露点传感器法水分活度仪。其中，电容/电阻传感器法测试速度慢，准确度、精度明显低于其他传感器，另外传感器需要经常校准，且随着时间延长容易老化。 镜面冷凝露点方法，其优势在于检测的速度和精度，可以在5min之内测量完成，且保证精度达到±0.003aw。镜面冷凝露点方法是经AOAC认证的首要的测量水分活度的方法，并且是可以溯源到国家标准的方法，同时也是是美国USP和FDA推荐使用的方法。 AquaLab4TE镜面冷凝水分活度仪广泛应用于科研，生产和质量控制。该方法是基于基本热力学原理测量相对湿度的主要方法。仪器可在5分钟内完成准确性为±0.003aw的测量。由于测量基于温度测定，因此无需校准，可以用标准盐溶液检查仪器的性能。仪器样品仓易操作及清洁。可以实现水分活度实时进行在线检测，节约成本提高效率。 总结 麦芽作为啤酒生产的主要原料，麦芽的质量与生产出来的啤酒的口味/风味息息相关。将麦芽控制在合适的水分活度以及温度条件下，麦芽中的自由基处于稳定的水平，可以确保得到合适/稳定口味的啤酒。 麦芽作为啤酒生产的主要原料，麦芽的质量与生产出来的啤酒的口味/风味息息相关。将麦芽控制在合适的水分活度以及温度条件下，麦芽中的自由基处于稳定的水平，可以确保得到合适/稳定口味的啤酒。