利用多重光散射技術分析啤酒泡沫的穩(wěn)定性

當在暢飲啤酒的時候，您是否注意過啤酒泡沫可以為我們帶來別樣的風味和口感呢？啤酒泡沫不僅為我們的視覺帶來沖擊，還能激發(fā)消費者的購買興趣，因此常被視為啤酒質量的標志。泡沫品質體現(xiàn)在色澤、氣泡細膩度、持久性和粘稠度等方面。其穩(wěn)定性是關鍵指標，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

測試原理

借助百特BeScan Lab穩(wěn)定性分析儀可實現(xiàn)對啤酒泡沫的快速且簡便的檢測，該儀器通過測量透射光與背散射光的變化來獲取樣品的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)，并可運用不穩(wěn)定性指數(shù)（IUS）進行定量分析。當IUS的值越大，代表樣品中光強的波動越大，體系越不穩(wěn)定。

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

實驗步驟

本研究評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。實驗中，從每種啤酒中取20mL樣本，用適當?shù)牧Χ葥u動啤酒5秒使其產生泡沫，用BeScan Lab設備在25℃下每分鐘掃描一次，共掃描20次。

表1.樣品配料表

實驗結果

圖3展示的是基于啤酒泡沫變化的典型光譜圖。因為啤酒液體是透光的，所以此處我們用透射光光譜進行分析。按照測試時間的順序，線條顏色由藍色漸變?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透射光信號整體上升，因為啤酒中懸浮物沉淀，液體變澄清。

圖3.啤酒泡沫變化及透射光譜圖

圖4展示了排水層動力學分析的結果，揭示了排水層厚度與時間之間的關系。從圖中可知，樣品1#的排水層厚度及排水速率均居首位，通過對整個時段的分析，其平均排水速率可達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)時間相對較長。

圖4.排水層厚度和時間

最終，通過對排水層、泡沫層及泡沫破碎層的量化分析，計算出不穩(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

啤酒泡沫的穩(wěn)定性是生產廠商極為關注的品質指標，采用百特BeScan Lab穩(wěn)定性分析儀能夠實現(xiàn)對啤酒泡沫穩(wěn)定性的迅速而精確的評估。研究結果顯示，酒精濃度與麥芽度若處于較高或較低水平，可能會促進泡沫的快速消散；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。