应用文档 - 磁共振

快速的自动化分析以优化啤酒保质期

啤酒的氧化老化是通过自由基过程发生的。在储存过程中,甚至痕量的过渡金属(如铁或铜)都将催化分子氧转化为所谓的“活性氧”(ROS)。

啤酒的氧化老化是通过自由基过程发生的。在储存过程中,甚至痕量的过渡金属(如铁或铜)都将催化分子氧转化为所谓的“活性氧”(ROS)。

一种这样的ROS是羟基自由基,它将啤酒成分迅速氧化成自由基。啤酒衍生自由基的进一步反应延续了会导致羰基终产物(如醛和酮)的链式反应。正是这些羰基化合物会导致陈啤酒的“纸板”味。

啤酒中的抗氧化剂有助于抵抗自由基氧化。虽然随着时间的推移发生氧化是不可避免的,但通过优化啤酒厂操作和储存条件为包装啤酒提供最大的抗氧化剂含量,可使氧化最小化。EPR氧化曲线提供了一种分析方法,可用于评估在酿造过程的每一阶段啤酒的总体抗氧化状态。EPR数据也有助于在进行昂贵的包装和分销前预测成品啤酒的保质期。

EPR延迟时间分析

采用EPR(电子顺磁共振)波谱仪进行延迟时间分析可检测啤酒中自由基的形成。将啤酒加热至60℃以迫使其氧化,并加入一种被称为自旋捕捉剂的特殊试剂来捕获自由基。使用e-scan EPR波谱仪测量被捕获的自由基。最初,啤酒中的抗氧化剂会在自由基被捕获前将其淬灭。然而,随着时间的推移,抗氧化剂耗尽,自由基被捕获的情况急剧增加。初始抗氧化猝灭会导致EPR信号强度时间图形上出现独特的“延迟”。

延迟时间的长短直接与啤酒中的抗氧化剂含量相关,对于具有良好保质期稳定性的啤酒来说延迟时间更长。延迟时间分析被用于测试各种工艺步骤对啤酒中最终抗氧化剂含量的影响。例如,在啤酒厂内未完工产品中的氧气回升会促进氧化并降低抗氧化剂水平。过滤介质通常含有金属,如铁或铜,在成品啤酒中会起到助氧化剂的作用。

将EPR氧化图形与保质期相关联

EPR方法的真正优点在于它的及时性。大多数酿酒厂依靠感官分析研究来确定啤酒的保质期。虽然品尝是陈化的真实衡量,但就评估多个过程变化的影响而言,它并非总是一种实际的、或及时的方法。感官研究不仅被其主观性所迷惑,而且还需要数周甚至几个月的时间来执行。最近,已经证明啤酒的EPR时间与感官分析数据密切相关(Uchida等;[1996] Am. Soc. Brew. Chem. 54, 198-204)。也就是说,对于具有较长延迟时间的啤酒,感官分析小组成员要发现氧化异味之前需要更长的时间。酿酒厂首先要在啤酒EPR延迟时间(单位:分钟)与由感官分析小组检测氧化异味之前所需时间(单位:天)之间建立起相关性。一旦建立起相关性,酿造者就可以利用延迟时间分析来预测啤酒的保质期了。

利用EPR强度图形的sigmoidal拟合自动计算各种啤酒样本的延迟时间。然后将延迟时间值与根据感官分析得到的保质期评分相关联。