【儀器網(wǎng) 島津】島津Nexis 視角 | 為什么有些啤酒不那么好喝?
“想必大家都曾有過這樣的經(jīng)歷,興致勃勃地打開酒,卻聞到一陣臭蛋的味道,瞬間喝酒的心情都沒有了。而這種味道可濃可淡,有些倒出來就散去,有些則一直呆在酒里。對于這種臭蛋味,稍微有點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)的酒鬼,知道這必定是硫化氫的味道,也從這種味道的濃淡就可以判斷出這酒的好壞了,畢竟我想沒人想吃臭雞蛋,那么臭雞蛋味的啤酒應(yīng)該也沒人想試。”
——摘自《是誰在酒里放了臭雞蛋?》
微信號:吹啤,發(fā)表于2017年5月14日
啤酒中的很多異味都與硫化物相關(guān),硫化物是一類對啤酒感官質(zhì)量具有重要影響的風(fēng)味物質(zhì),雖然其在啤酒中的濃度非常低,但是對啤酒風(fēng)味的影響不容小視,尤其是一些低分子量的揮發(fā)性硫化物。當(dāng)其適量存在時,能使酒體豐滿圓潤,香氣協(xié)調(diào),此時硫化物是構(gòu)成啤酒香味成分不可缺少的物質(zhì);但當(dāng)其過量存在時,不僅使啤酒的口味變差,而且使啤酒發(fā)生霧濁,給啤酒風(fēng)味帶來不利影響[1]。啤酒中揮發(fā)性硫化物大多來源于原料及酵母代謝產(chǎn)生,主要包括硫化物、多硫化物、硫醇、硫酯、雜環(huán)化合物等。啤酒中常見的揮發(fā)性硫化物如下表1所示:
表1. 啤酒中重要揮發(fā)性硫化物閾值及風(fēng)味描述[2]
啤酒釀造過程中,始終伴隨著硫化物的變化,通過上表可以看出硫化物閾值非常低,但即使ppb級痕量的濃度也會對品質(zhì)產(chǎn)生影響。因此的方案是一方面保持硫化物痕量存在,構(gòu)成啤酒的優(yōu)良風(fēng)味,另一方面通過管理及工藝措施來精準(zhǔn)控制其含量。在這個過程中,硫化物高靈敏度檢測技術(shù)是非常重要的一個環(huán)節(jié)。
硫化學(xué)發(fā)光化檢測器(SCD)是目前公認(rèn)的檢測硫元素靈敏、選擇性寬的檢測器,且不受大多數(shù)樣品基質(zhì)的干擾,廣泛應(yīng)用于各種樣品中的硫化物分析。島津公司于2019年4月份正式推出硫化學(xué)發(fā)光檢測系統(tǒng)Nexis SCD-2030,為用戶提供更高靈敏度、高穩(wěn)定性、高分析效率的
分析儀器。
圖1. Nexis SCD-2030 + HS-20
本文中,我們使用島津HS-20
頂空進(jìn)樣器,搭配Nexis SCD-2030硫化學(xué)發(fā)光檢測器進(jìn)行啤酒中硫化物的高靈敏度分析(圖1)。按釀造工藝,啤酒可以分為:Ale艾爾(上發(fā)酵)和Lager拉格(下發(fā)酵)兩大類,兩者的區(qū)別主要體現(xiàn)在發(fā)酵的溫度和酵母工作的位置。本例中我們分析了市售的這兩類啤酒中的硫化物,采用標(biāo)準(zhǔn)加入法,分別向各種啤酒中加入了不同濃度的二甲基硫(DMS), 硫代乙酸甲酯(SMTA)和二甲基二硫(DMDS)這三種硫化物[4]。分析譜圖如圖2所示:
可以看出,從三種啤酒中我們檢測出了7種硫化物,分別是甲硫醇、二甲基硫(DMS)、二硫化碳、硫代乙酸甲酯(SMTA)、二甲基二硫(DMDS)、二乙基二硫、二甲基三硫醚[4]。其中,二甲基硫(DMS)是對啤酒風(fēng)味影響大的揮發(fā)性硫化物,有一些來源于麥芽,而另外一些可能是源于酵母或者兩者都有。DMS過量后會產(chǎn)生“腐爛蔬菜味”、“烤玉米味”等風(fēng)味缺陷,嚴(yán)重影響啤酒品質(zhì)。
表2. 啤酒樣品中硫化物的定量結(jié)果
我們通過標(biāo)準(zhǔn)加入法檢測的3種硫化物的濃度如表2所示,分別對應(yīng)圖2中的色譜峰2, 5和6??梢钥闯?,即使低至ppb級的濃度,依然可檢測得到。色譜峰8二甲基三硫(DMTS)是典型的日本清酒的風(fēng)味成分,本例分析中,Nexis SCD-2030具有非常出色的靈敏度,在啤酒中也檢測到其存在。啤酒基質(zhì)中二甲基硫(DMS)不同加標(biāo)濃度的色譜圖如圖3所示,顯示出非常高的靈敏度。
圖3.不同濃度加標(biāo)的二甲基硫(DMS)的色譜圖
以上示例可以看出,采用Nexis SCD-2030結(jié)合頂空進(jìn)樣器HS-20,完全不用濃縮操作的情況下,即可實(shí)現(xiàn)ppb級痕量硫化物的高靈敏度分析。島津Nexis GC-2030硫化學(xué)發(fā)光檢測器采用了多項(xiàng)行業(yè)首創(chuàng)的設(shè)計(jì),如水平燃燒器、超短流路、獨(dú)有的檢測器設(shè)計(jì)等實(shí)現(xiàn)了世界卓越的高靈敏度和高穩(wěn)定性(圖4和圖5)。
圖4. 行業(yè)首創(chuàng)的水平燃燒器
圖5. 行業(yè)首創(chuàng)的超短流路
采用類似方法,我們還分析了10種市售德國啤酒和8種市售荷蘭啤酒中的硫化物含量,并通過PCA主成分分析方法探討了不同類型啤酒中硫化物含量的差異化分布[3],部分結(jié)果如圖6所示:
圖6. 德國啤酒分析結(jié)果
可以看出,不同類型啤酒中硫化物含量和類型差異很大,本次實(shí)驗(yàn)中,Pilsner皮爾森啤酒、Wheat 小麥啤酒和Cellar 地窖啤酒呈現(xiàn)相近的硫化物分布,Alt 德國老啤酒的硫化物類型和上述幾種啤酒明顯不同,兩種啤酒中分別含有SMTA和DMDS,Lager淡味啤酒也與其他幾種啤酒不同。
在進(jìn)行大量啤酒樣品分析時,硫化學(xué)發(fā)光檢測器的操作和日常維護(hù)復(fù)雜是以往分析工作的痛點(diǎn),被很多分析人員所詬病,島津Nexis SCD-2030硫化學(xué)發(fā)光檢測系統(tǒng)采用了行業(yè)首創(chuàng)的水平式燃燒器設(shè)計(jì),內(nèi)部陶瓷管的拆裝變得易于操作,大幅度縮短了以往棘手的內(nèi)部陶瓷管的更換時間,僅需5分鐘即可完成(圖7)。
圖7. 內(nèi)部陶瓷管更換
同時,Nexis SCD-2030通過行業(yè)首創(chuàng)的高效全自動化軟件、自動老化功能和自動耗材更換提示(圖8),實(shí)現(xiàn)了極佳的操作和維護(hù)體驗(yàn)。
圖8. 從開機(jī)到分析到關(guān)機(jī)全過程的自動化軟件界面
本文以上所列應(yīng)用均是采用島津HS-20頂空進(jìn)樣器結(jié)合Nexis SCD-2030硫化學(xué)發(fā)光檢測器進(jìn)行分析,除此以外,Nexis SCD-2030還可以結(jié)合吹掃捕集進(jìn)樣和SPME固相微萃取進(jìn)樣等多種進(jìn)樣方法來實(shí)現(xiàn)不同的分析效果。
揮發(fā)性硫化物對啤酒的風(fēng)味影響是利弊兼存,當(dāng)然也有少部分人十分迷戀這種帶有硫化物異味或臭味的啤酒,我們稱之為帶有“缺陷”的啤酒,但是大部分情況下,硫化物的異味和臭味都告訴我們這瓶啤酒有問題,其可能已經(jīng)滋生細(xì)菌,或釀造和發(fā)酵工藝不良,或儲存不當(dāng)。對啤酒企業(yè)來說,通過檢測和控制不良硫化物的影響是提升啤酒品質(zhì)和市場競爭力的重要途徑之一。
參考資料:
[1] 王家林,田紅荀. 啤酒中硫化物分析方法研究進(jìn)展. 《釀酒科技》,2010 (01),13-16.
[2] 韓龍. 啤酒揮發(fā)性硫化物之分析與改進(jìn). 《中外酒業(yè)》,2015(5), 58-61.
[3] No.SCA_180_034. Highly selective analysis of sulfur components in beer using sulfur chemiluminescence detection with SCD-2030.
[4] No. G304. Analysis of Volatile Sulfur Compounds in Beer Using Nexis™ SCD-2030.
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