啤酒泡沫动态消泡规律及泡沫评价方法的研究

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泡沫是啤酒区别于其它酒类的重要特征,啤酒泡沫的质量包括起泡性、稳定性、附着力、泡沫外观四个方面;其中最重要的是泡沫稳定性,因为泡沫其他优良特性被观察到的前提是该泡沫在一定时间内能够稳定存在。泡沫的稳定性是由消泡过程来反映的。目前,科研界对于啤酒泡沫消泡模型多有争议,可能是目前国内外尚未建立起统一的啤酒泡沫评价方法的根本原因。本论文设计了消泡监测装置,并通过软件辅助的方法实现全局消泡动态过程的详细记录;在此基础上,对比了现有六种消泡模型的显著性及预测能力,筛选出了最优消泡模型,考察了鼓泡、倾倒、喷嘴起泡三种起泡方式对消泡模型的影响,通过模型参数优化,确定采用多段式拟合的消泡模型代替起初的单线拟合消泡模型。本论文还综合考察了现有七种泡沫评价方法(Sigma法、Constant法、秒表法、GFA法、NIBEM法、Steinfurth法和Flashing法)所依赖的消泡模型,通过对21种啤酒泡沫稳定性的分析,探讨了这七种方法间的一致性;结合理化分析,阐明了啤酒总糖、总蛋白、高分子蛋白含量、酒精度及原麦汁浓度对泡沫稳定性评价结果的影响。最后,基于所建立的消泡模型理论,建立了一种新的、动态的、全面的啤酒泡沫稳定性评价方法;并通过20种啤酒泡沫稳定性的检测,考察新方法下的检测结果与现有方法的一致程度,初步验证了新方法的可行性。本论文的研究结果如下:(1)采用t值检验、F值检验、相关系数检验、卡方检验四种模型检验法分析后发现:六种现存消泡模型中的最优模型为lnV=a+bt。公式中,V代表任意t时刻,泡层滞留的酒液量;a、b为模型特征参数。(2)采用多段线拟合代替单线拟合的消泡模型可以提高模型对消泡全局的适用性。其分段位点准确位置的确定需要借助《消泡曲线分段软件》。各分段的模型公式仍采用lnV=a+bt。改良后的消泡模型的预测能力有大幅的提高。(3)消泡曲线的分段数目取决于起泡方式。倾倒与鼓泡消泡曲线倾向于选择两段式拟合的消泡模型;喷嘴起泡的消泡曲线倾向于选择单线拟合的消泡模型。4)现有的七种泡沫检测方法间一致度仅为57.14%。结合新建立的基于鼓泡式起泡的泡沫检测法分析,发现泡沫评价方法的可靠性受消泡监测区间、所依赖的消泡模型类别及起泡方式的影响。(5)理化指标分析揭示了啤酒样品的高分子蛋白与几乎所有被考察的泡沫检测方法的检测结果有显著的相关性,证实了高分子蛋白确实是啤酒泡沫的重要组成及稳泡因子。
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