时间：2024-10-15 浏览量：
1 简介
软饮料、啤酒、葡萄酒和起泡酒的质量控制可确 保最佳的产品质量，包括稳定、新鲜的口味。密度、 糖浓度 (°Brix)、酒精含量或溶解气体（如 CO2 和 O2）等参数可以通过各种测量系统测定。 各种类型的饮料表现出不同的碳酸化水平。根据 经验，可乐和柠檬水饮料的二氧化碳浓度通常高达 8 克/升，而啤酒的二氧化碳含量通常较低。 CO2 的存 在会影响某些确定的参数，特别是那些依赖于密度的 参数。
此外，CO2 含量也直接影响所测定的 pH 值。 因此，在进行测量之前去除二氧化碳通常是必要且明 智的。 脱气是常见的样品制备步骤，可以通过多种方法 实现。脱气效率可能会根据所采用的方法和操作员的 不同而有所不同。为了确保结果一致，遵循可靠的标 准操作程序 (SOP) 至关重要，例如啤酒的 MEBAK 方 法 (1)。
典型的脱气标准程序是： ▪ 用磁力搅拌器搅拌 ▪ 使用搅拌机（高速搅拌样品） ▪ 样品真空负压脱气 ▪ 超声波浴 ▪ 摇动样品 ▪ 过滤样品 ▪ 用气体（例如 N2）鼓泡/吹泡替代 CO2 ▪ 不同方法的组合，例如如啤酒 MEBAK (1) 内所述。 脱气的有效性不仅取决于方法本身。有各种参数起着 至关重要的作用： ▪ 样品的温度 ▪ 影响气体溶解度的样品成分（样品类型） ▪ 脱气程序的持续时间 ▪ 操作员 ▪ 所用容器（例如锥形烧瓶）的体积和液位 本报告比较了不同样品在效率和可用性方面的各 种脱气方法。评估了在加压系统中设置的 CO2 残余值 的重要性，以及它们对特定参数的影响，例如密度和 密度衍生的质量控制参数。
2 使用的脱气方法和测量设置
选择了最常用的脱气方法，并使用一系列为饮料行业设计的 Anton Paar 测量系统测量残余 CO2 浓度。 尽管脱气主要与非加压测量系统相关，但我们主 要使用加压系统，包括 CO2 测量仪，来确定和设置 CO2 残留值，并显示对密度等其他测量值的影响。
2.1 使用的测量系统
使用了以下系统组合： 系统 1.（带压系统）一种具有 CO2 测量仪和用于 填充最终饮料的穿刺和填充装置的加压系统。一个密 度计和一个酒精计是按要求附设的。 系统 2.（常压系统）一种具有密度计、酒精计和 用于测量脱气样品的 Xsample 填充装置的非加压系统。
2.2 执行的脱气方法和样品
样本组： •无糖可乐 •淡色拉格啤酒 •含糖的可乐
表 1-3 总结了根据样品性质选择的执行脱气方法。
使用 Hamilton Beach 商用搅拌器（速度 2）进行 搅拌器脱气。选择 Rotilabo 113P 型滤纸进行过滤。
3 结果 3.1 脱气后的残余
CO2 图 1 至图 3 显示了在所有分析样品类型的不同脱 气方法中观察到的残余 CO2 水平的显著变化。每种方 法使用同一批次的包装连续进行三次。 图 1 显示了不含糖的可乐样品脱气后残留 CO2 水 平的比较，该样品以其高泡沫性而闻名。 通过用搅拌器搅拌样品并过滤样品进行脱气，从 而最有效地去除 CO2。检测到 0.01g/L 的 CO2 残留。 在真空负压下使用锥形烧瓶在搅拌下脱气可以获 得类似的结果（0.07g/L）。
在 PET 瓶内摇晃尽管二氧化碳被释放，直到听不 到嘶嘶声，但在装有足量样品的 PET 瓶内摇晃样品是 非常无效的，结果为：1.36 g/L。 通过使用超声波浴进行脱气，30 分钟后 CO2 水平 降低至 0.40g/L。应该注意的是，这种方法的效率是 高度依赖时间的，因为 10 分钟的标记显示出的二氧化 碳量是最终结果的两倍。
图 2 显示了淡啤酒脱气的结果（另见表 2）。 啤酒中含有酒精，如果在脱气过程中没有适当防 止措施（例如，使用表面皿覆盖样品），酒精可能会 蒸发。 此外，啤酒样品的起泡也带来了挑战。因此，所 采用的方法是根据样品性质进行选择的。一种官方的 高效方法（MEBAK（1））可用于啤酒，包括搅拌和过 滤步骤。
将这种 MEBAK 方法与单一步骤进行了比较。正如 预期的那样，MEBAK 方法的脱气是最有效的。测定了 0.544g/L 的残留 CO2 水平，这与该方法的规定 CO2 残 留水平一致。搅拌和过滤的效率明显降低。
3.2 温度相关脱气
仔细观察了温度对 CO2 含量的影响，因为它会影 响溶解的 CO2 的溶解度。进行了三种方法，并将其与 在室温（温热）和冰箱（冷藏）下储存糖的可乐样品 进行了比较（见表 3 和图 3）。 图 3 显示，由于气体溶解度较低，在室温下储存 的样品脱气更有效。温度越低，CO2 的溶解度就越高。 搅拌机除气效率最高。在这里，对于冷样品和热样品 可以获得类似的结果。
从结果中可以明显看出，残余 CO2 水平主要受所 选脱气 SOP 的影响。 残余 CO2 水平对测量参数的影响
3.3 为什么要为使用 CO2 校正的系统设置残留 CO2？
如图所示，残留的 CO2 气体留在样品内部，具体 取决于脱气程序（图 1-3）。在下文中，我们将证明 采用 CO2 校正模型的重要性，该模型考虑了残余 CO2 含量的存在，以便进行准确可靠的测量。 根据样本类型，剩余软件设置可用于加压测量系 统。 默认情况下，啤酒的二氧化碳残留量设置为 0.5 g/L。 两种不同类型的啤酒（淡色拉格啤酒和博克啤酒） 的测量是用含有 CO2 测量仪的加压测量系统进行的。 根据 MEBAK（1）通过摇动和过滤样品对所有样品进行 脱气。 表 4 表明，淡色拉格啤酒的测量残余 CO2 含量接 近 0.5 g/L 的预期值，而博克啤酒的残余 CO2 含量低 20%。尽管采用了相同的样品制备方法并分析了相似的 样品类型，但 CO2 残留量仍存在变化，这表明对样品类型的依赖性很强。
下一步对淡色拉格啤酒进行更详细的分析。重复 测量，并使用两种不同的残留 CO2 设置（0.5 g/L 和 0.0 g/L）进行 CO2 校正，以评估它们对表观浸出物 (Ea) 的影响。 将这些测量值与基于非加压系统（系统 2，图 5） 执行的测量而没有 CO2 校正的 Ea 计算进行比较。
同 样，淡色啤酒样品根据 MEBAK 方法脱气，含有约 0.5 g/L 的残留 CO2。 图 5 比较了所有 Ea 计算。非 CO2 校正 Ea 值 （MEBAK）与 CO2 残留物为 0.5g/L 的 CO2 校正计算非 常相似。 在没有 CO2 残留物（0.0g/L）设置的情况下获得 的 CO2 校正 Ea 值显著更低。 因此，为了比较不同测量系统、不同样品类型或 不同脱气方法获得的结果，残留 CO2 设置是非常必要的。
4 结论
碳酸饮料的脱气对于获得质量控制相关参数（如 密度、所有密度相关参数和 pH 值）的最佳结果非常重 要。有几种脱气方法，需要考虑许多影响参数。
在我们的测试中，有两种方法对软饮料样品显示出有希望 的结果： •使用搅拌器和过滤进行脱气。 •使用真空负压条件下的搅拌器进行脱气操作。 然而，由于存在酒精损失的风险，这些方法不建 议用于啤酒。对于啤酒，我们发现采用 MEBAK 方法在 我们的测试中产生了良好的结果。
无论选择何种方法，都必须遵循标准化操作程序 （SOP），以确保脱气的一致性和准确性。了解二氧化 碳残留值至关重要，因为它可能会伪造密度、密度相 关参数和 pH 值。在极端情况下，无效的脱气可能会导 致错误，导致无法进行测量。
对于密度计旁边包含 CO2 测量仪的加压系统，不 需要脱气（有关 CO2 测量和使用这些测量系统制备样 品的更多详细信息，请参见（2）和（3））。CO2 校 正应用于密度值和密度相关参数，例如糖浓度或表观 浸出物。
然而，建议在带压分析系统中输入与所采用的脱 气方法相对应的 CO2 残留值。该值可以直接比较使用 不同测量系统、样品类型或脱气方法进行的测量。它 确保了在任何给定时间进行准确比较的能力。
