利用多重光散射技术分析啤酒泡沫的稳定性

当在畅饮啤酒的时候，您是否注意过啤酒泡沫可以为我们带来别样的风味和口感呢？啤酒泡沫不仅为我们的视觉带来冲击，还能激发消费者的购买兴趣，因此常被视为啤酒质量的标志。泡沫品质体现在色泽、气泡细腻度、持久性和粘稠度等方面。其稳定性是关键指标，受酒精含量、麦芽浓度、发酵过程和包装方法等因素影响。

图1.不同的啤酒类型以及其泡沫

测试原理

借助百特BeScan Lab稳定性分析仪可实现对啤酒泡沫的快速且简便的检测，该仪器通过测量透射光与背散射光的变化来获取样品的稳定性数据，并可运用不稳定性指数（IUS）进行定量分析。当IUS的值越大，代表样品中光强的波动越大，体系越不稳定。

图2.BeScan Lab测试原理及不稳定性指数的计算方式

实验步骤

本研究评估了三款市售啤酒的稳定性，啤酒样本的酒精和麦芽浓度见下表。实验中，从每种啤酒中取20mL样本，用适当的力度摇动啤酒5秒使其产生泡沫，用BeScan Lab设备在25℃下每分钟扫描一次，共扫描20次。

表1.样品配料表

实验结果

图3展示的是基于啤酒泡沫变化的典型光谱图。因为啤酒液体是透光的，所以此处我们用透射光光谱进行分析。按照测试时间的顺序，线条颜色由蓝色渐变为红色。

从图中可以看到，区域①透射光界限左移，原因是泡沫破碎。区域②泡沫阻光，破碎后区域缩小。区域③透射光界限右移，排水层形成，挤压了泡沫层，此区域光透量增加。区域④透射光信号整体上升，因为啤酒中悬浮物沉淀，液体变澄清。

图3.啤酒泡沫变化及透射光谱图

图4展示了排水层动力学分析的结果，揭示了排水层厚度与时间之间的关系。从图中可知，样品1#的排水层厚度及排水速率均居首位，通过对整个时段的分析，其平均排水速率可达4.82mm/h，样品3#紧随其后。样品2#的排水速率及排水层厚度均处于最低水平，这表明其啤酒泡沫的持续时间相对较长。

图4.排水层厚度和时间

最终，通过对排水层、泡沫层及泡沫破碎层的量化分析，计算出不稳定性指数IUS。从图中得知，样品1#的不稳定性指数最高，表明其啤酒泡沫稳定性最差。样品2#的不稳定性指数是三者中最低的，这表明较高的酒精浓度与麦芽度对啤酒泡沫的稳定性具有不利影响。尽管样品3#的酒精度与麦芽度最低，但其稳定性却为中等水平，这揭示了适度的酒精度与麦芽度有利于啤酒泡沫的质量，而过高或过低的浓度均不利于其稳定性。

图5.不稳定性指数IUS（排水层、泡沫层和泡沫破碎层）的比较

总结

啤酒泡沫的稳定性是生产厂商极为关注的品质指标，采用百特BeScan Lab稳定性分析仪能够实现对啤酒泡沫稳定性的迅速而精确的评估。研究结果显示，酒精浓度与麦芽度若处于较高或较低水平，可能会促进泡沫的快速消散；而适度的酒精浓度与麦芽度则有助于啤酒泡沫的稳定保持。