奶啤中乙醇含量快速檢測方法研究

◎ 其布日其其格，巴都馬拉

（1.新疆天潤生物科技股份有限公司，新疆 烏魯木齊 830088；2.新疆維吾爾自治區(qū)市場監(jiān)督審核評價(jià)中心，新疆 烏魯木齊 830011）

奶啤是以鮮牛乳為主要原料，純凈水、白砂糖、果汁為輔料，添加增稠劑和調(diào)味劑，乳酸菌和酵母菌共同發(fā)酵、二次滅菌制成的非活性乳酸菌飲品[1]。奶啤在發(fā)酵過程中產(chǎn)生微量乙醇和二氧化碳，兼具了乳制品和啤酒的獨(dú)特口感，具有啤酒泡沫潔白細(xì)膩、低乙醇、適量二氧化碳?xì)怏w的特征，符合消費(fèi)者注重營養(yǎng)健康，同時(shí)又追求口感獨(dú)特的現(xiàn)代時(shí)尚消費(fèi)潮流，具有廣闊的市場前景[2]。奶啤定位為飲料飲品，乙醇是重要指標(biāo)需要嚴(yán)格把控，在生產(chǎn)中需要多次檢驗(yàn)，包括發(fā)酵過程檢驗(yàn)、半成品檢驗(yàn)、成品檢驗(yàn)，檢測工作批次多、數(shù)量大，對效率、準(zhǔn)確性要求很高[3]。因此在奶啤生產(chǎn)過程中，如何提升乙醇檢測精密度及效率成為困擾企業(yè)的難題。

按照《飲料酒分類》（GB/T 17204—2008）的定義，乙醇低于0.5%（V/V）的發(fā)酵飲料不能被稱之為酒[4]。通常奶啤中的乙醇含量低于0.5%（V/V），按照 GB 5009.225—2016標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，該標(biāo)準(zhǔn)并不完全適合奶啤中酒精度的測定[5]。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，在無標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)的情況下，也只能參照GB 5009.225—2016 第一法密度瓶法來測定。奶啤含有一定濃度的二氧化碳，具有起泡性和乙醇含量低的特點(diǎn)，在蒸餾過程中，操作復(fù)雜，重現(xiàn)性較差，難以快速準(zhǔn)確得出數(shù)據(jù)。檢測人員對GB 5009.22—2016各種試驗(yàn)細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，采用智能一體化蒸餾儀提取樣品中的乙醇，高精度密度計(jì)法測定其含量。

1 材料與方法

1.1 材料

原料乳經(jīng)處理后的乳酸菌發(fā)酵液、奶啤灌裝前的半成品、奶啤灌裝后成品。

1.2 儀器與設(shè)備

可調(diào)溫度電熱爐，全玻璃蒸餾裝置（500 mL），附溫度計(jì)密度瓶（25 mL），電子分析天平（感量 0.000 1 g），全自動蒸餾裝置（500 mL），便攜式手持?jǐn)?shù)字密度計(jì)（精度0.000 1 g·cm-3），高精度數(shù)字密度計(jì)（精度0.000 05 g·cm-3，帶溫度補(bǔ)償裝置）

1.3 方法

本實(shí)驗(yàn)采用3種方法測定乙醇含量。①根據(jù) GB 5009.225—2016，參照起泡葡萄酒和啤酒的前處理方法進(jìn)行消除氣泡，蒸餾、定容，用附溫度計(jì)比重瓶測定其密度，查表得出相應(yīng)的酒精度。②便攜式手持密度計(jì)法。③高精度數(shù)字密度計(jì)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 3種測定方法對比

2.1.1 3種方法測定結(jié)果對比

采用重現(xiàn)性復(fù)測方法對3種乙醇檢測方法進(jìn)行了對比，分別對乳酸菌發(fā)酵液、灌裝前半成品、成品中隨機(jī)抽取各10批次樣品，每批樣品用3種不同的方法測定，測定結(jié)果見表1。乳酸菌發(fā)酵液測定結(jié)果：密度瓶法為0.39～0.51% vol，便攜式密度計(jì)法為0.3～0.5% vol，高精度數(shù)字密度計(jì)法為0.39% vol；灌裝前的半成品測定結(jié)果：密度瓶法為0.33～0.40% vol，便攜式密度計(jì)法為0.2～0.3% vol，高精度數(shù)字密度計(jì)法為0.25% vol；成品測定結(jié)果：密度瓶法為0.32～0.40% vol，便攜式密度計(jì)法為0.3～0.4% vol，高精度數(shù)字密度計(jì)法為0.27% vol。

2.1.2 測定結(jié)果的極差和相對偏差

3種不同方法測定結(jié)果的極差和相對偏差見表2。3種方法重復(fù)性測定的極差值，密度瓶法為0.07～0.12% vol，便攜式密度計(jì)法為0.1～0.2% vol，高精度數(shù)字密度計(jì)法為0～0.01% vol；3種方法的相對偏差分別為：密度瓶法19.28%～27.45%、便攜式手持密度計(jì)法為29.41%～54.05%、高精度數(shù)字密度計(jì)法為0～2.57%。

表1 3種方法測定結(jié)果對比表

2.1.3 測定結(jié)果的精密度

3種測定方法的測量精密度（RSD）見表3。3種方法的精密度分別為：密度瓶法2.31%～3.56%、便攜式手持密度計(jì)法5.16%～6.74%、高精度數(shù)字密度計(jì)法0～0.31%。

綜合分析表1、表2、表3可知，密度瓶法有兩位有效數(shù)字，極差較大、相對偏差較大、精密度較低，不適合乙醇含量較低的樣品測定；便攜式密度計(jì)法測定結(jié)果只有一位有效數(shù)字，極差大、相對偏差大、精密度低，不適合于低乙醇含量的樣品測定；高精度數(shù)字密度計(jì)法有兩位有效數(shù)字，極差、相對偏差小，精密度較高。

表2 3種方法測定結(jié)果極差和相對偏差表

表3 3種方法測定精密度表

2.2 實(shí)測樣品對比分析

在實(shí)際生產(chǎn)中，生產(chǎn)線半成品對檢測效率和數(shù)據(jù)精度要求高，便攜式密度計(jì)法和高精度數(shù)字密度計(jì)法均能滿足快速出結(jié)果的要求。實(shí)驗(yàn)在生產(chǎn)線隨機(jī)抽取同一天生產(chǎn)的產(chǎn)品40批次，對兩種測定方法進(jìn)行實(shí)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性比對檢測。優(yōu)選出合適的快速測定方法，測定結(jié)果見表4。

表4 兩種快速測定方法結(jié)果偏差表

續(xù)表4

由表4可以看出，便攜式手持密度計(jì)法與高精度數(shù)字密度計(jì)法存在一定的偏差，最大偏差可以超過測定結(jié)果的50%以上，數(shù)據(jù)可信度較低，無法反映生產(chǎn)過程的真實(shí)情況。

3 結(jié)論

采用優(yōu)化后的方法測定樣品中乙醇含量，與 GB 5009.225—2016中的方法比較，測定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度明顯提升，測定效率相對較高，適合批量低乙醇或?qū)σ掖紮z測結(jié)果重現(xiàn)性要求高的樣品檢測。