田玉紅 ，陳　嶸 ，尹　花

(1.啤酒生物發(fā)酵工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島 266061； 2.青島啤酒股份有限公司科研中心，山東青島 266061)

雙乙酰是啤酒發(fā)酵過(guò)程中酵母代謝產(chǎn)生的一種副產(chǎn)物，在啤酒中的閾值為0.15 mg/L。當(dāng)雙乙酰含量超過(guò)閾值時(shí)，會(huì)使啤酒產(chǎn)生令人不愉快的餿飯味，嚴(yán)重影響啤酒的風(fēng)味和口感。雙乙酰在啤酒中的含量與還原程度是啤酒成熟的重要標(biāo)志。在《GB 4927—2008啤酒》[1]中，規(guī)定了優(yōu)質(zhì)淡爽型啤酒雙乙酰的含量需控制在0.1 mg/L以下。在《GB/T 4928—2008啤酒分析方法》[2]中，給出了蒸餾法測(cè)定雙乙酰的過(guò)程。

測(cè)量不確定度是表征合理地賦予被測(cè)量值的分散性與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)的參數(shù)[3]。作為一種科學(xué)方法，不確定度有效評(píng)定了測(cè)量結(jié)果。本研究對(duì)啤酒中雙乙酰測(cè)定過(guò)程中的不確定度主要來(lái)源進(jìn)行了分析，建立數(shù)學(xué)模型并對(duì)引入的不確定度分量進(jìn)行評(píng)定，為啤酒企業(yè)質(zhì)量控制及檢驗(yàn)報(bào)告的合理性提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　材料、試劑及儀器

材料、試劑：啤酒，市售；鄰苯二胺、鹽酸、正己醇均為分析純。

儀器設(shè)備：純水儀，Milli-Q Plus；紫外分光光度計(jì)，Amersham Biosciences Ultrospec 2100pro型；10 mm石英比色皿；帶有加熱套管的雙乙酰蒸餾器。

1.2　測(cè)量原理與方法

1.2.1　雙乙酰的檢測(cè)原理

用蒸汽將雙乙酰蒸餾出來(lái)，與鄰苯二胺反應(yīng)，生成2,3-二甲基喹喔啉，在波長(zhǎng)335 nm處測(cè)其吸光度。由于其他聯(lián)二酮類(lèi)都具有相同的反應(yīng)特征，另外蒸餾過(guò)程中部分前驅(qū)物質(zhì)要轉(zhuǎn)化成聯(lián)二酮，因此上述測(cè)定結(jié)果為總聯(lián)二酮含量，以雙乙酰表示。

1.2.2　檢測(cè)步驟

取未除氣的待測(cè)酒樣100 mL（取樣時(shí)加消泡劑正己醇），于蒸餾器內(nèi)進(jìn)行蒸餾，收集鎦出液至25 mL容量瓶中，定容。分別吸取10 mL鎦出液于兩支干燥的比色管中，第1支管中加入鄰苯二胺溶液（1%，現(xiàn)用現(xiàn)配）0.5 mL，第2支管不加，作為空白樣。蓋塞，搖勻，置于暗處反應(yīng)20 min。暗處反應(yīng)結(jié)束后，于第1支管中加4 mol/L鹽酸溶液2 mL，于第2支管中加4 mol/L鹽酸溶液2.5 mL，蓋塞混勻。在335 nm下，以空白樣做參比，用10 mm石英比色皿測(cè)定樣品的吸光度。按照雙乙酰的吸收系數(shù)2.4計(jì)算即可。

2　結(jié)果與分析

2.1　數(shù)學(xué)模型

其中：X——雙乙酰含量，mg/L；

A——樣品吸光度；

2.4——吸光度與雙乙酰含量的換算系數(shù)；

rep——總重復(fù)性因子，由重復(fù)性實(shí)驗(yàn)所得，表示測(cè)量結(jié)果間一致性的參數(shù)。

2.2　不確定度來(lái)源分析

根據(jù)檢測(cè)步驟，雙乙酰測(cè)定的不確定度來(lái)源主要包括取樣體積帶來(lái)的不確定度、蒸餾后定容引入的不確定度、加鄰苯二胺反應(yīng)時(shí)引入的不確定度、加鹽酸反應(yīng)時(shí)引入的不確定度、分光光度計(jì)測(cè)量時(shí)引入的不確定度以及測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度。

2.3　不確定度分量的評(píng)定

2.3.1　制樣過(guò)程中的不確定度（表1）

制樣過(guò)程中的不確定度主要由取樣、定容及加入反應(yīng)物時(shí)的體積引入。檢測(cè)過(guò)程中容量瓶及移液管經(jīng)鑒定均為A級(jí)，按照J(rèn)JG 196—2006《常用玻璃量具鑒定規(guī)程》[4]，用最大允差計(jì)算不確定度，假設(shè)為均勻分布進(jìn)行計(jì)算。標(biāo)準(zhǔn)情況下溫度為20℃，水在20℃時(shí)的膨脹系數(shù)為2.1×10-4/℃，實(shí)驗(yàn)室溫度的波動(dòng)為±3℃。

體積引入的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.3.2　利用分光光度計(jì)測(cè)量過(guò)程中儀器產(chǎn)生的不確定度

由分光光度計(jì)說(shuō)明書(shū)可知，該儀器的光度不準(zhǔn)確度為±0.3%，假設(shè)為正態(tài)分布，則95%置信概率時(shí)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度Ucrel(s)=0.3%/1.96=0.00153。

2.3.3　測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度

表1　樣品制備過(guò)程中器具引入的體積不確定度

在重復(fù)性條件下，對(duì)同一啤酒樣品進(jìn)行5次單獨(dú)測(cè)量，測(cè)量結(jié)果分別為0.035 mg/L、0.033 mg/L、0.034 mg/L、0.036 mg/L、0.035 mg/L，5次測(cè)量的平均值為0.0346 mg/L，依據(jù)JJF 1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[5]中極差法求得重復(fù)性測(cè)量的不 確 定 度 為 U(r)=R/C=（0.036-0.033）÷ 2.33=0.00129，其中R為5次測(cè)量的極差，C為5次測(cè)量的極差系數(shù)。按照正態(tài)分布，在95%置信概率時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.00129÷1.96=6.57×10-4，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為Ucrel(r)=6.57×10-4÷0.0346=0.0190。

2.4　合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

該測(cè)量過(guò)程中的不確定度分量歸納見(jiàn)表2。

表2　各分量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

測(cè)量結(jié)果的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.5　擴(kuò)展不確定度

按置信概率95%，取包含因子K=2，則擴(kuò)展不確定度U（x）=2×Ucrel（x）×0.0346=0.0068 mg/L。

2.6　不確定度報(bào)告

該啤酒樣品中雙乙酰含量為0.0346 mg/L±0.0068 mg/L，K=2。

3　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分光光度法測(cè)定啤酒中雙乙酰的全過(guò)程各分量不確定度的評(píng)定，可知測(cè)定雙乙酰的不確定度的最大貢獻(xiàn)者是樣品的制樣過(guò)程。制樣過(guò)程中，體積引入的不確定度最大。不確定度評(píng)估過(guò)程有效評(píng)定了測(cè)量結(jié)果，為啤酒企業(yè)質(zhì)量控制及檢驗(yàn)報(bào)告的合理性提供了科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]全國(guó)食品工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).啤酒：GB 4927—2008[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.

[2]全國(guó)食品工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).啤酒分析方法：GB/T 4928—2008[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.

[3]中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì).化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南：CNAS—GL06:2006[S].北京：中國(guó)計(jì)量出版社,2006.

[4]全國(guó)流量容量計(jì)量技術(shù)委員會(huì).常用玻璃量器鑒定規(guī)程：JJG 196—2006[S].北京：中國(guó)計(jì)量出版社,2007.

[5]全國(guó)法制計(jì)量管理計(jì)量技術(shù)委員會(huì).測(cè)量不確定度評(píng)定與表示：JJF 1059.1—2012[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2013.