啤酒缓冲性与相关指标的分析
啤酒缓冲性，是指在其pH范围内具有一定的缓冲能力。而啤酒缓冲容量是衡量啤酒缓冲能力的大小。本文主要从啤酒的缓冲体系组成和缓冲体系两方面，对啤酒pH值以及缓冲容量、浊度之间的关系进行跟踪分析。
啤酒的缓冲性在一定程度上决定了成品啤酒的pH值，并控制成品啤酒的pH变化幅度。当啤酒pH从4.5降到3.9时，啤酒抵抗微生物的能力增加，非生物稳定性增加，风味稳定性降低。
啤酒或麦汁缓冲容量的定义：每100mL啤酒（麦汁）pH改变1个单位时，所消耗0.1mol/NaOH的毫升数。
在相同原料、料液比及相同糖化用水pH值下，通过改变糖化投料温度、蛋白质休止温度及两温度下的作用时间，研究糖化工艺参数对麦汁中缓冲物质含量及缓冲性能的影响。
在麦汁主要成分给定的情况下，影响麦汁缓冲容量的重要因素主要有水质、外加酸以及麦汁煮沸时间，同时，研究结果显示出缓冲容量愈大，高级醇含量愈高。麦汁的缓冲容量对啤酒中高级醇浓度有较大的影响，可以通过控制麦汁的缓冲容量来实现对发酵过程pH的控制。一般pH5.0的酸水糖化效果较好，较大缓冲容量的水质有利于麦芽的糖化；盐酸、磷酸和乳酸的使用能提高麦汁的缓冲容量；充分的煮沸可使其缓冲容量降低30%以上。
采用不同的啤酒品种以研究其缓冲容量与啤酒质量稳定性之间的相关性。同时，有针对性地提出了增加啤酒缓冲容量的措施，并对酿造过程中磷酸盐的主要来源进行了研究。研究结果表明，啤酒缓冲容量与啤酒泡持、浊度稳定性和老化速度之间存在着线性相关性。增加麦汁或啤酒中总磷酸盐浓度，既是提高啤酒缓冲容量的有效措施，又是减缓啤酒老化速度的重要手段之一。
1.笔者通过模拟啤酒中缓冲物质对啤酒pH的改变，试做如下实验：
1.1 K2HPO4单一对啤酒pH值的改变
样品：A啤酒，K2HPO4溶液：300mg/L，pH的变化范围：4.3～4.6（见表1）
从图1可看出，缓冲容量最大时，对应的缓冲体系汗斑量为0.65mL。也就是说，当啤酒中磷酸盐加入到一定程度时，啤酒的非生物稳定性最强。
1.2 KH2PO4单一对啤酒pH值的改变
样品：A啤酒，KH2PO4溶液：300mg/L，pH的变化范围：4.3~4.6（见图2）
从图2可看出，KH2PO4单一对啤酒pH值的改变中，缓冲容量最大时，对应的缓冲体系含量为0.69mL。
为进一步了解缓冲体系对啤酒缓冲容量的影响，并且合理推出当缓冲容量最大时，所添加缓冲物质的实际需要量，通过对多种缓冲体系同时进行啤酒的pH改变，看看啤酒缓冲容量最大时，消耗混合体系的物质量，并对此种啤酒的浊度进行分析，从而进一步了解缓冲性对啤酒风味稳定性和浊度之间的关系。找出最佳添加量，合理调整啤酒工艺，使啤酒中磷酸盐含量达到最佳溶出状态。
1.3 多种缓冲体系同时对pH的改变（见表2）
样品：A啤酒，K2HPO4溶液：300mg/L，KH2PO4溶液：300mg/L
通过表2可看出，单一的缓冲模拟体系对啤酒pH值改变较均匀，多种混合并存缓冲体系对啤酒pH值的改变，在两者量比例趋于1时，pH值改变较快，即随KH2PO4溶液（mL）和K2HPO4溶液（mL）量的接近。pH值变化幅度上升，随KH2PO4溶液（mL）和K2HPO4溶液（mL）量的远离，pH值变化幅度较平稳。并且当两种缓冲物质的量在0.4~0.6mL范围时，啤酒的缓冲容量相对较高。当两种缓冲物质分别为0.4mL和0.6mL时，此时缓冲容量最大。
1.4 多种缓冲体系浓度的改变对啤酒pH值的变化
样品：A啤酒，K2HPO4溶液：400mg/L，KH2PO4溶液：400mg/L
从表3可看出，随KH2PO4溶液（mL）和K2HPO4溶液（mL）量的上升，pH值变化幅度比较大，对应缓冲容量也相应增大，随着KH2PO4溶液（mL）和K2HPO4溶液（mL）量的上升，啤酒的缓冲性升高。但啤酒酒体改变使得啤酒风味可能发生变化。很明显，啤酒酿造过程中控制啤酒的磷含量也十分重要。化验室应加强对啤酒中磷的检测，以指导大生产时控制最佳啤酒的磷含量的工艺措施。
1.5 按上述方法测定不同啤酒的pH值对应的缓冲容量（见图3）
从图3可看出，缓冲容量在中档以上啤酒中大体相当，D、E是外厂啤酒，表明啤酒非生物稳定性相当。从化验室所做保质期看，5个月后，啤酒浊度反弹偏差不太大。并且在我厂中高档啤酒中，啤酒非生物稳定性趋于同一水平线上。当然，只有这些数据不足以说明和体现啤酒缓冲性。
1.6 缓冲容量与浊度的关系（见图4）
实验结果显示：随啤酒缓冲容量的增加，啤酒浊度呈下降趋势。
当啤酒中磷酸盐缓冲体系浓度在300～400ppm时，可以满足啤酒的缓冲要求。根据有关报道：有机酸、磷酸盐、天冬氨酸是影响啤酒缓冲容量的最主要因素，因而为提高啤酒缓冲容量可在啤酒酿造工艺过程增加含有天冬氨酸的多肽，或者增加麦汁或啤酒的总磷酸盐浓度。
由于增加天冬氨酸在啤酒储存中会形成风味老化物质，因此可通过增加总磷酸盐浓度来提高啤酒的缓冲容量。我们知道，磷酸盐来源于大米、酒花、麦芽。大米和酒花含磷较少，麦芽相对较多（见图5）。
为了增强啤酒非生物稳定性，除了要合理制定啤酒工艺，提高啤酒的保质期外，还可以通过添加相应的磷酸盐使啤酒缓冲性达到最大，进而提高啤酒的非生物稳定性。
