專利名稱:用于啤酒穩(wěn)定化處理的水合硅膠的制作方法
本發(fā)明涉及一種用于啤酒穩(wěn)定化處理的用以提高啤酒的抗混濁穩(wěn)定性的水合硅膠，更確切地說，涉及一種作為助濾劑的水合硅膠，這種水合硅膠可用來制造一種高質(zhì)量的不會(huì)產(chǎn)生混濁的啤酒，例如，該種啤酒即使在裝瓶(或罐或桶)以后貯存較長一段時(shí)間也不會(huì)發(fā)生混濁。
啤酒是一種以大麥(麥芽)及啤酒花為主要起始原料，經(jīng)發(fā)酵處理后制得的一種產(chǎn)品，就淺色啤酒而論，它的琥珀色的、明亮及清徹的外觀也是產(chǎn)品的一種重要的特征。但是，假如啤酒的穩(wěn)定性不夠好，那么在啤酒裝瓶(或罐或桶)后貯存一段較長的時(shí)間，或在冷卻待飲的時(shí)候，啤酒就會(huì)發(fā)生混濁，因此，這就引起了一個(gè)問題，即該產(chǎn)品的價(jià)值受到損害。
這種混濁可以更具體地分為三種一種是遇冷混濁，這種混濁在啤酒被冷至約0℃時(shí)產(chǎn)生但在加溫至20℃后又重新溶解;另一種是永久性(或氧化性)混濁，這種混濁在啤酒加溫到20℃后也不再溶解;再有一種是深冷混濁，這種混濁在啤酒受到深冷或貯存在其凝固點(diǎn)(-5℃)附近的溫度下產(chǎn)生。在這幾種混濁中，決定啤酒產(chǎn)品價(jià)值的是遇冷混濁及永久性混濁，這兩種混濁可由于啤酒的組分發(fā)生變化而產(chǎn)生，也可由于一些膠體組分(如某些蛋白質(zhì)、多酚等)的互相結(jié)合而產(chǎn)生。并且這種傾向表明，啤酒的貯存時(shí)間越長，則混濁越厲害，因?yàn)槎喾宇惐谎趸?，它與蛋白質(zhì)的親合力就加強(qiáng)。這些蛋白質(zhì)和多酚等膠體組分來自啤酒的起始原料，即大麥、啤酒花等，因此，這些膠體是啤酒中不可避免的組分，所以這個(gè)問題是啤酒本身所固有的問題。
因此，為了防止啤酒發(fā)生混濁，必須降低啤酒中這些引起產(chǎn)生混濁的膠體組分，迄今為止，該方法仍常常被用于此目的，例如，用一個(gè)包括有使用一種混濁抑制(穩(wěn)定化處理)劑，如木瓜蛋白酶、單寧酸、PVPP(聚乙烯基聚吡咯烷酮)、硅膠等物質(zhì)的方法。特別是，硅膠之所以被廣泛地應(yīng)用是由于它對(duì)啤酒的味道、泡沫及其它質(zhì)量指標(biāo)沒有多大的影響。
例如，英國專利938，153號(hào)披露，在啤酒的純化處理中使用了一種酸處理過的硅干凝膠，其比表面積為200-400米2/克，孔體積為0.6-1.2毫升/克，孔徑為60-150埃，其5%水懸浮液的pH值為4.5-7.0。另外，英國專利98，175號(hào)也披露，在啤酒的純化處理中使用了一種酸處理過的硅干凝膠，其比表面積為200-600米2/克，孔體積為0.5-1.5毫升/克，孔徑為40-180埃，以及其5%水懸浮液的pH值為4.0-8.0。還有，英國專利1，279，250號(hào)披露，在啤酒的純化處理中使用了一種硅干凝膠，其比表面積為700-1200米2/克，孔體積為0.7毫升/克或更大，以及其平均孔徑為25-80埃。以及英國專利1，215，928號(hào)披露，在啤酒的純化處理中使用了一種硅水凝膠，其比表面積為700米2/克或更大，平均孔徑為30-120埃，其5%水懸浮液的pH值為1.5-2.0。但是，就上述已知的硅干凝膠或硅水凝膠而論，雖然能收到一定效果，但這些效果不夠滿意。總之，就硅膠而論，根據(jù)其生產(chǎn)條件，可獲得具有不同物理性質(zhì)指標(biāo)的各種不同類型的硅膠，但是，當(dāng)它們用于啤酒的穩(wěn)定化處理時(shí)，其基本原理皆為1、借助于表面硅烷醇基團(tuán)的形成，選擇性地吸附并除去蛋白質(zhì)(或它與多酚結(jié)合的產(chǎn)物)，這些蛋白質(zhì)是引起混濁的一種膠體組分，以及2、借助于凝膠的滲透機(jī)制來選擇性地捕集并除去能引起混濁形成的物質(zhì)，這種機(jī)制是基于凝膠的多孔結(jié)構(gòu)及其孔徑的分布，因此，必須精確地選定適合于啤酒處理的硅膠的相應(yīng)的物理性質(zhì)指標(biāo)。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是制備一種適用于啤酒穩(wěn)定化處理的硅膠。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是制備一種最適用于啤酒的蛋白質(zhì)穩(wěn)定化處理而不會(huì)損害啤酒的固有特色(如香氣、味道、泡沫等)的硅膠。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是制備一種能降低啤酒中的膠體組分的一種硅膠。
本發(fā)明的第四個(gè)目的是制備一種能夠防止啤酒產(chǎn)生混濁(特別是遇冷混濁及永久性混濁)的硅膠。
本發(fā)明的第五個(gè)目的是制備一種具有良好的蛋白質(zhì)吸附能力的硅膠。
本發(fā)明的第六個(gè)目的是制備一種不會(huì)引起啤酒被微生物污染的硅膠。
因此，按照本發(fā)明可制備出一種磨細(xì)的水合硅膠，其比表面積為530-720米2/克，最好為550-650米2/克，孔體積為0.9-1.5毫升/克，最好為1.0-1.4毫升/克，平均孔徑為50-120埃，最好為60-100埃，其水含量為7-25%(重量)，最好為8-13%(重量)(以濕重為基準(zhǔn))，另外，其5%水懸浮液的pH值為6.0-8.0。
圖(1)是水合硅膠脫水過程中水含量與孔體積之間的關(guān)系曲線圖。
本發(fā)明涉及一種具有特定物理性質(zhì)指標(biāo)的水合硅膠，這種硅膠具有精確控制的比表面積、孔體積、平均孔徑、水含量以及pH值，使用該種硅膠可以有效地吸附及除去啤酒中所含的蛋白質(zhì)、多酚等膠體組分而不會(huì)損害啤酒的特色，如香氣、味道、泡沫等等，其結(jié)果，可獲得一種高質(zhì)量的啤酒，這種啤酒，即使貯存一段較長的時(shí)間也不會(huì)產(chǎn)生遇冷混濁或永久混濁。這樣的一種效果是由于使用了本發(fā)明的硅膠而獲得的一種特殊效果，因此，與上述已知的硅干凝膠或硅水凝膠相比，本發(fā)明的硅膠具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，但是，假如硅膠的相應(yīng)的物理性質(zhì)指標(biāo)偏離了本發(fā)明所規(guī)定的范圍，那么就不可能收到預(yù)期的效果。
本發(fā)明所特指的“水合硅膠”與那種已知的“硅干凝膠”或“硅水凝膠”在構(gòu)成上有明顯的區(qū)別。關(guān)于這一點(diǎn)，只要參考Ralph K.Iller，“The Chemistry ob Silica”，A.Wiley-Interscience Publication就可以十分明了，而根據(jù)它們的物理性質(zhì)進(jìn)行的分類也將得到簡單的解釋。通常，由濕法流程生產(chǎn)的硅膠由一種三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成，在這種結(jié)構(gòu)中，一些粒徑為1-100微米的非多孔的、非晶態(tài)的二氧化硅膠體粒子，以一種硅氧烷鍵相互結(jié)合起來，單位重量的二氧化硅膠體粒子的各自的表面積之總和，就是它的比表面積，而被這些二氧化硅膠體粒子構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所包圍的空間，就是它的孔體積。例如，用一種硅酸鈉水溶液和硫酸來制備硅膠，最初由于硅酸鈉的水解形成了單硅酸〔Si(OH)4〕，然后由于單硅酸的脫水凝聚而形成了具有膠體粒度的多硅酸粒子，因此獲得了一種液態(tài)的物質(zhì)，這就是所謂硅溶膠。在此時(shí)，膠體粒子的大小受到SiO2的濃度、鹽的濃度、pH值等因素的影響。此后，在硅溶膠中的單個(gè)的膠體粒子凝聚起來，形成一個(gè)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。最后，硅溶膠失去了流動(dòng)能力并變成一種凝膠狀物質(zhì)。在此情況下，把這種物質(zhì)稱之為“硅水凝膠”，這種硅水凝膠在經(jīng)過水洗等步驟來除去所含的硅酸鈉及由硫酸生成的硫酸鈉以后，含有一定量的水，其含水量取決于初始的硅水溶膠和二氧化硅及其它的次要組分，例如，用一種通常的方法制備的硅水凝膠含有約70%的水及約30%的二氧化硅。這樣由硅水凝膠經(jīng)脫水處理所獲的物質(zhì)，就是“硅干凝膠”。這種硅水凝膠的特征是，膠體粒子的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空隙(即孔體積)完全被水飽和，而隨著干燥處理引起的脫水過程的進(jìn)展，這個(gè)空隙(即孔體積)就會(huì)收縮(減小)。這個(gè)現(xiàn)象之所以發(fā)生，是因?yàn)樵诠杷z中膠體粒子之間的鍵不夠強(qiáng)，當(dāng)水分蒸發(fā)時(shí)，氣液界面上的表面張力所引起的收縮力使得膠體粒子的組合條件發(fā)生變化。硅水凝膠的孔體積〔Vp〕可用下式來描述VP=WH2O100-WH2O〔毫升／克〕]]>其中，WH2O]]>是硅水凝膠中水的百分含量(以濕重為基準(zhǔn))。
圖(1)是一個(gè)曲線圖，它根據(jù)上式示出了在脫水過程中含量和孔體積之間的關(guān)系。但是，當(dāng)硅水凝膠脫水到一定的水含量后，膠體粒子的組合條件就變成一個(gè)固定值，而孔體積就不再變化(象圖(1)中所示的曲線就不再成立)，此時(shí)，就形成了硅干凝膠的結(jié)構(gòu)。根據(jù)巴爾比(Barby)的報(bào)導(dǎo)，在水含量為50%或其左右時(shí)形成一種G-型干凝膠的結(jié)構(gòu)(比表面積≈350米2/克，孔體積1.0-1.2毫升/克)，而在水含量為29%或其左右時(shí)形成一種S-型干凝膠(比表面積≈800米2/克，孔體積≈0.4毫升/克)(見D.Barby，“Characterization of Powder Surface”，Academic Press，第376-378頁)。
此外，表面積也隨著硅水凝膠的孔體積的減少而減少。這是因?yàn)椋头肿恿康墓杷岜豢障秲?nèi)部起介質(zhì)作用的水所溶解，并在膠體粒子的表面上結(jié)晶出來，因此表面條件就發(fā)生了變化，此外還因?yàn)?，由于在脫水時(shí)的收縮力引起了膠體粒子的三維網(wǎng)絡(luò)組合條件的變化;另外，表面積減小的程度還隨著脫水時(shí)的溫度、時(shí)間、pH值等而變化。因此，在脫水過程中，硅水凝膠的平均孔徑也發(fā)生變化。換句話說，該平均孔徑〔dap〕可按下式計(jì)算dap＝ (40000×Vp)/(As) (埃)其中，As是比表面積(米2/克)。與脫水時(shí)孔體積的較大的降低值相比較，比表面積的降低值是很小的，因此，平均孔徑是逐漸降低的，直到形成了硅干凝膠結(jié)構(gòu)時(shí)為止。例如，假定硅水凝膠的比表面積基本上為一個(gè)定值500米2/克，那么當(dāng)所含的水分從70%降至40%時(shí)，被水充滿的孔體積就從2.3毫升/克降至0.67毫升/克，以及同樣地，平均孔徑就從184埃降至54埃。
換句話說，“硅水凝膠”和“硅干凝膠”可以按這樣的方法來區(qū)分，即“硅水凝膠”在脫水的過程中，它的孔體積及比表面積二者都要降低，這種“硅水凝膠”是一種結(jié)構(gòu)上不穩(wěn)定的狀態(tài)，它的孔的內(nèi)部經(jīng)常被水所充滿，而那種“硅干凝膠”就是一種結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定的狀態(tài)，在其內(nèi)部，由于完全脫水而形成了一種強(qiáng)有力的膠體粒子的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(硅干凝膠結(jié)構(gòu))，不管是它的孔體積或比表面積都不會(huì)由于受到反復(fù)的水合和脫水處理而發(fā)生較大的變化。按照本發(fā)明所獲得的“水合硅膠”是具有這樣一種狀態(tài)的硅膠，它在“硅水凝膠”的脫水過程中，孔體積沒有多大的降低，也就是說，一種強(qiáng)有力的膠體粒子的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(硅干凝膠結(jié)構(gòu))已經(jīng)形成，但它仍可立即水合到在變成“硅干凝膠”以前的狀態(tài)。簡單地說，按照本發(fā)明所制得的水合硅膠，是一種在水合狀態(tài)下具有硅干凝膠結(jié)構(gòu)的硅膠。正如上述，硅膠在結(jié)構(gòu)上和物理性質(zhì)上有著精細(xì)的差別，但按照本發(fā)明的事實(shí)，只有具有上述特征的水合硅膠才能選擇性地產(chǎn)生優(yōu)良的效果。
按照本發(fā)明的水合硅膠，其特征在于，在硅水凝膠脫水變?yōu)楣韪赡z的過程中，其水含量被控制在7-20%(重量)的范圍，以便嚴(yán)格控制起吸附作用的表面積和起物質(zhì)擴(kuò)散作用的孔徑及孔體積;在一種水合物質(zhì)的情況，像硅水凝膠等，假如有微生物落到它上面去，就會(huì)產(chǎn)生一種威脅，就是所說的微生物的繁殖和滋長，當(dāng)把這水凝膠加到啤酒中時(shí)，就有可能使啤酒受到污染。通常，在水合物質(zhì)的情況，以Aw值(水活性)作為一個(gè)指標(biāo)，用來代表微生物進(jìn)行繁殖和滋長的可能性的大小，而每一種微生物皆有一個(gè)它所特有的，能允許它繁殖的Aw值范圍，因此，假如這個(gè)值低于所說的下限，它們的繁殖就成為不可能，即使其它方面的因素都對(duì)其有利亦是如此。例如，已經(jīng)知道，大腸桿菌的Aw值下限為0.96，酵母菌的Aw值下限為0.88和霉菌的Aw值下限為0.80。對(duì)于硅膠的情況，當(dāng)其水含量為60%(重量)時(shí)，它的Aw值高于0.97，而水含量為40%(重量)時(shí)，它的Aw值為0.86，以及水含量為20%(重量)時(shí)，AW值為0.63。因此，必須把硅膠的水含量限制在微生物所特有的AW值下限以下。另一方面，已知有另一個(gè)可抑止微生物繁殖的方法，就是讓硅膠維持一個(gè)很低的pH值，但是，這有一個(gè)缺點(diǎn)，就是當(dāng)啤酒與如此低pH值的硅膠接觸時(shí)，酸性物質(zhì)就會(huì)釋放出來，因而損害了啤酒的香氣，因此這個(gè)方法是不實(shí)際的。由于本發(fā)明的水合硅膠的水含量為7-20%，其相應(yīng)的AW值為0.62或更低，它可以起到一種十分良好的作用而同時(shí)不會(huì)讓啤酒在進(jìn)行處理時(shí)受到微生物的污染或者由于低的pH值而使啤酒的香氣受到損害。具有本發(fā)明所規(guī)定的物理性質(zhì)指標(biāo)的水合硅膠可用二氧化硅工業(yè)中熟知的方法來制備。制備的方法就是，把一種堿金屬硅酸鹽的水溶液與一種無機(jī)酸或有機(jī)酸的水溶液進(jìn)行均勻混合，所說的堿金屬硅酸鹽有硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰、硅酸銨等，所說的無機(jī)酸有硫酸、鹽酸、硝酸等，所說的有機(jī)酸有醋酸等，混合后就可制得一種硅溶膠，使該種硅溶膠在不生成沉淀的條件下進(jìn)行膠凝，就獲得一種硅水凝膠，然后用水洗法來除去其中的水溶性鹽，如有必要，可令其陳化，然后用熱空氣、熱蒸氣等進(jìn)行脫水處理，使之達(dá)到預(yù)定的水含量，然后用研磨法來控制顆粒大小，或者是先用研磨法來控制顆粒大小再進(jìn)行脫水，或者是使脫水處理及顆粒大小的控制處理同時(shí)進(jìn)行。作為脫水的方法有烘箱干燥、傳送帶干燥、回轉(zhuǎn)窖干燥、高頻干燥、或者任何其它已知合適的方法均可采用;作為研磨的方法有輾磨、球磨、鎚磨、自由式粉碎機(jī)磨、噴射磨或者任何其它已知合適的方法均可采用;作為脫水處理的方法，其中之一就是把脫水處理與上述的研磨處理結(jié)合在一起，用熱空氣或熱蒸氣進(jìn)行脫水，或者任何其它已知合適的方法均可采用。但是，如要考慮相應(yīng)的水合硅膠粒子的均一性，最好是使研磨處理和脫水處理同時(shí)進(jìn)行。
在用水洗法從硅水凝膠中除去水溶性雜質(zhì)(如形成的鹽)時(shí)，必須使用經(jīng)過除雜質(zhì)的、pH值為6-8的純凈水，因此，本發(fā)明的水合硅膠，當(dāng)把它制成5%的水懸浮液時(shí)，就可具有6-8的pH值，因此就可以把水溶性物質(zhì)〔見1983年8月27日出版的Official Gazette(特利14號(hào))，用于食品添加劑的成分規(guī)格;二氧化硅，純度試驗(yàn);第一茚水溶性物質(zhì)〕限制在不大于25毫克的范圍，這種硅膠非常適用于啤酒的處理。換句話說，如果用于啤酒處理的硅膠的pH值十分低，例如pH為2-3，或者pH十分高，例如pH為9-10，這就意味著，在使用時(shí)就會(huì)有相應(yīng)的酸組分或堿組分從硅膠中逸出和進(jìn)入啤酒中，這就引起了一個(gè)問題，即它損害了啤酒的香味特色。至于經(jīng)過細(xì)磨的水合硅膠粒子的粒徑分布范圍，最合適的粒徑要根據(jù)水合硅膠與啤酒的接觸時(shí)間以及水合硅膠與啤酒分離所使用的方法來適當(dāng)選擇，而這分布范圍最好為1-100微米。
在本發(fā)明中，可用一般的方法來制備球形的硅膠。例如，日本專利公開13834/1973號(hào)披露的方法，就是把堿金屬硅酸鹽水溶液和一種酸的溶液混合，得到一種硅溶膠，把這種硅溶膠噴射分散到氣相介質(zhì)(例如空氣)中去，在它飛行的過程中發(fā)生膠凝，這樣就制得了球形的硅膠。另外，日本專利公開4113/1951號(hào)披露一個(gè)方法，就是把堿金屬硅酸鹽水溶液和一種酸的溶液混合，得到一種硅溶膠，把這種硅溶膠懸浮及游動(dòng)于一種疏水的有機(jī)溶劑之中，這樣就制得了球形的硅膠。在用這樣的方法制得的微球狀硅水凝膠的基礎(chǔ)上，可以制得水合硅膠，其方法是先用水洗法除去生成的鹽，然后用噴霧干燥和流化床干燥等方法或任何其它已知合適的方法來脫水，使之達(dá)到預(yù)定的水含量，而無須進(jìn)行粉碎處理。
本發(fā)明的水合硅膠可用上述的已知方法及任何可供采用的方法來制備，但最后必須使制得的水合硅膠在比表面積、孔體積、平均孔徑、水合量及pH值幾種性能達(dá)到上面所規(guī)定的指標(biāo)。
另外，一般用于生產(chǎn)啤酒的步驟如下(1)把磨過的麥芽(碎麥芽)放進(jìn)一個(gè)盛麥芽漿的大桶，加水進(jìn)行糖化處理，在2-3小時(shí)內(nèi)把溫度從45-55℃逐漸升高到75-80℃，這時(shí)麥芽中的淀粉就被分解，轉(zhuǎn)變?yōu)辂溠刻羌昂任镔|(zhì)。
(2)把經(jīng)過糖化的麥芽漿過濾，獲得一個(gè)純凈的麥芽液(麥芽汁)，把它作為產(chǎn)品取出。
(3)把啤酒花加到這個(gè)經(jīng)過濾的麥芽液中并煮沸約一小時(shí)至1-2小時(shí)。
(4)把熱的麥芽汁轉(zhuǎn)移到一個(gè)沉淀槽中，在除去熱凝聚物后，令其冷卻到5-10℃。
(5)把酵母加到冷卻了的麥芽汁中，加入氧來促進(jìn)酵母的滋長。
(6)發(fā)酵處理在約10℃的溫度下進(jìn)行，時(shí)間為一周(前發(fā)酵)。
(7)后發(fā)酵處理及陳化是在約0℃到-1℃的低溫下在一個(gè)貯存槽中進(jìn)行，時(shí)間為1-2個(gè)月。
(8)過濾處理是用硅藻土等物質(zhì)來進(jìn)行，接著就可裝瓶(或罐或桶)。
為了應(yīng)用本發(fā)明的水合硅膠，可以把它直接與啤酒接觸，或者把這步驟加到上述的步驟(7)與(8)之間，在進(jìn)行這一步操作時(shí)，例如可以把水合硅膠加到貯存槽的啤酒中，或者是在過濾步驟時(shí)把載有水合硅膠的物體加進(jìn)啤酒中。在此過程中，在啤酒中能引起混濁的膠體成分就被水合硅膠吸附并除去。當(dāng)然，水合硅膠可用過濾器從啤酒中完全分離掉，絕不會(huì)留在最終產(chǎn)品中。
通常，水合硅膠的用量為0.3-1克/升啤酒。此外，水合硅膠與啤酒的接觸時(shí)間(例如在用于過濾步驟中時(shí))約為5-30分鐘。在此情況下，采用的溫度一般約為+5至-2℃。
經(jīng)過這樣的接觸處理的啤酒具有良好的穩(wěn)定性以及具有很高的質(zhì)量，這種啤酒不會(huì)產(chǎn)生混濁，即使貯存一段較長的時(shí)間也是如此。并且，它不會(huì)對(duì)啤酒本身所固有的特色產(chǎn)生任何影響。
本發(fā)明可用下列實(shí)施例來更具體地加以說明，但是必須指出，只要不偏離本發(fā)明的范圍，本發(fā)明不受下列敘述實(shí)施例的限制。
實(shí)施例1、對(duì)比實(shí)施例1-5以及參考實(shí)施例1〔水合硅膠的制備〕把預(yù)定量的硅酸鈉水溶液〔含SiO2為20.0%(重量)〕及12當(dāng)量濃度的硫酸加進(jìn)一個(gè)具有強(qiáng)剪切刀的攪拌器中，制備出一個(gè)具有剩余酸濃度為1.0當(dāng)量濃度的均勻的硅溶膠，然后在室溫下放置2小時(shí)，以使之進(jìn)行適當(dāng)?shù)木酆喜⑦M(jìn)行膠凝，獲得一種均勻、透明、塊狀的硅水凝膠，接著把列于表(1)中的溶液來洗滌這種硅水凝膠，使之除去其中的可溶性鹽類，并接著進(jìn)行陳化。
隨后，把硅水凝膠置于架式熱空氣干燥器中用熱空氣進(jìn)行干燥，使之達(dá)到所需要的水分含量，最后用空氣噴射磨把它磨細(xì)，這樣就獲得了一種具有表(1)中所列的相應(yīng)的物理性質(zhì)指標(biāo)的水合硅膠。
表1
本發(fā)明中的水合硅膠的相應(yīng)的物理性質(zhì)指標(biāo)用下列步驟來測定(1)比表面積(米2/克)把樣品浸沒在甲醇中，待甲醇置換掉樣品孔中的水分以后，將其置于烘箱中在180℃下進(jìn)行干燥，以樣品的對(duì)氮吸附法進(jìn)行測定(表面積快速測量儀，SA-1000型，Shibata Kagaku-ki kogyo K.K.出品)。
(2)孔體積(毫升/克)把樣品浸沒在甲醇中，待甲醇置換掉樣品孔中的水分以后，將其置于烘箱中在180℃下進(jìn)行干燥，以氮?dú)馕椒ㄟM(jìn)行測定〔見R.W.Cranston，F(xiàn).A.InkleyAdv.m.Catalysis 9，143(1957)〕，測定時(shí)采用的氮?dú)獾南鄬?duì)壓力為0.931。
(3)平均孔徑(埃)根據(jù)下式進(jìn)行測定平均孔徑〔dap〕＝ (40000×孔體積〔Vo〕)/(比表面積〔As〕) (埃)其中，As為比表面積〔米2/克〕。
(4)水含量(重量%)將樣品置烘箱中在180℃下進(jìn)行干燥，根據(jù)下式進(jìn)行測定水含量＝ (W1-W2)/(W2) ×100〔重量百分比，以濕樣品為基準(zhǔn)〕其中W1是烘干前的重量，W2是烘干后的重量。
(5)pH把樣品懸浮于100毫升的離子交換水中，攪拌10分鐘，用pH電極進(jìn)行測定。
(6)平均粒徑用庫脫(Coulter)計(jì)數(shù)器的方法進(jìn)行測定。它所包括的測定粒徑的方法是測量電阻值的變化，即測量在電解液中的懸浮粒子通過儀器的小孔時(shí)，電阻值所發(fā)生的變化?！矌烀撚?jì)數(shù)器，泰依-型，庫脫電子有限公司(Coulter Counter Model Taii Coulter electronics，Inc.)〕〔啤酒的穩(wěn)定化處理〕在一個(gè)啤酒廠中進(jìn)行了前發(fā)酵后，立刻將鮮啤酒裝進(jìn)貯存桶中，在冷卻到-1℃的溫度下貯存一個(gè)月，然后在將這啤酒通過硅藻土進(jìn)行過濾時(shí)，往啤酒中加入上述的制備好的各種水合硅膠來進(jìn)行穩(wěn)定化處理，水合硅膠的用量為0.5克/升啤酒。然后把啤酒裝瓶，進(jìn)行穩(wěn)定性試驗(yàn)，所獲結(jié)果列于表(2)中。
除了用各種硅膠進(jìn)行處理以外，也用純的木瓜蛋白酶(用量為2.5毫克/升啤酒)(蛋白水解活性500-600PU/升)(以加進(jìn)貯存桶中計(jì)算)處理，所得結(jié)果也被作為參考實(shí)施例包括進(jìn)去，以供參考。
啤酒穩(wěn)定性的試驗(yàn)根據(jù)下述步驟來進(jìn)行(1)生產(chǎn)當(dāng)天的濁度在啤酒經(jīng)處理后裝瓶的當(dāng)日，用濁度計(jì)來分析其在20℃下的濁度。
(2)在50℃下貯存2周后的濁度在啤酒經(jīng)處理后裝瓶，然后置恒溫箱中維持50℃，貯存2周以促進(jìn)降解，然后用濁度計(jì)來測定啤酒在20℃下的濁度。在50℃下貯存2周的降解濁度，大體上相當(dāng)于在20℃下貯存6個(gè)月的濁度。
(3)在50℃下貯存2周后的遇冷混濁把上述的在50℃下貯存過的啤酒，再放入一個(gè)維持0℃的恒溫水浴中，然后，讓遇冷混濁物沉積24小時(shí)，再在0℃下用濁度計(jì)來測定其濁度。
(注)(1)-(3)項(xiàng)中的濁度單位(EBCf.u.)與用肉眼觀察濁度的結(jié)果有如下的關(guān)系0-1個(gè)濁度單位 全透明1-2個(gè)濁度單位 可觀察到十分淡的濁度2-4個(gè)濁度單位 可觀察到較淡的濁度4-8個(gè)濁度單位 混濁8或更高的濁度單位 非?；鞚?4)總含氮量把啤酒中的蛋白質(zhì)進(jìn)行水解，然后按照克耶達(dá)(Kjeldahl)法來測定氮含量。
(5)多酚按照EBC法測量。
(6)顏色按照EBC法測量。
(7)上層(泡沫)的形成量在8℃下的啤酒從玻璃杯口上3厘米的地方倒入玻璃杯，當(dāng)泡沫上升到杯口時(shí)，從玻璃杯上的刻度讀出所形成的泡沫量(毫升)。
(8)上層(泡沫)的保持時(shí)間當(dāng)在步驟(7)中所形成的泡沫消失以及啤酒的液面顯露出來時(shí)，記下這個(gè)時(shí)間(秒)。
(9)啤酒的味道把用水合硅膠處理過的啤酒與對(duì)照啤酒(用純的木瓜蛋白酶處理的)以品嘗的方法進(jìn)行對(duì)比，可以用配對(duì)試驗(yàn)，也可以用三角試驗(yàn)把啤酒分成新鮮的及經(jīng)過貯存的。
實(shí)施例2，對(duì)比實(shí)施例6-8及參考實(shí)施例2與實(shí)施例(1)中所述的方法相似，當(dāng)把經(jīng)過一段預(yù)定時(shí)間的貯存后的啤酒通過硅藻土進(jìn)行過濾時(shí)，往啤酒中加入硅膠，不過在實(shí)施例(1)中用的是水合硅膠，而這里用的是工業(yè)的硅水凝膠及硅干凝膠，其加入量皆為0.5克/升啤酒，分別地進(jìn)行穩(wěn)定化處理，這些穩(wěn)定性的測定結(jié)果列于表(3)。為供參考起見，把用純的木瓜蛋白酶處理過的啤酒的試驗(yàn)數(shù)據(jù)也列進(jìn)去，木瓜蛋白酶的處理方法有如實(shí)施例1，它的用量為2.5毫克/升(蛋白水解活性為500-600PU/升)。把表(3)中所列的A公司、B公司和C公司的產(chǎn)品所具有的物理性質(zhì)指標(biāo)匯總列于表(3a)中。
表3
表3a
實(shí)施例3-16及對(duì)比實(shí)施例9-11把在啤酒廠經(jīng)過前發(fā)酵的鮮啤酒立即過濾，過濾時(shí)用硅藻土與之?dāng)嚢?，以除去酵母菌及懸浮物質(zhì)。往過濾后的啤酒中加入具有在表4中所列的物理性質(zhì)指標(biāo)的一些水合硅膠，硅膠的用量為0.5克/升啤酒，攪拌20分鐘，然后用一張0.8微米孔徑的濾膜過濾，這樣就實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定化處理。
把所獲得的啤酒樣品用SASPL法來測定其相對(duì)的蛋白質(zhì)吸附能力，所獲結(jié)果也列于同一張表中。
(注)用SASPL(飽和硫酸銨沉淀極限)法測定相對(duì)的蛋白質(zhì)吸附能力取50毫升經(jīng)攪拌過的啤酒樣品，逐滴加進(jìn)飽和硫酸銨溶液，在660毫微米處連續(xù)觀察其濁度;連續(xù)滴加飽和硫酸銨溶液，直到濁度突然增加為止，以這個(gè)飽和硫酸銨溶液的用量來確定該啤酒樣品的SASPL值(見James.S.Hough，MBAA Technical Quarterly，13，34〔1976〕)。
然后，用實(shí)施例3的SASPL值作為標(biāo)準(zhǔn)，按照下式來確定每個(gè)樣品的相對(duì)蛋白質(zhì)吸附能力，以實(shí)施例(3)中的值作為〔100.0〕來表示所得結(jié)果。
(S-B)/(C-B) ×100其中S用受試硅膠處理過的啤酒的SASPL值，B空白SASPL值(未處理的啤酒)，C以標(biāo)準(zhǔn)水合硅膠處理所得的SASPL值(實(shí)施例3)。
根據(jù)以上相應(yīng)各表所列結(jié)果，可以看出，當(dāng)使用本發(fā)明的水合硅膠時(shí)，可以明顯地防止遇冷混濁的產(chǎn)生而同時(shí)不損害啤酒的味道或起泡沫性，其蛋白質(zhì)吸附能力也很好。
雖然此處敘述了本發(fā)明的最佳實(shí)施方案，但必須指出，本發(fā)明并不限于這些方案，只要在下列權(quán)利要求
范圍之內(nèi)，還可有其它的方案。
權(quán)利要求
1.一種用于啤酒穩(wěn)定化處理的水合硅膠，其特征在于其比表面積為530-720米2/克，孔體積為0.9-1.5毫升/克，平均孔徑為50-120埃，水含量為7-25%(重量)(以濕重為基準(zhǔn))，以及其5%水懸浮液的PH值為6.0-8.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的水合硅膠，其中所說的在水合狀態(tài)下的硅膠具有一種膠體粒子的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的水合硅膠，其中在把硅水凝膠脫水到硅干凝膠的過程中，所說的硅膠的水含量被控制在7-25%(重量)范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的水合硅膠，其中所說的硅膠具有的水活性值低于0.62。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的啤酒的處理方法，其中所說的硅膠，是在后發(fā)酵和陳化步驟中加入到啤酒中的，硅膠吸附和除去啤酒中引起混濁的膠體組分，然后用過濾器從啤酒中分離掉。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的啤酒的處理方法，其中所說的硅膠是在過濾步驟中一次加入的，硅膠吸附和除去啤酒中引起混濁的膠體組分，然后用過濾器從啤酒中分離掉。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種磨細(xì)的水合硅膠，其特征在于其比表面積為530—720米
文檔編號(hào)C01B33/00GK86106739SQ86106739
公開日1987年9月16日 申請(qǐng)日期1986年9月16日
發(fā)明者岡村勝利, 江崎庚夫, 松沢幸一, 淺野克彥 申請(qǐng)人:富士—戴維森化學(xué)株式會(huì)社, 麒麟麥酒株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan