李雙洋,黎振球*
(青島科技大學(xué) 化工學(xué)院,山東 青島 266400)
保健酒是含有特殊保健功能的飲料酒[1],對(duì)于人們的身體機(jī)體具有調(diào)節(jié)作用。隨著人們生活水平和消費(fèi)意識(shí)的提高,保健酒在消費(fèi)市場(chǎng)上的份額也越來(lái)越大[2]。但是產(chǎn)品在貯藏過(guò)程中,很容易發(fā)生酒體渾濁失光沉淀現(xiàn)象。造成的原因包括兩個(gè)方面,外在原因主要有:勾兌水的水質(zhì)、基酒的品質(zhì)、配料的復(fù)雜性、生產(chǎn)過(guò)程微生物的處理狀況等[3];內(nèi)在原因有:蛋白質(zhì)與多酚結(jié)合、貯藏溫度、光照、加工過(guò)程中的密封情況等[4]。
藥酒中的有效成分(如蝎蛋白及各種中藥多酚)是蝎子酒的價(jià)值所在,但酒體中的多酚類物質(zhì)和蝎蛋白結(jié)合反應(yīng),影響了酒體的色澤風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[5]。黃芪有增強(qiáng)基體免疫功能、保肝利尿、抗衰老、降壓和較廣泛的抗菌作用[6];當(dāng)歸具有補(bǔ)氣活血,調(diào)經(jīng)止痛,潤(rùn)腸通便的功效[7-8];川芎用于活血經(jīng)氣,祛風(fēng)止痛[9];黃精有助于補(bǔ)氣養(yǎng)陰,健脾,潤(rùn)肺,益腎[10]。
人們對(duì)蛋白質(zhì)-多酚的反應(yīng)最早是從單寧開(kāi)始的,在反應(yīng)過(guò)程中,蛋白質(zhì)和單寧相互結(jié)合,初步形成了可溶性復(fù)合物,二者溶解充分時(shí)相互結(jié)合,復(fù)合物就沉淀下來(lái)。這是一個(gè)可逆反應(yīng),在沉淀的復(fù)合物中加入過(guò)量的蛋白質(zhì)就可以減少沉淀,并且還能在加入堿溶液或丙酮使復(fù)合物解析成為原來(lái)的蛋白質(zhì)和單寧[11]。
有學(xué)者認(rèn)為多酚具有的羥基和苯環(huán)使其同時(shí)具有親水性和疏水性。在蛋白質(zhì)的多肽結(jié)構(gòu)中,所帶的芳環(huán)或脂肪側(cè)鏈的氨基酸殘基特別是對(duì)蛋白質(zhì)構(gòu)型有影響的脯氨基酸殘基比較集中區(qū)域,往往在水溶液中由于疏水性相互作用形成一個(gè)疏水區(qū),蛋白質(zhì)-多酚結(jié)合反應(yīng)是氫鍵和疏水鍵共同作用的結(jié)果[12]。由于多酚和蛋白質(zhì)的反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),溫度對(duì)反應(yīng)平衡也有很大的影響。其主要影響到蛋白質(zhì)-多酚的結(jié)合與解絡(luò)的過(guò)程。溫度升高會(huì)使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)更加疏松,分子內(nèi)疏水基團(tuán)就會(huì)充分暴露出來(lái),有更多的蛋白質(zhì)與其絡(luò)合;當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時(shí)就會(huì)出現(xiàn)解絡(luò)現(xiàn)象,使蛋白質(zhì)和多酚從絡(luò)合物中重新游離出來(lái)[13]。
膠體分散體系中的Zeta電位測(cè)定是一個(gè)重要的檢測(cè)項(xiàng)目。Zeta電位的主要的用途之一就是研究膠體與電解質(zhì)的相互作用[14]。Zeta電位(正或負(fù))越高,體系越穩(wěn)定,即溶解或分散可以抵抗聚集。在蝎酒體系中,蝎蛋白的正電荷和多酚所攜帶的負(fù)電荷中和,導(dǎo)致蛋白與多酚的結(jié)合物Zeta電位值變小,它們就會(huì)相互吸引,從而使得整個(gè)體系不穩(wěn)定。Zeta電位是用來(lái)表征膠體分散系穩(wěn)定性的重要指標(biāo)[15]通過(guò)此檢測(cè)方法可以比較出中藥與蝎汁結(jié)合能力的強(qiáng)弱;另一方面在于借助學(xué)科交叉的優(yōu)勢(shì),運(yùn)用新型的檢測(cè)方法和成果來(lái)解決酒業(yè)的實(shí)際問(wèn)題,為保健酒的發(fā)展建立技術(shù)基礎(chǔ)。
半成品蝎酒、保存720 d的酒樣、成品蝎酒:由某酒廠提供;半成品酒樣,用蒸餾發(fā)酵酒對(duì)黃芪、當(dāng)歸、川芎、黃精進(jìn)行浸提。
Nano-ZS 90馬爾文Zeta電位儀:英國(guó)馬爾文儀器優(yōu)先公司;DFY-5/10低溫冷卻循環(huán)泵:鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;有機(jī)相濾膜(0.45 μm、0.22 μm):海寧市中力過(guò)濾設(shè)備廠;SHZ-DIII真空泵:鄭州予華儀器制造有限公司。
將酒廠提供的半成品酒樣及保存720 d的酒樣配制成不同的酒精體積分?jǐn)?shù),分別為5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%。用Nano-ZS 90馬爾文Zeta電位儀測(cè)定酒樣電位。
設(shè)定低溫冷卻循環(huán)泵的溫度,取樣品酒樣100 mL于冷卻循環(huán)泵內(nèi)在不同溫度條件下(-12 ℃、-8 ℃、-4 ℃、0 ℃、4 ℃、10 ℃)冷卻3 h,冷卻后用有機(jī)相濾膜對(duì)酒樣進(jìn)行過(guò)濾,記錄過(guò)濾所用時(shí)間,然后測(cè)定酒樣電位,平行做3組實(shí)驗(yàn)。
電位儀測(cè)試條件:制成后的樣液,用馬爾文Zeta電位儀Nano-ZS 90進(jìn)行分析檢測(cè),可得到樣品電位及粒徑分布狀態(tài)。具體設(shè)置參數(shù):pH值為4.67;顆粒折射率1.52;顆粒吸收率0.001;分散劑折射率1.33;分析軟件:Zetasizer Nano-ZS配套軟件。
2.1.1 黃芪酒樣存放720 d的樣品與新配制樣品的電位比較
黃芪酒樣保存720 d和新配制樣品的電位見(jiàn)表1。
由表1可知,對(duì)于黃芪樣品來(lái)說(shuō),在酒精體積分?jǐn)?shù)較低時(shí)(<15%),保存720 d的酒樣的電位值的絕對(duì)值要比新配制酒樣的電位值大,說(shuō)明此時(shí)保存720 d的酒樣樣品要比新配制的酒樣樣品穩(wěn)定;在體積分?jǐn)?shù)>15%后,新配制酒樣的電位的絕對(duì)值較保存720 d酒樣的大,說(shuō)明此時(shí)新配制的酒樣樣品要比保存720 d的酒樣樣品穩(wěn)定。
表1 黃芪酒樣保存720 d樣品與新配制樣品電位Table 1 The Zeta potential of newly prepared Astragalus membranaceus wine sample and prepared for 720 d sample
2.1.2 當(dāng)歸酒樣保存720 d的樣品與新配制樣品的電位比較當(dāng)歸酒樣保存720 d和新配制樣品的電位見(jiàn)表2。
表2 當(dāng)歸酒樣保存720 d樣品和新配制樣品的電位Table 2 The Zeta potential of newly prepared Angelica sinensis wine sample and prepared for 720 d sample
由表2可知,對(duì)于當(dāng)歸樣品,隨著酒精體積分?jǐn)?shù)的升高,當(dāng)歸新配制的酒樣樣品和保存720 d的酒樣樣品的Zeta電位的絕對(duì)值都減小,新配制酒樣的電位的絕對(duì)值較保存720 d的大,說(shuō)明新配制的酒樣比保存720 d的酒樣要穩(wěn)定,保存時(shí)間越長(zhǎng),使得酒體越不穩(wěn)定。
2.1.3 川芎酒樣存放720 d的樣品與新配制樣品的電位比較
川芎酒樣保存720 d和新配制樣品的電位見(jiàn)表3。
表3 川芎酒樣保存720 d樣品和新配制樣品的電位Table 3 The Zeta potential of newly prepared Ligusticum chuanxiong wine sample and prepared for 720 d sample
由表3可知,對(duì)于川芎樣品,隨著酒精體積分?jǐn)?shù)的升高,川芎新配制的酒樣樣品和保存720 d的酒樣樣品的Zeta電位的絕對(duì)值都減小,說(shuō)明酒樣越不穩(wěn)定,新配制酒樣的電位的絕對(duì)值較保存720 d的大,說(shuō)明新配制的酒樣比保存720 d的酒樣要穩(wěn)定。
2.1.4 黃精酒樣保存720 d的樣品與新配制樣品的電位比較
黃精酒樣保存720 d和新配制樣品的電位見(jiàn)表4。
表4 黃精酒樣保存720 d樣品和新配制樣品的電位Table 4 The Zeta potential of newly prepared Polygonatum slorlricum wine sample and prepared for 720 d sample
由表4可知,對(duì)于黃精樣品來(lái)說(shuō),隨著酒精體積分?jǐn)?shù)的升高,黃精新配制的酒樣樣品和保存720 d的酒樣樣品的Zeta電位的絕對(duì)值都減小,新配制酒樣的電位的絕對(duì)值較保存720 d的大,說(shuō)明新配制的酒樣比保存720 d的酒樣要穩(wěn)定。
成品蝎酒在不同溫度條件下冷凍處理后進(jìn)行抽濾,測(cè)定其Zeta電位,結(jié)果見(jiàn)表5。
表5 不同冷藏溫度和不同孔徑抽濾膜處理后的酒樣電位Table 5 The Zeta potential of wine sample at different temperature and with different pore pumping membranes treatment
由表5可知,保存酒樣的溫度對(duì)酒樣穩(wěn)定性有明顯作用。在-12~10 ℃范圍內(nèi),溫度升高,酒樣的Zeta電位的絕對(duì)值降低,說(shuō)明酒樣穩(wěn)定性下降,在-12 ℃時(shí),酒樣處于最穩(wěn)定狀態(tài);對(duì)冷處理后的酒樣用0.45 μm和0.23 μm的有機(jī)濾膜進(jìn)行處理可以看出,經(jīng)過(guò)濾膜處理后的酒樣,Zeta電位的絕對(duì)值變大,經(jīng)過(guò)過(guò)濾后的濾液要更為穩(wěn)定些,并且0.22 μm的濾膜處理的效果更為明顯。但相比來(lái)說(shuō)0.45 μm處理的效果不錯(cuò),而且處理時(shí)間短。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知,隨著酒精體積分?jǐn)?shù)的升高,新配制的酒樣樣品和保存720 d的酒樣樣品的Zeta電位的絕對(duì)值都減小,對(duì)比這4種中藥樣品來(lái)說(shuō),新配制的酒樣樣品總體上都要比720 d前的酒樣的電位值的絕對(duì)值偏大,即說(shuō)明新配制的酒樣比保存720 d的酒樣要穩(wěn)定,放置時(shí)間越長(zhǎng),使得酒體越不穩(wěn)定。
由于聚合物的結(jié)合能力比較弱,因此低溫處理是保證酒體穩(wěn)定性的前提條件,實(shí)驗(yàn)表明,溫度越低越有利于酒體保持穩(wěn)定,并且在-12 ℃時(shí)酒樣處于液態(tài)時(shí),Zeta電位的絕對(duì)值最大,說(shuō)明此時(shí)最穩(wěn)定。因此新配制酒經(jīng)冷凍和過(guò)濾處理是解決酒體渾濁不穩(wěn)定、延長(zhǎng)成品酒貨架期的方法。
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