利用Zeta電位分析蝎酒穩(wěn)定性

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意識的提高，保健酒在消費市場上的份額也越來越大[2]。但是產(chǎn)品在貯藏過程中，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)味和營養(yǎng)價值[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，潤肺，益腎[10]。

人們對蛋白質(zhì)-多酚的反應(yīng)最早是從單寧開始的，在反應(yīng)過程中，蛋白質(zhì)和單寧相互結(jié)合，初步形成了可溶性復(fù)合物，二者溶解充分時相互結(jié)合，復(fù)合物就沉淀下來。這是一個可逆反應(yīng)，在沉淀的復(fù)合物中加入過量的蛋白質(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)是一個可逆反應(yīng)，溫度對反應(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)的過程。溫度升高會使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)更加疏松，分子內(nèi)疏水基團(tuán)就會充分暴露出來，有更多的蛋白質(zhì)與其絡(luò)合；當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時就會出現(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[13]。

膠體分散體系中的Zeta電位測定是一個重要的檢測項目。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，它們就會相互吸引，從而使得整個體系不穩(wěn)定。Zeta電位是用來表征膠體分散系穩(wěn)定性的重要指標(biāo)[15]通過此檢測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，運用新型的檢測方法和成果來解決酒業(yè)的實際問題，為保健酒的發(fā)展建立技術(shù)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

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)酵酒對黃芪、當(dāng)歸、川芎、黃精進(jìn)行浸提。

1.2 儀器與設(shè)備

Nano-ZS 90馬爾文Zeta電位儀：英國馬爾文儀器優(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）：海寧市中力過濾設(shè)備廠；SHZ-DIII真空泵：鄭州予華儀器制造有限公司。

1.3 方法

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)相濾膜對酒樣進(jìn)行過濾，記錄過濾所用時間，然后測定酒樣電位，平行做3組實驗。

電位儀測試條件：制成后的樣液，用馬爾文Zeta電位儀Nano-ZS 90進(jìn)行分析檢測，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 結(jié)果與分析

2.1 不同存放時間酒樣的電位比較

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表1。

由表1可知，對于黃芪樣品來說，在酒精體積分?jǐn)?shù)較低時（＜15%），保存720 d的酒樣的電位值的絕對值要比新配制酒樣的電位值大，說明此時保存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值較保存720 d酒樣的大，說明此時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電位的絕對值都減小，新配制酒樣的電位的絕對值較保存720 d的大，說明新配制的酒樣比保存720 d的酒樣要穩(wěn)定，保存時間越長，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電位的絕對值都減小，說明酒樣越不穩(wěn)定，新配制酒樣的電位的絕對值較保存720 d的大，說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，對于黃精樣品來說，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電位的絕對值都減小，新配制酒樣的電位的絕對值較保存720 d的大，說明新配制的酒樣比保存720 d的酒樣要穩(wěn)定。

2.2 不同冷藏溫度和不同孔徑抽濾膜處理后的酒樣電位

成品蝎酒在不同溫度條件下冷凍處理后進(jìn)行抽濾，測定其Zeta電位，結(jié)果見表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電位的絕對值降低，說明酒樣穩(wěn)定性下降，在-12 ℃時，酒樣處于最穩(wěn)定狀態(tài)；對冷處理后的酒樣用0.45 μm和0.23 μm的有機(jī)濾膜進(jìn)行處理可以看出，經(jīng)過濾膜處理后的酒樣，Zeta電位的絕對值變大，經(jīng)過過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。但相比來說0.45 μm處理的效果不錯，而且處理時間短。

3 結(jié)論

通過實驗可知，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電位的絕對值都減小，對比這4種中藥樣品來說，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值偏大，即說明新配制的酒樣比保存720 d的酒樣要穩(wěn)定，放置時間越長，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，實驗表明，溫度越低越有利于酒體保持穩(wěn)定，并且在-12 ℃時酒樣處于液態(tài)時，Zeta電位的絕對值最大，說明此時最穩(wěn)定。因此新配制酒經(jīng)冷凍和過濾處理是解決酒體渾濁不穩(wěn)定、延長成品酒貨架期的方法。

[1]黃書聲，韓 娜，佟曉芳.中國保健酒的歷史，現(xiàn)狀和發(fā)展[J].釀酒，2008，35（4）：16-21.

[2]王海濤，張 裕.葡萄釀酒股份公司遼寧公司營銷渠道重構(gòu)與管理[D].西安：西安理工大學(xué)碩士論文，2007.

[3]楊柏森.關(guān)于保健酒瓶裝后的沉淀探討與處理方法[J].釀酒，2005，32（5）：69-70.

[4]王 翔，楊曉燕，張鈺萍.侗家奇液酒中游離氨基酸含量測定分析[J].中國釀造，2012，31（2）：182-186.

[5]范金波，周素珍，鄭立紅，等.果蔬中酚類成分及其與蛋白質(zhì)相互作用的研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技，2013，34（19）：352-357.

[6]楊金泉，何海波.黃芪的藥理作用研究進(jìn)展[J].醫(yī)學(xué)理論與實踐，2010，23（2）：148-150.

[7]劉 穎.淺議當(dāng)歸的化學(xué)成分與臨床藥理作用[J].中國醫(yī)藥指南，2010，8（27）：51-53.

[8]劉雪東，李偉東，蔡寶昌.當(dāng)歸化學(xué)成分及對心腦血管系統(tǒng)作用研究進(jìn)展[J].南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2010，26（2）：155-157.

[9]成 麗.淺議川芎的藥理學(xué)作用[J].中國現(xiàn)代藥物應(yīng)用，2010（6）：137-138.

[10]陳 曄，孫曉生.黃精的藥理研究進(jìn)展[J].中藥新藥與臨床藥理，2010，21（3）：328-330.

[11]董 婉，黎振球，張培芳.利用紫外分光光度法分析幾種中藥多酚與蛋白質(zhì)反應(yīng)[J].輕工科技，2014（4）：106-107.

[12]高 晶，李 靖，廖學(xué)品，等.植物鞣劑-環(huán)氧樹脂結(jié)合鞣法研究[J].中國皮革，2012，41（3）：8-12.

[13]王 志，黃惠華.飲料中的多酚-蛋白質(zhì)絡(luò)合特性的研究[J].食品工業(yè)科技，2002，23（12）：81-84.

[14]鐘 誠，陳智全，楊偉國，等.電解質(zhì)對濃懸浮液中膠體顆粒擴(kuò)散特性的影響[J].物理學(xué)報，2013，62（21）：214207.

[15]龔智方，蘇明旭，蔡小舒.水系膠體Zeta 電位的電聲法測量[J].過程工程學(xué)報，2012，12（6）：1058-1061.