利用Zeta電位分析蝎酒穩定性

李雙洋，黎振球*

（青島科技大學 化工學院，山東 青島 266400）

保健酒是含有特殊保健功能的飲料酒[1]，對于人們的身體機體具有調節作用。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]。但是產品在貯藏過程中，很容易發生酒體渾濁失光沉淀現象。造成的原因包括兩個方面，外在原因主要有：勾兌水的水質、基酒的品質、配料的復雜性、生產過程微生物的處理狀況等[3]；內在原因有：蛋白質與多酚結合、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和蝎蛋白結合反應，影響了酒體的色澤風味和營養價值[5]。黃芪有增強基體免疫功能、保肝利尿、抗衰老、降壓和較廣泛的抗菌作用[6]；當歸具有補氣活血，調經止痛，潤腸通便的功效[7-8]；川芎用于活血經氣，祛風止痛[9]；黃精有助于補氣養陰，健脾，潤肺，益腎[10]。

人們對蛋白質-多酚的反應最早是從單寧開始的，在反應過程中，蛋白質和單寧相互結合，初步形成了可溶性復合物，二者溶解充分時相互結合，復合物就沉淀下來。這是一個可逆反應，在沉淀的復合物中加入過量的蛋白質就可以減少沉淀，并且還能在加入堿溶液或丙酮使復合物解析成為原來的蛋白質和單寧[11]。

有學者認為多酚具有的羥基和苯環使其同時具有親水性和疏水性。在蛋白質的多肽結構中，所帶的芳環或脂肪側鏈的氨基酸殘基特別是對蛋白質構型有影響的脯氨基酸殘基比較集中區域，往往在水溶液中由于疏水性相互作用形成一個疏水區，蛋白質-多酚結合反應是氫鍵和疏水鍵共同作用的結果[12]。由于多酚和蛋白質的反應是一個可逆反應，溫度對反應平衡也有很大的影響。其主要影響到蛋白質-多酚的結合與解絡的過程。溫度升高會使蛋白質結構更加疏松，分子內疏水基團就會充分暴露出來，有更多的蛋白質與其絡合；當溫度進一步升高時就會出現解絡現象，使蛋白質和多酚從絡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的相互作用[14]。Zeta電位（正或負）越高，體系越穩定，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電荷中和，導致蛋白與多酚的結合物Zeta電位值變小，它們就會相互吸引，從而使得整個體系不穩定。Zeta電位是用來表征膠體分散系穩定性的重要指標[15]通過此檢測方法可以比較出中藥與蝎汁結合能力的強弱；另一方面在于借助學科交叉的優勢，運用新型的檢測方法和成果來解決酒業的實際問題，為保健酒的發展建立技術基礎。

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，用蒸餾發酵酒對黃芪、當歸、川芎、黃精進行浸提。

1.2 儀器與設備

Nano-ZS 90馬爾文Zeta電位儀：英國馬爾文儀器優先公司；DFY-5/10低溫冷卻循環泵：鞏義市予華儀器有限責任公司；有機相濾膜（0.45 μm、0.22 μm）：海寧市中力過濾設備廠；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數，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。

設定低溫冷卻循環泵的溫度，取樣品酒樣100 mL于冷卻循環泵內在不同溫度條件下（-12 ℃、-8 ℃、-4 ℃、0 ℃、4 ℃、10 ℃）冷卻3 h，冷卻后用有機相濾膜對酒樣進行過濾，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進行分析檢測，可得到樣品電位及粒徑分布狀態。具體設置參數：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，在酒精體積分數較低時（＜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定；在體積分數＞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 當歸酒樣保存720 d的樣品與新配制樣品的電位比較當歸酒樣保存720 d和新配制樣品的電位見表2。

表2 當歸酒樣保存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，對于當歸樣品，隨著酒精體積分數的升高，當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的酒樣要穩定，保存時間越長，使得酒體越不穩定。

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，隨著酒精體積分數的升高，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，隨著酒精體積分數的升高，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行抽濾，測定其Zeta電位，結果見表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定性有明顯作用。在-12～10 ℃范圍內，溫度升高，酒樣的Zeta電位的絕對值降低，說明酒樣穩定性下降，在-12 ℃時，酒樣處于最穩定狀態；對冷處理后的酒樣用0.45 μm和0.23 μm的有機濾膜進行處理可以看出，經過濾膜處理后的酒樣，Zeta電位的絕對值變大，經過過濾后的濾液要更為穩定些，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 結論

通過實驗可知，隨著酒精體積分數的升高，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的酒樣要穩定，放置時間越長，使得酒體越不穩定。

由于聚合物的結合能力比較弱，因此低溫處理是保證酒體穩定性的前提條件，實驗表明，溫度越低越有利于酒體保持穩定，并且在-12 ℃時酒樣處于液態時，Zeta電位的絕對值最大，說明此時最穩定。因此新配制酒經冷凍和過濾處理是解決酒體渾濁不穩定、延長成品酒貨架期的方法。

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