壳聚糖树脂微球在白葡萄酒中的应用研究

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白葡萄酒,作为一种营养丰富的低度发酵饮料,含有多种益于健康的氨基酸、维生素和酚类物质,适量饮用可以帮助消化、防治心血管病、减少冠心病的死亡危险性。在贮存条件的刺激下,处于货架期的瓶装白葡萄酒极易出现浑浊,令消费者难以接受,从而影响了酒的商业价值。为了解决这一问题,目前工厂普遍采用皂土澄清法即传统的皂土下胶处理。但是皂土下胶容易造成下胶过量,导致酒体淡薄,且皂土不可重复利用,还可能带来环境污染,因而亟需皂土替代澄清剂的出现。近来关于提高葡萄酒的稳定性来防止葡萄酒浑浊的探究,也仅是停留在将皂土改性或添加凝胶、糖蛋白等配合皂土,都不能改变皂土的不可回收等等缺陷。与此同时,关于葡萄酒的浑浊机理研究国内也鲜有报道。本研究利用壳聚糖制备四种不同的树脂,筛选后应用于白葡萄酒的澄清与稳定,并借助树脂探究了引起葡萄酒浑浊的关键因素。此研究为葡萄酒的后处理工序提供了一种新型的皂土替代澄清剂,同时也为其蛋白质浑浊机理的阐释提供了一定的支持。(1)四种壳聚糖树脂的制备、筛选及表征:以壳聚糖为原料,采用反相悬浮交联法,制备4种壳聚糖树脂。经稳定性分析发现,4种树脂均表现出较高的冷热稳定性(T为0-60℃)、酸碱稳定性(pH为2.0-8.0)及乙醇稳定性(V%为5.0-60.0%),在酒精混合溶液中,稳定性均较高。经初步筛选发现普通壳聚糖树脂(树脂1)及壳聚糖包埋皂土树脂(树脂3)可以提高白葡萄酒的澄清度及热稳定性。树脂1与树脂3均呈圆球状,树脂1的平均粒径约在520-720μm范围内,树脂3的平均粒径在460-660μm范围内,粒度较均一。(2)将树脂应用于葡萄酒中进行条件优化及再生利用:据初步筛选结果,选取树脂1与树脂3应用于葡萄酒中,进一步筛选出树脂3进行条件优化,得到当树脂3的添加量为1.00g/100mL酒样,温度为15℃,处理时间为36h时,葡萄酒可澄清且达到稳定。在此条件下,树脂使用1,2,3,4次及再生后,都可使葡萄酒稳定。该树脂在不影响葡萄酒其他主要成分的情况下,去除蛋白质约34%,多酚30%。该树脂作为一种新型环保的澄清剂,应用于葡萄酒中,可以提高葡萄酒的热稳定性,并对酒质的全面提高有重要意义。室温下放置葡萄酒90天,发现采用树脂处理与工厂用皂土处理后的葡萄酒清酒的稳定性无显著性差异。(3)葡萄酒的蛋白质浑浊机理探讨:两种树脂(树脂1及树脂3)制备成层析柱过滤葡萄酒,将其与用皂土处理过的清酒对照,分别对其进行总蛋白、蛋白质组分及SO42-含量分析。发现葡萄酒的总蛋白含量呈现先降低后稳定的变化趋势,但总蛋白含量并不是葡萄酒稳定与否的决定性因素。借助HPLC分析,发现葡萄酒四组蛋白组分与其稳定性的关系不尽相同。>70KDa的蛋白组分与葡萄酒的热稳定性密切相关,推测此蛋白组分含量是葡萄酒的稳定与否的决定性因素;50-70KDa组分和20-30KDa组分蛋白在整个吸附过程中都表现出相似的被吸附行为,可能与二者的共同的吸附载体是壳聚糖有关,其吸附量与吸附介质有关,处于稳定状态的葡萄酒中,50-70KDa组分是被三种吸附剂吸附比例最大的蛋白组分;15KDa的蛋白组分含量变化最小,推测其与葡萄酒的热稳定性关系最小,或者可能无关,且吸附剂对此组分的吸附量相对较小(约为20%)。借助离子色谱分析SO42-含量变化,发现SO42-可以作为影响葡萄酒热稳定性的关键X-因素,即非蛋白因素之一。SO42-含量较低时可以使葡萄酒稳定,但是SO42-并不能作为葡萄酒稳定性的决定性因素,而可能是通过参与诱导某些蛋白组分变性而间接影响葡萄酒的稳定性,推测此蛋白组分可能与SO42-的关系密切。
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