利用Zeta电位分析蝎酒稳定性

李双洋，黎振球*

（青岛科技大学 化工学院，山东 青岛 266400）

保健酒是含有特殊保健功能的饮料酒[1]，对于人们的身体机体具有调节作用。随着人们生活水平和消费意识的提高，保健酒在消费市场上的份额也越来越大[2]。但是产品在贮藏过程中，很容易发生酒体浑浊失光沉淀现象。造成的原因包括两个方面，外在原因主要有：勾兑水的水质、基酒的品质、配料的复杂性、生产过程微生物的处理状况等[3]；内在原因有：蛋白质与多酚结合、贮藏温度、光照、加工过程中的密封情况等[4]。

药酒中的有效成分（如蝎蛋白及各种中药多酚）是蝎子酒的价值所在，但酒体中的多酚类物质和蝎蛋白结合反应，影响了酒体的色泽风味和营养价值[5]。黄芪有增强基体免疫功能、保肝利尿、抗衰老、降压和较广泛的抗菌作用[6]；当归具有补气活血，调经止痛，润肠通便的功效[7-8]；川芎用于活血经气，祛风止痛[9]；黄精有助于补气养阴，健脾，润肺，益肾[10]。

人们对蛋白质-多酚的反应最早是从单宁开始的，在反应过程中，蛋白质和单宁相互结合，初步形成了可溶性复合物，二者溶解充分时相互结合，复合物就沉淀下来。这是一个可逆反应，在沉淀的复合物中加入过量的蛋白质就可以减少沉淀，并且还能在加入碱溶液或丙酮使复合物解析成为原来的蛋白质和单宁[11]。

有学者认为多酚具有的羟基和苯环使其同时具有亲水性和疏水性。在蛋白质的多肽结构中，所带的芳环或脂肪侧链的氨基酸残基特别是对蛋白质构型有影响的脯氨基酸残基比较集中区域，往往在水溶液中由于疏水性相互作用形成一个疏水区，蛋白质-多酚结合反应是氢键和疏水键共同作用的结果[12]。由于多酚和蛋白质的反应是一个可逆反应，温度对反应平衡也有很大的影响。其主要影响到蛋白质-多酚的结合与解络的过程。温度升高会使蛋白质结构更加疏松，分子内疏水基团就会充分暴露出来，有更多的蛋白质与其络合；当温度进一步升高时就会出现解络现象，使蛋白质和多酚从络合物中重新游离出来[13]。

胶体分散体系中的Zeta电位测定是一个重要的检测项目。Zeta电位的主要的用途之一就是研究胶体与电解质的相互作用[14]。Zeta电位（正或负）越高，体系越稳定，即溶解或分散可以抵抗聚集。在蝎酒体系中，蝎蛋白的正电荷和多酚所携带的负电荷中和，导致蛋白与多酚的结合物Zeta电位值变小，它们就会相互吸引，从而使得整个体系不稳定。Zeta电位是用来表征胶体分散系稳定性的重要指标[15]通过此检测方法可以比较出中药与蝎汁结合能力的强弱；另一方面在于借助学科交叉的优势，运用新型的检测方法和成果来解决酒业的实际问题，为保健酒的发展建立技术基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

半成品蝎酒、保存720 d的酒样、成品蝎酒：由某酒厂提供；半成品酒样，用蒸馏发酵酒对黄芪、当归、川芎、黄精进行浸提。

1.2 仪器与设备

Nano-ZS 90马尔文Zeta电位仪：英国马尔文仪器优先公司；DFY-5/10低温冷却循环泵：巩义市予华仪器有限责任公司；有机相滤膜（0.45 μm、0.22 μm）：海宁市中力过滤设备厂；SHZ-DIII真空泵：郑州予华仪器制造有限公司。

1.3 方法

将酒厂提供的半成品酒样及保存720 d的酒样配制成不同的酒精体积分数，分别为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%。用Nano-ZS 90马尔文Zeta电位仪测定酒样电位。

设定低温冷却循环泵的温度，取样品酒样100 mL于冷却循环泵内在不同温度条件下（-12 ℃、-8 ℃、-4 ℃、0 ℃、4 ℃、10 ℃）冷却3 h，冷却后用有机相滤膜对酒样进行过滤，记录过滤所用时间，然后测定酒样电位，平行做3组实验。

电位仪测试条件：制成后的样液，用马尔文Zeta电位仪Nano-ZS 90进行分析检测，可得到样品电位及粒径分布状态。具体设置参数：pH值为4.67；颗粒折射率1.52；颗粒吸收率0.001；分散剂折射率1.33；分析软件：Zetasizer Nano-ZS配套软件。

2 结果与分析

2.1 不同存放时间酒样的电位比较

2.1.1 黄芪酒样存放720 d的样品与新配制样品的电位比较

黄芪酒样保存720 d和新配制样品的电位见表1。

由表1可知，对于黄芪样品来说，在酒精体积分数较低时（＜15%），保存720 d的酒样的电位值的绝对值要比新配制酒样的电位值大，说明此时保存720 d的酒样样品要比新配制的酒样样品稳定；在体积分数＞15%后，新配制酒样的电位的绝对值较保存720 d酒样的大，说明此时新配制的酒样样品要比保存720 d的酒样样品稳定。

表1 黄芪酒样保存720 d样品与新配制样品电位Table 1 The Zeta potential of newly prepared Astragalus membranaceus wine sample and prepared for 720 d sample

2.1.2 当归酒样保存720 d的样品与新配制样品的电位比较当归酒样保存720 d和新配制样品的电位见表2。

表2 当归酒样保存720 d样品和新配制样品的电位Table 2 The Zeta potential of newly prepared Angelica sinensis wine sample and prepared for 720 d sample

由表2可知，对于当归样品，随着酒精体积分数的升高，当归新配制的酒样样品和保存720 d的酒样样品的Zeta电位的绝对值都减小，新配制酒样的电位的绝对值较保存720 d的大，说明新配制的酒样比保存720 d的酒样要稳定，保存时间越长，使得酒体越不稳定。

2.1.3 川芎酒样存放720 d的样品与新配制样品的电位比较

川芎酒样保存720 d和新配制样品的电位见表3。

表3 川芎酒样保存720 d样品和新配制样品的电位Table 3 The Zeta potential of newly prepared Ligusticum chuanxiong wine sample and prepared for 720 d sample

由表3可知，对于川芎样品，随着酒精体积分数的升高，川芎新配制的酒样样品和保存720 d的酒样样品的Zeta电位的绝对值都减小，说明酒样越不稳定，新配制酒样的电位的绝对值较保存720 d的大，说明新配制的酒样比保存720 d的酒样要稳定。

2.1.4 黄精酒样保存720 d的样品与新配制样品的电位比较

黄精酒样保存720 d和新配制样品的电位见表4。

表4 黄精酒样保存720 d样品和新配制样品的电位Table 4 The Zeta potential of newly prepared Polygonatum slorlricum wine sample and prepared for 720 d sample

由表4可知，对于黄精样品来说，随着酒精体积分数的升高，黄精新配制的酒样样品和保存720 d的酒样样品的Zeta电位的绝对值都减小，新配制酒样的电位的绝对值较保存720 d的大，说明新配制的酒样比保存720 d的酒样要稳定。

2.2 不同冷藏温度和不同孔径抽滤膜处理后的酒样电位

成品蝎酒在不同温度条件下冷冻处理后进行抽滤，测定其Zeta电位，结果见表5。

表5 不同冷藏温度和不同孔径抽滤膜处理后的酒样电位Table 5 The Zeta potential of wine sample at different temperature and with different pore pumping membranes treatment

由表5可知，保存酒样的温度对酒样稳定性有明显作用。在-12～10 ℃范围内，温度升高，酒样的Zeta电位的绝对值降低，说明酒样稳定性下降，在-12 ℃时，酒样处于最稳定状态；对冷处理后的酒样用0.45 μm和0.23 μm的有机滤膜进行处理可以看出，经过滤膜处理后的酒样，Zeta电位的绝对值变大，经过过滤后的滤液要更为稳定些，并且0.22 μm的滤膜处理的效果更为明显。但相比来说0.45 μm处理的效果不错，而且处理时间短。

3 结论

通过实验可知，随着酒精体积分数的升高，新配制的酒样样品和保存720 d的酒样样品的Zeta电位的绝对值都减小，对比这4种中药样品来说，新配制的酒样样品总体上都要比720 d前的酒样的电位值的绝对值偏大，即说明新配制的酒样比保存720 d的酒样要稳定，放置时间越长，使得酒体越不稳定。

由于聚合物的结合能力比较弱，因此低温处理是保证酒体稳定性的前提条件，实验表明，温度越低越有利于酒体保持稳定，并且在-12 ℃时酒样处于液态时，Zeta电位的绝对值最大，说明此时最稳定。因此新配制酒经冷冻和过滤处理是解决酒体浑浊不稳定、延长成品酒货架期的方法。

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