白葡萄酒稳定性新策略:天然多酚修饰磁性纳米系统高效去除浑浊蛋白

【字体: 时间:2025年05月20日 来源:Food Research International 7.0

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  白葡萄酒面临蛋白浑浊难题,传统膨润土法成本高且损失风味。研究人员开发单宁酸(TA)修饰超顺磁性氧化铁(SPIO-TA)纳米颗粒,利用磁分离高效除蛋白,实验表明其不影响风味且可重复利用,为白葡萄酒澄清提供新方案。

  在葡萄酒的世界里,一杯清澈透亮的白葡萄酒总能让人赏心悦目。然而,蛋白浑浊问题如同隐藏在美酒中的 “幽灵”,长期困扰着白葡萄酒行业。这些由葡萄果实中病程相关蛋白(PRPs),如几丁质酶(25 kDa)和类甜蛋白(21 kDa)等低分子量蛋白引发的浑浊,不仅会影响酒液的感官品质,降低其货架期稳定性,还会让消费者的饮用体验大打折扣。目前,行业内主要采用膨润土处理法来应对这一问题,但这种方法不仅成本高昂,会造成 3%-10% 的酒液损失,还会吸附酒中的香气和风味化合物,可谓是 “伤敌一千,自损八百”。因此,寻找一种高效、经济且不影响酒质的解决方案,成为了白葡萄酒生产领域的迫切需求。
为了攻克这一难题,中山大学的研究人员开展了一项颇具创新性的研究。他们的研究成果发表在《Food Research International》上,为白葡萄酒的稳定提供了新的思路和方法。

研究人员采用微波加热法合成了直径为 26.0±4.1 nm 的球形超顺磁性氧化铁(SPIO)颗粒,并进一步用单宁酸(TA)对其进行修饰,制备出结构稳定的 SPIO-TA。该研究主要运用了以下关键技术方法:一是纳米颗粒合成技术,通过特定的化学反应和条件控制,成功制备出具有特定尺寸和磁性的 SPIO 颗粒,并对其进行 TA 修饰;二是磁分离技术,利用 SPIO 的磁性功能,实现对结合了蛋白的 SPIO-TA 颗粒的快速分离;三是分析检测技术,对处理前后葡萄酒的颜色、浊度、热稳定性以及主要挥发性化合物、有机酸、多酚类物质等进行检测分析,评估 SPIO-TA 的处理效果和对酒质的影响。研究选用了长相思(Sauvignon Blanc,SB)和小芒森(Petit Manseng,PM)葡萄酒作为实验样本。

合成与表征


通过前驱体分解策略,在特定的温度程序控制下,成功合成了 SPIO 颗粒。对其进行表征发现,所制备的 SPIO-TA 颗粒具有良好的分散性和高磁性,这为其有效吸附蛋白并从溶液中回收奠定了基础。

蛋白去除效果及对酒质影响


实验结果表明,SPIO-TA 能够有效防止葡萄酒的蛋白浑浊。通过对葡萄酒颜色、浊度和热稳定性的评估,证实了其在去除浑浊蛋白方面的有效性。对处理后葡萄酒中主要挥发性化合物、有机酸和多酚类物质的分析显示,SPIO-TA 对葡萄酒的主要香气和风味化合物影响极小,说明该方法在去除蛋白的同时,很好地保留了葡萄酒的原有风味。

再生利用与生物相容性


研究还发现,SPIO-TA 具有再生利用的潜力,并且表现出良好的生物相容性,这为其在实际生产中的应用提供了更多的优势。

综上所述,这项研究开发的单宁酸修饰超顺磁性氧化铁(SPIO-TA)磁分离技术,为白葡萄酒去除浑浊蛋白提供了一种高效、可持续且可重复利用的新方法。该方法利用单宁酸与蛋白之间的强结合亲和力,结合 SPIO 的磁性特性,实现了浑浊蛋白的快速高效去除。与传统的膨润土法相比,SPIO-TA 在保持葡萄酒风味和香气方面具有明显优势,同时其再生利用特性也有助于降低生产成本和减少资源浪费。尽管该研究为白葡萄酒的稳定提供了新的思路和方向,但研究人员也指出,需要进一步对这种新稳定策略的经济和环境可持续性进行研究,以推动其在白葡萄酒生产中的实际应用。这项研究不仅在白葡萄酒生产领域具有重要的应用价值,也为纳米材料在食品加工和其他相关领域的应用提供了有益的参考和借鉴。

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