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评估葡萄酒中蛋白质稳定性的新方法


发表时间:2011/11/29 9:56:32

  葡萄酒中的蛋白质是有可能造成酒中理化不稳定性的化合物,这种不稳定性受到葡萄酒的条件及葡萄酒结构特性的影响。


    如果酒的各种条件保持不变,蛋白质就会保持在稳定的溶液状态中,而如果哪怕只有一条不稳定因素介入,葡萄酒也会出现雾状浑浊。


  这个现象起因于氨基酸的顺序和蛋白质的空间结构,以及由此引发的强烈反应和分子结构的变化。


  葡萄酒中的氨基酸和蛋白质来自葡萄、发酵酵母和可能的外来添加物。发酵结束后,在前期加工中未受损坏的蛋白质保留下来,而氨基酸在发酵中被酵母所利用,因而所剩无几。从量的方面来说,每升酒中可以有蛋白质300-400 毫克,也有可能接近1000毫克。


  很多因素可以引起蛋白质不稳定,比如,温度、金属离子、氧化作用、单宁的存在、pH值的变化以及胶体颗粒的溶剂化作用改变。


  酒中稳定状态的蛋白质是带有正电荷的亲水性胶体,等电位点在4-7之间,高于葡萄酒的pH。它们易与单宁发生反应,且分子量在16-100 Kda。此外,它们还具有吸附能力,与单宁相结合而具有很高的分子量。


  具有大分子量的蛋白质更稳定,因为它们与多糖结合(形成醣蛋白)而其分子量可达到100Kda。看似矛盾的是,与葡萄酒不稳定性相关的蛋白质是分子量在16-30 Kda的较小分子。


  葡萄酒中蛋白质的一个特性是它们与单宁的高反应性。这个特点使红葡萄酒具有天然的稳定性。而对白葡萄酒来说,蛋白质是其未来不稳定性的因素之一,还与酒的储存条件有关。


  与单宁反应的难易程度还与蛋白质的结构特性有关。与单宁作用所形成的胶体颗粒具有从几十纳米到600-800纳米不等的水合胶体直径。


  拥有如此复杂的分子结构及反应性能,其结果就是蛋白质可以引起酒的不稳定,原因有以下几点:


  分子的特殊性质 通常与胶体现象有关,以及由于相互作用的复杂性、可变性和各种不稳定因素的综合影响而带来的难于预料的诸多问题。

  溶剂化作用

  电荷


  因此,溶剂化作用层的消失和电荷的中和是不稳定的主要原因。纯溶液与胶体体系共存于葡萄酒中。后者可以变得不稳定,可能产生有颗粒沉淀的理化变化。胶体稳定性取决于诸多因素,比如布朗运动、范德瓦尔作用、疏水性、溶剂化作用、表面电荷、氢键、胶体遮掩效应、胶体消耗及浓度效应。


  由于葡萄酒的储存条件不同,这些现象是难以预料的,同样也难以预料酒是否会出现胶体沉淀(由蛋白质引起的)。


  葡萄酒中蛋白质不稳定性的风险是很实际的,因此必须恰当地评估这种风险,以便合理地防止这种问题的出现,这样才有可能保证酒的整体品质。


  对传统方法评估蛋白质不稳定性的分析


  关于蛋白质不稳定性的风险,已经有几种方法被人们制定出来并加以应用来预测这一现象。
  相比于蛋白质定量方法(过于复杂而不能广泛应用于葡萄酒厂),最好检测一种与蛋白质沉淀有关的间接指标,比如用浊度计或目测方法测量蛋白质对不稳定条件的反应能力。


  有几种方法目前正在使用,它们有不同的反应原理:
  醇沉法(利用介质电介常数的改变);热变性沉淀法;单宁反应法;酸沉淀法(如Bentotest法);硫酸铵变性法等。也可以用各种方法的不同组合,比如,热变性结合单宁法以及能提供多种分析变量的组合。


  关于现在所使用的方法,我们应该清楚以下几点:单宁很难被认定为具有标准特性的反应试剂;乙醇也可以沉淀多糖和单宁;酸性很高的介质可以沉淀单宁和其他带有负电荷的胶体。用这些评估体系做出的评估会产生矛盾的数据,因而难于解释源自介质中胶体不稳定所致的浑浊。另一个重要的因素是完成分析的必要时间(可能很长),此外,分析方法可能不能保持标准化。
另一个与方法有关的风险是蛋白质浑浊的问题可能被高估,这是由于发生了非蛋白质物质如单宁和多糖的沉淀。

  表1. 对不同酒样的两种传统检测的结果示例(值对应于检测的浊度值)

  实际上,用不同检测法得到的结果互相之间几乎不可比对,并且经常分析数据难以解释。


  如图1,我们有趣地观察到单宁试验与皂土试验(Bentotest)的结果是多么的不同,因此难以理解。有意思的是用皂土试验,酒是稳定的(NTU=0),而用单宁试验,却发现酒是不稳定的。


  此外,如果考虑到分析结果会导致对酒进行处理的话,那么用敏感精确(不会受非蛋白质物质影响)的方法对蛋白质不稳定性风险进行评估就变得至关重要。高估的评估风险很大,因为会导致过度地进行去蛋白处理而带来剥弱葡萄酒口感的风险。



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