PVPP在原啤酒处理中的作用

《食品工业科技》 Science and Technology of Food Industry Vol·22·No·3·2001 PVPP在原啤酒处理中的作用 易国斌 崔英德 廖列文 黎新明 (广东工业大学轻工化工学院，广州 510090) ⋯ ～ ● ⋯ 一 ● ●● ● ● ● ⋯ ⋯ ⋯ ～ ● 一 ⋯ ⋯ ● ⋯ ● 一 ● ‘_ ● l ● ● ● 一 ． ．● ● ⋯ ‘ 摘 要 操讨了 P、rPP对啤酒中多酚类物质的去陈率，绪果明．PVPP对啤酒中多酚的去睬率选到 90％左右．可 有效延长啤酒的贮存期，效果优于硅藻土等 与抗氧化剂 vc协同使用效果更佳。 关键词 PvPP 多酚 原啤酒 ^h 砸 In this paper．~am,enging e polypheno|in beer by po|yviw lpolypyrto|idone are investigated It is proved that po phenol seanvenging rate is up to 90％ 【}r s0 and the beer storage period is prolonged tWPP is belter than trlpa[ite Treatment effect is even better when PVPP is used t~gether with Vc Key words p。bv_n lpaiypyrro／iclmm；palypheaol；raw be 一 ● ● ● 一 一 ● ．⋯ ● ● {● ． 1● ● l ● ● ．-● ⋯ ● ～ ● ⋯ 一 -● ⋯ ～ ● ●‘● ● l⋯ ● {● ’● ● 1． ● 一 ● ● 影响啤酒等发酵酒类品质的一个重要的问题是 在放置过程中会产生浑浊现象 ，这种浑浊与啤酒中多 酚类物质的种类和含量有关。本文通过 自行合成的 可回收型 PVPP(交联)系统研究了其在处理啤酒中的 作用，并与硅藻土进行了比较研究，表明 PVPP对于 提高啤酒的质量具有重要意义。 1 材料与 1．1 材料与仪器 原啤酒 广州珠江啤酒厂；PVPP 自制：Vc 医 药级 硅藻土、铁试剂(柠檬酸铁氨)、羧甲基纤维素、 EDTA、浓氨水 均为化学纯。 721分光光度计 上海第三分析仪器厂；半自动 加码分析天平 广州精密天平仪器厂；磁力搅拌器 上海标本模型厂，lOOml三颈蒸馏烧瓶。 1．2 PVPP的合成 以 N，N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂合成交联 pVpP~ 。 1．3 原啤酒的处理 准确称取一定量的 PvPP在 5O℃蒸馏水中浸泡 约 l 5h使之充分溶胀后过滤取出，加人副 100ml经 过滤的原啤酒中，慢速搅拌约 3h，然后用滤纸过滤， 滤液为处理过 的啤酒 ，滤渣经回收处理 “重新得 到 PVPP，可循环使用；用硅藻土处理时操作同上 ，但硅 藻土不需要溶胀处理 ，不需要 回收 ；用 vc处理时 Yc 留在啤酒中。 1．4 分光光度法测定多酚类 *国家 自然科学基盎(No．29976007)与广东省 自然科学基金(N0 990129)资助项 目 以铁试剂(柠檬酸铁氨)为显色剂(多酚与铁试剂 络合物显红色)，在 600n113处测定 ，结果为总多酚含量 (以单宁计，rag／L) 2 结果与讨论 2．1 PVPP吸附多酚的原理 PVPP单体 N一乙烯基吡咯烷酮(NVP)是一种酰 胺，分子结构类似于氨基酸，对人体无毒、副作用，具 有生理相容性，美国 FDA部门批准在食品中使用。 PVPP分子内含有可形成氢键的 N、0原子，多酚分子 中含有至少一个活性氢(酚羟基 H) 可以与 PVPP形 成氢键，由于 PVPP不溶于水，多酚分子就通过氢键 不断沉积到 PVPP分子链上而被除去。另一方面， PVPP与多酚分子形成氢键是一个可逆过程，多酚分 子以氢键被 PVPP吸附的同时，从 PVPP分子链上解 吸，以单宁为例，构成如下的动态平衡： PvPP+n单宁~ PVPP一(单宁) 通过上面提到的动态平衡，啤酒 中的一部分多酚分子 就吸附到 PVPP颗 粒 上面，过滤 即可达 到除去 的 目 的。以下 主要从 PVPP的交联度对 多酚去除效果的 影响、PVPP与硅藻土使用效果的比较以及 PVPP与 vc在啤酒处理中的协同作用进行讨论。 2．2 PVPP交联度对多酚去除效果的影响 由于温度升高对啤酒质量会造成不利影响 ，同时 为便于统一实验温度 ，实验 在常温 (20—30％)下进 行。通过研究关联度分别 为 0．0％、0．2％、0 4％ 0．6％、0．8％、1．0％的 PVPP对原啤酒 中多酚的去除 率 ，得到如表 1和圉 1的结果 原啤酒 中总多 酚含量 为 0．478g／L，PvPP用量均 为 0 4譬，L 维普资讯 http://www.cqvip.com 《食品工业科技》 ~ience and T础 nnlo nf Food lI1d1ls吣 Vol-22·No-3·200l 表 1 I vPP交联虚 叶原懂酒 中多酚击除 率的影响 0 0，2 0 4 0 6 0 8 1 PVPP交联度 {％) 目 1 PvPP交联度对啤酒 中多酚击除率 的影响 表 】和图 1中可见，随着 PVPP交联度增大，原啤 酒中多酚的去除率先升高，后降低。PVPP交联度为 0．4％～0 6％时，啤酒中多酚的去除率达到 85％～ 90％，而 自身基本上不残留于啤酒 中。这是 由于交联 度对 PvPP与多酚分子问形成氢键的络台反应的影 响表现在 ：a交联度增大 ，PVPP分子形成的网状结构 比例增大，网状结构内部形成氢键的空间位阻增大 ， 即是说 PVPP分子链参与形成氢键反应的比表面减 小，平均每个 PVPP分子吸附多酚分子的个数减小， 造成 PvPP对多酚的吸附性能有所下降；反之，PVPP 交联度降低，分子内网状结构减少，形成氢键的空间 位阻减小，平均每个 PVPP分子吸附多酚分子的个数 增加，使得 PVPP吸附多酚的能力有所增强；b．PVPP 的溶解度和粘度随交联度的增大而减小 ，导致交联度 增加有利于提高 PVPP对多酚的吸附反应。从表 1 和图 1所示的结果看，在相对低交联度时，因素 b占 主导地位；而在较高交联度时，因素 a占主导地位。 PVPP交联度选择 0．5％ ～0．6％时 ，对啤酒中多酚的 去陈效果较理想。进一步对 PVPP用量影响的探讨 表 明，PVPP用量为 0．3～0．4g／L较好 。 2．3 p~'Pp与硅藻土处理原啤酒的比较研究 以2 2中优化的条件进行对比实验，得到的结果 列于表 2中 袁 2 PvPP与硅 藻土赴理原啤酒的比较 实验中 PVPP用量为0．5g，L-硅藻土用量为2g，L。 异酒花树脂去除率用重量法测得。 由表2中实验结果可知，PVPP对原啤酒中多酚 的去除率达到 90％左右，而处理前后啤酒中异酒花 树脂含量无明显变化，表明 PVPP对多酚类有较高的 选择性吸附性能。硅藻土在吸附啤酒中多酚的同时， 异酒花树脂的去除率达到 20％以上，对啤酒应有的 风味造成 比较明显的影响 ，而且 ，PvPP用量明显小于 硅藻土，对多酚类的去除率却高于硅藻土 ，从实行操 作过程的可行性来看更为经济台理，说明 PVPP对于 提高啤酒的品质 比硅藻土更有效果。 2 4 PVPP与vc在原啤酒处理中的协同作用 vc具有防止多酚氧化 的功能 ，但在含氧量 过高 的情况下，其效果不明显。另一方面，虽然 Vc本身有 益于人体健康，但用量过大会影响啤酒的风味。本文 在上述优化的条件下 同时使用 PVPP与 vc处理原啤 酒，改善啤酒浑浊、延长啤酒贮存期的效果比单独使 用 PVPP或 vc都好，两者的用量都明显减小，在提高 啤酒 品质的同时也不会对其 风昧造成影响 实验结 果见表 3。 袁 3 PvPP与 vc赴理原啤 酒的协 同作 用 用量 NPP(vc)( L) 0 40(0 0)0．25(1 0)O I(I 5) 0 4) 0 0(o 0) 多酚击陈率(％) 92 2 5 54 6 8 7 0．o 变浑蚀的时间(h)(4E) I16 138 I43 92 鲫 从表 3中数据可知，vc对多酚去除率无明显改 善，说明vc对多酚的吸附作用很小，但是可以在啤酒 中起防止残留多酚氧化的作用 ，进而有效延长啤酒出 现冷浑浊的时间 ，如果残 留多酚含量太高(如表中未 加 PVPP处理的情况)，则 vc的添加量即使增加 ，防 止多酚氧化和延长啤酒保质期的作用也有限。另一 方面 ，只有 PvPP处理原啤酒 ，虽然效果好 于只用 vc， 但还是不及 同时添加 PVPP与 vc，虽然多酚去除率比 只用 PVPP低，但 PVPP与 vc用量都大大减少，而同 样可以有教延长啤酒出现浑浊的时间。因为虽然 PVPP吸附了大部分的多酚，但残留的少量多酚处于 氧化环境中还是会被氧化，在这种情况下再加入少量 起防止氧化的 Vc正好可起到防止氧化的作用 。鉴于 一 种处理剂往往不能满足生产的所有需要 ，两种或两 种以上处理剂协同作用不失为啤酒生产中提高产品 质量的一条有效途径。 3 结论 PVPP对啤酒中多酚类的吸附去豫率达到 90％ 左右，可有效延长啤酒的贮存期，且不影响啤酒的固 有风味 ，用 于处理 啤酒 的效果 优于 硅藻土。而且 ， PVPP与 vc同时使用具有协同作用，明显减少两种组 分的用量，而效果比单独使用其中的一种好 参考 文献 1 易国斌 ．PvPP在乌龙茶中的应用研究 ．食品工业科技 ， 2o01(I)：29 2 邵红 ．异 vc、酶清、硅腔和PvPP对提高啤酒保质期的研究 食品工业 科技 ，l999(4)：6～8 - 】5 · 一 一酶 钰 、 维普资讯 http://www.cqvip.com