Поверхностная наноинженерная технология удаления сернистых соединений, вызывающих негативные свойства вин

May 07, 2024

npj Science of Food, том 7, номер статьи: 5 (2023 г.) Цитировать эту статью

Доступы за 2017 год

130 Альтметрика

Подробности о метриках

Летучие соединения серы (ЛСС), такие как сероводород, метантиол и этантиол, связаны с «восстановительным» ароматом вина и являются причиной примерно 30% всех дефектов вина. Эти соединения могут оказать существенное влияние на аромат вина и его воспринимаемое качество, а, следовательно, и на предпочтения потребителей. В этом сообщении мы сообщаем о методе удаления соединений VSC на основе наноинженерных поверхностей, которые включают иммобилизованные наночастицы золота.

Летучие соединения серы (VSC) могут существенно повлиять на воспринимаемое качество и жизнеспособность производства вина. В то время как некоторые VSC положительно влияют на фруктовый характер, другие связаны с нежелательными «редуцирующими» ароматами (например, тухлых яиц, капусты, жженой резины, гниения, сернистости). Эти признаки в готовом вине считаются винодельческими пороками и составляют до 30%1 всех пороков, выявляемых в товарных винах. Предотвращение и управление «восстановительными» ароматами имеют большое значение для производителей вина, особенно если учесть, что «восстановительные» дефекты не присущи только определенному сегменту производителей вина, а негативно влияют как на красные, так и на белые вина, как на крупные, так и на мелкие предприятия. производители. Основным методом борьбы с «восстановительными» ароматами является оклейка медью. Законодательный предел содержания остаточной меди в вине составляет 1,0 мг/л в США и Европейском Союзе из соображений здоровья и негативного воздействия меди на органолептические свойства вина. Известно, что оклейка медью может быть связана с повышенным окислением, потерей диоксида серы, удалением желаемых фруктовых, цитрусовых и тропических ароматов2 и даже может способствовать образованию нежелательных ЛСК после розлива в бутылки3,4. Таким образом, внедрение устойчивой, нетоксичной альтернативы оклейке меди потенциально может оказать благотворное воздействие на окружающую среду и экономику.

Здесь мы представляем новый и простой метод удаления ключевых ЛСК-соединений из вин, сочетающий химическую и структурную модификацию поверхности. Технология основана на нанесении на поверхность тонкого плазменного полимерного покрытия и последующей иммобилизации наночастиц золота на этой поверхности. Мы предполагаем, что использование наночастиц золота позволит удалить ЛСК из вина путем создания связей золото-сера, поскольку известно, что сульфгидрилы прочно связываются с поверхностями золота. Наш подход показан на рис. 1. Мы выбрали наночастицы золота, потому что их можно легко синтезировать контролируемым образом и они химически стабильны в диапазоне размеров, использованном в этом исследовании5. Дополнительные рис. 1 и 2 показаны физико-химические свойства и исследование СЭМ наноинженерных поверхностей. Ключевым преимуществом нашего подхода является то, что это легко развертываемая и извлекаемая технологическая платформа, что делает этот процесс одноэтапным (поверхность добавляется непосредственно в вино, а затем удаляется через определенный период времени). При необходимости процесс можно повторить. Напротив, оклейка меди представляет собой многоэтапный процесс. Ионы меди связываются с серосодержащими соединениями с образованием нерастворимых сульфидов меди, которые затем удаляют холодным отстаиванием или фильтрованием. Недавние исследования выявили трудности, связанные с процессом облагораживания меди, а также то, что до 50% меди остается при постобработке вина6.

Поверхности были покрыты тонким слоем аллиламина (АА) или 2-метил-2-оксазолина (POx), полимеризуемого в плазме, в изготовленном по индивидуальному заказу плазменном реакторе. б Наночастицы золота синтезированы восстановлением тетрахлораурата водорода (HAuCl4) тринатрийцитратом. в Поверхности, покрытые плазменной полимеризацией аллиламина и 2-метил-2-оксазолина, погружали в раствор AuNP на 24 часа. d Поверхности добавляли в вино, а затем удаляли через 3, 6 или 24 часа, а концентрации H2S, EtSH и MeSH в вине измеряли до и после обработки.