專利名稱：使用硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)在飲料中防止或減少霾的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在酒精、水果和蔬菜飲料中防止或減少霾(haze)產(chǎn)生的方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及使用硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)如稻殼灰，從飲料如啤酒中除去一種或多種霾組分。
背景技術(shù)：
酒精和水果飲料中產(chǎn)生霾是長(zhǎng)期以來(lái)的問(wèn)題。從產(chǎn)品美觀和眼睛吸引力的角度來(lái)看，飲料中產(chǎn)生霾是不希望有的。此外，霾的產(chǎn)生可導(dǎo)致產(chǎn)品顏色以及口味的損失。對(duì)于該問(wèn)題已嘗試了幾種不同的解決辦法。一種通常采用的方法是將飲料的溫度降低至20-30，使霾形成。在這種冷卻期間，霾前體以所謂的“霾”形式分離出來(lái)，然后采用已知技術(shù)如過(guò)濾分離這些霾。在許多情況下，這種冷卻處理并不完全有效，需要幾次冷卻和沉淀處理。作為冷卻加工的替代方法，已嘗試?yán)?，通過(guò)萃取啤酒生產(chǎn)過(guò)程中所采用的麥芽，來(lái)確定生產(chǎn)特定飲料所采用的谷物中霾前體的量。這種確定的結(jié)果是，可選擇低霾前體含量的谷物來(lái)生產(chǎn)潛在低霾飲料。這種過(guò)程代價(jià)高且耗時(shí)。雖然該方法可改善霾問(wèn)題，它很少能消除霾問(wèn)題。
早就認(rèn)識(shí)到，包裝啤酒中產(chǎn)生霾的最常見(jiàn)原因是蛋白質(zhì)-多酚相互作用(Compton，J.“啤酒質(zhì)量與口味方法學(xué)”(Beer quality and taste methodology).《實(shí)用啤酒釀造》(Practical Brewer)，第2版，H.M.Broderick，編.Master BrewersAssoc.Am.Madison，WI，第288-308頁(yè)，1977)。已開發(fā)了兩種基本方法來(lái)穩(wěn)定啤酒，或至少延遲霾的形成(a)減少霾-活性蛋白的濃度，或(b)減少霾-活性多酚的濃度。可通過(guò)用聚酰胺或聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)吸收，或通過(guò)精練除去霾-活性多酚。可通過(guò)硅膠吸收除去霾-活性蛋白，而不是在飲料中形成泡沫的泡沫-活性蛋白。認(rèn)為啤酒或其它飲料的玻璃瓶上常常存在的泡沫是例如啤酒等飲料所需的品質(zhì)。出現(xiàn)硅膠對(duì)霾-活性蛋白的特異性是因?yàn)楣枘z結(jié)合蛋白質(zhì)中的脯氨酸殘基；這是多酚連接以形成霾的相同位點(diǎn)(Siebert等，J.Am.Soc.Brew.Chem.5573-38(1997))。
在水果飲料中，主要通過(guò)使用酶來(lái)處理霾問(wèn)題，酶水解通常與水果制劑中的酚組分形成霾的蛋白質(zhì)。
美國(guó)專利3,958,023公開了處理來(lái)源于一種或多種蔬菜或水果的液體，以在所述液體中降低冷霾形成趨勢(shì)的方法，所述方法包括過(guò)濾步驟和加入一種或多種冷霾控制劑，改進(jìn)包括在所述過(guò)濾步驟中使用的過(guò)濾介質(zhì)中的預(yù)涂層上或預(yù)涂層后加入至少一種冷霾控制劑，以及在所述過(guò)濾步驟之前加入至少一種冷霾控制劑作為所述液體的主體料液(body feed)，所述冷霾控制劑選自鋰蒙脫石、酸活化膨潤(rùn)土、酸處理的酸活化膨潤(rùn)土、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯聚吡咯烷酮、天然硅酸鎂、合成金屬硅酸鹽、以及含小于14重量％MgO的酸處理的合成硅酸鎂。
美國(guó)專利4,282,261公開了從不穩(wěn)定的飲料中除去霾前體的方法，該方法包括在不含霾的條件下和室溫下，將所述飲料與由細(xì)微粒構(gòu)成的正電荷修飾的多孔介質(zhì)接觸的步驟，電荷用聚酰胺-多胺環(huán)氧氯丙烷陽(yáng)離子樹脂修飾，室溫下，形成沉淀物并從所述飲料中除去所述沉淀物。
美國(guó)專利6,011,406公開了穩(wěn)定包含致霾物質(zhì)的飲料的方法。該方法包括(a)將澄清飲料與水不溶性多孔親水基質(zhì)相接觸，所述基質(zhì)可共價(jià)結(jié)合離子交換基團(tuán)，能夠吸收霾形成蛋白和多酚化合物，并除去一部分但不是全部的霾形成蛋白和/或多酚化合物；和(b)從基質(zhì)回收飲料。
需要適用于在飲料中防止或減少霾產(chǎn)生的改進(jìn)且花費(fèi)較小的方法。這種系統(tǒng)采用低成本原料，適用于大規(guī)模生產(chǎn)，并且不需要預(yù)處理樣品。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及在飲料中防止霾形成和/或減少霾的方法。儲(chǔ)存和/或冷卻時(shí)傾向于產(chǎn)生霾的飲料適用于本發(fā)明。這些飲料包括酒精、水果和蔬菜飲料。
本發(fā)明包括以下步驟(a)將飲料樣品過(guò)濾通過(guò)二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)，所述二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的表面活性基團(tuán)已與一種或多種硅烷反應(yīng)，(b)使一種或多種霾形成物質(zhì)與二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)結(jié)合，和(c)收集流過(guò)的飲料樣品。適用于本發(fā)明方法的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)包括稻殼灰、燕麥殼灰或硅藻土。適用于處理二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的硅烷通常包含可水解部分，例如烷氧基、鹵素、羥基、芳氧基、氨基、羧基、氰基、氨?；?、酰氨基、烷基酯、芳基酯，與二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)上的活性基團(tuán)反應(yīng)。
霾形成物質(zhì)如多酚和霾-活性蛋白與硅烷處理的過(guò)濾介質(zhì)結(jié)合，在單獨(dú)一次過(guò)濾步驟中從飲料中除去。此外，本發(fā)明方法也可除去飲料中的微粒如微生物、酵母和其它碎屑。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1顯示了在0.03或0.1％劑量下，未處理RHA、市售穩(wěn)定劑和硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)對(duì)啤酒霾的作用。
圖2顯示了在0.3或1％的劑量下，未處理RHA、市售穩(wěn)定劑和硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)對(duì)啤酒霾的作用。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供了防止或減少飲料中霾產(chǎn)生的方法。合成了硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)。通過(guò)將飲料與硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)接觸，一種或多種霾形成組分與硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)結(jié)合，過(guò)濾除去。此外，過(guò)濾也可除去飲料中的微粒。
儲(chǔ)存和/或冷卻時(shí)傾向于產(chǎn)生霾的飲料適用于本發(fā)明。這些飲料包括酒精、水果和蔬菜飲料。
酒精飲料包括由加啤酒花的麥芽汁發(fā)酵制備的飲料，例如啤酒、愛(ài)爾啤酒(ales)、熟啤酒(lagers)、烈性黑啤酒(stouts)和發(fā)泡酒(Happoshu，一種低麥芽啤酒)。酒精飲料還包括由水果發(fā)酵制備的飲料，例如葡萄酒、威士忌、高度葡萄酒產(chǎn)品(雪利酒、白蘭地和cognac)、朗姆酒、烈酒和露酒(cordials)。水果飲料包括來(lái)源于水果的飲料，例如果汁如蘋果汁、酸果蔓汁、葡萄汁、柑橘汁、桃子汁、梨汁、李子汁、杏汁和蜜桃汁。蔬菜飲料包括來(lái)源于蔬菜的飲料，例如蔬菜汁如西紅柿汁、胡蘿卜汁、芹菜汁、荷蘭芹汁、菠菜汁、冰草汁、羽衣甘藍(lán)汁、黃瓜汁、松針汁、六瓣合葉子(dropwort)汁、艾蒿汁、甜菜汁、四季蘿卜汁和竹芋汁。本發(fā)明尤其適用于降低啤酒中的霾。
飲料中的霾主要由多酚和蛋白質(zhì)所引起，蛋白質(zhì)能夠通過(guò)氫鍵與較大的分子反應(yīng)。通常，霾形成蛋白的分子量在30-60kDa的范圍內(nèi)，雖然根據(jù)來(lái)源該范圍可不同。霾形成多酚包括鞣質(zhì)和白花色素(美國(guó)專利6,001,406)。為降低飲料中的霾，部分除去多酚、蛋白質(zhì)或二者是有用的。本發(fā)明提供了可同時(shí)降低多酚和蛋白質(zhì)水平的方法，而現(xiàn)有方法僅僅除去蛋白質(zhì)或多酚。
本發(fā)明方法用于除去給定飲料中已形成的霾和微粒物質(zhì)。本發(fā)明方法還用于除去潛在的霾形成物質(zhì)，例如霾形成蛋白和多酚，使得霾形成更加困難。本發(fā)明方法還用于除去霾來(lái)源的污染的微生物或降低微生物活性。
霾形成物質(zhì)的量及其產(chǎn)生霾的趨勢(shì)取決于幾個(gè)因素。例如，根據(jù)啤酒廠的方法變量的選擇、啤酒花和大麥的質(zhì)量等，每種啤酒的組成是獨(dú)特的。這就意味著不同啤酒類型和/或啤酒廠之間，采用通常接受的試驗(yàn)測(cè)定的可接受水平的霾可不同。因此，對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，難以確定霾的固定限量。作為一般準(zhǔn)則，應(yīng)用本發(fā)明的結(jié)果是，當(dāng)霾形成蛋白和/或多酚(單獨(dú)或組合)降低至少10％，優(yōu)選15％，更優(yōu)選20％時(shí)，認(rèn)為霾水平降低。飲料中總的蛋白質(zhì)包括所有蛋白質(zhì)，例如，所需的泡沫-活性蛋白和不需要的霾-形成蛋白。飲料中總的蛋白質(zhì)濃度可由BCA(二辛可寧酸)試驗(yàn)(Smith，Anal.Biochem.150，76-85(1985))測(cè)定。BCA試驗(yàn)通過(guò)定量樣品中肽鍵的量測(cè)定所有蛋白質(zhì)。在堿性條件下，肽鍵將Cu+2還原為Cu+。然后，每個(gè)Cu+螯合兩個(gè)分子的BCA，產(chǎn)生有色絡(luò)合物，其吸光度與總的蛋白質(zhì)濃度有關(guān)。BCA試驗(yàn)檢測(cè)蛋白質(zhì)的范圍是125μg/ml到2000μg/ml。
泡沫活性蛋白大多為疏水蛋白質(zhì)，其濃度可通過(guò)選擇性測(cè)定疏水蛋白質(zhì)的Bradford試驗(yàn)來(lái)測(cè)定(Siebert等，J.Am.Soc.Brew.Chem.5573-78(1997))。在酸性條件下，當(dāng)結(jié)合蛋白質(zhì)時(shí)，CoomassieBlue G-250的吸光度從465nm位移至595nm。Coomassie染料主要結(jié)合疏水和正電荷蛋白質(zhì)，如精氨酸、組氨酸和賴氨酸。通常認(rèn)為上述這些疏水和正電荷蛋白質(zhì)是形成啤酒泡沫的最大因素。Bradford試驗(yàn)檢測(cè)蛋白質(zhì)的范圍是40μg/ml到250μg/ml。
一般，從總的蛋白質(zhì)濃度減去泡沫-活性蛋白的濃度，可計(jì)算霾-活性蛋白的濃度。飲料中泡沫-活性蛋白和霾-活性蛋白的濃度根據(jù)特定飲料而不同。啤酒中，泡沫-活性蛋白構(gòu)成約5-50％的總蛋白質(zhì)，霾-活性蛋白構(gòu)成約50-95％的總蛋白質(zhì)。例如，啤酒中，泡沫-活性蛋白約為20％的總蛋白質(zhì)，霾-活性蛋白約為80％的總蛋白質(zhì)。防止或減少飲料中霾產(chǎn)生的目標(biāo)不是除去所有的蛋白質(zhì)，尤其是泡沫-活性蛋白，因?yàn)檫@會(huì)影響特定飲料的性質(zhì)，如風(fēng)味、香味和起泡趨勢(shì)。防止和減少霾的目標(biāo)是減少霾-形成蛋白或多酚的水平至少10％，優(yōu)選15％，更優(yōu)選20％。
可通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的多種方法來(lái)測(cè)定飲料霾。例如，采用Chapon冷卻法來(lái)預(yù)測(cè)過(guò)濾的啤酒中的冷霾。降低飲料溫度固定量的時(shí)間后測(cè)定霾。霾很少增加或不增加表明良好的霾穩(wěn)定性，而急劇增加則表明穩(wěn)定性差。
采用這種方法，首先測(cè)定室溫下飲料樣品的濁度。然后，將飲料樣品在含丙二醇的水浴中冷卻至0℃。每隔一定時(shí)間如1、2、12和24小時(shí)取出等分試樣，測(cè)定濁度。從0℃水浴中取出后立即測(cè)定等分試樣的濁度。濁度表示為EBC單位(歐洲釀造協(xié)定(European Brewing Convention))。濁度從起始室溫樣品明顯增加表明物理穩(wěn)定性差，因?yàn)轱嬃蠘悠芬子谛纬衫漩病＠鋮s時(shí)冷霾稍微增加表明良好的物理穩(wěn)定性。
測(cè)定飲料霾的另一種方法是強(qiáng)制-霾穩(wěn)定性方法。該方法測(cè)定飲料樣品經(jīng)受加熱/冷卻溫度循環(huán)后形成的霾。將飲料樣品在高溫下儲(chǔ)存短時(shí)間可導(dǎo)致類似于室溫下儲(chǔ)存長(zhǎng)時(shí)間所形成的冷霾。該方法是比Chapon冷卻法更強(qiáng)的預(yù)測(cè)工具；雖然它更耗時(shí)。
采用強(qiáng)制-霾穩(wěn)定性方法，首先測(cè)定室溫下飲料樣品的濁度。然后，將樣品置于0℃水浴中，孵育24小時(shí)。24小時(shí)后測(cè)定濁度，作為“冷卻后的總霾”。然后，將樣品在50℃下孵育3天，再在0℃下孵育24小時(shí)，測(cè)定樣品的濁度。重復(fù)50℃/0℃循環(huán)，再次測(cè)定濁度。3天和6天后濁度明顯增加表示物理穩(wěn)定性差。3天和6天后濁度稍微增加表示良好的物理穩(wěn)定性。
本發(fā)明提供了采用硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)來(lái)減少霾的過(guò)濾方法。過(guò)濾指使原料流通過(guò)多孔介質(zhì)來(lái)除去微粒。通過(guò)多種機(jī)制，包括物理俘獲以及與基質(zhì)結(jié)合，微粒被俘獲在過(guò)濾介質(zhì)上。
過(guò)濾介質(zhì)也被稱為助濾劑，可以是疏松的微?；蚪Y(jié)構(gòu)化的材料。它們是微粒形式的固體材料，不溶于待過(guò)濾的液體；它們被加入液體中，或涂敷在過(guò)濾器或過(guò)濾器基質(zhì)上。使用過(guò)濾介質(zhì)的目的是加快過(guò)濾，減少過(guò)濾器表面的結(jié)垢，減少過(guò)濾層的破裂，或者在其他方面提高過(guò)濾性能。經(jīng)常根據(jù)過(guò)濾介質(zhì)的物理形式對(duì)其進(jìn)行描述。一些過(guò)濾介質(zhì)是基本上離散的薄膜，它們通過(guò)將污染物保持在薄膜表面上從而進(jìn)行過(guò)濾(表面過(guò)濾器)。這些過(guò)濾介質(zhì)主要通過(guò)機(jī)械應(yīng)變來(lái)運(yùn)作，過(guò)濾介質(zhì)的孔徑必須小于需要從液體中除去的污染物的粒度。這些過(guò)濾介質(zhì)通常具有低流速，容易很快地堵塞。
其它的過(guò)濾介質(zhì)為沉積在多孔載體或基材上的細(xì)小纖維或微粒材料的多孔餅或床的形式。被過(guò)濾的溶液必須通過(guò)細(xì)小材料的間隙中形成的孔的路徑，留下保留在過(guò)濾材料上的微粒污染物。由于過(guò)濾材料的深度，這些過(guò)濾器被稱為深度過(guò)濾器(與表面過(guò)濾器相對(duì))。用明顯較大孔徑的過(guò)濾介質(zhì)實(shí)現(xiàn)所需的除去懸浮微粒污染物的能力很吸引人，因?yàn)檫@允許較高的流速。而且，濾器截留微粒的容量較高，因而降低了阻塞的趨勢(shì)。
本發(fā)明采用各種類型的硅烷處理的硅介質(zhì)濾器，以除去酒精、水果和蔬菜飲料中的霾形成物質(zhì)以及微粒。
術(shù)語(yǔ)“微粒”指宏觀不溶性物質(zhì)或微觀微粒。微粒常常是飲料中所不希望的；微粒還是霾的來(lái)源。宏觀微粒指人肉眼可見(jiàn)的微粒，包括但不限于沉淀物、包涵體和結(jié)晶。包涵體由細(xì)胞區(qū)室中不溶性和錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)構(gòu)成。結(jié)晶由過(guò)飽和溶液中分子以有序重復(fù)方式聚集而形成。沉淀物是隨機(jī)聚集的無(wú)定形形式。宏觀微?？梢允怯袡C(jī)或無(wú)機(jī)來(lái)源；它們可以來(lái)源于蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間、鹽與蛋白質(zhì)之間、鹽與鹽之間、蛋白質(zhì)與聚合物之間等的相互作用。微觀微粒指顯微鏡下可見(jiàn)的微粒。微觀微粒的例子包括微生物。當(dāng)飲料中微生物過(guò)度生長(zhǎng)時(shí)也可形成宏觀微粒。適合通過(guò)本發(fā)明俘獲和從飲料中除去的微生物有革蘭氏陽(yáng)性菌、革蘭氏陰性菌、真菌、酵母、霉菌、病毒等。
釀造、釀酒、果汁和其它飲料工業(yè)中的問(wèn)題之一是微生物污染。熱力滅菌和基于大小的過(guò)濾是最常用的除去微生物污染的方法。熱力滅菌的主要缺點(diǎn)在于，其應(yīng)用限于不受高溫影響的產(chǎn)品?；诖笮〉倪^(guò)濾的缺點(diǎn)是昂貴且耗時(shí)。此外，它不能用于所需組分與細(xì)菌相同大小的情況。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，可以單次過(guò)濾步驟除去霾形成物質(zhì)(例如霾-活性蛋白和多酚)和微粒(例如微生物)；因此，可用于在具有不同組分的多種飲料中防止或減少霾。
本發(fā)明的特征在于，在過(guò)濾過(guò)程中采用經(jīng)過(guò)處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)，通過(guò)過(guò)濾同時(shí)將可溶性物質(zhì)結(jié)合到二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)上和從溶液中俘獲微粒。本發(fā)明不需要預(yù)過(guò)濾步驟?？扇苄增残纬晌镔|(zhì)通過(guò)各種機(jī)制如親水、疏水、親和和/或靜電相互作用與硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)結(jié)合。本發(fā)明中使用的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)具有適用硅烷處理的表面和適用于工業(yè)過(guò)濾應(yīng)用的結(jié)構(gòu)特征。二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的例子包括但不限于稻殼灰、燕麥殼灰、硅藻土、珍珠巖、滑石和粘土。
稻殼灰是稻谷農(nóng)業(yè)的副產(chǎn)品。每粒稻谷都被外殼所保護(hù)，這些外殼占收獲的作物毛重的17-24重量％。稻殼由71-87％(重量/重量)的纖維素之類的有機(jī)材料和13-29％(重量/重量)的無(wú)機(jī)材料組成。無(wú)機(jī)部分中很大的一部分，87-97％(重量/重量)是二氧化硅(SiO2)。目前，不能食用的稻殼被用作燃料、肥料的原料和用于絕緣用途。當(dāng)?shù)練と紵龝r(shí)，會(huì)生成結(jié)構(gòu)化的二氧化硅材料副產(chǎn)物(經(jīng)常大于90％)。與其它疏松的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)相比，稻殼灰(RHA)具有更大的表面積和更多的孔-通道結(jié)構(gòu)。這些特征使得RHA成為本發(fā)明優(yōu)選的經(jīng)過(guò)處理的過(guò)濾器基材。
硅藻土是沉積的二氧化硅沉積物，由變成化石的硅藻骨骼所構(gòu)成，硅藻是一種在海洋或新鮮水環(huán)境中蓄積的單細(xì)胞藻類植物。蜂窩式二氧化硅結(jié)構(gòu)賦予硅藻土有用的特征，如吸收容量和表面積、化學(xué)穩(wěn)定性和低堆積密度。硅藻土包含90％的SiO2以及Al、Fe、Ca和Mg的氧化物。
珍珠巖是天然來(lái)源含硅火山巖的總稱，熱處理可膨脹?？芍圃熘亓啃〉?磅/立方英尺(32kg/m3)的膨脹的珍珠巖。由于珍珠巖是天然玻璃形式，將其歸類為化學(xué)惰性，pH值約為7。珍珠巖由二氧化硅、鋁、氧化鉀、氧化鈉、鐵、氧化鈣和氧化鎂構(gòu)成。研磨后，珍珠巖具有適用于從液體過(guò)濾粗制微觀微粒的多孔結(jié)構(gòu)，適用于深度過(guò)濾。
滑石是天然含水硅酸鎂，3MgO·4SiO2·H2O。粘土是水合硅酸鋁，Al2O3·SiO2·xH2O。上述二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)基材的混合物也可用于實(shí)現(xiàn)最佳過(guò)濾和成本效能。稻殼灰或硅藻土在表面硅烷處理之前任選地經(jīng)歷各種純化和/或?yàn)r濾步驟。
通過(guò)將預(yù)定量的官能化硅烷結(jié)合到表面來(lái)處理二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)。經(jīng)過(guò)處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)例如通過(guò)靜電、親水、疏水、親和相互作用和/或物理包埋，以俘獲組分。通過(guò)靜電相互作用，帶電二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)結(jié)合樣品中具有相反電荷的物質(zhì)。通過(guò)親水相互作用，具有強(qiáng)親水性的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)部分通過(guò)范德華相互作用吸引物質(zhì)的極性基團(tuán)。通過(guò)疏水相互作用，包含長(zhǎng)烴鏈的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)部分吸引物質(zhì)的非極性基團(tuán)。
與未處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)相比，優(yōu)選硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)具有類似或提高的流速。已知，硅膠結(jié)合霾-活性蛋白質(zhì)而不是多酚。硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)不僅結(jié)合霾-活性蛋白而且結(jié)合多酚。因此，本發(fā)明適用于減少多種飲料中的霾，無(wú)論霾是由霾-活性蛋白還是由多酚引起的。
二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的形式可以是適于應(yīng)用的任何形式，例如球形、纖維、纖絲、片、平板、盤、塊、薄膜或其它。它們可制成筒、盤、板、膜、編織材料、濾網(wǎng)等。例如，啤酒廠中整批過(guò)濾常常采用板框壓濾機(jī)(Lea和Piggott，《發(fā)酵飲料的生產(chǎn)》(Fermented Beverage Production)，第2版，第368-373頁(yè))。未處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的比表面積優(yōu)選大于1m2/g；更優(yōu)選大于10m2/g。優(yōu)選具有較大表面積的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)，因?yàn)槠湓试S更多表面處理。此外，大孔介質(zhì)可改善過(guò)濾速率。然而，較大孔徑的材料具有相對(duì)較小的表面積。大表面積與大孔徑的平衡產(chǎn)生有效的表面過(guò)濾和過(guò)濾速率?？赏ㄟ^(guò)諸如NMR(核磁共振和其它技術(shù))、SEM(掃描電子顯微鏡)、BET(布-埃-特三氏方程式)表面積測(cè)定技術(shù)等來(lái)評(píng)價(jià)這些基材的表面特征，用燃燒技術(shù)確定碳-氫-氮含量，這些都是本領(lǐng)域所公知的。
適用于二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)表面處理的硅烷可以是任何類型的有機(jī)硅烷、離子或非離子。合適的硅烷的通式為(R1)xSi(R2)3-xR3，其中，R1典型地是可水解部分(例如，烷氧基、鹵素、羥基、芳氧基、氨基、酰胺、甲基丙烯酸酯、巰基、羰基、尿烷、吡咯、羧基、氰基、氨?；⒒蝓０被?、烷基酯或芳基酯)，它與二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)上的活性基團(tuán)反應(yīng)；優(yōu)選的可水解部分是烷氧基，例如甲氧基或乙氧基；1≤X≤3，過(guò)濾顆粒與硅烷之間可形成一個(gè)以上硅氧烷鍵；R2可以是處理過(guò)程中不與過(guò)濾表面反應(yīng)的任何含碳部分，例如，取代或未取代的烷基、烯基、烷芳基、烷基環(huán)烷基、芳基、環(huán)烷基、環(huán)烯基、雜芳基、雜環(huán)基、環(huán)烷基芳基、環(huán)烯基芳基、烷基環(huán)烷基芳基、烷基環(huán)烯基芳基或芳基烷芳基；R3可以是任何含有機(jī)基團(tuán)的部分，表面反應(yīng)完成后它保持與硅原子化學(xué)結(jié)合，優(yōu)選在過(guò)濾期間它可與感興趣組分相互作用；例如，R3是氫、烷基、烯基、烷芳基、烷基環(huán)烷基、芳基、環(huán)烷基、環(huán)烯基、雜芳基、雜環(huán)基、環(huán)烷基芳基、環(huán)烯基芳基、烷基環(huán)烷基芳基、烷基環(huán)烯基芳基、芳基烷芳基、烷氧基、鹵素、羥基、芳氧基、氨基、酰胺、甲基丙烯酸酯、巰基、羰基、尿烷、吡咯、烷基酯、芳基酯、羧基、磺酸酯、氰基、氨?；Ⅴ０被?、環(huán)氧、膦酸酯、異硫脲(isothiouronium)、硫脲、烷基氨基、季銨、三烷基銨、烷基環(huán)氧、烷基脲、烷基咪唑或烷基異硫脲；其中，所述烷基、烯基、芳基、環(huán)烷基、環(huán)烯基、雜芳基和雜環(huán)基的氫任選地被鹵素、羥基、氨基、羧基或氰基取代。
一個(gè)或多個(gè)硅烷可與含羥基多孔二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的表面共價(jià)結(jié)合。二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的表面積限制了硅烷結(jié)合的量。
用于處理本發(fā)明二氧化硅的硅烷優(yōu)選具有一個(gè)或多個(gè)選自下組的部分烷氧基、季銨、芳基、環(huán)氧、氨基、脲、甲基丙烯酸酯、咪唑、羧基、羰基、異氰基、異硫(isothiorium)、醚、膦酸酯、磺酸酯、尿烷、脲基、硫氫基、羧酸酯、酰胺、羰基、吡咯和離子。具有烷氧基部分的硅烷的例子有單、二、或三烷氧基硅烷，例如正十八烷基三乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷。
具有季銨部分的硅烷的例子有3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基十八烷基二甲基氯化銨、N-三甲氧基甲硅烷基丙基-N，N，N-三甲基氯化銨、或3-(N-苯乙烯基甲基-2-氨基乙基氨基)-丙基三甲氧基硅烷鹽酸鹽。具有芳基部分的硅烷的例子有3-(三甲氧基甲硅烷基)-2-(對(duì)，間-氯甲基)-苯乙烷、2-羥基-4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙氧基)-二苯酮、((氯甲基)苯乙基)三甲氧基硅烷和苯基二甲基乙氧基硅烷。具有環(huán)氧部分的硅烷的例子有3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷和2-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷。具有氨基部分硅烷的例子有3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基甲硅烷基丙基二亞乙基三胺、2-(三甲氧基甲硅烷基乙基)吡啶、N-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)吡咯、三甲氧基甲硅烷基丙基聚乙烯亞胺、二-(2-羥乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷和二(2-羥乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
具有脲部分的硅烷的例子有N-(三乙氧基甲硅烷基丙基)脲和N-1-苯乙基-N’-三乙氧基甲硅烷基丙基脲。具有甲基丙烯酸酯部分的硅烷的例子有3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯。具有硫氫基部分的硅烷的例子有3-巰基丙基三乙氧基硅烷。具有咪唑部分的硅烷的例子有N-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]咪唑和N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-4，5-二氫咪唑。離子性硅烷的例子有3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-乙二胺三醋酸三鈉鹽；和3-(三羥基甲硅烷基)丙基甲基膦酸酯鈉鹽(phosphonate sodium salt)。具有羰基部分的硅烷的例子有3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐。具有異氰基部分的硅烷的例子有三(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)異氰尿酸酯和3-異氰氧基丙基三乙氧基硅烷。具有醚部分的硅烷的例子有二[(3-甲基二甲氧基甲硅烷基)丙基]-聚環(huán)氧丙烷和N-(三乙氧基甲硅烷基丙基)-O-聚環(huán)氧乙烷尿烷。
具有磺酸酯部分的硅烷的例子有2-(4-氯代磺酰基苯基)-乙基三氯硅烷。具有異硫脲部分的硅烷的例子有三甲氧基甲硅烷基丙基異硫脲氯化物。具有酰胺部分的硅烷的例子有三乙氧基甲硅烷基丙基乙基-氨基甲酸酯、N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-葡糖酰胺、N-(三乙氧基甲硅烷基丙基)-4-羥基丁酰胺。具有尿烷部分的硅烷的例子有N-(三乙氧基甲硅烷基丙基)-O-聚環(huán)氧乙烷尿烷和O-(炔丙氧基)-N-(三乙氧基甲硅烷基丙基)尿烷。
也可用一種以上硅烷處理二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)，例如，N-三甲氧基甲硅烷基丙基-N，N，N-三甲基氯化銨和二(2-羥乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷；3-氨基丙基三甲氧基硅烷和N-(三乙氧基甲硅烷基丙基)-O-聚環(huán)氧乙烷尿烷；3-三氫甲硅烷基丙基甲基膦酸酯鈉鹽(phosphonate，sodium salt)和N-(三乙氧基甲硅烷基丙基)-O-聚環(huán)氧乙烷尿烷；N-三甲氧基甲硅烷基丙基-N，N，N-Cl，三甲基氯化銨和(3-環(huán)氧丙氧基丙基)三甲氧基硅烷；3-三氫甲硅烷基丙基甲基膦酸酯鈉鹽和二-(2-羥乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷；3-(N-苯乙烯基甲基-2-氨基乙基氨基)-丙基三甲氧基硅烷鹽酸鹽和N-(三乙氧基甲硅烷基丙基)-O-聚環(huán)氧乙烷尿烷；2-(三甲氧基甲硅烷基乙基)吡啶和N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-葡糖酰胺；N-三甲氧基甲硅烷基丙基-N，N，N-Cl，三甲基氯化銨和N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)-葡糖酰胺；N-三甲氧基甲硅烷基丙基-N，N，N-Cl，三甲基氯化銨和2-羥基-4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙氧基)-二苯酮；3-巰基丙基三乙氧基硅烷和N-(三乙氧基甲硅烷基丙基)-O-聚環(huán)氧乙烷尿烷；3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐和N-(三乙氧基甲硅烷基丙基)-O-聚環(huán)氧乙烷尿烷；三甲氧基甲硅烷基丙基-乙二胺三醋酸三鈉鹽和N-(三乙氧基甲硅烷基丙基)-O-聚環(huán)氧乙烷尿烷；2-(4-氯代磺?；交?-乙基三氯硅烷和N-(三乙氧基甲硅烷基丙基)-O-聚環(huán)氧乙烷尿烷；以及2-(4-氯代磺?；交?-乙基三氯硅烷和二-(2-羥乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)具有選自下組的通式顆粒-O-Si(R1)x(R2)3-xR3， ，和 其中，R1、R2、R3和x如上所述，只要不超過(guò)四個(gè)基團(tuán)直接連接于硅原子(Si)；R5、R6、R8獨(dú)立地是氫、取代或未取代的烷基、烯基、烷芳基、烷基環(huán)烷基、芳基、環(huán)烷基、環(huán)烯基、雜芳基、雜環(huán)基、環(huán)烷基芳基、環(huán)烯基芳基、烷基環(huán)烷基芳基、烷基環(huán)烯基芳基、醚、酯或芳基烷芳基；R4、R7、R9是能夠形成兩個(gè)共價(jià)連接的取代或未取代的烷基、烯基、烷芳基、烷基環(huán)烷基、芳基、環(huán)烷基、環(huán)烯基、雜芳基、雜環(huán)基、環(huán)烷基芳基、環(huán)烯基芳基、烷基環(huán)烷基芳基、烷基環(huán)烯基芳基或芳基烷芳基。
通過(guò)下面的一般反應(yīng)方案，用硅烷處理具有表面硅醇的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)顆粒-OH+(R1)xSi(R2)3-xR3→顆粒-O-Si(R1)x-n(R2)3-xR3+nR1H其中，顆粒-OH是具有表面反應(yīng)位點(diǎn)的過(guò)濾顆粒。例如，R1是硅烷的甲氧基(CH3O-)或乙氧基(CH3CH2O-)易離去基團(tuán)，它與顆粒表面的反應(yīng)性羥基，或與未結(jié)合在表面上的其它反應(yīng)性水解硅烷分子相互作用。1≤x≤3；n是反應(yīng)的R1基團(tuán)的數(shù)目，n≤x。
無(wú)水條件下，過(guò)量反應(yīng)性硅烷的延時(shí)反應(yīng)只能反應(yīng)多孔材料上25-50％的總活性位點(diǎn)，這是因?yàn)楣潭ɑ瘹埢g的空間位阻抑制了進(jìn)一步反應(yīng)，通往深埋的顆粒-OH基團(tuán)也限制了進(jìn)一步反應(yīng)。在本發(fā)明中，這種空間上可到達(dá)的位點(diǎn)將稱為“飽和覆蓋度(saturation coverage)”，“飽和覆蓋度”取決于特定殘基的空間需要。注意，該定義適用于具有一個(gè)或多個(gè)易離去基團(tuán)的反應(yīng)性硅烷。在無(wú)水條件下，硅烷形成單層，不能形成不確定飽和的多層。然而，在水性條件下，具有多官能化硅烷的表面上可構(gòu)建多層。
可通過(guò)基本上“濕法”或基本上“干法”進(jìn)行二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的表面硅烷處理?；旧蠞穹òㄔ谌軇?有機(jī)溶劑或水)中使硅烷反應(yīng)到二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)上，任選地使用熱。熱或溶劑不是反應(yīng)所必需；但是，熱和溶劑可改善反應(yīng)速率和均勻表面覆蓋度。基本上干法包括通過(guò)將硅烷與二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)直接混合，然后加熱，在氣相或高度攪拌的液相中將硅烷反應(yīng)到二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)上。
用硅烷處理二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的優(yōu)選方法是將反應(yīng)性硅烷逐漸加入到快速攪拌的溶劑中，使其與多孔二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)直接接觸。另一種優(yōu)選方法是將反應(yīng)性硅烷蒸汽與二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)接觸并反應(yīng)，在氣相中進(jìn)行處理。例如，將多孔材料置于真空反應(yīng)器中，真空干燥。然后，將快速反應(yīng)性硅烷以蒸汽的形式進(jìn)入真空室，與多孔材料接觸；接觸一定時(shí)間后，減壓除去反應(yīng)副產(chǎn)物。然后，釋放真空，從室中取出多孔材料。
實(shí)際處理過(guò)程在1分鐘到24小時(shí)的時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行。通常，在本發(fā)明中，處理優(yōu)選在約30分鐘到6小時(shí)內(nèi)進(jìn)行，以確保均勻處理助濾材料的表面。處理在0-400℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。處理優(yōu)選在室溫(22-28℃)到200℃的溫度下進(jìn)行。
本發(fā)明中使用的反應(yīng)性硅烷的量取決于待反應(yīng)的表面羥基的數(shù)目，以及硅烷的分子量。通常，由于潛在副反應(yīng)的存在，使用相當(dāng)于可達(dá)到的表面羥基的化學(xué)計(jì)量加上一些過(guò)量的反應(yīng)性硅烷來(lái)處理表面羥基。若需要較厚的外表面處理，則使用更多的反應(yīng)性硅烷。通常，使用0-10(優(yōu)選)、0-20或1-50倍過(guò)量。然而，有時(shí)也使用1-500倍過(guò)量；在顆粒上進(jìn)行更多處理。
具有可水解基團(tuán)的硅烷與顆粒表面的顆粒-OH基團(tuán)發(fā)生縮合，使得有機(jī)基團(tuán)共價(jià)偶聯(lián)于基材。例如，硅烷的烷氧基與顆粒表面的顆粒-OH發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。表面-硅烷相互作用快速且有效。例如，當(dāng)使用具有季銨部分的硅烷時(shí)，質(zhì)子化正電荷硅烷與顆粒的去質(zhì)子化基團(tuán)發(fā)生靜電吸引，有效地促進(jìn)快速和有效的反應(yīng)。
優(yōu)選硅烷-反應(yīng)后的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)具有可與感興趣組分發(fā)生反應(yīng)的官能化部分。官能化部分選自季銨、環(huán)氧、氨基、脲、甲基丙烯酸酯、咪唑、磺酸酯和本領(lǐng)域已知與生物分子反應(yīng)的其它有機(jī)部分。此外，采用公知的方法，官能化部分可進(jìn)一步反應(yīng)，形成新的官能團(tuán)，用于其它相互作用。制備具有官能化季銨或磺酸酯基團(tuán)的硅烷-反應(yīng)的顆粒過(guò)濾介質(zhì)的一般方案如下所述。
可一步法制備具有官能化季銨基團(tuán)的硅烷-反應(yīng)的顆粒過(guò)濾介質(zhì)。任選地，也可采用兩步或三步法。例如，在兩步法的第一步中，采用前述方法，使顆粒表面與氨基-官能化硅烷(R1)xSi(R2)3-xR4N(R5)2反應(yīng)。下一步，使仲胺容易地與縮水甘油基三甲基氯化銨的環(huán)氧化物基團(tuán)反應(yīng)，這可方便地引入季銨官能團(tuán)(見(jiàn)方案1)。
方案1兩步法合成季銨官能化助濾劑。
可以兩步法制備具有磺酸酯基團(tuán)的硅烷-反應(yīng)后的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)。第一步，采用前述方法，使顆粒表面與環(huán)氧-官能化硅烷反應(yīng)。第二步，使環(huán)氧官能團(tuán)容易地與硫酸氫鈉反應(yīng)，產(chǎn)生磺酸酯-官能化二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)(見(jiàn)方案2)。焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)水解形成硫酸氫鈉(NaHSO3)。
方案2合成磺酸酯-官能化二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)
在分離應(yīng)用中使用硅烷處理的顆粒，通過(guò)靜電、和/或疏水、和/或親水相互作用機(jī)制來(lái)俘獲可溶性物質(zhì)，同時(shí)除去微粒。經(jīng)過(guò)處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)在于，在單一步驟中聯(lián)用過(guò)濾和固相萃取而簡(jiǎn)化了分離過(guò)程。經(jīng)過(guò)處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的所需品質(zhì)是具有與未處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)類似的流速或提高的流速(過(guò)濾性質(zhì))，以及在一次操作中通過(guò)吸附俘獲可溶性物質(zhì)的能力。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，特定帶電荷的基團(tuán)共價(jià)結(jié)合于二氧化硅顆粒表面，以靜電方式俘獲物質(zhì)。帶相反電荷的物質(zhì)結(jié)合于處理的多孔表面。除靜電吸引以外，還利用疏水或親水配體，通過(guò)疏水或親水相互作用來(lái)改善二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的結(jié)合和/或釋放特征。
采用本領(lǐng)域已知的方法如Micrometrics分析儀，通過(guò)測(cè)定表面積、孔體積和孔徑來(lái)表征經(jīng)過(guò)處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)。例如，可通過(guò)BET技術(shù)表征表面積。通過(guò)Barrett-Joyner-Halenda分析計(jì)算孔體積和孔直徑。通過(guò)NMR譜確定具體官能團(tuán)和分子結(jié)構(gòu)。通過(guò)燃燒技術(shù)確定碳-氫-氮含量；由該分析信息，可計(jì)算顆粒表面的處理水平。
本發(fā)明中使用的硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)一般(但不限于)具有選自下組的通式顆粒-O-Si(R1)x(R2)3-xR3， ，和 其中，R1是烷氧基、鹵素、羥基、芳氧基、氨基、羧基、氰基、氨酰基、或酰氨基、烷基酯或芳基酯；R2獨(dú)立地是取代或未取代的烷基、烯基、烷芳基、烷基環(huán)烷基、芳基、環(huán)烷基、環(huán)烯基、雜芳基、雜環(huán)基、環(huán)烷基芳基、環(huán)烯基芳基、烷基環(huán)烷基芳基、烷基環(huán)烯基芳基或芳基烷芳基；R3是氫、烷基、烯基、烷芳基、烷基環(huán)烷基、芳基、環(huán)烷基、環(huán)烯基、雜芳基、雜環(huán)基、環(huán)烷基芳基、環(huán)烯基芳基、烷基環(huán)烷基芳基、烷基環(huán)烯基芳基、芳基烷芳基、烷氧基、鹵素、羥基、芳氧基、氨基、烷基酯、芳基酯、羧基、磺酸酯、氰基、氨?；Ⅴ０被?、環(huán)氧、膦酸酯、異硫脲、硫脲、烷基氨基、季銨、三烷基銨、烷基環(huán)氧、烷基脲、烷基咪唑或烷基異硫脲；其中，所述烷基、烯基、芳基、環(huán)烷基、環(huán)烯基、雜芳基和雜環(huán)基的氫任選地被鹵素、羥基、氨基、羧基或氰基取代；R5、R6和R8獨(dú)立地是氫、取代或未取代的烷基、烯基、烷芳基、烷基環(huán)烷基、芳基、環(huán)烷基、環(huán)烯基、雜芳基、雜環(huán)基、環(huán)烷基芳基、環(huán)烯基芳基、烷基環(huán)烷基芳基、烷基環(huán)烯基芳基或芳基烷芳基；R4、R7、R9是能夠形成兩個(gè)共價(jià)連接的取代或未取代的烷基、烯基、烷芳基、烷基環(huán)烷基、芳基、環(huán)烷基、環(huán)烯基、雜芳基、雜環(huán)基、環(huán)烷基芳基、環(huán)烯基芳基、烷基環(huán)烷基芳基、烷基環(huán)烯基芳基或芳基烷芳基基團(tuán)；其中，所述顆粒是稻殼灰、燕麥殼灰、硅藻土、珍珠巖、滑石或粘土。
本發(fā)明方法中硅烷-反應(yīng)后的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)優(yōu)選具有官能化部分，其可與感興趣的組分反應(yīng)。官能化部分選自烷氧基、季銨、環(huán)氧、氨基、脲、甲基丙烯酸酯、咪唑、磺酸酯、羧基、氰基、硫氫基、羰基、異硫、膦酸酯、以及已知與生物分子反應(yīng)的其它有機(jī)部分。
進(jìn)行或不進(jìn)行預(yù)過(guò)濾除去微粒，將飲料樣品施加于硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需進(jìn)行預(yù)過(guò)濾步驟。此外，在過(guò)濾步驟之前進(jìn)行或不進(jìn)行飲料與過(guò)濾介質(zhì)的預(yù)先混合，將飲料樣品施加于硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方式中，通過(guò)任何機(jī)械混合方式(例如攪動(dòng)、攪拌、渦旋等)將樣品與經(jīng)過(guò)處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)混合一段時(shí)間，以使組分充分結(jié)合于經(jīng)過(guò)處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的表面。本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白，合適的結(jié)合時(shí)間取決于介質(zhì)的孔的性質(zhì)、蛋白質(zhì)或多酚的性質(zhì)、飲料的粘度、以及其它已知的動(dòng)力學(xué)原理。通常，結(jié)合發(fā)生的時(shí)間約為幾分鐘到幾小時(shí)，甚至可持續(xù)長(zhǎng)達(dá)1-3天。組分與經(jīng)過(guò)處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)結(jié)合后，將混合物施加于過(guò)濾裝置，然后樣品濾過(guò)過(guò)濾介質(zhì)。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，不進(jìn)行樣品與過(guò)濾介質(zhì)的預(yù)先混合，將飲料樣品直接濾過(guò)含硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾元件。經(jīng)過(guò)處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)俘獲微粒并結(jié)合某些可溶性組分如蛋白質(zhì)和多酚，同時(shí)使未結(jié)合可溶性組分如泡沫-活性蛋白流過(guò)。收集濾過(guò)的飲料樣品。
本發(fā)明的一個(gè)應(yīng)用是使用硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)來(lái)除去飲料中的微生物。微生物污染是釀造業(yè)、釀酒業(yè)、果汁業(yè)和其它飲料工業(yè)中的常見(jiàn)問(wèn)題。申請(qǐng)者發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)具有抗微生物活性。細(xì)菌與硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)接觸后，總的活細(xì)菌計(jì)數(shù)顯著降低。硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)還可俘獲微生物。因此，過(guò)濾步驟可進(jìn)一步除去產(chǎn)品中的微生物污染。
下面的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。這些實(shí)施例僅僅是為了闡明本發(fā)明，而不能解釋為限制性的。實(shí)施例1-5描述了二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的表面處理。實(shí)施例6-13描述了硅烷處理的二氧化硅過(guò)濾介質(zhì)的抗微生物活性以及過(guò)濾結(jié)果。
實(shí)施例14-19描述了用硅烷處理的介質(zhì)來(lái)處理啤酒。
在美國(guó)專利申請(qǐng)
發(fā)明者N·M·福切哈默, B·弗里科斯戴爾, K·海斯, C·科勒, T·H·萊恩, A·里維斯 申請(qǐng)人:吉恩康國(guó)際股份有限公司, 道康寧公司