咖啡是一種藝術(shù)，一種生活，一種能讓人安靜下來(lái)的力量?？Х葘?duì)于我們來(lái)說(shuō)，已不于一種飲品，當(dāng)它和其他美好事物出現(xiàn)在一起，被賦予了更多其他內(nèi)涵；當(dāng)咖啡 因和科學(xué)碰撞，是否出現(xiàn)不一樣的火花？

       介紹

       咖啡 因（1,3,7三甲基-2,6黃嘌呤）因?yàn)橹娜梭w作用，是世界上Z廣泛消耗的精神藥物。它被用作軟飲料或功能飲料的添加劑，而且自然存在于咖啡和茶中。自1819年diyi次分離提取，咖啡 因可以從各種植物的種子、葉子和果實(shí)中得；例如咖啡豆、茶葉或者可樂(lè)果。它可以用水、二氧化碳或者極性溶液提取純化?？Х?因分子量是194.2Da，理論顆粒度是0.96nm，固體形態(tài)是白色苦味粉末。這里我們證明盡管咖 啡因粒徑在亞納米范圍，Litesizer? 500納米粒度電位儀可以快速而準(zhǔn)確地測(cè)定。

       實(shí)驗(yàn)設(shè)置

       一個(gè)2%w/v咖啡 因樣品（Sigma-Aldrich，維也納，奧地利）由過(guò)濾的超純?nèi)ルx子水制備，然后用0.02μm針孔過(guò)濾器去除雜質(zhì)。測(cè)SY石英樣品池進(jìn)行。散射角度設(shè)置為側(cè)向角度，聚焦位置和光強(qiáng)衰減由儀器自動(dòng)Z佳化。樣品溫度平衡10分鐘，在20℃下進(jìn)行測(cè)試。運(yùn)行次數(shù)手動(dòng)設(shè)置為1次，持續(xù)時(shí)間為300秒。

       結(jié)果與討論

       測(cè)試重復(fù)三次，得到平均流體力學(xué)半徑是0.94nm、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差是4.4%，即與咖啡 因的理論顆粒度0.96nm一致。測(cè)試結(jié)果匯總在表1。相關(guān)函數(shù)和粒度分布分別如圖1和圖2所示。

表1：咖啡 因結(jié)果匯總

圖1 咖啡 因相關(guān)函數(shù)

圖2 咖啡 因顆粒度光強(qiáng)分布

       總結(jié)

       Litesizer? 500能夠高度準(zhǔn)確且良好重復(fù)性地測(cè)試像咖啡 因這樣弱散射的小分子。

       隨著科技的發(fā)展，人們?cè)僖膊粸槌院壤龆赋睿跃筒槐卣f(shuō)了，一天三餐一頓都不能少，今天我們來(lái)講的就是喝。而我們所喝的飲品也很多，其中一個(gè)早已經(jīng)成了生活的必需飲品，它就是牛奶?？傆X得自己不喝它，身體就會(huì)缺少營(yíng)養(yǎng)似的；如今，又會(huì)糾結(jié)是全脂好，還是脫脂好？

       介紹

       牛奶是乳脂球體在碳水化合物、礦物質(zhì)、脂肪顆粒和酪蛋白膠束的水溶液，酪蛋白膠束是牛奶中Z大的溶解成分。有四種類型的酪蛋白膠束，粒徑在100-200nm之間。這篇研究的目的是使用Litesizer500納米粒度電位儀測(cè)試牛奶的顆粒度和zeta電位，包括全脂和脫脂牛奶；而且研究鹽濃度對(duì)zeta電位的影響。

       實(shí)驗(yàn)

       全脂（3.5%脂肪）和脫脂（0.5%脂肪）牛奶從本地超市采購(gòu)。對(duì)于顆粒度測(cè)試，牛奶和去離子水以1:200（v/v）比例稀釋，然后過(guò)濾（Whatman 5μm針孔過(guò)濾器）。顆粒度通過(guò)動(dòng)態(tài)光散射測(cè)試，在20℃下以背散射模式進(jìn)行。運(yùn)行次數(shù)、聚焦位置和光強(qiáng)衰減由儀器自動(dòng)Z優(yōu)化。

       對(duì)于zeta電位測(cè)試，制備四種牛奶用NaCl（0,10,20,40mM）溶液以1:200比例稀釋。Zeta電位在25℃下用電泳光散射測(cè)試。應(yīng)用電壓和運(yùn)行次數(shù)都由儀器自動(dòng)Z優(yōu)化。

       結(jié)果與討論

       脫脂牛奶在光強(qiáng)粒度分布時(shí)顯示一個(gè)單峰（圖1），對(duì)應(yīng)流體力學(xué)直徑是175nm、5次重復(fù)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)偏差是2.5%。很可能通過(guò)5μm針孔過(guò)濾器過(guò)濾了更大的脂肪顆粒，留下的酪蛋白膠束作為主要顆粒粒徑是100-200nm。

Fig.1 DLS intensity size (radius) distribution of skimmed milk

       全脂牛奶DLS測(cè)試觀察到了不同的現(xiàn)象（圖2）。光強(qiáng)粒度分布顯示兩個(gè)峰，表明是一個(gè)雙峰分布，平均顆粒尺寸是135nm和527nm，標(biāo)準(zhǔn)偏差（5次重復(fù)測(cè)試）10%左右。小顆粒有可能是酪蛋白膠束，大顆?？赡苁菤埩舻闹械瘸叽缰绢w粒。與脫脂牛奶相比，全脂牛奶不僅有更多的脂肪而且包含的脂肪顆粒有更寬的尺寸范圍。

Fig.2 DLS intensity size (radius) distribution of whole milk

       Zeta電位測(cè)試結(jié)果如圖3所示。脫脂和全脂牛奶樣品在四種鹽濃度（0,10,20,40mM）測(cè)試。脫脂牛奶zeta電位結(jié)果分別是-42.0、-37.2、-32.7、-27.6mV，全脂牛奶zeta電位結(jié)果分別是-38.9、-35.9、-31.9、-27.0mV。所有數(shù)據(jù)點(diǎn)（每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)重復(fù)5次測(cè)試）的標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.5%以內(nèi)。兩種牛奶隨著鹽濃度增加zeta電位數(shù)值減小。結(jié)果是可以預(yù)見的，因?yàn)辂}濃度越高會(huì)減弱顆粒的德拜雙電層也就是zeta電位。而且在每個(gè)濃度脫脂牛奶比全脂牛奶有更高的zeta電位，然而隨著鹽濃度增加差距在變小。

Fig.3 Zeta potential VS salt concentration for skimmed milk (blue) and whole milk (red)

       結(jié)論

       我們成功地用Litesizer? 500測(cè)試了脫脂牛奶和全脂牛奶的顆粒度和zeta電位。