用于从葡萄酒和其他液体中去除生物胺的装置和方法与流程

生物胺是在葡萄酒制造过程中由微生物，主要通过氨基酸的脱羧作用产生的一组化合物。已经表明，这些胺可能是饮用葡萄酒的人头痛的原因。参见smit等人,biogenicaminesinwine:understandingtheheadache,afr.j.enol.vitic.29(2):109-238(2008)。虽然可能有其他生物胺，但表1列出了葡萄酒中常见的11种生物胺。

表1：葡萄酒中含有的生物胺

概要

根据所公开的材料、组合物、装置和方法的目的，如本文所体现和广泛描述的，所公开的主题，在一个方面，涉及在使用时从葡萄酒或其他液体样品中除去一种或多种胺的方法。所公开的方法还涉及用于从葡萄酒或其他液体中除去胺的装置。所公开的装置包括对胺有选择性的阳离子交换树脂和/或分子印迹介质。

所公开的主题的其他优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过实践下面描述的方面来学习。通过所附权利要求中特别指出的要素和组合，将实现和获得下面描述的优点。应该理解，前面的一般性描述和下面的详细描述都只是示例性和说明性的而不是限制性的。

附图简述

包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了下面描述的几个方面。

图1是根据一种实施方式的装置的第一透视图。

图2是图1中所示装置的第二透视图。

图3是图1所示装置的纵向剖视图，示出了装置的内腔。

图4是根据另一实施方式的位于瓶颈内部的装置的横截面视图。.

图5是图4中所示装置的横截面侧视图。

图6是图4中所示装置的侧视图。

图7是根据一种实施方式的装置的侧视图，示出了在主体的下部限定的狭缝。

图8是根据一种实施方式的装置的剖视图，其中下部设置在瓶颈外部。

图9是与amberlyst15离子交换树脂接触的各种水相的ph随时间变化的曲线图。

图10是掺入生物胺并与amberlyst15树脂接触的各种水相的ph随时间变化的曲线图。

图11是掺入10％乙醇和生物胺并与amberlyst15树脂接触的各种水相的ph随时间变化的曲线图。

图12是滗析器，其包括填充有阳离子交换树脂和/或分子印迹介质的盒。

详细说明

通过参考以下对所公开主题的具体方面及其中包括的实施例和附图的详细描述，可以更容易地理解本文所述的材料、组合物、装置和方法。

在公开和描述本发明材料、组合物、装置和方法之前，应理解下面描述的方面不限于特定的合成方法或特定试剂，因为这些方法或试剂当然可以改变。还应理解，本文使用的术语仅用于描述特定方面的目的，而不是限制性的。

此外，在整个说明书中，引用了各种出版物。这些出版物的全部公开内容通过引用结合到本申请中，以便更全面地描述所公开内容所属的现有技术。所公开的参考文献针对其中包含的材料也单独且具体地通过引用并入本文，所述材料在参考文献所依据的句子中讨论。

装置

本文公开了一种用于在使用时从葡萄酒或其他液体中除去或减少生物胺的装置和方法。在各种实施例中，该装置具有通常细长的主体，该主体具有下部和上部。下部的至少一部分构造成接合瓶子的颈部并限定一个或多个开口，所述开口构造成用于接收来自瓶子的液体。内腔限定在上部和下部之间。进入下部的一个或多个开口的液体流入主体的内腔。阳离子交换树脂或分子印迹介质，或含有阳离子交换树脂或分子印记介质的盒设置在内腔中。在液体流过内腔并经过树脂、介质或盒后，液体流过上部中限定的一个或多个开口以离开内腔。应当理解，目前有用于葡萄酒和其他液体的许多不同的瓶子形状，并且所公开的装置旨在适用于大多数(如果不是全部)这样的瓶子设计。

图1-3示出了装置1的一个示例性实施例。装置1具有通常细长的主体，其上部2和下部3。在上部2和下部3之间限定内腔5。下部3的底表面4b限定一个或多个开口4a，其构造成允许液体通过开口4a进入内腔5。阳离子交换树脂和/或分子印迹介质，或含有这些材料的盒(未示出)设置在内腔5内。

下部3的外径的直径略小于大多数市售瓶子的内径，使得下部3的至少一部分适合在瓶子的颈部内，以防止液体离开瓶子，除了通过装置1之外。用于诸如葡萄酒之类的产品的商业使用的大多数瓶子具有约16.36mm至约19.81mm的内径。因此，可以相应地确定底部部分3的外径。所公开的装置1可以以任何尺寸制造以适合不同的应用。另外，如下面关于图4-7所讨论的，下部3可以包括从下部的至少一部分径向向外延伸的环形肋。例如，环形肋可以是柔性的，并且允许下部3用于具有略微不同内径的颈部的瓶子中。

上部2的外径大于颈部的内径。另外，上部2包括凹槽7和多孔层6。凹槽7从上部2的侧壁24的一侧延伸并且限定具有上部2的顶表面21的开口。流体可以通过凹槽7离开内腔5。多孔层6设置在凹槽7附近并且在凹槽7和内腔5之间延伸，使得从内腔5通过凹槽7注入的液体通过多孔层6。多孔层6可以包括在上部2中限定的一个或多个开口，或者可以是设置在上部2内的单独的多孔材料。

顶部表面21可以是盖子8的一部分，其与上部2分开形成并且定义在多孔层6的至少绝大部分上的空间，但不在凹槽7之上。盖子8可以可拆卸地固定到上部2。例如，盖子8可以螺纹地接合上部2的一部分，或者可以包括卡扣配合到上部2的一部分上的环形圈。该配置允许使用者分离顶部部分，使得内腔5的内容物(例如，已用阳离子交换树脂)可以被移除和补充。这还可以允许用户清洁装置1的内表面。在其他实施例中，盖子8可以永久地固定到上部2或者与其一体形成。

此外，通道孔9定义在上部2的侧壁24中，下部3在相对于纵向轴线基本上与凹槽7相对的一侧，该纵向轴线延伸穿过装置1的上部2和下部3。通道孔9通过中间侧壁部分25与内腔5分开。特别地，通道孔9是通常细长的通道，其在下部3的底部表面4b附近限定的下部开口22和在上部2的侧壁24中限定的上部开口23之间延伸。通道孔9允许空气在液体通过装置1并且从凹槽7中流出时进入瓶子。

在图1-3中所示的实施例中，下部2摩擦地接合瓶颈的内侧壁。然而，在其他实施例(未示出)中，下部3可以限定一个或多个环形肋，所述环形肋从下部3的侧壁24的外表面的至少一部分径向向外延伸以帮助将装置1固定在瓶颈中并在将瓶中的液体内容物通过装置1倒出时，防止其从颈部滑出。这些肋可以是柔性的或径向可压缩的，以允许下部2接合在具有不同内径的颈部的瓶子中。例如，下面结合图4-7描述可以与装置1一起使用的肋的一个实施例。

在又一个示例(未示出)中，下部3可以限定光滑的外表面并朝向其底部表面4b逐渐变细。例如，在这样的实施方式中，直径可以从邻近一个或多个开口4a的较小直径增加到轴向高于底部表面4b接近上部2的较大直径。较大的直径可能大于颈部的内径。在该实施例中，装置1的下部3可插入颈部至下部3的外径基本上等于瓶颈的内径的点。这种配置可以起到将装置1楔入瓶颈的作用，并在将瓶中的液体内容物倒入装置1时，防止其从颈部滑出。

在另一个实施例(未示出)中，装置1的上部2可以沿水平面分成两部分，并且这两部分可以配置成使得它们可以分开并重新连接。

在内腔5中放置有效量的阳离子交换树脂和/或分子印迹介质以从一定量的葡萄酒中除去生物胺。在某些实施方案中，有效量的阳离子交换树脂和/或分子印迹介质可以在置于内腔5内之前置于盒或小袋(例如茶袋)中。本文还公开了含有所述有效量的阳离子交换树脂和/或分子印迹介质的单独的盒和小袋。这种盒和小袋可以与本文公开的装置一起提供，使得装置可以重新填充和重复使用。还可以预期，如本文所公开的，包含阳离子交换树脂和/或分子印迹介质的盒或小袋可以插入装置1的内腔5。盒子或“茶袋”可以配置成使它们紧密地贴合在装置1内。

在又一示例性实施例(未示出)中，装置1的细长主体的内表面可以限定延伸进入内腔5的一个或多个脊，例如环形或半环形脊或突起阵列，当液体流过装置1时，其导致液体的湍流流动。

例如，装置1可以由塑料材料制成，例如聚丙烯或聚乙烯，并通过注塑制造。

图4-6示出了如本文所公开的装置10的另一示例性实施例。装置10包括通常细长的主体13，其具有上部18和下部19。这些部分18,19具有外表面26和内表面27。对于上部18和下部19的至少一部分，主体13的外径基本上相同，并且下部19的至少一部分适合大多数市售瓶子的内径。用于诸如葡萄酒之类的产品的商业使用的大多数瓶子具有约16.36mm至约19.81mm的内径。因此，可以相应地确定装置10的直径。所公开的装置10可以以任何尺寸制造以适合不同的应用。

主体13包括喷口11。喷口11由上部18的侧壁28中的一个或多个开口限定。在替代实施例(未示出)中，喷口11可包括侧壁28中的一个或多个开口和从侧壁28径向向外延伸的凹槽。例如，凹槽可以类似于上面关于图1-3描述的凹槽7。在包括凹槽的实施例中，凹槽可以与侧壁28整体形成，或者被定义为围绕上部18的至少一部分的单独套筒的一部分，邻近其中限定的一个或多个开口。

在某些示例中，所述装置10可以包括帽，所述帽被配置成围绕所述喷口11装配并密封所述瓶的内容物。在其他示例(未示出)中，省略了喷口并且液体可以从在主体13的上部18中限定的一个或多个开口流出，例如，在上部18的顶部表面或在侧壁28中。

主体13还包括唇部12，其从主体13的上部18径向向外延伸。唇部12的下表面29构造成牢固地配合在瓶20的颈的顶部表面上。在图4-6中所示的实施例中，唇部12具有截头圆锥形的横截面形状，其具有邻近下部19的较宽的环形下表面29，以及从下表面29朝向上部18径向向内和轴向向上倾斜的侧壁。

另外，一个或多个环形或半环形肋14从主体13的侧壁28的外表面径向向外延伸并与其一体形成。肋14在唇部12的轴向下方设置在主体13的下部19上。肋14允许装置10牢固地配合在瓶子20的颈部内。肋14足够柔韧以容纳内径略小于肋14的外径的瓶子。例如，肋14可以由柔性聚合物材料或橡胶形成。肋14和唇部12允许装置10紧密配合在瓶子的颈部内，使得装置10在倾倒时不会从瓶子中掉出并且使得瓶子内的液体不会泄漏。在其他实施例(未示出)中，主体13的外径可以逐渐变细，使得主体13的下部19处的外径小于上部18处的外径。以这种方式，装置10可以插入颈部至主体13上的某个点，在这个点处所述主体的直径等于瓶颈的内径，并将装置10“楔入”瓶颈中，使其在倾倒期间保持放置。

包含阳离子交换树脂或分子印迹介质的盒15设置在主体13内，如本文更详细描述的。盒15可以设置在主体13的下部19附近(如图4和5所示)，靠近上部18，在下部19和上部18之间，或者基本上在主体13的整个长度上。在一个方面，盒15可以从主体13移除，例如，它可拆卸地固定在主体内。盒15可以紧密地配合在主体内并通过张力或摩擦保持在适当位置，或者它可以通过在盒15的外表面和主体13的内表面上限定的互补的、可接合的脊或突起来保持就位，这允许在没有撬动或其他不适当的力的情况下移除和插入盒15。以这种方式，使用者可以将旧的盒子15更换成新的盒子，从而在一次或多次使用之后或在阳离子交换树脂或分子印迹介质不再有用之后更换阳离子交换树脂或分子印迹介质，而不更换整个装置10。在其他方面，盒15可以永久地固定在主体13内。

盒15具有顶表面16和底表面17，以及可选的侧壁，其是多孔的(液体可渗透的)并且允许葡萄酒或其他液体流过装置10，同时将交换树脂保持在适当的位置并防止它与葡萄酒或其他液体一起倒出。主体13的下部19沿着下部19的底表面36限定一个或多个开口，以允许葡萄酒或其他液体进入主体13和盒15，使得葡萄酒或其他液体可以接触阳离子交换树脂或分子印迹介质。

与底表面36中的开口相邻的主体13的下部19还可包括筛网或其他过滤器，用于去除软木和沉淀物的碎片。这种筛网或过滤器可以是纤维素、尼龙或聚丙烯或其他惰性材料，并且孔径可以为约105至约500微米。

盒15的长度应足够长，以包含一定量的阳离子交换树脂或分子印迹介质，适于从给定体积的葡萄酒或其它液体中充分除去胺。对于750ml瓶装葡萄酒，阳离子交换树脂的量可为约0.5g至约10g；因此，在给定主体13的直径的情况下，盒的长度应足够长以容纳阳离子交换树脂的量。分子印迹介质的量将类似于或小于所需的阳离子交换树脂的量。同样，主体13的长度足够长以容纳盒15的长度。对于普通瓶装葡萄酒，盒15的长度可以是约3cm至约30cm长，但是可以考虑直径和体积的变化。基于所使用的阳离子交换树脂或分子印迹介质的体积，可相应地调节盒的长度和直径。

下部19的内表面27可沿边缘大致光滑(如图中所示)。在其他实施例(未示出)中，预期主体13的内表面和/或盒15的外表面可以是波纹状的，以增加葡萄酒或其他液体与阳离子交换树脂或分子印迹介质的接触。类似地，在其他实施例(未示出)中，主体13的上部18的至少一部分可以是弯曲的，以延长葡萄酒和阳离子交换树脂或分子印迹介质的接触路径。

图7所示的实施例类似于图4-6中所示的实施例。然而，在该实施例中，主体13的下部在侧壁28内限定一个或多个狭缝37或成形开口。盒15的壁至少部分是多孔的，并且盒15邻近一个或多个狭缝37设置在下部19内，因此葡萄酒或其他流体可以流过狭缝18并进入盒15以接触阳离子交换树脂或分子印迹介质。该实施例的优点是更多的葡萄酒或其他液体可以在更短的时间内接触离子交换树脂或分子印迹介质。替代实施例可包括将盒15完全轴向地设置在主体13中的狭缝18或其他开口上方或部分地设置在狭缝18或其他开口上方。这样的替代实施例可以允许经由狭缝18或开口来直接接取盒15的一部分。

在其他示例性实施例(未示出)中，装置10可包括在盒15上方和/或下方的一个或多个另外的盒。这些另外的盒可以包括过滤或以其他方式改变通过装置10倾倒的葡萄酒或其他液体的其他材料。例如，另外的盒可含有活性炭以除去沉淀物或杂质，弱酸性或碱性交换树脂以改变ph或除去矿物质，纤维素或尼龙以过滤颗粒等。这些另外的盒可以永久地固定到主体13上或者可以从主体13上移除。

在又一个示例性实施例(未示出)中，装置10不需要包含盒15，而是填充有阳离子交换树脂和/或分子印迹介质。或者，可以为装置10提供含有有效量的阳离子交换树脂和/或分子印迹介质的小袋，使得装置可以再填充和重复使用。

主体13、喷口11、唇部12和/或肋14可由塑料材料制成，例如聚丙烯或聚乙烯，并通过注塑制造。主体13的外表面26还可以包括手柄或其他突起，当将装置10扭转到瓶子20(未示出)中时，使用者可以使用手柄或其他突起来抓握或利用装置10。

在其他示例性实施例(未示出)中，圆柱形管可设置在主体13内部或穿过它。例如，管可以相对于在上部18和下部19之间延伸穿过主体13的纵向轴线基本上与喷口11相对地设置或形成在主体13的侧壁28中。圆柱形管可以从主体13的上部18的外表面26延伸，穿过主体13，并且从主体13的下部19的外表面26伸出，以允许空气更快地进入瓶20以便更快地倾倒。在另一个实施例中，管可以延伸通过盒15的至少一部分，但是不与主体13或盒15中的液体液体连通。

图8示出了根据又一实施方式的装置30，其可附接到标准瓶子20的颈部的外表面。同样，应该理解的是，目前有用于葡萄酒和其他液体的许多不同的瓶子形状，并且所公开的装置旨在可用于大多数(如果不是全部)这样的瓶子设计。图8中所示的示例性实施例说明了这些各种设计。

装置30包括大致细长的主体33，其具有上部34、下部32、外表面38和内表面39。下部32在下部32的环形底表面41的轴向上方限定颈部接收通道42。颈部接收通道42构造成沿径向向外方向被推动以接收瓶子的颈部并将其自身径向向内偏置抵靠颈部的上部。颈部接收通道42的内径大于装置30的环形底表面41的内径，并且其尺寸适于接合(例如，略大于或大于)大多数市售瓶颈(如图所示)的上部的外径。颈部接收通道42围绕瓶颈上部的接合允许装置30牢固地配合到瓶颈上。下部32可以与主体33一体形成，或者它可以是单独形成的套筒，其构造成配合在主体33周围并与其接合(未示出)。

另外，环形底表面41构造成用于接合瓶颈的一部分，该颈部的一部分与颈部的上部相比具有减小的外径。在其他实施例(未示出)中，环形底表面41和颈部接收通道42具有基本相同的内径。

与主体33整体形成(或作为主体上的单独的套管)是喷口31。喷口31由上部34的侧壁48中的一个或多个开口限定。在替代实施例(未示出)中，喷口31可包括侧壁48中的一个或多个开口和从侧壁48径向向外延伸的凹槽。例如，凹槽可以类似于上面关于图1-3描述的凹槽7。在包括凹槽的实施例中，凹槽可以与侧壁48一体地形成，或者被限定为单独的套筒的一部分，该套筒围绕上部34的至少一部分配合，与其中限定的一个或多个开口相邻。

在某些示例中，装置30可包括盖子(未示出)，该盖子被配置成装配在喷口31上或与其接合以密封瓶的内容物。在其他示例(未示出)中，省略了喷口并且液体可以从在主体33的上部34中限定的一个或多个开口流出，例如，在上部34的顶部表面或在侧壁48中。

包含阳离子交换树脂或分子印迹介质的盒35(如本文更详述)设置在装置30的主体内。盒35可以邻近主体33的下部32设置(如图所示)，邻近上部34，或者基本上贯穿主体33的整个长度。在一种实施方式中，盒35可以从主体33移除，例如，它可以紧密地配合在主体内并通过张力或摩擦保持在适当位置，或者它可以通过在盒35的外表面和主体33的内表面上限定的互补的、接合的脊或突起保持就位，允许以最小的撬动或力将盒35从管中移出。以这种方式，使用者可以将旧的盒子35更换成新的盒子，从而在一次或多次使用之后或在阳离子交换树脂或分子印迹介质不再有用之后更换阳离子交换树脂或分子印迹介质。在其他实施方式中，盒35可以永久地固定到主体33。

盒35的长度应足够长，以包含一定量的阳离子交换树脂或分子印迹介质，适于从给定体积的葡萄酒或其它液体中充分除去胺。对于750ml瓶装葡萄酒，阳离子交换树脂的量可为约0.5g至约10g；因此，在给定主体33的直径的情况下，盒的长度应足够长以容纳阳离子交换树脂的量。所需的分子印迹介质的量将类似于或小于阳离子交换树脂的量。同样，主体33的长度应足够长以容纳盒35的长度。对于普通瓶装葡萄酒，盒35的长度可以是约3cm至约10cm长，但是可以考虑直径和体积的变化。基于所使用的阳离子交换树脂或分子印迹介质的体积，可相应地调节盒的长度和直径。主体33比其内的盒35长。

还可以想到，细长主体33的内表面的至少一部分和/或盒35的外表面的至少一部分可以是波纹状的或包括突起，以增加葡萄酒与阳离子交换树脂的接触。类似地，主体33的至少一部分可以弯曲以延长葡萄酒和阳离子交换树脂的接触路径。

在另一个示例性实施例(未示出)中，装置30可包括设置在盒35上方和/或下方的一个或多个另外的盒。这些另外的盒可以包括过滤或以其他方式改变通过装置30倾倒的葡萄酒或其他液体的其他材料。例如，另外的盒可以包含活性炭以去除沉积物或杂质，酸性或碱性交换树脂以改变ph或去除矿物质，纤维素、尼龙或其他过滤材料。这些附加的盒可以永久地固定到主体33上或者可以从主体33上移除。

在又一个示例性实施例中，装置30不需要包含盒35，而是填充有阳离子交换树脂和/或分子印迹介质。含有有效量的阳离子交换树脂和/或分子印迹介质的小袋可以与装置30一起提供，使得装置可以再填充和再使用。

主体33可以由塑料材料制成，例如聚丙烯或聚乙烯，并且例如通过注塑制造。

在其他示例性实施例(未示出)中，圆柱形管可以设置在主体33内部或穿过它。例如，管可以相对于在上部34和下部38之间延伸穿过主体33的纵向轴线基本上与喷口31相对地设置或形成在主体33的侧壁48中。圆柱形管可以从主体33的上部34的外表面延伸，穿过主体33，并从主体33的下部38的外表面伸出，以允许空气更快地进入瓶20中以便更快地倾倒。在另一个实施例中，管可以延伸通过盒35的至少一部分，但是不与主体33或盒35中的液体液体连通。

盒

此外，本文公开了包含离子交换树脂的盒，例如盒15,35。盒通常可以是细长的(例如，圆柱形)，并且可以配置成分别装配在装置1的内腔5或装置10,30的主体13,33内。至少盒的顶部和底部是多孔的，使得葡萄酒或其他液体可以通过盒，同时保持盒的阳离子交换树脂或分子印迹介质内容物保留在盒内。盒的侧壁的至少一部分也可以是多孔的。盒可包括由通常刚性材料制成的壁。盒可以限定单个室，其中设置有阳离子交换树脂或分子印迹介质。或者，盒可以限定多个腔室，每个腔室具有相同或不同的离子交换树脂和/或分子印迹介质。此外，盒可以限定多个腔室，其中至少一个腔室包含阳离子交换树脂或分子印迹介质，并且至少另一个腔室包含其他过滤材料，如木炭、纤维素、尼龙等。在主体为盒提供结构支撑的实施方式中，盒可以替代地具有柔性壁，例如像多孔袋或“茶袋”，或者壁的至少一部分可以由柔性材料制成。

盒的尺寸应足够大，以容纳一定量的阳离子交换树脂或分子印迹介质，其有效地从给定体积的葡萄酒或其它液体中除去生物胺。通常，约1g阳离子交换树脂适合于将100ml葡萄酒或其他液体中的胺移除至基线水平。相应地，7.5g阳离子交换树脂适用于750ml葡萄酒或其他液体等。所需的分子印迹介质的量是相似的。给定液体的体积或瓶子的尺寸，可以确定合适范围的阳离子交换树脂或分子印迹介质，这导致盒应该容纳的相应体积的树脂。盒的长度和直径可以相应地确定尺寸以适应所需体积的树脂。

在示例性实施例中，盒可以单独使用，而不需要装置，例如上面关于图1-8描述的装置。在这样的实施例中，可以简单地将盒子放入瓶子或玻璃杯中。绳子可以连接到盒子上，以便可以取回它(例如，像茶袋)。或者，可以将盒子连接到杆上，以便可以取出盒子。所公开的盒还可以用在其他过滤装置上，例如美国专利号5,417,860、6,165,362、6,153,096中公开的那些过滤装置，这些专利针对它们的液体过滤装置的教导各自通过引用整体并入本文。

本文还公开了一种中间容器，其包含足量的阳离子交换树脂和/或分子印迹介质以从葡萄酒或其他液体中除去或减少胺。中间容器可以是滗析器，在其容积内含有阳离子交换树脂或分子印迹介质。有各种用于盛装葡萄酒或其他液体的装饰滗析器或其他类似的容器。这些容器可以被改进以包含一个或多个盒，例如在底部，沿颈部或壁，所述盒容纳足够量的阳离子交换树脂或分子印迹介质。一个实例如图12所示。

方法

本文公开了一种在使用时从葡萄酒或其他液体中除去或减少一种或多种生物胺的方法。这些方法可以使用本文公开的装置和盒，或使用含有阳离子交换树脂的其他柱或过滤器。从表1中的分子结构可以看出，生物胺的大小和结构差异很大，但它们的共同特征之一是它们都有一个或多个伯胺基团通过脂肪烃链连接到分子的其余部分。因此，所公开的方法和装置涉及使用氢形式的阳离子交换树脂以从葡萄酒或其他液体中除去这些胺。本文公开的方法包括在使用时将葡萄酒或其他液体与阳离子交换树脂接触足够的时间以从葡萄酒或其他液体中除去一种或多种胺。注意到在葡萄酒生产过程中，没有生物胺，因为这些胺是在葡萄酒制备、装瓶和储存后产生的。因此，在葡萄酒生产过程中使用阳离子交换树脂不会除去生物胺。

通过离子交换除去胺(rnh2)的一般反应在下面的等式中显示。

树脂-co2h+rnh2→树脂-co2^-+rn⁺h3

树脂-so3h+rnh2→树脂-so3^-+rn⁺h3

通过离子交换除去铵盐(例如ac^-rnh3⁺)的一般反应在下面的等式中显示。

树脂-so2h+ac^-rn⁺h3→树脂-so2^-+rn⁺h3+ach

离子交换树脂

离子交换是固体(离子交换材料)和液体之间可逆的离子交换，其中固体结构没有永久变化。离子交换用于水处理，并且还提供在许多非水过程中分离的方法。它在化学合成、医学研究、食品加工、采矿、农业和其他各种领域具有特殊用途。

离子交换树脂已经在制造过程中用于处理葡萄酒，但是在使用时没有。特别是，在装瓶之前用氢形式的阳离子交换树脂处理葡萄酒据称可降低酒石酸氢钾的浓度，防止铜和铁的混浊，稳定免受微生物感染，并增加香味(r.kunin,“amberhi-lite,fiftyyearsofionexchange,”talloakspublishing,july1996)。酚醛阳离子交换树脂已经用于类似的目的，但是需要注意的是，所处理的葡萄酒的量受到所导致的ph降低的限制。同上。小粒径羧酸树脂也已用于预浓缩生物胺以用于分析目的。该方法还采集了一些氨基酸和糖类(lethonen,“determinationofaminesandaminoacidsinwine–areview,”am.j.enol.vitic.47(2):127-133(1996))。

要在使用时使用离子交换去除生物胺，应考虑三个参数：树脂类型，容量(即，除去给定体积液体中存在的胺所需的树脂量)和动力学(即，从液体中除去胺需要多长时间)。这些参数在使用阶段具有与在制造阶段不同的重要性水平。因此，给定的树脂或装置是否可以在该过程的一个阶段针对一个目的来使用并不直接意味着该树脂是否可以在另一个时点、在不同的条件下以及针对不同的目的来使用。

树脂类型

离子交换树脂的结构和孔隙率主要由主链聚合物的聚合条件决定。孔隙率决定了可能进入特定结构的物质(分子或离子)的大小及其扩散和交换速率。在溶胀和离子选择性的平衡性质之间也存在强烈的相互关系。例如，常规凝胶型苯乙烯离子交换剂建立在通过使苯乙烯和二乙烯基苯(dvb)共聚合来制备的基质上。在这些系统中，孔隙率与dvb交联反向相关。适用于本文中的用途的树脂是这种凝胶树脂。凝胶树脂具有微孔隙，孔隙体积通常高达10或

在其它实例中，树脂是大孔(大网状)离子交换树脂，其孔径比孔径高达几百的凝胶型树脂的孔大得多。它们的表面积可达到500m²/g或更高。大孔聚合物通常是高度交联的，因此表现出很小的体积变化(溶胀)。

适用于本文中的用途的阳离子交换树脂是食品级的。术语“食品级基质”是可以形成基质并且由美国食品和药物管理局根据21c.f.r.§173批准为二级直接食品添加剂的任何材料。21c.f.r.§173的第5-165节提供了可用作食品级基质的材料的代表性实例以及可用于本文有用的食品级基质的允许杂质量。例如，用于生产食品级基质的材料包含小于10重量％、小于8重量％、小于6重量％、小于4重量％或小于2重量％的不可聚合杂质。

在一个方面，食品级基质包含丙烯酸酯-丙烯酰胺树脂(173.5)，聚丙烯酰胺树脂(173.10)，离子交换树脂(173.25)，全氟化离子交换膜(173.21)，离子交换膜(173.20)，分子筛树脂(173.40)，聚马来酸或其钠盐(173.45)，聚乙烯基聚吡咯烷酮(173.50)，聚乙烯吡咯烷酮(173.55)，二甲基胺-表氯醇共聚物(173.60)，氯甲基化胺化苯乙烯-二乙烯基苯树脂(173.70)，聚丙烯酸钠(173.73)，或脱水山梨糖醇单油酸酯(173.75)，其中括号中的数字是联邦注册部分编号，提供关于作为二级直接食品添加剂的材料的要求的信息。在一个优选的方面，树脂是苯乙烯和二乙烯基苯的磺化共聚物，如21c.f.r.§173.25(a)(1)所描述。

在另一方面，食品级基质包含二乙烯基苯的共聚物。例如，食品级基质包含(1)二乙烯基苯和(2)丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙基乙烯基苯或苯乙烯的共聚物。标题21c.f.r.§173.65规定了使用二乙烯基苯共聚物作为二级直接食品添加剂的要求。例如，二乙烯基苯共聚物必须具有至少79重量％的二乙烯基苯和不超过4重量％的不可聚合的杂质。可在本文中用作食品级基质的二乙烯基苯共聚物的实例包括但不限于amberlite^tmxad树脂，它们是交联的大孔聚苯乙烯/二乙烯基苯共聚物。

阳离子交换树脂用化学基团官能化，该化学基团可与伯胺发生化学反应。通常，这是羧酸基团，例如-co2h或磺酸基例如-so3h。

容量

离子交换容量可以以多种方式表示。总容量，即可用于交换的位点的总数，通常在通过化学再生技术将树脂转化为给定的离子形式之后确定。然后从测量量的树脂中化学除去离子，并通过常规分析方法在溶液中定量测定。总容量以干重、湿重或湿体积表示。树脂的吸水量及其湿重和湿体积容量取决于聚合物主链的性质以及放置样品的环境。

操作容量是离子交换材料在规定的条件下在柱中操作时获得的有用性能的量度。它取决于许多因素，包括树脂的固有(总)容量、再生水平、处理溶液的组成、通过柱的流速、温度、粒度和分布。

在表2中，显示了使用不同方法制备的葡萄酒中发现的各种生物胺的最大量(每升葡萄酒中胺的毫当量)。将所有值相加给出“最坏情况”总胺含量为0.82meq/l。对于聚(甲基丙烯酸)树脂(如rohm和haas的irc-50)，使用3.5meq/ml的体积容量，对于大孔(快速动力学)磺酸树脂(如thermax的t-84)，使用1.4meq/g的体积容量，约1克或更少的树脂足以从1l葡萄酒中除去所有胺。因此可以对其他体积的葡萄酒或其他液体进行外推。因此，如本文所公开的，所述方法和装置可使用约0.5g至约10g的阳离子交换树脂。例如，本文公开的盒可包含约0.5g至约10g，约1至约5g，约5至约10g，约2至约4g，约1至约5g，约1g至约5g，约0.5至约2g阳离子交换树脂。在其他示例中，本文公开的盒可包括约0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5或10g阳离子交换树脂，其中任何所述值可形成范围的上端点或下端点。

表2：葡萄酒中遇到的各种生物胺的最高含量

动力学

在使用填充在柱、装置或盒中的阳离子交换树脂来除去胺时，需要较短时间。一种方法包括将一杯倒好的葡萄酒或其他液体与含有阳离子交换树脂的盒子(例如，连接到杆上或细绳，如在茶袋中)接触，而不是将瓶子的内容物倒至玻璃杯中的盒子上。

另一种增加动力学的方法是降低阳离子交换树脂的粒径。合适的小颗粒尺寸低于1680微米，例如500至1410微米。也可以使用更小的尺寸，例如10微米，15微米，25微米，37微米，44微米，53微米，63微米，74微米，88微米，105微米，125微米，149微米，177微米，210微米，250微米，297微米，354微米，400微米，500微米，595微米，707微米，841微米，100微米，119微米，1410微米或1680微米，其中任何所述值可形成范围的上端点或下端点。或者，可以将具有较大粒径(例如，1680至6730微米)的树脂研磨成小尺寸。

分子印迹介质

在替代实施方案中，向盒中填充聚合物，所述聚合物使用所有生物胺(甲胺除外)共有的–ch2-ch2-nh2部分来进行分子印迹。分子印迹是一种技术，其基于包括尺寸、形状和功能的识别机制的组合产生具有针对特定分子的结合位点的聚合物(或类似)基质。分子印迹已经越来越被认为是生产合成聚合物的有力技术，所述合成聚合物含有用于结合特定靶分子的定制识别位点。非共价印迹和识别原理基于分子“钥匙”和聚合物“锁”的概念。原则上，印迹位点将仅特异性地识别模板分子。因此，生命科学中的许多生物医学应用已经通过分子印迹介质(mim)实现，包括色谱分离、药物递送、固相提取、诊断装置和生物传感器。如本文所公开的，分子印迹介质用于本文公开的盒中或柱中以从葡萄酒或其他液体中除去生物胺。

分子印迹介质在以下专利和出版物中描述：美国专利号5,110,833，mosbach；美国专利号5,821,311，mosbach等人；u.s.专利号5,858,296，domb；美国专利号5,872,198，mosbach等人；美国专利号6,638,498，green等人；mosbach,k.等人"theemergingtechniqueofmolecularimprintinganditsfutureimpactonbiotechnology",biotechnology,volfeb.14,1996,pp163-170；g.wulff."molecularimprintingincross-linkedmaterialswiththeaidofmoleculartemplates--awaytowardsartificialantibodies"angew.chem.intl.ed.engl.,34,1812-1832(1995)；p.hollinger,等人,"mimickingnatureandbeyond"trendsinbiochemistry,13(1),79(1995)；haupt,k.,mosbach,k.trendsbiotech,16,468-475(1997)；davis等人,"rationalcatalystdesignviaimprintednanostructuredmaterials"chem.mater.8(1996)pp1820-1839.andwulff.g.等人,"enzymemodelsbasedonmolecularlyimprintedpolymerswithstrongesteraseactivity"angew.chem.int.ed.engl.,361962(1997)。这些参考文献中的每一篇都针对其分子印迹介质和它们的制备方法的教导通过引用整体并入。

分子印迹涉及将能够随后共聚合的功能性单体混合到基质中，以及在溶液中的目标分子中，并使用各种可能的相互作用来促进功能性单体与印刷分子的排列/结合。在添加交联剂之后，通过物理或化学手段引发反应，诱导单体和交联剂共聚合成基质。然后，通过各种提取过程去除印刷分子，从而在基质中留下“模具”(也就是在形状、尺寸和功能上与靶/模板分子互补的结合位点)，其随后可以捕获/重新识别“目标”分子(也就是印刷分子)。每个“模具”或腔可以配置成捕获整个分子或其一部分，例如末端或(或几个)官能团。而且，基质可以物理地捕获靶分子，并且可以任选地使用多种结合类型，包括但不限于离子、静电、共价、氢或范德华结合。通过产生专门为生物胺定制的这种基质，这些胺将选择性地从葡萄酒或其他液体中除去而不影响液体的其他成分。

分子印迹有两种主要方法，但是已公布了各种各样的改进和组合：(i)wulff和sarhan开创的共价方法，以及(ii)arshady和mosbach最初开发的非共价方法。共价印迹使用模板，其与一个或多个可聚合的官能单体基团共价结合。聚合后，与基质结合的模板被切割，并且结合位点中剩余的官能团能够通过重建共价键来结合靶分子。这种方法的优点是官能团仅与模板位点相关联。

基于非共价相互作用的非共价印迹也是可能的，例如但不限于h键、离子配对和偶极-偶极相互作用，因为这种方法易于适应并促进快速合成，提供与天然受体的分子识别机制的紧密相似性，并且可从在文献中报道的大量功能单体库的可用性中获益。

半共价印迹试图结合共价和非共价方法的优点。由于模板与可聚合的官能单体基团共价结合，因此仅在结合位点中发现在切割模板后回收的官能团。然而，重新结合通过半共价或非共价相互作用发生。在化学计量的非共价印迹中，功能性单体和模板之间的复合物足够强以确保平衡位于复合物的侧面，因此确保其在聚合过程中保持其完整性；如果模板-单体相互作用的缔合常数(ka)大于或等于10³m^-1，通常可以确保这一点。

可以将mim制备成本体聚合物整料，然后进行机械研磨和筛分，从而提供小的(毫米至微米大小)颗粒。还应用了接枝方法，并且已经使用电聚合方法在isfet(离子敏感场效应晶体管)表面上构建例如基于丙烯酰胺的mim的层。或者，成形为规则或不规则颗粒的mim材料可以结合在薄层或膜中，用作涂覆在器件表面的结构支架。

在示例性实施方案中，本文公开的盒或柱可包含非共价分子印迹介质。有许多单体可用于分子印迹，例如丙烯酸，丙烯酰胺，琼脂糖，甲基丙烯酸，三氟甲基丙烯酸，4-乙烯基苯甲酸，衣康酸，4-乙烯基苄基-亚氨基二乙酸，2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙烷磺酸，1-乙烯基咪唑，2-乙烯基吡啶，甲基丙烯酸n,n-二乙基氨基乙酯，苯乙烯磺酸，乙烯基吡咯烷酮，乙烯基咪唑，4(5)-乙烯基咪唑，3-丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵，苯乙烯，2-(甲基丙烯酰氧基)乙基磷酸酯，苯乙烯磺酸及其混合物。交联单体负责聚合物的机械和热稳定性。它将预聚合复合物固定在其位置，同时提供足够的孔隙度，以便在印迹过程后轻松释放模板，从而可以接触目标以进行重新结合。因此，从聚合物中泄漏的模板应该是低的，并且聚合物主链应该为目标提供足够的微观、宏观和中观通道以快速扩散到结合位点。交联剂的实例包括二乙烯基苯，三乙烯基环己烷，n,n'-亚甲基-双丙烯酰胺，n,n'-亚苯基-双丙烯酰胺，2,6-双丙烯酰胺基吡啶，乙二醇甲基丙烯酸酯，乙二醇二甲基丙烯酸酯，季戊四醇三丙烯酸酯，季戊四醇三甲基丙烯酸酯，季戊四醇四丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，及其混合物。通常，每个交联剂的可聚合基团越多，所得的印迹介质就越具有刚性和特异性。

为了促进(引发)单体-印刷分子混合物的交联(聚合)以形成印迹介质，可以根据所选择的材料使用热、辐射或化学引发。可以使用许多不同的不耐光和/或不耐热的引发剂，例如2,2'-偶氮二-(2,4-二甲基戊腈)(abdv)，偶氮二-(异丁腈)(aibn)和过氧化苯甲酰(bpo)。

作为示例性实施方案，可以通过在水溶液中使用甲基丙烯酸或苯乙烯磺酸作为官能单体和乙二醇二甲基丙烯酸酯作为交联剂的非共价印迹方法制备合适的mim。表1中所示的生物胺中的一或多种可用作模板。聚合物前体(即单体和引发剂)可以与溶液中的模板组合一段时间，以确保模板和单体之间的非共价缔合的平衡。然后可将溶液置于烘箱中以引发自由基热聚合。可以将所得聚合物过筛、洗涤和干燥。

本文预期在所公开的装置和方法中，分子印迹介质可以代替阳离子交换树脂来使用或作为其补充来使用。

实施例

以下列出以下实施例以说明根据所公开主题的方法和结果。这些实施例不旨在包括本文公开的主题的所有方面，而是旨在说明代表性的方法和结果。这些实施例不是要排除本发明的等同物和变化形式，这些等同物和变化形式对本领域技术人员来说是显而易见的。

已经努力确保关于数字(例如，数量、温度等)的准确性，但是应该考虑一些误差和偏差。除非另有说明，否则份数是重量份，温度是℃或环境温度，压力是大气压或接近大气压。反应条件有许多变化和组合，例如组分浓度、温度、压力和可用于优化从所述方法获得的产物纯度和产率的其它反应范围和条件。只需要合理的常规实验来优化这些工艺条件。

实施例1：ph对时间曲线作为确定从水相中除去胺的除去效率和速率的方法

这组实验确定了加入离子交换树脂后水相(超纯水(upw)和蒸馏水)的ph随时间变化的“基线”值。通过将树脂在水中再润湿不同的时间后将1克树脂(干燥)加入水中来进行实验。使用amberlyst15(大粒径(约0.5至约1.2mm粒径)的强酸(磺酸)离子交换树脂)获得的结果总结于图9中。

如图9中的结果所示，对于所使用的各种等级的水(upw和蒸馏的)，观察到随时间稳定的ph。向水中加入1g树脂(干燥，再润湿)后，观察到ph值下降，在5至10min内，最终稳定在约ph3.5。最长的再润湿时间使ph值下降最快。

实施例2：从超纯水中去除胺

这组实验使用三种胺(甲胺(mea)、尸胺(cadav.)和酪氨酸(tyras.))，因为它们涵盖了一系列的大小和疏水性，所以选择它们。甲胺是三者中最小和最亲水的。尸胺具有中等大小和亲水性。酪氨酸是三者中最大和最疏水的。

在图10中提供了将1克amberlyst15干燥(a-15)加入到100ml各种浓度的胺溶液中时观察到的ph随时间的变化。对于甲胺和尸胺，低浓度用于模拟葡萄酒中遇到的水平(几ppm)。对于酪氨酸，需要更高的浓度以便在将离子交换树脂添加到胺溶液中时检测可测量的ph下降。

在100ml胺溶液中的1克树脂是有效地将胺除去至实施例1的“基线”水平所需的足够量的树脂。换句话说，约7.5g树脂可有效地从750ml瓶装葡萄酒中除去生物胺。

在涉及除去胺所需的时间的情况下，在葡萄酒中遇到的几ppm的典型浓度下，图10中的数据显示在搅拌分批模式中，需要约2分钟以达到ph4的“基线”。还观察到，当溶液中的胺浓度增加时，达到基线所需的时间增加。据推测，在较高浓度下需要向树脂珠中较深处的离子交换位点扩散。考虑到30ml“瓶顶”盒，对应于10ml空隙体积的填充离子交换树脂，2分钟的接触时间将转化为5ml/min的流速。在任何葡萄酒从盒中出来之前，还需要等待两分钟。

实施例3：乙醇的影响

使用10重量％的乙醇水溶液和尸胺作为胺模型，获得乙醇对从水溶液中除去胺的功效和速率的影响。这里使用与实施例2中使用的相同的条件和树脂。图11呈现的结果显示，尽管醇的存在似乎在较高(30ppm)浓度下减慢了胺吸收速率，但是在葡萄酒中通常遇到的浓度(几ppm)下没有观察到这种效果。

所附权利要求的材料和方法的范围不受本文所述的具体材料和方法的限制，这些材料和方法旨在说明权利要求的一些方面，以及在本公开的范围内在功能上等同的任何材料和方法。除了在此示出和描述的那些之外，材料和方法的各种修改旨在落入所附权利要求的范围内。此外，虽然仅具体描述了这些材料和方法的某些代表性材料、方法和方面，但是其他材料和方法以及材料和方法的各种特征的组合旨在落入所附权利要求的范围内，即使未具体叙述。因此，这里可以明确地提到步骤、要素、组件或组成部分的组合；然而，包括步骤、要素、组件和组成部分的所有其他组合，即使没有明确说明。