不同澄清劑協(xié)同超高壓處理對黃酒的穩(wěn)定性研究

陳珊　曾慶梅

摘要 [目的]建立澄清劑協(xié)同超高壓處理提高黃酒穩(wěn)定性的新工藝。[方法]對黃酒酒腳進行成分分析，并采用單因素和復(fù)合試驗方法，對超高壓技術(shù)和不同澄清劑對黃酒的穩(wěn)定性進行了效果比較，測定了黃酒在處理前后主要成分的變化。[結(jié)果]試驗表明，蛋白質(zhì)、多酚和鐵是引起黃酒渾濁的主要因素；黃酒在300 MPa壓力下處理20 min后其穩(wěn)定性較好，PVPP協(xié)同超高壓處理后黃酒的穩(wěn)定性明顯提高，穩(wěn)定性測試后未失光且未出現(xiàn)渾濁沉淀，處理后黃酒pH變化不明顯，非糖固形物含量略有增加，總蛋白、多酚、總糖和鐵含量均下降。[結(jié)論]PVPP與超高壓技術(shù)聯(lián)用能有效提高黃酒的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞 黃酒；澄清劑；超高壓；穩(wěn)定性

中圖分類號 S188文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2015）11-269-05

黃酒成分非常復(fù)雜，在貯存過程中受外界溫度、空氣、陽光等條件變化以及微生物的影響，會出現(xiàn)不同程度的混濁或沉淀[1]。這對黃酒的外觀質(zhì)量造成很大的影響，嚴重影響了產(chǎn)品的銷售。引起黃酒混濁的原因很多，一般可分為生物混濁和非生物混濁兩大類，由微生物引起的混濁機理已經(jīng)比較清楚，容易解決，非生物混濁由于形成機理比較復(fù)雜，由蛋白質(zhì)、多糖、多酚、鐵、銅等引起，雖然很多學(xué)者對黃酒的非生物混濁進行了研究，但成品黃酒的非生物沉淀并未得到有效的解決。

目前，提高黃酒穩(wěn)定性的方法一般從控制黃酒生產(chǎn)工藝[2]、添加澄清助劑[3-6]、采用過濾[7-8]、加酶制劑[9-10]等幾方面著手，以盡可能地減少和控制黃酒的非生物混濁，雖然這些方法在一定程度上減少和控制了黃酒的非生物混濁，但是系統(tǒng)性地比較研究多種澄清劑處理對黃酒的穩(wěn)定性和成分改變的報道較少。

超高壓處理技術(shù)具有非熱、效果均勻、耗能小等特點，利用超高壓技術(shù)處理黃酒，在改善黃酒品質(zhì)的同時，還能起到殺菌、消除渾濁、提高黃酒穩(wěn)定性的作用[11]。國內(nèi)黃酒業(yè)生產(chǎn)成品酒，一般先割除酒腳，再采用冷凍過濾方法，然后高溫滅菌灌裝。采用冷凍過濾法處理的黃酒，貯存和銷售期易出現(xiàn)沉淀，而且此法處理時間長，需15 d左右。為提高黃酒的穩(wěn)定性，有效縮短處理時間，筆者以割除酒腳的黃酒為研究對象，探討采用超高壓技術(shù)以及用澄清劑協(xié)同超高壓技術(shù)提高黃酒的穩(wěn)定性效果，并分析黃酒采用澄清劑協(xié)同超高壓處理前后主要成分含量的變化，以期找到一種有效的方法解決成品黃酒的沉淀問題，指導(dǎo)生產(chǎn)實踐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1

研究對象。黃酒，取自安徽省古南豐酒業(yè)有限責任公司。

1.1.2

主要試劑。皂土（化學(xué)純），上海山浦化工有限公司；單寧、檸檬酸（分析純），天津博迪化工股份有限公司；明膠（食品級），上海闊泉生物科技有限公司；PVPP（實驗級），北京索萊寶科技有限公司；植酸（生化試劑，含量≥70%），國藥集團化學(xué)試劑有限公司；殼聚糖（分析純），國藥集團化學(xué)試劑有限公司；其他所用分析試劑均為分析純。

1.1.3

主要儀器。

1L YCB630/2.5超高壓設(shè)備（工作壓力0～600 MPa，工作溫度0～80 ℃），兵器工業(yè)第五二研究所；GL-21M高速冷凍離心機，湖南長沙湘儀離心機儀器有限公司；真空干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；DZQ-400多功能真空包裝機，上海嘉歆包裝機械有限公司；UV-1600紫外可見分光光度儀，北京瑞利分析儀器公司；UDK 152 全自動凱氏定氮儀，意大利VELP公司；ELGA超純水機，英國Veolia Water Syestem公司； Sartorious PB-10 pH計，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；Sartorious精密電子天平，北京賽多斯天平有限公司；DHG-92021SA型電熱恒溫干燥箱，上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 酒腳主要成分的測定。

1.2.1.1 樣品處理。

取一定量的酒腳液于5 000 r/min離心30 min，傾出上層清液，將沉淀用蒸餾水洗3次，相同條件下離心，收集底部沉淀物得黃酒酒腳，經(jīng)真空干燥后保存于干燥器內(nèi)備用。測總糖、總多酚，用1 mol/L NaOH溶液溶解，2 mol/L HCl調(diào)整pH為中性，過濾定容。

1.2.1.2 測定方法。

蛋白質(zhì)的測定：凱氏定氮法；總多酚的測定：Folin-Ciocalteu法[12]；總糖的測定：酒石酸亞鐵法[13]；鐵的測定：采用鄰菲啰啉比色法，繪制標準曲線和建立回歸方程[14]，鐵濃度與吸光度的回歸直線方程為：y=0.002x-0.001 7（R2=0.999 7）。

1.2.2 超高壓處理黃酒方法。

將待處理酒樣裝于聚乙烯包裝袋中，不留頂隙真空密封，雙層袋包裝。

不同壓力對黃酒作用的單因素試驗：超高壓處理的壓力分別為100、200、300、400 MPa，時間為15 min。

不同時間對黃酒作用的單因素試驗：試驗處理時間分別為5、10、20、30 min，壓力為300 MPa。

1.2.3 澄清劑的制備方法[15]。

10 g/L皂土懸浮液：稱取2 g皂土于200 ml超純水中，充分混勻使之成為均勻的懸濁液，不得有塊狀存在，放置24 h，充分攪拌吸水膨脹后待用。

4 g/L單寧溶液：稱取0.4 g單寧溶解于100 ml水中。

4 g/L明膠溶液：稱取0.4 g明膠，冷水浸泡24 h，倒掉冷水，溶解于70～80 ℃熱水中，定容到100 ml。

1 g/L PVPP溶液：稱取0.2 g PVPP溶于200 ml原酒中，攪拌搖勻，配制成1 g/L的懸浮液。

10 g/L殼聚糖溶液：稱取2 g殼聚糖于200 ml 0.2%檸檬酸溶液，浸泡10 h 以上，加熱溶解，得10 g/L殼聚糖溶液，趁熱使用。

1.2.4 黃酒濁度的測定。

在UV-1600紫外可見分光光度儀上，于800 nm波長下以蒸餾水為參比，將酒樣迅速搖勻，測定透光率T，以1-T作為黃酒的濁度，蒸餾水的濁度為零[16]。

1.2.5 黃酒主要指標的測定。

蛋白質(zhì)含量的測定：凱氏定氮法；總多酚含量的測定：Folin-Ciocalteu法[12]；總糖的測定：按GB/T 13662-2008《黃酒》測定，采用酒石酸亞鐵法[13]；非糖固形物、pH的測定：按GB/T 13662-2008《黃酒》測定[13]；鐵的測定：鄰菲啰啉比色法[14]。

1.2.6 穩(wěn)定性測試。

1.2.6.1 自然存放試驗。處理酒樣50 ml，室溫放置15 d，觀察有無沉淀，再迅速搖勻，測定其濁度。

1.2.6.2 冷凍試驗。

處理酒樣50 ml，0～4 ℃的冰箱中放置觀察15 d，觀察有無沉淀，迅速搖勻，測定其濁度，通過比較濁度，來判斷冷混濁的程度。

1.2.6.3 加熱試驗。

處理酒樣50 ml，90 ℃水浴加熱30 min，冷卻后觀察有無沉淀，再迅速搖勻，測定其濁度。

1.2.6.4 冷熱循環(huán)處理及穩(wěn)定性試驗。

處理酒樣50 ml，90 ℃水浴加熱30 min，然后迅速放入0～4 ℃的冰箱中，如此每天處理1次，連續(xù)處理7 d，觀測其沉淀出現(xiàn)的時間與沉淀量的多少，然后迅速搖勻，測定其濁度。

2結(jié)果與分析

2.1 黃酒沉淀原因分析

黃酒的沉淀與酒液中含有豐富復(fù)雜的成分有關(guān)，測定黃酒酒液與酒腳中有關(guān)組分的含量，分析黃酒沉淀的可能原因?qū)ρ芯奎S酒穩(wěn)定性有一定的幫助。從表1可得出，酒腳中蛋白質(zhì)、多酚、總糖和鐵的含量遠大于酒液中各成分的含量，其中蛋白質(zhì)和多酚的含量分別是酒液中的21.8倍和152.6倍，可見，蛋白質(zhì)、多酚和鐵是影響黃酒非生物穩(wěn)定性的主要因素，糖類物質(zhì)也參與了黃酒的沉淀。

2.2超高壓處理對黃酒穩(wěn)定性的影響

2.2.1 超高壓處理壓力對黃酒穩(wěn)定性的影響。在室溫、處理時間為15 min下進行處理壓力的單因素試驗，結(jié)果如圖1。

由圖1可知，在時間和溫度相同的條件下，黃酒的濁度隨著壓力的升高呈下降趨勢，當壓力增大到300 MPa后，黃酒濁度變化趨于平緩，處理后的黃酒于0～4 ℃的冰箱中放置，其濁度出現(xiàn)不同程度的升高，但放置15 d后，處理壓力為200 MPa的黃酒的濁度仍低于未處理黃酒的初始濁度，300 MPa的黃酒的濁度略高于400 MPa的黃酒的濁度。黃酒經(jīng)超高壓處理后其濁度降低的原因可能是由于在高壓作用下，黃酒得到了較好的均質(zhì)分散[17]。因此，選用300 MPa作為處理黃酒的最佳壓力。

2.2.2 超高壓處理時間對黃酒穩(wěn)定性的影響 。

在室溫、處理壓力為300 MPa下進行處理時間的單因素試驗，結(jié)果見圖2。

在圖2 中可以較為直觀地看出，隨著處理時間的增加，黃酒的濁度不斷降低，當高壓處理時間達到20 min后，時間的繼續(xù)增加對黃酒濁度的變化不明顯，各處理酒樣隨冷藏時間的延長其濁度均呈增大的趨勢，原酒的濁度增大得最多。綜合考慮，黃酒在300 MPa壓力下處理20 min穩(wěn)定性較好。

上述試驗表明，超高壓處理后的黃酒在低溫放置一段時間后其濁度回升現(xiàn)象比較明顯，濁度回升現(xiàn)象越明顯說明黃酒的穩(wěn)定性越差，單一使用超高壓處理來提高黃酒的穩(wěn)定性效果不是很好，因此該研究考慮選用澄清劑協(xié)同超高壓處理來更好地提高黃酒的穩(wěn)定性。

2.3澄清劑對黃酒澄清效果的影響

2.3.1 皂土對黃酒澄清效果的影響。取一定量的黃酒樣品，分別加入體積分數(shù)為0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的10 g/L皂土懸浮液。在室溫下攪拌20 min、靜置24 h后，觀察澄清效果，吸取上層清液測定其濁度，試驗結(jié)果如圖3所示。

皂土是由天然膨潤土精制而成的無機礦物凝膠，吸水膨脹后形成膠體懸浮液，這些膠體細粒帶負電荷，與酒中帶正電荷的蛋白質(zhì)等混濁物質(zhì)形成絮狀沉淀，從而使酒澄清。圖3中可以看出，隨著皂土添加量的增大，黃酒的濁度先增大，當10 g/L皂土液用量為0.10%時，黃酒的濁度最大，隨后黃酒的濁度逐漸降低，當10 g/L皂土液用量為0.20%，濁度最小，為7.9%，繼續(xù)添加皂土溶液時，濁度略升高。由此可知，10 g/L皂土液用量為0.20%時，黃酒的澄清效果較好。

2.3.2 單寧-明膠對黃酒澄清效果的影響。

取100 ml黃酒6份，然后按表2加入不同濃度單寧溶液，搖勻，酒液立刻變渾濁，再依次加入明膠溶液，搖勻，低溫（4 ℃左右）靜置48 h，出現(xiàn)大量松散沉淀，過濾，測定濾液濁度，結(jié)果見圖4。

明膠常作為果酒的澄清劑，可脫除酒液中單寧的澀味，明膠在單寧的影響下，或受黃酒中酸的影響，懸浮的膠體蛋白質(zhì)凝固而生成絮狀沉淀，吸附酒液中的不溶性物質(zhì)慢慢的下沉，使酒液得以澄清[15]。由圖4可知，隨著單寧添加量的增加，酒液的濁度先增大再逐漸降低，但黃酒的口感越來越差；當4 g/L單寧、明膠添加量分別為0.4、0.2 ml時，黃酒的濁度為11.6%，比不加澄清劑的原酒濁度提高4.3個百分點，此時，黃酒的口感變化不大，澄清效果較好。

2.3.3 PVPP對黃酒澄清效果的影響。

取原酒100 ml共6份，加入1 g/L的PVPP溶液，用量分別為0、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g/L，攪拌均勻，靜置3 d，取上層酒液，測定其濁度。

PVPP是不溶于水的白色粉末，對含酚羥基的物質(zhì)有特征吸附。PVPP與酒液接觸時，將吸附酒中具有非對稱性共價鍵結(jié)合的氫原子的物質(zhì)，即對酒中的水、蛋白質(zhì)、色素、單寧均產(chǎn)生吸附[1]。從圖5中可知，黃酒的濁度隨著PVPP用量的增加逐漸降低，當PVPP用量達到0.4 g/L后，隨著用量的增加，其濁度變化比較平緩，為了節(jié)約成本和盡量減少PVPP對黃酒口感的影響，PVPP用量選0.4 g/L較為合適。

2.3.4 殼聚糖對黃酒澄清效果的影響。

殼聚糖是由甲殼素脫乙酰基制得的氨基葡萄糖的直鏈多聚糖，是天然的陽離子型絮凝劑，與酸性環(huán)境中帶負電荷的蛋白質(zhì)、果膠、多酚等具有良好的吸附和絮凝作用[18]。取一定量的黃酒，加入殼聚糖，使最終濃度分別為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g/L，充分攪拌，靜置24 h，過濾，測定其濁度。

由圖6可以較為直觀地看出，殼聚糖對黃酒的濁度的影響較大，隨著殼聚糖添加量的增加，黃酒的濁度先逐漸降低，當用量在0.2～0.3 g/L范圍內(nèi)時，殼聚糖的用量對黃酒的濁度影響不明顯，此后隨著用量的繼續(xù)增加，黃酒的濁度反而逐漸增大。因此，殼聚糖的用量確定為0.2 g/L。

2.3.5 植酸對黃酒澄清效果的影響。

將植酸按體積分數(shù)為0.01%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%不同濃度加入黃酒液中，攪拌均勻后靜置24 h，過濾，測定其濁度和pH。

植酸是近些年來用于澄清黃酒的新型澄清助劑[19]，植酸有配位螯合劑的特性，能去除酒中的金屬離子，從而阻止金屬離子與蛋白質(zhì)和多酚物質(zhì)等的締合，可以用于黃酒的除濁。從圖7中可以看出，黃酒添加植酸后，其濁度和pH有不同程度的變化，隨著用量的增加，黃酒的pH逐漸降低，黃酒的濁度先逐漸下降，當植酸用量為0.04%時，黃酒的濁度值最小，為3.0%，pH為3.58，其pH符合GB/T 13662-2008《黃酒》的規(guī)定，隨著用量的繼續(xù)增加，黃酒的濁度有所升高，pH繼續(xù)下降。因此，植酸的用量為0.04%最佳。

2.4澄清劑協(xié)同超高壓對黃酒穩(wěn)定性的影響

分別取500 ml黃酒共6組，第1組未加澄清劑，然后依次加入最適劑量的單寧-明膠、PVPP、皂土、殼聚糖和植酸澄清劑進行澄清處理后，再進行300 MPa高壓處理20 min，測定其濁度，并對其進行穩(wěn)定性測試。

如圖8所示，超高壓處理后的黃酒的濁度均比未處理的黃酒的濁度低，PVPP協(xié)同超高壓處理后黃酒的濁度最低，4種穩(wěn)定性的測試中，PVPP和皂土協(xié)同超高壓處理后的黃酒的穩(wěn)定性最好，殼聚糖協(xié)同超高壓處理次之，單寧-明膠和植酸協(xié)同超高壓處理后的黃酒的穩(wěn)定性最差，植酸在受熱（≥70 ℃）時易分解，這可能是其熱穩(wěn)定性差的原因。由表3可知，PVPP和皂土協(xié)同超高壓處理后的黃酒在4種穩(wěn)定性的測試中，都未失光和未出現(xiàn)渾濁沉淀現(xiàn)象，其穩(wěn)定性好。綜合考慮，選擇PVPP協(xié)同超高壓處理來提高黃酒的穩(wěn)定性。

2.5澄清劑協(xié)同超高壓處理對黃酒主要理化成分的影響

表4中可以看出，處理后的黃酒總蛋白、多酚、總糖和鐵都有所降低。單寧-明膠處理后的黃酒總蛋白、多酚和非糖固形物含量降低顯著，這可能是黃酒色味淡的主要原因，除單寧-明膠處理后的酒樣外，其余黃酒符合GB/T 13662-2008《黃酒》中相關(guān)指標的規(guī)定，單寧-明膠不太適合做黃酒的澄清劑。經(jīng)對黃酒穩(wěn)定性效果較好的澄清劑PVPP和皂土處理后的黃酒，pH變化不明顯，非糖固形物含量略增加，總蛋白、多酚、總糖和鐵不同程度下降，黃酒的渾濁可能與蛋白質(zhì)、多酚和多糖等物質(zhì)的含量比有關(guān)。

3 結(jié)論與討論

通過對酒腳成分的分析可知，蛋白質(zhì)、多酚和鐵是引起黃酒不穩(wěn)定性的主要因素，糖類物質(zhì)也參與了黃酒的沉淀。超高壓處理可以提高黃酒的穩(wěn)定性，黃酒在300 MPa壓力下處理20 min后其穩(wěn)定性較好，超高壓處理能引起酒中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變[20]，這可能是超高壓處理提高黃酒穩(wěn)定性的原因之一。超高壓處理技術(shù)是一個純物理過程，只作用于非共價鍵，共價鍵基本不被破壞，能改善黃酒中高分子物質(zhì)的構(gòu)象等，對黃酒中的風(fēng)味物質(zhì)、維生素、色素及各種小分子物質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)幾乎沒影響。總的來說，超高壓穩(wěn)定黃酒的機理尚不清楚，有待進一步研究。

通過單寧-明膠、PVPP、皂土、殼聚糖和植酸5種澄清劑協(xié)同超高壓處理對黃酒的濁度和穩(wěn)定性的比較研究發(fā)現(xiàn)，PVPP對黃酒的穩(wěn)定效果最好，其次是皂土，殼聚糖次之，單寧-明膠和植酸不適合用于提高濁度較低的黃酒的穩(wěn)定性。進行主要成分分析結(jié)果表明，用PVPP協(xié)同超高壓處理后的黃酒pH變化不明顯，非糖固形物含量略有增加，總蛋白、多酚、總糖和鐵含量均下降，符合GB/T 13662-2008《黃酒》中相關(guān)指標的規(guī)定。綜合考慮，確定用PVPP協(xié)同超高壓處理提高黃酒的穩(wěn)定性。

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