不同澄清劑協同超高壓處理對黃酒的穩定性研究

陳珊　曾慶梅

摘要 [目的]建立澄清劑協同超高壓處理提高黃酒穩定性的新工藝。[方法]對黃酒酒腳進行成分分析，并采用單因素和復合試驗方法，對超高壓技術和不同澄清劑對黃酒的穩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。[結果]試驗表明，蛋白質、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后其穩定性較好，PVPP協同超高壓處理后黃酒的穩定性明顯提高，穩定性測試后未失光且未出現渾濁沉淀，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。[結論]PVPP與超高壓技術聯用能有效提高黃酒的穩定性。

關鍵詞 黃酒；澄清劑；超高壓；穩定性

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，會出現不同程度的混濁或沉淀[1]。這對黃酒的外觀質量造成很大的影響，嚴重影響了產品的銷售。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比較清楚，容易解決，非生物混濁由于形成機理比較復雜，由蛋白質、多糖、多酚、鐵、銅等引起，雖然很多學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，提高黃酒穩定性的方法一般從控制黃酒生產工藝[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，但是系統性地比較研究多種澄清劑處理對黃酒的穩定性和成分改變的報道較少。

超高壓處理技術具有非熱、效果均勻、耗能小等特點，利用超高壓技術處理黃酒，在改善黃酒品質的同時，還能起到殺菌、消除渾濁、提高黃酒穩定性的作用[11]。國內黃酒業生產成品酒，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沉淀，而且此法處理時間長，需15 d左右。為提高黃酒的穩定性，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以及用澄清劑協同超高壓技術提高黃酒的穩定性效果，并分析黃酒采用澄清劑協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，指導生產實踐。

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有限責任公司。

1.1.2

主要試劑。皂土（化學純），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%），國藥集團化學試劑有限公司；殼聚糖（分析純），國藥集團化學試劑有限公司；其他所用分析試劑均為分析純。

1.1.3

主要儀器。

1L YCB630/2.5超高壓設備（工作壓力0～600 MPa，工作溫度0～80 ℃），兵器工業第五二研究所；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，上海三發科學儀器有限公司。

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，經真空干燥后保存于干燥器內備用。測總糖、總多酚，用1 mol/L NaOH溶液溶解，2 mol/L HCl調整pH為中性，過濾定容。

1.2.1.2 測定方法。

蛋白質的測定：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 冷熱循環處理及穩定性試驗。

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，連續處理7 d，觀測其沉淀出現的時間與沉淀量的多少，然后迅速搖勻，測定其濁度。

2結果與分析

2.1 黃酒沉淀原因分析

黃酒的沉淀與酒液中含有豐富復雜的成分有關，測定黃酒酒液與酒腳中有關組分的含量，分析黃酒沉淀的可能原因對研究黃酒穩定性有一定的幫助。從表1可得出，酒腳中蛋白質、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、多酚和鐵是影響黃酒非生物穩定性的主要因素，糖類物質也參與了黃酒的沉淀。

2.2超高壓處理對黃酒穩定性的影響

2.2.1 超高壓處理壓力對黃酒穩定性的影響。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象比較明顯，濁度回升現象越明顯說明黃酒的穩定性越差，單一使用超高壓處理來提高黃酒的穩定性效果不是很好，因此該研究考慮選用澄清劑協同超高壓處理來更好地提高黃酒的穩定性。

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等混濁物質形成絮狀沉淀，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，出現大量松散沉淀，過濾，測定濾液濁度，結果見圖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，懸浮的膠體蛋白質凝固而生成絮狀沉淀，吸附酒液中的不溶性物質慢慢的下沉，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合的氫原子的物質，即對酒中的水、蛋白質、色素、單寧均產生吸附[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，與酸性環境中帶負電荷的蛋白質、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和多酚物質等的締合，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》的規定，隨著用量的繼續增加，黃酒的濁度有所升高，pH繼續下降。因此，植酸的用量為0.04%最佳。

2.4澄清劑協同超高壓對黃酒穩定性的影響

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

2.5澄清劑協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》中相關指標的規定，單寧-明膠不太適合做黃酒的澄清劑。經對黃酒穩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、多酚和多糖等物質的含量比有關。

3 結論與討論

通過對酒腳成分的分析可知，蛋白質、多酚和鐵是引起黃酒不穩定性的主要因素，糖類物質也參與了黃酒的沉淀。超高壓處理可以提高黃酒的穩定性，黃酒在300 MPa壓力下處理20 min后其穩定性較好，超高壓處理能引起酒中蛋白質結構改變[20]，這可能是超高壓處理提高黃酒穩定性的原因之一。超高壓處理技術是一個純物理過程，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的構象等，對黃酒中的風味物質、維生素、色素及各種小分子物質的天然結構幾乎沒影響。總的來說，超高壓穩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種澄清劑協同超高壓處理對黃酒的濁度和穩定性的比較研究發現，PVPP對黃酒的穩定效果最好，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定性。進行主要成分分析結果表明，用PVPP協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》中相關指標的規定。綜合考慮，確定用PVPP協同超高壓處理提高黃酒的穩定性。

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