甘蔗果酒澄清劑的篩選

吳幼茹，楊繼偉，鄭　平，鄒　毅，李秀萍，李　楠*

（1.廣西大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530004；2.廣西大學(xué)糖業(yè)工程研究中心，廣西 南寧 530004）

甘蔗果酒澄清劑的篩選

吳幼茹1，楊繼偉1，鄭平1，鄒毅2，李秀萍1，李楠1*

（1.廣西大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530004；2.廣西大學(xué)糖業(yè)工程研究中心，廣西 南寧 530004）

用新鮮甘蔗汁發(fā)酵生產(chǎn)甘蔗果酒，發(fā)酵液分別添加果膠酶、殼聚糖和硅藻土三種澄清劑進(jìn)行澄清處理，對濾液的透光率、抗氧化物質(zhì)和感官指標(biāo)進(jìn)行測定和分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，果膠酶，殼聚糖和硅藻土對甘蔗果酒均有澄清助濾效果。其中殼聚糖和硅藻土的澄清效果較為理想，澄清度達(dá)到了69.4%和65.5%。利用澄清劑處理果酒發(fā)酵液，果酒中的總酚和總黃酮含量均顯著下降（P＜0.01），尤其是殼聚糖的添加對總酚和總黃酮含量影響最大。以硅藻土處理甘蔗果酒的感官指標(biāo)結(jié)果最佳，其色香味都較好。綜合三個(gè)方面的影響，選擇硅藻土作為甘蔗果酒的最佳澄清劑，且最佳添加量為0.6 g/100 mL。

澄清劑；甘蔗果酒；澄清；抗氧化

甘蔗富含多種營養(yǎng)物質(zhì)，糖分和水分含量高，同時(shí)含有對人體新陳代謝有益的鐵、鈣、磷、錳、鋅等礦物質(zhì)元素［1］。經(jīng)過發(fā)酵后的甘蔗果酒中由于含有多種有機(jī)酸類和多酚類物質(zhì)，所以經(jīng)常飲用能美容養(yǎng)顏、延緩衰老［2］。果酒中同時(shí)含有蛋白質(zhì)、果膠、纖維素、多糖類大分子、單寧和蛋白質(zhì)的絡(luò)合物以及酒石酸鹽等，這些物質(zhì)在酒中會(huì)以膠體的狀態(tài)存在。這些物質(zhì)本身并不表現(xiàn)為渾濁，但當(dāng)溶液中含有乙醇或環(huán)境溫度降低時(shí)，由于溶解度下降會(huì)導(dǎo)致酒液渾獨(dú)［3～4］。因此可以通過添加澄清劑去除酒中容易渾濁沉淀的物質(zhì)，使果酒的澄清時(shí)間延長，同時(shí)提高果酒的穩(wěn)定性［5］。

果膠酶能夠軟化果肉組織中的果膠質(zhì)，從而分解為半乳糖醛酸和果膠酸，使其黏度下降，增強(qiáng)澄清效果，加快了過濾速度，提高成品酒的感官質(zhì)量［6］。殼聚糖作為天然存在的唯一的堿性多糖，與酸或酸性化合物結(jié)合后，便成為帶正電荷的聚電解質(zhì)，能與酒液中存在的帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)、纖維素等微粒相互作用，使之絮凝沉淀下來，從而達(dá)到澄清目的［7］。硅藻土由于具有多孔的特殊結(jié)構(gòu)，而有較強(qiáng)的吸附性。同時(shí)，它還可以吸附部分的果膠、色素、酵母等其他固體懸浮物，從而達(dá)到澄清原酒的目的［8］。

甘蔗中含有多酚類物質(zhì)，具有很好的抗氧化功能，并且甘蔗汁抗氧化活性的強(qiáng)弱與其總酚的含量有關(guān)［9］。黃酮作為抗氧化劑能夠阻遏食物氧化作用引起的氧化腐敗，在人體內(nèi)可以清除游離自由基，可起到預(yù)防衰老、心血管疾病和癌癥等作用，是較好的天然抗氧化劑［10］。

本試驗(yàn)通過比較果膠酶，殼聚糖，硅藻土三種澄清劑對甘蔗果酒的澄清效果，以及對果酒中抗氧化物質(zhì)含量的影響和感官指標(biāo)進(jìn)行了研究，以期為甘蔗果酒的品質(zhì)和后期澄清處理提供科學(xué)的理論依據(jù)，對于釀造甘蔗果酒行業(yè)的研究有一定的貢獻(xiàn)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

甘蔗：廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)基地提供；甘蔗果酒：本實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵釀造而成，酒精度9.5%vol，殘?zhí)琴|(zhì)量濃度5.4 g/L；釀酒酵母（Hanseniaspora uvarum）：廣西大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院朗姆酒研發(fā)實(shí)驗(yàn)室篩選。

果膠酶（商業(yè)酶制劑）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；殼聚糖（平均分子質(zhì)量82萬u）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；硅藻土（型號AG-700#）：廣東光華科技股份有限公司；沒食子酸（純度99.0%）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

PL303電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；JulaboTW12恒溫水浴鍋：優(yōu)萊博技術(shù)有限公司；07HWS-2數(shù)顯恒溫磁力攪拌器：杭州儀表電機(jī)有限公司；UVmin-1240島津紫外分光光度計(jì)：島津儀器（蘇州）有限公司。

1.3方法

1.3.1甘蔗果酒的釀造工藝

1.3.2澄清劑的配制

（1）1g/100mL果膠酶溶液：稱取1g果膠酶定容于100mL蒸餾水中。

（2）1 g/100 mL殼聚糖溶液：稱取1 g殼聚糖，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的檸檬酸溶液中，定容至100 mL，然后用磁力攪拌器攪拌至完全溶解。

（3）1g/100 mL硅藻土溶液：稱取1 g硅藻土溶于80 mL水中，60℃恒溫浸泡24 h，不斷攪拌，直至完全成糊狀，加水定容到100 mL即可。

1.3.3澄清工藝

取100 mL的甘蔗果酒于錐形瓶中，加入不同濃度的果膠酶、殼聚糖、硅藻土，將錐形瓶封口，置于40℃水浴鍋中澄清12 h，通過測定其透光率比較不同澄清劑對甘蔗果酒的澄清效果，以及總酚和黃酮含量變化的情況。

1.3.4測定方法

透光率最適波長測定：采用紫外分光光度計(jì)法［11］，在波長190～800 nm范圍內(nèi)進(jìn)行光譜掃描，以測定不同波長下甘蔗果酒的透光率。確定最適波長為505 nm。

澄清度的測定：采用比色法［12］，以蒸餾水為參比，在最適波長505 nm處測定樣液的透光率。透光率越大，說明澄清效果越好。

總酚含量的測定：采用Folin-Ciocalteu法［13］，以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品。準(zhǔn)確配制0.02 mg/mL的沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別吸取此標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、 5.0 mL、6.0 mL于10 mL容量瓶中，依次加入Folin-Ciocalteu試劑1.0 mL和7.5 g/100 mL碳酸鈉溶液3.0 mL，用蒸餾水定容至10 mL，搖勻，顯色2 h，在波長765 nm處測定吸光度值。以吸光度值（A765nm）為縱坐標(biāo)（y），沒食子酸質(zhì)量濃度（mg/mL）為橫坐標(biāo)（x）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程：y=97.303 57x+0.03561（R2=0.995 77）。將不同的樣品稀釋適當(dāng)?shù)谋稊?shù)，配成樣品溶液，準(zhǔn)確吸取各樣品溶液1 mL，分別置于10mL容量瓶中，按上述方法分別測定吸光度值（A），代入回歸方程計(jì)算樣品中的總酚含量，每組做3個(gè)重復(fù)。

總黃酮含量的測定：采用亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉比色法［14］，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，準(zhǔn)確配制0.02 mg/mL的沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別吸取此標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL、6.0 mL于10 mL容量瓶中，加入5 g/100 mL的NaNO2溶液0.5 mL混合均勻，放置6 min，然后加入10 g/100 mL的Al（NO3）3溶液0.5 mL混合均勻，放置6 min，最后加入4 g/100 mL的NaOH溶液3 mL，以蒸餾水定容，放置15 min，在波長510 nm處測定吸光度值。以吸光度值（A510nm）為縱坐標(biāo)（y），蘆丁質(zhì)量濃度（mg/mL）為橫坐標(biāo)（x）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程y=14.093x+0.004（R2=0.999 7）。將不同的樣品稀釋適當(dāng)?shù)谋稊?shù)，配成樣品溶液，準(zhǔn)確吸取各樣品溶液1 mL，置于10 mL容量瓶中，按上述方法分別測定吸光度值（A），代入回歸方程計(jì)算樣品中的總黃酮含量，每組做3個(gè)重復(fù)。

1.3.5感官分析方法

把未澄清和經(jīng)澄清后的甘蔗果酒分別給5個(gè)品評人員品嘗，每次品嘗微量，品嘗完漱口進(jìn)行下一種酒的品嘗，依次描述其特征。

2　結(jié)果與分析

2.1果膠酶添加量對甘蔗果酒的澄清效果

果膠酶的最適溫度為40～50℃，配制果膠酶溶液對甘蔗果酒進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。在澄清溫度40℃條件下澄清12h，比較果膠酶的添加量（0、0.1 g/100 mL、0.2 g/100 mL、0.3 g/100 mL、0.4 g/100 mL、0.5 g/100 mL、0.6 g/100 mL）對甘蔗果酒的澄清效果，結(jié)果見圖1。

圖1　不同果膠酶用量對甘蔗果酒透光率的影響Fig.1 Effect of different pectinase addition on light transmittance of sugarcane wine

如圖1所示，甘蔗果酒的透光率在果膠酶添加量為0～0.3g/100mL范圍內(nèi)迅速增加，在0.3 g/100 mL時(shí)，透光率達(dá)到最大61.9%。這主要是由于果膠酶能水解果酒中果膠等多糖物質(zhì)，使之失去穩(wěn)定性，不溶性大分子物質(zhì)和果肉微粒失去膠體保護(hù)作用而發(fā)生共聚沉淀，因此增加了果酒的透光率［15］。在果膠酶添加量0.3 g/100 mL之后呈現(xiàn)了下降的趨勢，之后總體變化幅度較小。引起的原因是由于果膠降解所得的低分子物質(zhì)改變了酒中的pH值，從而影響了果膠酶的效用，造成澄清度的降低。故果膠酶溶液的最適添加量為0.3 g/100 mL。

2.2殼聚糖添加量對甘蔗果酒的澄清效果

在澄清溫度40℃，澄清時(shí)間為12 h的條件下，比較殼聚糖的添加量（0、0.2 g/100 mL、0.4 g/100 mL、0.6 g/100 mL、0.8 g/100 mL、1.0 g/100 mL、1.2 g/100 mL）對甘蔗果酒的澄清效果，結(jié)果見圖2。

圖2　不同殼聚糖添加量對甘蔗果酒透光率的影響Fig.2 Effect of different chitosan addition on light transmittance of sugarcane wine

如圖2所示，當(dāng)殼聚糖添加量低于0.8 g/100 mL時(shí)，透光率隨殼聚糖添加量的升高而逐漸增加。當(dāng)殼聚糖添加量為0.8 g/100 mL時(shí)，透光率達(dá)到最大69.3%。隨著殼聚糖添加量的增加，透光率反而下降，這是由于殼聚糖本身具有較強(qiáng)的黏性，當(dāng)使用過量時(shí)其自身形成一個(gè)穩(wěn)定的黏稠的膠狀物體系所致，不利于果汁的澄清，因此在使用過程中也要注意不能過量使用［16］。故殼聚糖的最佳添加量為0.8 g/100 mL。

2.3硅藻土添加量對甘蔗果酒的澄清效果

在澄清溫度40℃，澄清時(shí)間為12 h的條件下，比較硅藻土的添加量對甘蔗果酒的澄清效果，結(jié)果見圖3。

如圖3所示，隨著硅藻土添加量的增加，透光率先增加后下降。這是由于硅藻土將酵母沉淀于容器的低部，經(jīng)過一定時(shí)間的適應(yīng)期后，酵母繁殖生長，同時(shí)進(jìn)行發(fā)酵過程，放出CO2和酒精，CO2的積累形成氣泡并向上運(yùn)動(dòng)，因而將沉淀攪起，導(dǎo)致澄清度漸漸減?。?7］。當(dāng)硅藻土添加量為0.6 g/100 mL時(shí)，透光率達(dá)到了最大65.0%，故硅藻土的最佳添加量為0.6 g/100 mL。

圖3　不同硅藻土添加量對甘蔗果酒透光率的影響Fig.3 Effect of different diatomite addition on light transmittance of sugarcane wine

2.4不同澄清方法的澄清效果比較

2.4.1三種澄清劑在不同時(shí)間的澄清效果

由于不同澄清劑的澄清速度各不相同，故試驗(yàn)選擇了在不同時(shí)間下進(jìn)行澄清試驗(yàn)，各在最佳添加量條件下測定波長505 nm處的透光率，測得結(jié)果見圖4。

圖4　三種澄清劑的不同作用時(shí)間對甘蔗果酒秀光率的影響Fig.4 Effect of three kinds of clarifying agents on sugarcane wine clarification at different time

如圖4所示，隨著時(shí)間的延長，三種澄清劑作用下的果酒透光率先上升之后下降，最后基本保持不變。果膠酶和硅藻土的最佳澄清時(shí)間都在6 h，透光率分別為63.3%、66.7%，而殼聚糖的最佳澄清時(shí)間是9 h，透光率為69.0%。對三種澄清劑進(jìn)行比較，從圖4中可知，在相同的時(shí)間內(nèi)，殼聚糖和硅藻土的透光率始終高于果膠酶。三者的澄清效果比較為：殼聚糖＞硅藻土＞果膠酶。

2.4.2不同澄清劑條件果酒總酚和總黃酮的含量比較

分別建立總酚和總黃酮的標(biāo)準(zhǔn)曲線，測定分別含有0.3 g/100 mL果膠酶、0.8 g/100 mL殼聚糖和0.6 g/100 mL硅藻土的甘蔗果酒的透光率。代入標(biāo)準(zhǔn)曲線中，得到3種澄清劑及不添加澄清劑對甘蔗果酒透光率以及總酚、總黃酮含量影響的結(jié)果見表1。

甘蔗果酒本身有較強(qiáng)的抗氧化活性，總酚和總黃酮的含量都較高。澄清劑雖然在一定程度上提高了果酒的澄清度，但同時(shí)也影響了甘蔗果酒中的抗氧化物質(zhì)。由表1可知，果膠酶、殼聚糖和硅藻土的添加顯著降低了甘蔗果酒中抗氧化物質(zhì)的含量（P＜0.01）。其主要原因是澄清劑在吸附果酒中蛋白質(zhì)、果膠等物質(zhì)的時(shí)候，也會(huì)吸附果酒中的酚類和黃酮類物質(zhì)，從而導(dǎo)致二者的含量下降［18］。從表1可知，殼聚糖組和空白組對比，殼聚糖對甘蔗果酒中的總酚和總黃酮影響較為明顯，通過澄清處理后總酚和總黃酮的含量明顯下降；果膠酶組和硅藻土組結(jié)果顯示，果膠酶和硅藻土對果酒中的總黃酮含量影響較小。

表1　三種澄清劑對甘蔗果酒透光率和抗氧化物質(zhì)含量的影響Table 1 Effect of three kinds of clarifying agents on sugarcane wine clarification and antioxidant content

2.5不同澄清劑對甘蔗果酒感官指標(biāo)的影響

不同澄清劑不僅對甘蔗果酒的澄清度和抗氧化物質(zhì)有一定的影響，也會(huì)導(dǎo)致甘蔗果酒的品質(zhì)發(fā)生變化。不同澄清劑對甘蔗果酒感官評價(jià)的影響結(jié)果見表2。

表2　三種澄清劑對甘蔗果酒感官指標(biāo)的比較Table 2 Effect of three kinds of clarifying agents addition on sensory indexes of sugarcane wine

如表2所示，澄清劑對甘蔗果酒的感官指標(biāo)存在著不同程度的影響。三種澄清劑處理后的甘蔗果酒與對照組的果酒相比，懸浮物較少，顏色較透明清亮，口感良好。三者之間也存在著差別，感官評價(jià)以硅藻土處理后的酒體最佳，其色、香、味都較好。

3　結(jié)論

本試驗(yàn)選擇果膠酶、殼聚糖和硅藻土對甘蔗果酒進(jìn)行澄清，三種澄清劑都可以提高甘蔗果酒的澄清度。在相同的作用時(shí)間下，殼聚糖對甘蔗果酒的澄清效果最佳，其次是硅藻土，再次是果膠酶。三種澄清劑在澄清過程中引起了甘蔗果酒中抗氧化物質(zhì)含量的變化。通過殼聚糖澄清處理后，甘蔗果酒中的總酚和黃酮含量均呈現(xiàn)較大的下降趨勢；通過硅藻土和果膠酶處理后，甘蔗果酒中的總酚和黃酮含量損失相對較少。

結(jié)合透光率、抗氧化物質(zhì)和果酒品質(zhì)的三者因素的影響，選擇澄清效果好，對甘蔗果酒中抗氧化物質(zhì)影響小，且感官評價(jià)較好的硅藻土作為甘蔗果酒的澄清劑，硅藻土的添加量0.6 g/100 mL，最佳澄清時(shí)間為6 h，甘蔗果酒總酚和總黃酮的變化較少，感官品質(zhì)具有果香典型明確，澄清透亮等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)通過研究不同澄清劑對甘蔗果酒澄清結(jié)果的比較，找到了甘蔗果酒的最佳澄清劑，對甘蔗果酒的澄清工藝具有重要的意義。

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Selection of clarifying agent of sugarcane wine

WU Youru1，YANG Jiwei1，ZHENG Ping1，ZOU Yi2，LI Xiuping1，LI Nan1*
（1.College of Life Science and Technology，Guangxi University，Nanning 530004，China；2.Center for Sugar Technology Research，Guangxi University，Nanning 530004，China）

Fresh sugar cane juice was used for the production of sugarcane wine.Pectinase，chitosan and diatomite was added into fermentation broth respectively for clarification，and the light transmittances，antioxidant and sensory indexes of the filtered fluid were determined and analyzed.The experimental results showed that pectinase，chitosan and diatomite had clarification effects on sugarcane wine.The effect of chitosan and diatomite were more ideal，and the clarity reached 69.4%and 65.5%，respectively.The results of experiment showed that total polyphenols and total flavonoids content in the wine decreased significantly after clarifying agent processing（P＜0.01），especially the addition of chitosan had great effect on total polyphenols and total flavonoids content.The sensory indexes of the wine by using diatomite had the optimal effect，the wine had good smell and taste.In comprehensive consideration，diatomite was the optimal clarifying agent of sugarcane wine，and the optimal addition was 0.6 g/100 ml.

clarifying agent；sugarcane wine；clarify；antioxidant

TQ424；TS262.7

0254-5071（2016）03-0137-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.03.031

2015-11-09

桂工信投資項(xiàng)目（［2013］258）

吳幼茹（1991-），女，碩士研究生，研究方向?yàn)獒劸乒に嚒?/p>

李楠（1969-），男，副教授，博士，研究方向?yàn)槭称肺⑸飳W(xué)，發(fā)酵工程。