石榴酒的非生物穩定性研究

王超萍，慕 茜，蔣錫龍，董興全，魏彥鋒，丁 燕

(山東省葡萄研究院，山東濟南 250100)

石榴（Punica granatumL）為石榴科（Punicaceae）石榴屬。石榴籽粒晶瑩，甘美多汁，清涼爽口，營養豐富，富含維生素B1、B2、Vc和煙酸，Vc含量超過蘋果1～2倍，膳食纖維含量4.7%～4.9%，碳水化合物含量13.6%～14.5%，富含鉀、鈣、錳、鋅、磷等礦物質元素，其中鉀的含量高達243 mg/100 g[1-7]。以新鮮石榴為原料，采用獨特發酵工藝精釀而成的石榴酒，酒體純正，色澤光亮透明，酸甜爽口，保留了石榴“酸、甜、澀、鮮”的天然風味，其風格獨特，含有大量的氨基酸、多種維生素等，具有很高的營養價值，并有生津消食、健脾益胃、降壓降脂、軟化血管、保健美容及止瀉功效。

石榴酒是新鮮石榴經過發酵工藝后成分非常復雜的有機液體。釀制過程中若處理不當，在貯存期間石榴酒就會產生一系列變化，使其非生物穩定性受到破壞，石榴酒的非生物穩定性受到破壞時可能出現下列幾種變化：酒體變褐色或酒色破壞；酒發生霧濁或很輕的渾濁；渾濁、沉淀，味覺及氣味發生變化。影響石榴酒非生物穩定性的原因主要分為酒石酸鹽不穩定性、蛋白質不穩定性、果膠、非酶褐變、多酚及金屬的影響[8-13]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

釀酒酵母，安琪酵母股份有限公司；石榴，棗莊嶧城萬畝石榴園；檸檬酸，青島圣禾食品科技有限公司；偏重亞硫酸鉀，上海易利生物科技有限公司；硅藻土，青島川一硅藻土有限公司；殼聚糖，濟南殼聚糖海洋生物有限公司；皂土，上海科興商貿有限公司；PVPP，焦作中維化工有限公司；明膠，青島明膠股份有限公司；維生素C，青島高科生物科技有限公司。

1.1.2 儀器與設備

榨汁機，九陽股份有限公司；預煮機，上海尼為機械科技有限公司；酸度計，上海鵬順科學儀器有限公司；顯微鏡，北京東方華測科學技術中心；發酵罐，福倍爾生物工程設備有限公司；儲存罐，明磊機電有限公司；過濾機，四川科華新技術研究院；WS108型手持式折光儀，上海測維光電技術有限責任公司；T6新世紀紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；AR2140電子天平，梅特勒-托利多儀器有限公司；國立牌THZ-82氣浴恒溫震蕩器，常州市國立實驗設備研究所；FCD-2805型冰柜，青島海爾集團。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

石榴果→清洗、剝殼→去皮、除隔膜→榨汁→發酵罐→調整發酵液成分→酶解→前酵→后酵→倒罐→下膠→過濾→調配→灌裝→滅菌→檢驗→貼標→成品

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 前處理護色

酵母菌經過純化及擴大培養，并且鏡檢后，選取成熟度高，無腐爛，無蟲蛀，無雜物的石榴進行去皮，破碎，取清汁接種。先后共3批澄清石榴汁接種；第一批、第二批石榴汁分別添加0.01%～0.015%的偏重亞硫酸鉀進行殺菌、護色；第三批石榴汁添加0.3%的Vc護色。初發酵結束后，將第二批石榴汁的剩余石榴酒分為兩份添加至第一批和第三批石榴汁的剩余石榴酒中；兩份石榴酒亦接種并繼續發酵。同時添加0.3%的Vc護色。后發酵結束后，分別虹吸兩份石榴酒發酵的上層清汁，并與前3份石榴酒進行顏色對比。

1.2.2.2 明膠、皂土、PVPP、殼聚糖澄清

取4組三角瓶，每組5個，每個三角瓶均倒入100 mL石榴酒，在室溫下分別向4組三角瓶中加入濃度0.05%至0.5%的明膠、皂土、PVPP、殼聚糖溶液，不斷攪拌，進行梯度實驗。靜置48 h后觀察、過濾，并分別測定其透光率。

1.2.2.3 冷處理

將過濾澄清后的石榴酒，降溫至-4℃進行冷凍，5 d后從冰箱內取出，待其融化成為液體后觀察沉淀情況，并過濾。

1.2.2.4 熱處理

將各批次過濾澄清后的石榴酒，分別倒入三角瓶中密封。放入殺菌鍋內，75～78℃加熱3 min，冷卻后觀察，并過濾。

1.3 測定方法

透光率測定：在紫外-可見分光光度計上測定其透光率（T，%），取澄清的酒液，于波長680 nm處，測定透光率（T，%），以蒸餾水進行空白調零。

殘糖測定：斐林試劑滴定法。

總酸測定：酸堿中和滴定法。

酒精度測定：酒精計法。

蛋白質穩定性試驗：取200 mL燒杯，裝滿澄清酒液，加入2 mL 10%單寧液，在80℃水浴中加熱20 min，冷卻后觀察，若出現絮凝沉淀，則表明尚有易引起瓶內蛋白質破敗的過量蛋白質。

酒石酸氫鉀穩定性試驗：取澄清酒液100 mL在-5℃保持14 d，若有酒石結晶析出，則為酒石不穩定。

鐵穩定性試驗：將澄清酒液暴露在空氣中7 d，若有沉淀生成，則為鐵離子破敗。

銅穩定性試驗：取100 mL三角瓶裝澄清酒液，用軟木塞封口，讓瓶子平放，并接受陽光照射，放置1周，若出現渾濁，則為銅離子破敗。

氧化穩定性試驗：取澄清酒液100 mL在空氣中放置24 h，若出現渾濁，且產生過氧化味，則為氧化性不穩定。

2 結果與分析

2.1 護色效果對比（表1）

表1 偏重亞硫酸鉀與Vc的護色效果對比

偏重亞硫酸鉀與Vc的護色效果對比見表1，由表1可看出，使用偏重亞硫酸鉀護色的石榴酒顏色普遍要比使用Vc護色的石榴酒要深一些。因此，在護色時選擇偏重亞硫酸鉀比較合適。

2.2 明膠的影響（圖1）

圖1 明膠加入量、冷處理及熱處理對石榴酒澄清度的影響

明膠利用其本身帶正電荷與帶負電荷的石榴酒中的懸浮微粒吸附下沉，達到澄清效果。由圖1可見，明膠溶液加入量在0.05%～0.2%時，透光率明顯提高，加入量超過0.2%時，透光率隨加入量的增加反而降低，這是因為酒中的單寧含量不足以結合過量的明膠溶液，不能將其完全沉淀下來，造成明膠冗余。另外，添加明膠后，冷處理與熱處理的透光率均高于未經處理的，冷處理與熱處理后的透光率相差不大，為了不破壞石榴酒中的熱敏成分，明膠加入量為0.2%時，冷凍處理最為合適。

2.3 皂土的影響（圖2）

圖2 皂土加入量、冷處理及熱處理對石榴酒澄清度的影響

皂土澄清使石榴酒的透光率明顯增大，處理后的石榴酒澄清透明，說明石榴酒里含有的蛋白質類物質較多，加入皂土后，正負電荷相互靠近吸引，形成沉淀。由圖2可見，皂土加入量為0.25%時，透光率能達到92.33%。當加入量＜0.25%時，透光率隨加入量增加而明顯提高；但加入量＞0.25%時，透光率隨加入量的增加而升高十分緩慢，并有下降趨勢。同時，由圖2可以看出，冷熱處理的效果與未經處理相差不明顯。所以，采用皂土澄清可選擇0.25%的加入量，在常溫條件下進行澄清處理。

2.4 PVPP的影響（圖3）

圖3 PVPP加入量、冷處理及熱處理對石榴酒澄清度的影響

添加PVPP澄清處理并經冷處理的石榴酒，PVPP吸附液體中多酚類物質，使酒液清澈透明，呈清亮的橙黃色。由圖3可見，在PVPP加入量為0.15%～0.4%時，透光率顯著升高，且當加入量為0.4%時，透光率為92.63%；當加入量繼續增大時，澄清度隨加入量的增加提高十分緩慢，同時，冷熱處理效果差別不大，且經過冷熱處理的石榴酒的澄清度均明顯優于未經過處理的石榴酒。所以，PVPP溶液加入量為0.4%結合冷處理效果較好，不會引起石榴酒的再次渾濁。

2.5 殼聚糖的影響（圖4）

圖4 殼聚糖加入量、冷處理及熱處理對石榴酒澄清度的影響

殼聚糖是天然存在的唯一的堿性多糖，其分子中的活性基團可與酸性化合物結合成為帶正電荷的聚電解質。殼聚糖的線狀結構使其可以在同一分子上吸附多個雜質微粒并形成絮團，達到澄清作用。由圖4可見，處理后的石榴酒透光率明顯升高，澄清效果較好。在添加量小于0.35%時，冷處理與熱處理的透光率達到最高值，但冷處理的透光率高于未處理的透光率，當添加量大于0.35%時，其透光率隨著添加量的增加而減小，這對酒體有一定的影響。而在熱處理的過程中，當添加量達到0.2%以后，透光率達到最大值，隨著添加量的增加，透光率變得相對穩定，因此，選擇殼聚糖添加量為0.25%結合熱處理是較好的澄清方案。

2.6 澄清處理對石榴酒基本指標的影響

研究了采用不同的澄清處理對石榴酒基本指標的影響，測定了澄清后酒精度、殘糖量和酸度等基本指標，結果見表2。

由表2可見，離心、熱處理和冷處理對石榴酒的基本指標影響較小，澄清效果不好，透光率較低，顏色較深；加澄清劑處理后的石榴酒，基本指標沒有明顯改變，保持了石榴酒的原有風味，其中PVPP結合冷處理澄清效果較好，石榴酒體呈淡紅色，澄清透明，有光澤。

2.7 不同澄清劑對石榴酒穩定性的影響試驗

本實驗采用不同的方法將4種澄清劑分別進行了對蛋白質、酒石酸氫鉀、鐵、銅、氧化穩定性試驗，測定了澄清劑對石榴酒中基本成分穩定性的影響，結果見表3。

由表3可見，分別以0.2%的明膠、0.4%的PVPP和0.25%的殼聚糖單獨處理過的石榴酒，穩定性的各項測試結果均呈陰性。0.2%明膠、0.4%PVPP起到了去除大量的蛋白質和酚類物質的作用；0.25%的殼聚糖也能夠結合大量的蛋白質和酸性多糖。澄清劑的處理有助于提高穩定性，但是不是完全由澄清劑處理決定的。此外，酒石酸氫鉀呈現陰性穩定，是因為石榴酒中的主要有機酸為蘋果酸和檸檬酸，酒石酸含量較低，不易出現酒石酸沉淀；鐵、銅穩定性試驗呈陰性穩定，表明在發酵過程中沒有使用鐵、銅等器皿，起到了防止鐵離子和銅離子破敗的作用；氧化穩定性試驗呈陰性，表明偏重亞硫酸鉀與原料中豐富的Vc不但起到了護色作用，還起到了抗氧化作用；發酵過程中添加SO2也起到了防止石榴酒發生氧化的效果。

表2 澄清處理對石榴酒基本指標的影響

表3 不同澄清劑處理后石榴酒的穩定性

3 結論

本實驗采用不同的護色劑和澄清劑及冷、熱處理進行穩定性實驗，研究明膠、皂土、PVPP和殼聚糖等4種常用澄清劑對石榴酒的澄清效果以及非生物穩定性的影響。

（1）偏重亞硫酸鉀護色效果優于Vc，因此，在護色時選擇偏重亞硫酸鉀更合適一些。

（2）明膠加入量為0.2%時，冷處理最為合適，透光率為91.54%。皂土加入量為0.25%時，常溫處理即可，透光率為93.32%。PVPP加入量為0.4%時，冷處理最為合適，透光率為92.63%。殼聚糖加入量為0.25%時，熱處理最為合適，透光率為92.93%。

（3）離心、熱處理和冷處理對石榴酒的基本指標影響較小，澄清效果不好，透光率較低，顏色較深；添加澄清劑處理后的石榴酒，基本指標沒有明顯改變，保持了石榴酒的原有風味，其中PVPP結合冷處理澄清效果較好，石榴酒呈淡紅色，澄清透明，有光澤。

（4）以0.2%明膠、0.4%PVPP和0.25%的殼聚糖單獨處理后的石榴酒均較穩定，起到了去除大量的蛋白質、酚類物質和酸性多糖的作用。