不同下膠劑對濃縮型雪梨發(fā)酵酒的綜合影響分析

曾智娟 ，劉 念 *，衛(wèi)春會，孫中理，李 覓，張 磊，周成龍，熊 艷，李 琳，柴 悠

（1.四川輕化工大學 生物工程學院，四川 宜賓 644000；2.四川省食品發(fā)酵工業(yè)研究設計院，四川 成都 611130；3.釀酒生物技術及應用四川省重點實驗室，四川 宜賓 644000；4.國家固態(tài)釀造工程技術研究中心，四川 瀘州 646000；5.四川外交家酒業(yè)有限公司，四川 資陽 641300）

濃縮型雪梨發(fā)酵酒指利用富集5～6倍[1]梨中糖類、氨基酸等營養(yǎng)物質的濃縮梨汁接種酵母發(fā)酵而成的果酒。其發(fā)酵過程無外加糖[2]，營養(yǎng)成分高于普通發(fā)酵酒，且香氣濃郁醇厚。雪梨發(fā)酵酒的色、香、味等指標綜合影響著果酒的和諧程度[3]。酒體透亮，顏色宜人、口感清爽會直接影響消費者選擇，下膠澄清工藝則是保證酒體品質的關鍵技術之一[4]。目前，生產中常添加聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrrolidone，PVPP）、皂土、活性炭等下膠劑來加速澄清、提高酒體穩(wěn)定性[5-6]。PVPP是一種對單體酚類和二聚體酚類物質、羧酸和小分子物質具有較強的選擇性吸附能力的樹枝狀聚合物，能有效除去酒中非生物沉淀[7]；皂土是一種通過自身膨脹吸附酒中帶正電蛋白質去除熱不穩(wěn)定蛋白的下膠劑，但也伴隨脫色及去氨基酸等營養(yǎng)物質[8]。活性炭因其大的表面積及其帶電性有效吸附酚類及其衍生物等極性化合物[9]。大豆蛋白是由豆類蛋白構成的新型、植物源綠色下膠劑，是傳統(tǒng)明膠、蛋清等動物源下膠劑的替代品。復合抗氧化澄清劑FPR是由PVPP、皂土、纖維素和阿拉伯膠等改良復合而成的商用澄清劑，其主要用于抗氧化，預防氧化造成的色澤變化和香氣損失。

GRANATO T M等[10-11]研究顯示植物蛋白類下膠劑相較于動物下膠劑具有更高的安全性，避免人畜共患病的風險，且對酒體色澤、香氣影響更小。武運等[12]研究表明澄清劑采用明膠-皂土，比例為3∶1，得到的庫爾勒香梨顏色佳，澄清效果好。但現在大多是對不同梨的梨汁發(fā)酵酒的下膠研究，關于比較不同下膠劑對濃縮型雪梨發(fā)酵酒的影響研究尚未見報道。

本研究采用PVPP、皂土、大豆蛋白、商用復合澄清劑（FPR）、活性炭5種不同類型下膠劑，研究各下膠劑在熱穩(wěn)定的劑量下，對濃縮雪梨酒的濁度、色度、色調、色差、酒腳干質量、總多酚含量和感官品評的影響，以期為濃縮雪梨酒澄清技術的發(fā)展提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

濃縮型雪梨發(fā)酵酒（酒精度12.5%vol）：四川省食品發(fā)酵工業(yè)研究設計院果露酒實驗室提供；釀酒酵母EC1118：LALLEMAND集團。

1.1.2 主要試劑

皂土、大豆蛋白：法國LALLEMAND公司；聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）、商用復合澄清劑[（FPR）：PVPP、皂土、纖維素和阿拉伯膠等改良復合而成的商用澄清劑]：上海杰兔工貿有限公司；福林-肖卡試劑：美國Sigma 公司；活性炭等其他常規(guī)試劑：天津市光復精細化工研究所。

1.2 儀器與設備

SP-2100UV 型紫外-可見分光光度儀：賽默飛世爾科技公司；TD-500離心機：四川蜀科儀器有限公司；SGZ-3數顯濁度儀：上海悅豐儀器儀表有限公司；SC-80C 全自動色差計：北京康光光學儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 澄清劑配制

皂土：稱取1 g皂土在10倍沸水中浸泡24 h，制成10%懸浮液；大豆蛋白、聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）、商用復合澄清劑（FPR）、活性炭：制成10%的溶液。加入200 mg/L SO2保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 分析方法

濁度：取30 mL酒液用濁度儀測定[13]。

Coleman Nephlos值：采用BERG H W[14]濁度儀方法。色度、色調值：采用MARTINEZ-RODRIGUER A[15]方法。色差：采用CIELab顏色空間進行評價[16]，測定L*值、a*值、b*值及下膠處理后的酒樣與對照樣的ΔL*、Δa*、Δb*、ΔE*[17]。總酚含量：采用Folin C比色法[18]測定。

感官分析：參照COSME F等[5]的方法。稍作修改，由10名經專業(yè)培訓的師生對隨機編號的酒樣進行品評，從外觀（澄清度、顏色）、香氣（濃郁度、豐富度、果香）、風味（持久性、整體平衡感）7個方面采用十點強度量化進行感官評價，對結果進行感官雷達圖分析。

1.3.3 試驗步驟

（1）熱穩(wěn)定性試驗確定下膠劑量

本實驗以雪梨濃縮酒為材料，以PVPP（0.2 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L）、皂土（0.6 g/L、0.8 g/L、1.0 g/L、1.2 g/L、1.4 g/L、1.6 g/L）、大豆蛋白（0.1 g/L、0.2 g/L、0.3 g/L、0.4 g/L、0.5 g/L）、商用復合澄清劑（FPR）（0.2 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L、1.0 g/L、1.2 g/L）和活性炭（0.4 g/L、0.8 g/L、1.2 g/L、1.4 g/L、1.6 g/L）的下膠量添加，以不做處理的酒樣為空白樣，離心機5 000 r/min離心15 min，0.45 μm膜過濾，取30 mL酒液用濁度儀測定，記錄數據。將剩余酒樣80 ℃水浴30 min后，于4 ℃下冷卻1 d，測定濁度，再將剩余酒樣80 ℃水浴6 h后，于4 ℃下冷卻1 d，測定濁度。

（2）不同下膠劑的處理及測定

根據（1）的最佳下膠劑量結果對酒樣下膠，離心機5 000 r/min離心15 min后進行濁度、色度、色調、色差、總酚含量的測定。

1.3.4 數據處理

本試驗利用Microsoft Office Excel 2010軟件進行數據的基本處理，用IBM SPSS Statistics 21.0分析軟件進行方差分析，用最小顯著性差異法（least significant difference，LSD）法對數據進行差異性分析（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同下膠劑下膠劑量的確定

溫度升高是酒體形成沉淀的主要原因，酒液加熱-冷卻前后濁度變化是酒體穩(wěn)定-不穩(wěn)定的體現，常采用測定酒液濁度差來判斷酒體穩(wěn)定性。Coleman Nephlos值能預判酒體的穩(wěn)定程度，且方法快捷，能有效縮短酒體穩(wěn)定性測定時間，BERG H W等[14]研究顯示，酒液濁度差值大小與Coleman Nephlos值存在約為1∶5.6的關系，且酒中蛋白質穩(wěn)定程度與Coleman Nephlos值存關系見表1。由表1可知，酒體達穩(wěn)定的最高值為20.8，不穩(wěn)定的最低值達32.1。

表1 Coleman Nephlos值與白葡萄酒中蛋白質穩(wěn)定程度的關系[17]Table 1 Relationship between Coleman Nephlos and protein stability in white wine

圖1 不同下膠劑在80 ℃加熱30 min、6 h情況下的差值濁度和Coleman Nephlos值變化Fig.1 Variation of turbidity and Coleman Nephlos value of different fining agents treated at 80 ℃for 30 min and 6 h

如圖1所示，當PVPP為0.8 g/L、皂土為1.0 g/L、大豆蛋白為0.3 g/L、FPR為0.8 g/L，活性炭為1.4 g/L時，酒樣在80 ℃下加熱30 min后蛋白質達到穩(wěn)定，在下膠范圍內，5種下膠劑的Coleman Nephlos值先快速下降，當臨近最佳下膠劑量時，Coleman Nephlos值存在逐漸放緩的趨勢。

6 h加熱處理下的酒液，Coleman Nephlos值達到穩(wěn)定數值時，除大豆蛋白的最佳下膠量仍然在0.3 g/L外，其他酒樣到達穩(wěn)定的下膠量有所延后，當PVPP為1.0 g/L、皂土為1.2 g/L、FPR為1.0 g/L，活性炭為1.6 g/L下膠劑量時，酒樣加熱6 h蛋白質達到穩(wěn)定。

兩個加熱試驗所得結果發(fā)現，除大豆蛋白處理樣外，差值濁度數據在6 h的加熱處理中均＞30 min，說明30 min可能隱含蛋白質不穩(wěn)定的問題，但也推測6 h的測量方法可能有一定的過度下膠。NORDESTGAARD S J等[19]也有類似推測，認為6 h的加熱處理沉淀葡萄酒中的蛋白性物質同時，也沉淀了其他物質，降低酒液的澄清度。

2.2 不同下膠劑對濃縮型雪梨發(fā)酵酒基本指標的影響

2.2.1 不同下膠劑對梨酒色度、色調、色差的影響

圖2 不同下膠劑對雪梨發(fā)酵酒色度、色調的影響Fig.2 Effect of different fining agents on the color and hue of fermented pear wine

由圖2可知，各處理樣的色度相較于對照樣都下降顯著（7.81%～14.44%）（P＜0.05），各處理樣之間差異顯著（P＜0.05），其中色彩密度下降最大的是活性炭處理樣、最小的是大豆蛋白處理樣。色度介于1.730～2.020，在紅葡萄酒色度標準[20]中屬于淺寶石紅。

色調相較于對照樣都有所增加（12.59%～18.68%）（P＜0.05），表明經下膠處理后的酒樣其色調值有向橙色偏移的趨勢。各處理樣之間差異顯著（P＜0.05），其中活性炭處理樣向橙色偏移量最大，FPR向橙色偏移量最小。BAKKERJ等[21]研究證明，葡萄酒中的多酚花色素、花色苷、單寧等因素大部分決定了葡萄酒顏色。本試驗中，活性炭、皂土、FPR三種下膠劑對酒體色澤的吸附較強，可能是因為這三種下膠劑對梨酒中的色素物質正負離子吸附形成聚合物從而使酒體向橙色偏移。

表2 不同下膠劑對雪梨發(fā)酵酒色度值的量化處理Table 2 Quantification of colorimetric values of fermented pear wine by different fining agents

由表2可知，不同下膠劑量處理的濃縮型雪梨發(fā)酵酒的明亮度L*值為76.04～78.58，酒體呈現亮風格，各處理組明亮度均顯著提高了2.10～4.64（P＜0.05），且各處理組之間存在顯著性差異（P＜0.05），其中FPR處理樣向亮偏移度最大，活性炭處理樣向亮偏移度最小。紅-綠值Δa*相較于空白均向綠色偏移，偏移度為2.77～5.17（P＜0.05），各處理組間差異性顯著（P＜0.05），其中活性炭向綠的偏移度最大，大豆蛋白偏移度最小，酒體呈現淡紅色。黃-藍值b*值為59.31～64.77（P＜0.05），存在顯著差異，酒體呈檸檬黃偏嫩黃色，各處理組的黃-藍值b*相較于空白向藍色偏移，偏移范圍為3.50～8.96（P＜0.05），存在顯著差異，其中活性炭向藍色的偏移量最大，大豆蛋白向藍色的偏移度最小。

CIE 1976（L*a*b*）色度值分級定論中，當總色差介于3～6之間時，感覺色調改變明顯；當總色差＞6時，感覺色彩變化。本試驗中，總色差ΔE*值為5.26～10.55（P＜0.05），各處理組間存在顯著性差異（P＜0.05），其中活性炭顏色過渡最為明顯達10.56，能明顯識別色彩差異，處理樣向橙色方向偏移。大豆蛋白處理樣總ΔE*值最小，但也達到5.25，色調改變明顯，向橙色偏移。皂土、活性炭下膠后顏色差異明顯，可能與皂土、活性炭在酒中因其物理作用膨脹存在大的吸附面積，加上帶電性從而有效的吸附一些色素物質造成強脫色結果。WEISS K C等[22]也有類似研究表明：皂土雖可沉淀大分子蛋白質使酒體更加穩(wěn)定，但也會嚴重吸附葡萄酒色澤。SINGLETON V L等[23]認為活性炭脫色是選擇性的去除黃酮單體和二聚體從而有強脫色作用。

2.2.2 不同下膠劑對梨酒理化指標酒腳、多酚的影響

下膠劑可以加速酒腳產生，使原本需要經長時間才能自然沉淀下來的物質如大分子物質蛋白質、死酵母等提前與下膠劑通過吸附、聚合等作用沉到罐底，但酒腳除去同時也會伴隨酒樣損失。由圖3可知，不同下膠劑處理的酒樣產生的酒腳干質量范圍為38.0～141.5 mg，相對于對照組均有所增加（10.1～113.6 mg），且存在顯著性差異（P＜0.05）。其中，活性炭處理樣酒腳干質量最多，大豆蛋白處理樣酒腳干質量最少僅為38.0 mg，推測大豆蛋白在酒的環(huán)境里可能與酒中一些不溶物質反應，從而使不溶物質轉化為可溶物質，其次也有可能因為大豆蛋白是植物性物質，本身帶有大部分可溶性物質，具體是哪些物質還需要進一步試驗。

圖3 不同下膠劑對雪梨發(fā)酵酒產生的酒腳干質量的影響Fig.3 Effect of different fining agents on the wine lees dry weight of fermented pear wine

采用Folin C比色法在波長765 nm處測定樣品吸光度值得出標準曲線方程y=0.050 6x-0.003，R2=0.999。由圖4可知，下膠劑處理的酒樣總多酚范圍為2 747.04～3 952.57 mg/L，各處理組之間差異性顯著（P＜0.05）。處理樣相較于對照樣均有顯著下降（8.26%～19.27%）（P＜0.05）。其中，活性炭下膠處理的酒樣總多酚減少量最多，相比對照組少了1 205.53 mg/L。原因可能為活性炭較大的吸附表面積為蛋白質的吸附提供大量位點，被吸附物質近距離接觸產生及大吸附力，從而有效吸附酚類物質及其衍生物。JACKSON R S[24]也有類似解釋。此外，大豆蛋白處理的酒樣總多酚含量減少最少，但仍減少了355.73 mg/L，對酚類物質仍具有明顯的吸附作用，COSME F等[5]也表明植物型蛋白類澄清劑對于酚類物質有明顯的吸附作用，降低酒顏色褐變，延長貯存時間。

圖4 不同下膠劑對雪梨發(fā)酵酒總多酚的影響Fig.4 Effect of different fining agents on total polyphenols of fermented pear wine

2.3 不同下膠劑對濃縮型雪梨發(fā)酵酒感官分析結果

圖5 感官分析結果雷達圖Fig.5 Radar chart of sensory analysis results

由圖5可知，不同下膠劑處理的酒樣在外觀、香氣、風味方面均有不同程度的影響。從外觀分析，處理酒樣的澄清度均高于對照組，皂土處理組澄清度最高，FPR處理樣次之。顏色均有不同程度的吸附，其中PVPP處理組吸附最少，活性炭和皂土處理組吸附顏色最多。這主要與下膠劑與酒作用時吸附蛋白質等大分子物質的同時也吸附了酒體色素的作用機理有關[25]。從香氣感官分析，經下膠處理酒樣的濃郁度、豐富感、果香均有一定程度的下降，其中活性炭和皂土處理對酒樣影響最大，大豆蛋處理組對香氣感官品質的影響最小與VINCENZI S 等[26]研究結果相同。從風味感官分析，經下膠處理酒樣的持久性和平衡感除活性炭處理組外，其他下膠處理組影響較少，其中大豆蛋白和FPR在風味感官分析上與對照組最為接近。

綜上所述，不同下膠劑對雪梨濃縮發(fā)酵酒的感官品評均有不同程度的影響，綜合外觀、香氣、風味等方面綜合評分發(fā)現，大豆蛋白及FPR處理組最為接近原酒，且處理酒樣澄清度較好。

3 結論

本實驗研究了聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）、皂土、大豆蛋白、商用復合澄清劑（FPR）、活性炭5種不同類型下膠澄清劑在濁度、色度、色調、色差、酒腳干質量、總多酚含量方面對濃縮型雪梨發(fā)酵酒的影響，發(fā)現當下膠量為PVPP 0.8 g/L、皂土1.0 g/L、大豆蛋白0.3 g/L、FPR 0.8 g/L，活性炭1.4 g/L時，酒樣在80 ℃、30 min加熱測試中達到穩(wěn)定。

按照得出的下膠量處理酒樣對比研究發(fā)現，各處理組在以上指標中均存在顯著性差異。色澤方面：處理樣色度相較于對照樣都顯著下降（7.81%～14.44%），色調值均有顯著提高（12.59%～18.68%），且向橙色偏移的趨勢，色差指標中，活性炭與原酒樣差別最遠，大豆蛋白與對照組最接近。酒腳沉淀方面：大豆蛋白處理酒樣產生酒腳少。不同下膠劑對酒樣的總多酚含量均有顯著降低（8.26%～19.27%），其中活性炭處理樣多酚減少量最多，大豆蛋白處理樣對多酚的影響量最少。

感官評價結果表明，皂土在澄清度方面較為透亮，但對酒的顏色和香氣品質影響較大，大豆蛋白、FPR有較好的澄清效果且在香氣、風味方面有較好的評價。綜上分析，0.3 g/L大豆蛋白處理樣澄清透亮，香氣豐富，更適于濃縮型雪梨發(fā)酵酒的下膠澄清。