棗酒和其他果酒澄清凈化及陳化技術研究進展

時文青，張仁堂 *，劉光東，劉 靜，呂宏光

（1.山東農業大學 食品科學與工程學院，山東 泰安 271018；2.山東土地鄉村振興集團有限公司，山東 濟南 250000；3.樂陵市農高區健康食品有限公司，山東 德州 253600）

果酒在制作過程中可能會因溫度、濕度等多種因素的影響，使酒中產生一些沉淀，甚至變得渾濁，從而影響果酒的品質。對棗酒及其他果酒，通常采用添加澄清劑及物理澄清的方法來去除酒體中的渾濁物質、沉淀及其他不穩定成分[3]。大多數果酒在研究發酵工藝時，對澄清方法也進行了初步研究。陳釀是高品質果酒生產的重要環節[4]。經過較長時間陳釀的果酒不僅從味道上，還是從酒體穩定狀態上都比剛生產制作出的果酒的品質更好。長時間的自然陳化，在緩慢的氧化、酯化反應下，可以增加酯類、醛類等香味物質，使酒變得醇和、綿軟，消除酒體中苦澀等雜味，提升酒體的品質[5]。目前，國內外的酒類企業大多還是使用橡木桶陳釀的方法，不僅耗時長，還占用面積大，對儲存條件也有一定的要求。本文主要概述了棗酒及其他果酒的澄清凈化及陳化技術的研究現狀，同時對黑棗酒的研究現狀、澄清凈化及人工催陳技術進行了總結，以期為棗酒及其他果酒進一步產業化開發提供理論參考。

1 果酒的澄清凈化方法

在長期儲存過程中，果酒中的蛋白質、果膠、單寧等物質易氧化變質并產生沉淀，降低酒體品質[6]。在生產的過程中出現的物化因素、酶氧化以及微生物等都有可能會使果酒酒體變得渾濁。為了解決這些問題，人們采用了許多方法對果酒進行澄清，包括自然澄清、低溫澄清、離心澄清以及澄清劑澄清等方法。

1.1 自然澄清法

果酒在經過長期自然靜置后，果膠質逐漸發生水解，蛋白質與單寧也發生反應生成沉淀，沉淀至底部得到上層澄清液。李亞輝等[7]在進行藍莓酒澄清穩定處理中，將剛發酵結束的果酒首先進行自然澄清，后續再進行硅藻土過濾，下膠、冷凍處理等，經此方法處理的藍莓酒，澄清度及色度分別為0.748和1.128，具有長期的澄清狀態及穩定性。牛見明等[8]采用自然澄清、離心和錯流過濾3種澄清方式對美樂甜型桃紅葡萄酒進行澄清對比，發現自然澄清處理后的葡萄酒香氣物質含量最高、種類也是最多的。張超等[9]將柑橘果酒在靜置狀態下放置了30 d，透光率為57.2%，果酒中的不穩定物質發生自然凝聚從而沉降下來，使柑橘果酒的澄清度得到了提高。由此可見，長時間在自然狀態下存放的果酒，酒體在逐漸穩定，但所需時間比其他澄清方法長，效果也較略差于其他方法。

1.2 低溫澄清法

低溫處理（4～10 ℃）可以加快鹽類物質沉淀，此外還能將低價鐵鹽氧化為高價鐵鹽，高價鐵鹽易形成沉淀。棗酒在經過低溫放置時，酒中的膠體物質和酵母活細胞會逐漸沉淀下來[10]。郭秋實等[11]對棗酒在4 ℃下進行低溫處理，在前6 d透光率變化最為明顯，透光率由80%上升至86%，但在低溫澄清過后棗酒的色澤變得暗淡。王婷等[12]通過對比低溫（5 ℃）、離心（3 000 r/min、3 500 r/min、4 000 r/min）、澄清劑（果膠酶、交聯聚維酮（polyvinylpolypyrrolidone，PVPP）、明膠、皂土、殼聚糖）三種澄清方式，結果發現桑椹酒在低溫處理時，透光率隨著時間的增加而增大，但在25 d之后果酒的透光率和色度的變化不太明顯，且此方法最高透光率為76.6%，而使用0.8 g/L交聯聚維酮（PVPP）或0.08 g/L的殼聚糖澄清，果酒的透光率均為85%。郜成軍等[13]對霞多麗干白葡萄酒進行低溫澄清工藝實驗，在8～10 ℃條件下處理的葡萄酒，具有濃郁果香，口感清爽，結構豐富。低溫澄清法使果酒的透光率增加，但處理過程要嚴格控制溫度，澄清速率較慢并且不如澄清劑的效果好。

1.3 離心澄清法

經過高速離心（2 000 r/min以上，0～30 min），果酒中的部分懸浮物質和微生物可以被去除，并且這一澄清方法對酒體的化學組成成分影響是最小的。王洋等[14]對紅棗米酒采用了自然澄清、冷凍澄清、離心澄清、澄清劑澄清4種方式進行澄清處理，雖然澄清劑澄清效果最好，但離心澄清能很好的保持米酒的色度。實驗中采用3 500 r/min、4 000 r/min、5 000 r/min、5 500 r/min、6 000 r/min、6 500 r/min轉速進行處理不同時間，透光率隨著轉速增高而增大，在6 500 r/min轉速，透光率達73.8%，但色度在5 500 r/min之后在逐漸降低。楊宜非等[15]對野棗果酒在4 000 r/min離心機中離心2 min、4 min、6 min、8 min、10 min、12 min、14 min、16 min，透光率測定結果發現，在12 min后，酒體趨于穩定，透光率不再變化，野棗果酒的最佳離心條件為4 000 r/min，12 min，透光率為69.2%。楊淑艷[16]研究表明，山葡萄酒在5 000 r/min10 min的離心條件下，離心效果最好，其透光率在94%以上。雖然離心澄清效果不如澄清劑效果顯著，但它可以很好地保持酒體的色度，速度也比其他方法快。

1.4 澄清劑澄清法

1.4.1 皂土澄清法

皂土是一種無機澄清劑，是由膨潤土精制而成，在吸水后可擴大到原來的8～10倍，構成膠體懸浮液，吸附酒中的蛋白質、酚類等懸浮顆粒，形成絮狀沉淀[17]。皂土澄清法在果酒的制作過程中常常用到。

◎如果化驗結果有脂肪球，其他指標基本正常，多為消化和吸收不良，補充益生菌，飲食調理即可，低脂飲食，包括喂母乳的媽媽。

李亞蘭等[18]對茵紅李果酒分別添加了明膠、殼聚糖、皂土、硅藻土進行澄清處理，結果發現，在添加0.1 g/L的皂土時，透光率達到90.3%，對比其他澄清劑，皂土對茵紅李果酒的澄清效果最為明顯；韓希鳳等[19]研究發現，殼聚糖、明膠、皂土、果膠酶4種澄清劑對石榴酒都具有一定的澄清效果，其中皂土的澄清效果最好，在18 ℃，加入0.7 g/L的皂土靜置8 h，果酒的透光率可達98.9%；陳麗娜等[20]經比較明膠、果膠酶、殼聚糖、皂土、PVPP、硅藻土、羧甲基纖維素鈉（carboxy methyl cellulose-Na，CMC-Na）7種澄清劑對山楂龍眼復合果酒效果的影響后，發現皂土是單一澄清劑中效果最好的一個，1 g/L的皂土，透光率可達99.3%。皂土對于果酒的澄清確實起到了很好的效果，但皂土在實際使用時需要提前24 h配制，耗費的時間長，操作麻煩。加入到酒中時也需用力攪拌，對果酒的顏色也會產生一定的影響。

1.4.2 殼聚糖澄清法

殼聚糖是甲殼素脫除部分乙酰基的產物，是天然陽離子型高聚物，可與酒中蛋白質、多酚、單寧等吸光物質發生反應，絮凝產生沉淀，從而起到澄清的作用。殼聚糖在果酒中還有抗氧化、滅菌抑菌的作用，因此被廣泛應用于果酒的釀造中，受到果酒研究者的廣泛關注[21]。

韓焱等[22]將柿子酒進行自然澄清、濾膜過濾澄清、離心澄清和澄清劑澄清處理對比，在自然狀態下放置的柿子酒，放置時間與透光率呈正相關，并在第40天趨于穩定，透光率達到88%之后趨于穩定。在添加0.4 g/L殼聚糖時，透光率為96.8%，效果優于其他澄清方法（自然澄清、濾膜過濾澄清及離心澄清）。賈琪[23]對澄清型紅棗酒的發酵工藝進行了研究，在澄清這一工序中選擇殼聚糖作為棗酒的澄清劑，結果表明添加1.8 mL的1%的殼聚糖溶液于20 mL的棗酒中澄清效果最好，透光率為92.94%。張陳云等[24]研究發現，添加0.04 g/100 mL的殼聚糖可以使冬棗果酒的透光率達到98.8%，效果優于明膠、皂土、干酪素等澄清劑；郭秋實等[11]采用4種澄清劑對棗酒進行澄清比較，發現1.2 g/L的殼聚糖的效果最好，透光率為92.9%，其次是干酪素和皂土，明膠的效果最差，所達透光率僅為83.07%。殼聚糖對于棗酒具有明顯澄清效果，可以將其應用于黑棗酒的澄清凈化，但因殼聚糖溶液的黏性較大，用量不能過多。

1.4.3 明膠澄清法

明膠是比較常用的澄清劑，它可以去除酒中的帶有負電荷的單寧物質，與其發生反應生成片狀或絮狀沉淀，明膠還可以吸附液體中渾濁顆粒，果酒中單寧含量越高，澄清效果越明顯。并且酒中的色素、蛋白質、營養物質等損失率較小。裴曉靜[25]選用了殼聚糖、硅藻土、明膠、膨潤土這4種澄清劑對烘焙紅棗果酒的澄清工藝進行探討。在進行明膠澄清時，發現明膠可以與果酒中懸浮的單寧物質凝聚，提高果酒的澄清效果。明膠添加量為0.24%時，棗酒的透光率為89.66%。夏其樂等[26]對楊梅露酒進行不同澄清劑（明膠、殼聚糖、明膠-單寧、殼聚糖-黃原膠、PVPP）處理，對比得出明膠澄清效果最好，明膠添加量為0.04 g/L時，透光率可達97.42%。但明膠澄清在3個月之后，果酒出現了少量沉淀。姚莉等[27]對枇杷果酒的澄清工藝進行了探究，在枇杷果酒中分別添加蛋清、蛋清粉、單寧、明膠這4種物質，結果顯示，0.1 g/L明膠的澄清效果最好。明膠的澄清效果明顯優于大部分澄清劑，但經明膠澄清處理后的果酒，在儲存一段時間后有可能會出現少量沉淀的現象，酒體穩定性較差。

1.4.4 硅藻土澄清法

硅藻土中80%成分都是SiO2，顏色為灰白色或淺灰色，具有很強的吸收性。硅藻土性質穩定，它將酒中的雜質粒子阻留在硅藻土濾層中，從而達到澄清效果。管永盛等[28]對黑蒜紅棗酒進行了硅藻土、殼聚糖、明膠、皂土、果膠酶澄清實驗，硅藻土對棗酒的澄清效果較好，在其添加量0.25 g/100 mL時，紅棗酒的透光率可以達到62.4%。洪清林[29]對蜜柚果酒進行單一澄清劑（明膠、硅藻土、PVPP）實驗，當硅藻土添加量為8 g/L時，透光率最高，為65%左右，效果最好。羅威等[30]采用硅藻土、殼聚糖及蛋清這3種澄清劑均對果酒有較好的澄清效果。從操作的便捷性、經濟性考慮，硅藻土是最適合荔枝果酒的澄清劑，添加0.4%硅藻土，30 ℃處理3 h，透光率為97.5%。楊輝等[31]對蘋果酒的澄清技術進行探究，分別采用果膠酶、硅藻土、黃血鹽對蘋果酒進行澄清，對比透光率發現，硅藻土的澄清效果最好，0.4%的硅藻土，蘋果酒的透光率可達97.6%。張智鋒等[32]在紅棗酒的釀造過程中，采用硅藻土澄清劑澄清陳釀后的紅棗酒，棗香濃郁，口感更為醇厚。雖然其澄清效果不如其他澄清劑，但從價格方面來說，硅藻土的成本最小，速度快，工藝最簡單。

1.4.5 干酪素澄清法

干酪素可以在酸性環境中凝聚，消除酒體中不穩定的色素物質。郭秋實[11]對棗酒的釀造過程及澄清工藝進行深入研究，其中探索了5種澄清劑對棗酒的澄清效果，結果表明，明膠和PVPP 的澄清效果不太理想，殼聚糖、干酪素和皂土均有較好的效果。當干酪素的添加量為1.4 g/L時，棗酒的透光率為90.53%。羅安偉等[33]比較7種澄清劑（瓊脂、明膠、干酪素、皂土、活性炭、殼聚糖、聚乙烯吡咯烷酮）對獼猴桃果酒的澄清影響，這7種澄清劑均有較理想的澄清效果，其中干酪素添加量為1.5 g/L時，果酒的透光率可達99.8%，但果酒的脫色較為嚴重。徐玉娟等[34]對龍眼發酵酒的澄清技術進行研究，選用殼聚糖、干酪素、皂土及蛋清4種澄清劑進行處理，獲得的龍眼發酵酒的透光率均可達到90%以上，向10 mL酒液中加入0.2 mL的1%干酪素，透光率為96.9%。干酪素對果酒的色度影響較大，不當處理容易導致果酒褐變，降低果酒的色度。

2 果酒陳化技術研究現狀

物理催陳法、化學催陳法、生物催陳法等是酒類產品常用的人工催陳方法。其中物理催陳法包括高溫熟化、微波催陳、超聲波催陳、電子束輻照催陳、超高壓催陳等；化學催陳法包括氧化法和催化法；生物催陳法主要是酶催陳[35]。在棗酒及其他果酒的陳化研究中，物理催陳法應用較為廣泛，而化學催陳法及生物催陳法大多應用在白酒的催陳中，本文主要是針對物理催陳法進行綜述。物理催陳法是在體系外，對酒體輸入能量促近其陳化的進程加快，而化學和生物催陳法是利用酒體中各類物質之間的相互作用關系，采取相應手段促使其陳化速率提高[36]。

2.1 超聲波催陳技術

超聲波在媒介中產生的機械振動可以與媒介產生熱作用、機械作用和空化作用，從而有多種效應產生[37-38]。

近幾年也有很多關于超聲波陳化技術的研究，陳雨欣等[39]對超聲波在黃酒陳釀中的影響進行了總結，表明超聲波陳化具有降低生產成本、空間、人力資源以及綠色環保等優點。LUKIC K等[40]對高功率超聲處理赤霞珠紅葡萄酒酚類、色度和香氣組成產生的影響進行了研究，結果表明，適當的超聲波處理可加速某些陳釀反應，從而縮短陳釀時間。當頻率為37 kHz或80 kHz時，對紅酒化學成分的影響最大，其次是溫度20 ℃或60 ℃和振幅40%或100%。LI X等[41]研究表明，低頻功率超聲波（120 W，20 min）處理藍莓酒對早期老化階段的顏色呈現具有積極影響，并且其抗氧化活性沒有被減弱。最適條件為超聲功率180W，超聲時間20min。王婷婷[42]探究了超聲波影響紅葡萄酒的呈色作用，實驗證明超聲波可以影響紅葡萄酒的色澤。在20 kHz的超聲頻率、100 W超聲功率處理紅葡萄酒28 min時，紅葡萄酒的改善最明顯；冷慧娟[43]采用不同的時間的超聲波對赤霞珠紅葡萄酒處理，但在20 min后葡萄酒的風味開始變差，失去了原有的風味。申遠等[44]研究發現，在經超聲波處理后，紅葡萄酒由于總酚含量、總黃酮含量降低，導致抗氧化活性有所下降。張清安等[45]研究表明，在適度的超聲波處理下可以一定程度影響或改善紅葡萄酒的品質。孫慧[46]在對刺梨干紅酒進行25 min，50 kHz的超聲處理后，檢測到其揮發酸和總酸的含量較大幅度的下降，揮發酯和總酯有所提高，極大地改善了刺梨果酒苦澀味重的缺陷。綜上所述，超聲波催陳技術對酒類具有一定的催陳效果。并且，在適當的超聲波處理下，果酒的品質會有一定的變化甚至有所改善。

2.2 超高壓催陳技術

超高壓處理技術最早是應用于延長奶制品的貨架期，后來逐漸應用到了果汁、果醬、酒品等食品方面[47]。超高壓技術是利用水為傳壓介質，將樣品置于超高壓設備中，在壓強為100 MPa以上的壓力下，保壓一定時間的過程。在處理的過程中，酒中的非共價鍵被破壞，致使酶、蛋白質等失活、變形，酒中的物質加速碰撞，化學反應加快，從而達到改善酒的品質及風味的目的[48]。

近幾年來，也有很多對超高壓催陳酒類的研究。溫海祥等[49]研究發現，香蕉果酒在300 MPa壓力下處理6 min后，香氣成分有所減少，醇類物質相對含量增加，酯類物質相對含量減少，但乙酸乙酯的含量明顯提高；冷慧娟等[50]將赤霞珠葡萄酒在100～500 MPa下進行超高壓處理，結果表明葡萄酒的pH值和色度有所升高，總酯含量增加，乙醇、雜油醇、酸類和醛類有不同程度的下降。葡萄酒的口感和風味在不同程度的產生變化。在300 MPa壓力處理30 min時葡萄酒的口感和風味最佳；LOIRA I等[51]用超高壓對葡萄酒進行均質處理，結果發現在300 MPa壓力下處理的葡萄酒果味更加濃郁，并且具有更好的香氣；夏亞男等[52]研究了超高壓處理對紅棗酒的催陳效果，在300 MPa壓力下，紅棗酒的pH值、糖度有所上升，呈色更加鮮艷，香氣更加濃郁，抗氧化性顯著提高，具有較好的催陳效果；閆浩凱等[53]對超高壓處理白蘭地酯類物質的變化進行了研究，白蘭地經過超高壓處理后，總酯出現了增長的趨勢，并得出了最優工藝參數，在25 ℃、309 MPa壓力下處理51 min，所得的總酯含量為0.86 g/L，可達到4～7年的陳釀效果。

2.3 高溫熟化催陳技術

高溫熟化催陳技術是一種傳統的人工陳釀技術，將果酒置于高溫一定時間，使酒類達到催陳的效果。在較高溫度下，酒內的分子反應劇烈，可以過快發生酯化和氧化反應。趙赟[54]對干紅葡萄酒進行了加熱處理，發現在50 ℃加熱5 d后，葡萄酒的酯類物質、色調值均有所升高，酸味有所減弱，與新酒相比，品質明顯提升。LAGO-VANZELA E S等[55]在25 ℃、35 ℃和50 ℃下加速陳釀葡萄酒，通過測量總酚，總花青素和抗氧化活性，來檢測經受加速老化條件的紫羅蘭紅葡萄酒的變化。結果發現溫度確實對葡萄酒的陳釀有一定的影響，與新鮮葡萄酒相比，總酚含量升高，花青素有所降低。馮彬[56]對桑葚蜜酒進行26 ℃、30 ℃、34 ℃高溫加熱處理，在34 ℃處理28 d時，蜜酒的總酸達到了最大值。

2.4 微波催陳技術

微波催陳是指通過微波的沖擊力，使果酒中的分子重新組合，使果酒達到陳化的效果。李聰等[57]對干紅葡萄酒進行了不同功率的微波處理，并測定果酒的色度及pH值，實驗結果發現，微波功率設置為420 W，處理5 min，所得的葡萄酒色澤最好，但pH值無明顯變化。邱倩玉[58]研究發現，將獼猴桃白蘭地于200 W的微波處理4 min后，該果酒的總酚含量上升最多，為329.2 mg/L，甲醇下降了101 mg/L，且此條件感官評價最高。于立梅等[59]將山竹果酒在微波中等火力下處理6 min，揮發性香氣有所改善，總酯含量升高至2.79 g/L。

2.5 電子束輻照催陳技術

電子束輻照催陳是將果酒通過電離輻射的能量，促進果酒的氧化還原反應，增加酯香。曾竟藍[60]對柑橘新酒進行不同程度的輻照處理，在1 000 Gy輻照時，柑橘酒的香味濃郁，口感順滑。馬德秀[61]將香梨白蘭地基酒放置在輻照劑量為6 kGy條件下處理，所得到的果酒香氣結果較好，感官得分為87.53分。華粉妹等[62]曾將黃酒進行輻照催陳處理，100～600 Gy為最佳催陳劑量。

3 黑化紅棗酒的現狀及澄清凈化、催陳技術

3.1 黑化紅棗酒的現狀

目前，市場上的棗酒大多是用紅棗發酵釀造而成，紅棗酒是以紅棗作為原材料，經過浸泡、破碎、發酵等處理工藝釀造而成的低酒精、營養高的滋補果酒[63]。紅棗酒中所含的營養物質易被人體吸收，富含極高的營養價值及藥用價值。通過發酵這一工藝，不僅保留了紅棗中絕大部分的營養成分，更是通過發酵產生了新的物質，使棗酒具有了更高的營養價值。經過一定溫度和濕度條件下處理的黑化紅棗不僅保留了紅棗絕大部分的營養物質，更增強了其本身的抗氧化能力[64]。KIM J E等[65]測定了黑化紅棗中的理化成分及其抗氧化能力，其結論表明在黑化的處理過程中，紅棗本身中的蔗糖在高溫下轉化成了單糖，果糖和葡萄糖的含量在增加，總多酚的含量隨著陳化時間的延長也在顯著的增加。宋亞茹等[66]研究表明，紅棗在成熟過程中，其營養成分含量在逐漸減少，而黑化紅棗與普通紅棗相比具有更強的抗氧化能力。由黑化紅棗發酵而來的黑化紅棗酒，口感更加柔和，具有濃郁的棗香氣味，其中環磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）、熊果酸、鐵、維生素等功效成分含量豐富，抗氧化能力強，對治療心絞痛、心肌梗死效果明顯，具有補血、護心、養顏等功效[67]。

3.2 黑化紅棗酒的澄清凈化

隨著國內酒類消費市場布局調整、產品結構不斷優化，低酒度、高營養的發酵型果酒表現出巨大的市場潛力[68]。由黑化紅棗發酵而來的黑化紅棗酒，產品口感柔和，棗香濃郁，同時富含環磷酸腺苷、熊果酸、鐵、維生素等多種功效成分，具有很大的市場潛力[67]。但黑化紅棗發酵而成的酒液，顏色呈深褐色，成分復雜，即使經過及時過濾，在后期陳釀過程中也會出現渾濁、沉淀、失光等影響酒體的現象產生。因此，黑化紅棗酒的澄清凈化需要進一步的研究，從而保證黑化紅棗酒的品質和穩定性。

3.3 黑化紅棗酒的催陳技術

棗酒在陳化過程中，新制的棗酒陳化反應速率較為緩慢，耗時長，導致所需的周期長，企業生產成本較高，嚴重影響了企業的生產效率和經濟利益，限制了黑化紅棗酒的發展。所以，尋找一種適合于黑化紅棗酒的人工催陳方法對黑化紅棗酒的發展有重要意義。

4 結語

澄清是果酒生產的一個重要環節，低溫澄清法、離心澄清法、自然澄清法以及澄清劑澄清法都可以對果酒具有一定的澄清效果。經過澄清處理可以使酒體透明、穩定，延長產品的貨架期，因此探索棗酒及果酒的澄清工藝具有一定的研究價值。

陳釀可以提高果酒的品質，豐富棗酒的營養物質，還可以使口感變得更加柔和。物理催陳法、化學催陳法、生物催陳法等是酒類產品常用的人工催陳方法[35]。與其他催陳方法相比超聲波催陳技術具有低廉的生產成本、空間和人力資源綜合占用小、改善果酒的品質等優點，超高壓催陳技術對于果酒具有較為明顯的陳化效果。因此，對于充分利用超聲波及超高壓技術逐步促進棗酒及果酒陳釀技術的應用研究具有一定的宏觀社會性和經濟效益。