不同澄清方法對柿子酒澄清效果及理化成分的影響

潘俊，吉姆·哈迪，張愛華，曾令文

常州大學城鄉礦山研究院（常州 213164）

柿子屬柿樹科，味甘、性寒，含有蛋白質、糖類、果膠、多種維生素及礦物質，具有較高的營養價值和藥用價值[1]。柿子的成熟時間比較集中，在成熟后如不及時采摘加工，容易腐爛變質，但現在柿子最常見的加工方式是做成柿餅，比較單一，目前，柿子酒是一種極具有潛力的新型柿子深加工產品[2]。

果酒渾濁是因為在酒中一些負離子的電離作用下，與酒中帶正電的蛋白質顆粒發生反應凝聚成難溶性締合物[3]。而柿子中含有大量的果膠和蛋白質等大分子物質[4]。在成品酒中容易形成沉淀，對果酒的品質和感官有不好的影響，會大大影響果酒的銷售，所以柿子酒裝瓶前的澄清處理就變得十分重要。目前，一些常見的果酒澄清方法有冷熱處理法、化學澄清劑法、機械澄清法[5-6]。此次試驗為了解決柿子酒的澄清問題，選用了自然冷處理法、澄清劑法（皂土、土豆蛋白、殼聚糖、POLYMUST）和陶瓷膜澄清法，研究冷處理的最佳天數，澄清劑的最適宜下膠量和陶瓷膜的最適合工藝條件對柿子果酒的澄清效果及理化成分的影響，從而確定合理有效的澄清方法，為柿子果酒的生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

柿子果酒（常州大學城鄉礦山研究院中澳果酒研發中心釀制）；發酵菌種RB2干酵母（法國LAFFORT公司）；皂土、PLOYMUST澄清劑、土豆蛋白（VEGECOLL）：法國LAFFORT公司；殼聚糖（食品級，河南信和生物科技有限公司）；其余試劑均為分析純，購于常州市潤友商貿有限公司。

1.2 儀器與設備

電子天平（杭州萬特衡器有限公司）；PHS-25型數顯pH計（上海儀電科學儀器股份有限公司）；20 L小型發酵罐（煙臺帝伯仕啤酒技術有限公司）；陶瓷膜過濾機：50 nm膜孔徑（江蘇久吾高科技股份有限公司）；恒溫水浴鍋（蘇州市國飛實驗室儀器有限公司）；UV-2600紫外可見分光光度計（日本島津公司）。

1.3 澄清溶液的配制

皂土溶液：取5 g皂土，加入100 mL 50 ℃蒸餾水，浸泡24 h后，攪拌均勻，配制成50 g/L的皂土懸浮液備用[7]。

土豆蛋白溶液：用10倍體積的水溶解土豆蛋白，形成乳狀的混合液，靜置3 h后備用[8]。

殼聚糖溶液：準確稱取1 g殼聚糖溶于50 mL蒸餾水中，同時加2 mL冰醋酸攪拌均勻，在80～90 ℃水浴中攪拌完全溶解后，定容至100 mL，靜置備用[9]。

POLYMUST溶液：取5 g POLYMUST，加入100 mL蒸餾水中浸泡6 h，攪拌均勻，配制成50 g/L的溶液備用。

1.4 試驗方法

1.4.1 透光率和色度檢測方法

透光率：取澄清處理后的果酒上清液，以蒸餾水為參比，用紫外分光光度計在680 nm處測其透光率[10]。

色度：先測定柿子酒的pH，用0.2 mol/L磷酸氫二鈉與0.1 mol/L檸檬酸溶液混合調至相同pH的緩沖液稀釋10倍，在420，520和620 nm下分別測定其吸光度，三者之和表示色度[11]。

1.4.2 理化成分檢測方法

酒精度、總糖、滴定酸、SO2：按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[12]規定的方法測定；總酚：福林酚試劑法[13]；蛋白質含量：考馬斯亮藍G250法[14]。

1.4.3 陶瓷膜澄清操作參數的確定方法

試驗選取50 nm孔徑的陶瓷膜，因為膜孔徑如果太小，膜通量就會越小，不利于試驗的進行，而膜孔徑稍大的話會在澄清過程中直徑較小或具有彈性的顆粒在過濾壓力作用下進入膜孔隙中，導致膜組件污染[15]。根據陶瓷膜澄清的工藝要求，通過改變陶瓷膜的膜面流速、操作溫度和操作壓差，以膜通量和透光率為指標，進行正交試驗確定最優的澄清操作條件。因素水平見表1。

表1 陶瓷膜澄清工藝正交試驗因素與水平

1.4.4 澄清劑試驗方法

自然冷處理澄清試驗：取3份柿子酒，每份200 mL，放入取樣瓶中，置于1～3 ℃冷庫中存放，每2 d測其透光率和色度。

皂土澄清試驗：用取樣瓶取6份柿子酒，每份200 mL，分別加入0.5，1，1.5，2，2.5和3 g/L皂土溶液，充分混合后室溫靜置3 d，取上清液測其透光率和色度。

土豆蛋白澄清試驗：用取樣瓶取6份柿子酒，每份200 mL，分別加入0.04，0.08，0.12，0.16，0.12和0.24 g/L土豆蛋白溶液，充分混合后室溫靜置3 d，取上清液測其透光率和色度。

殼聚糖澄清試驗：用取樣瓶取6份柿子酒，每份200 mL，分別加入0.25，0.3，0.35，0.4，0.45和0.5 g/L殼聚糖溶液，充分混合后室溫靜置3 d，取上清液測其透光率和色度。

POLYMUST澄清試驗：用取樣瓶取6份柿子酒，每份200 mL，分別加入0.3，0.4，0.5，0.6，0.7和0.8 g/L POLYMUST溶液，充分混合后室溫靜置3 d，取上清液測其透光率和色度。

1.4.5 感官測評

感官評定：參考NY/T 1508—2017《綠色食品 果酒》[16]，制定了適合該果酒的評定要求，由20人組成品評小組進行參評，采取無記名方式對果酒的色澤、香氣、口感和典型性進行綜合評分，滿分100分（外觀占20%、香氣占30%、口感占40%、典型性占10%），取總分的平均值為該樣品的綜合得分。

2 結果與討論

2.1 自然冷處理對柿子果酒澄清的影響

如圖1所示，將柿子酒放入1～3 ℃冷庫中后，前6 d的透光率顯著增大，達到74.8%，色度持續降低；在第8天時，透光率達到最大值76.2%，色度降到1.285；由此至14 d時，中間測得的透光率與色度變化幅度較小，由此可見在自然冷處理下，澄清時間8 d為最適宜的天數，比原酒的澄清度提高了29.1%，但總體酒體澄清不夠明顯，很難達到理想的澄清效果。

圖1 自然冷處理天數對柿子果酒澄清的影響

2.2 皂土用量對柿子果酒澄清的影響

皂土是一種膠狀黏土，本身帶有陰離子，可與酒體中的陽離子蛋白質結合形成沉淀，從而達到澄清酒體的作用[17]。皂土在澄清過程中效果良好，一般在葡萄酒的澄清和穩定過程中使用廣泛[18]。皂土用量對柿子果酒澄清的影響如圖2所示。

由圖2可知，隨著皂土用量的增加，透光率呈先上升后下降的趨勢，色度呈先下降后上升的趨勢，當用量為1.5 g/L時，透光率達到最大值85.1%，比原酒提高了38%。隨著皂土用量的增大，透光率明顯下降，而色度卻增加，這是因為在皂土的吸附能力達到平衡后，再增加用量，會導致下膠過量，從而引起酒體的渾濁，透光率下降明顯，測得的吸光度增大，導致色度增大。綜上所述，皂土的最佳用量為1.5 g/L。

圖2 皂土用量對柿子果酒澄清的影響

2.3 土豆蛋白用量對柿子果酒澄清的影響

土豆蛋白是一種植源型澄清劑，從土豆中提取的植物蛋白。植物型高分子物質具有高黏性、絮凝性、無毒害的特點[19]。處理后的果酒的口感會變得親和、細膩，還會減少酒中的苦澀感，不會產生褪色嚴重的副作用[20]。土豆蛋白用量對柿子果酒的澄清影響如圖3所示。

由圖3可以看出，隨著土豆蛋白用量的增加，透光率先上升后急劇下降，當添加量達到0.12 g/L時，透光率達到最大值88.8%，而色度從最初的1.184降到0.926，下降的比例比皂土要小，當添加量超過0.12 g/L時，透光率驟然下降，而色度略有上升，但上升幅度變緩，這是因為土豆蛋白大量懸浮，導致酒體渾濁，測得的透光率也隨之減小。

圖3 土豆蛋白用量對柿子果酒澄清的影響

2.4 殼聚糖用量對柿子果酒澄清的影響

殼聚糖是一種天然陽離子絮凝劑，在溶液中可以質子化成為帶正電荷的電解質，可以與酒體中帶負電荷的蛋白質、果膠等發生反應，使溶膠聚沉，以達到澄清目的[21]。殼聚糖用量對柿子果酒的澄清影響如圖4所示。

由圖4可以看出，當殼聚糖用量為0.4 g/L時，柿子果酒的澄清度最佳，透光率為87.8%，色度為0.719。當用量再增加時，透光率下降很快，色度隨之上升，這是因為過多的殼聚糖黏性較大，使得膠體懸浮，達不到沉降的效果。綜上所述，0.4 g/L為最適宜的添加量。

圖4 殼聚糖用量對柿子果酒澄清的影響

2.5 POLYMUST用量對柿子果酒澄清的影響

POLYMUST是一種結合植物蛋白和PVPP（交聯聚乙烯基吡咯烷酮）的下膠產品，適用于各種葡萄酒和果酒的下膠澄清，可以穩定果酒的顏色特征，減少澀感，去除掩蓋芳香和引起顏色變化的易被氧化的酚類物質。POLYMUST用量對柿子果酒的澄清影響如圖5所示。

由圖5可以看出，PLOYMUST澄清劑對柿子果酒的透光率和色度均有作用，但作用效果存在差異。在添加量0.3～0.5 g/L范圍內，澄清效果有明顯提高；在0.5 g/L時，透光率高達91.3%，此時色度下降到最小的0.662；當添加量大于0.5 g/L時，透光率下降，但下降趨勢不明顯，可能是因為其中所含的PVPP不溶于水，凝膠形成量小[22]，從而導致吸光度上升趨勢緩慢，色度也變化不大。綜上所述，當PLOYMUST添加量為0.5 g/L時，果酒的澄清度與色度最佳。

圖5 POLYUST用量對柿子果酒澄清的影響

2.6 陶瓷膜澄清操作參數正交試驗優化

通過改變陶瓷膜的膜面流速、操作溫度和操作壓差，以膜通量和透光率為指標，進行正交試驗確定最優的澄清操作條件。結果與分析見表2。對于膜通量來說，影響因素的大小排列順序是A（操作壓差）＞C（膜面流速）＞B（操作溫度），其最優工藝組合為A3B1C3，即操作壓差0.3 MPa，操作溫度15 ℃，膜面流速2 m/s。而對于透光率這個指標來說，影響最大的是A（操作壓差），其次是C（膜面流速），而B（操作溫度）的影響最小，對于因素A（操作壓差），其最高水平對透光率的影響最大，因此取A3，同理，操作溫度取B3，膜面流速取C3，但考慮到操作溫度對透光率的影響不明顯，并且9組試驗的透光率均在90%以上，酒體溫度持續過高對酒精度和易揮發香氣物質也有損失。綜合分析，陶瓷膜的操作條件最優組合為A3B1C3，與第7號試驗的操作參數一致，而7號試驗的膜通量為9組試驗的最高值，透光率高達95.7%，色度為0.589，因此7號試驗參數組合為最佳試驗組合。

2.7 6種方法澄清柿子果酒的效果比較

以透光率和感官評價為指標，比較了自然冷處理、皂土、土豆蛋白、殼聚糖、PLOYMUST在最佳添加量和陶瓷膜在最適宜操作條件下對柿子果酒的澄清效果，結果如圖6所示。6種方法對柿子果酒澄清均有明顯作用，但作用效果存在差異。澄清效果從大到小依次是陶瓷膜＞POLYMUST＞土豆蛋白＞殼聚糖＞皂土＞自然冷處理，澄清度越高，酒體呈現的外觀評分越高，導致感官評分也就越高。陶瓷膜澄清后的果酒透光率達到95.7%，感官評分高達92分，酒體清亮，口感豐滿，相較于其他5種方法，優勢更加明顯。

表2 陶瓷膜澄清工藝優化正交試驗結果與分析

圖6 6種澄清方法對柿子果酒澄清的效果比較

2.8 6種澄清方法對柿子果酒理化成分的影響

按6種方法對柿子果酒進行澄清處理，澄清的效果有一定的差異，也會對理化成分有著一定的影響，結果如表3所示。不同的澄清方法對酒精度、總糖、總SO2均沒有顯著影響（p＞0.05），而對總酚有顯著影響（p＜0.05），其中皂土、土豆蛋白、殼聚糖處理與自然條件處理有差異，但總酚下降不明顯，而POLYMUST處理后總酚下降很大，原因是POLYMUST中含有PVPP成分，去除了果酒中一些掩蓋香氣和引起顏色變化的易被氧化的酚類物質。而陶瓷膜處理后總酚下降原因可能是在過濾時除去了大量的組織細胞碎片，而碎片中含有一些酚類物質，導致總酚下降。對于滴定酸來說，只有殼聚糖處理后有所上升，其他處理無顯著差異，原因是殼聚糖溶液呈酸性，影響了滴定酸的數值。在蛋白質的含量上，各個處理均使數值下降，其中陶瓷膜截留的蛋白質最多。

表3 不同澄清方法對柿子果酒理化成分的影響

3 結論

此次試驗比較了6種澄清方法對柿子果酒澄清效果及理化成分的影響，并對自然冷處理天數，皂土、土豆蛋白、殼聚糖、POLYMUST的最適宜添加量，陶瓷膜澄清工藝條件的優化進行了研究。結果表明，陶瓷膜澄清果酒后的澄清效果和感官評分最佳。在陶瓷膜的操作壓差0.3 MPa、操作溫度15 ℃、膜面流速2 m/s的條件下，柿子果酒的透光率為95.7%，色度為0.589，酒精度為13.2%vol，總糖含量為6.46 g/L，總酚含量為0.981 g/L，滴定酸含量為6.22 g/L，蛋白質含量為80.32 mg/L，總SO2含量為20.84 mg/L，感官評分為92分，澄清后的果酒顏色黃艷，酒體醇厚，澄清透明無懸浮物。