殼聚糖澄清蘋果酒的工藝優(yōu)化及其效果評價＊

席 超,張 贊,閆振華,魏國琴,戴洪義

1(青島農(nóng)業(yè)大學園林園藝學院,山東青島,266109)

2(山東省果樹所,山東泰安,271000)

以蘋果清汁釀造的蘋果酒含有多種化學物質(zhì),在儲藏過程中會出現(xiàn)渾濁沉淀,影響蘋果酒的品質(zhì)。蘋果酒的澄清與多種因素有關(guān),酚類是有礙蘋果酒澄清的“不穩(wěn)定因素”[1],在蘋果酒中兒茶素 ,表兒茶素、咖啡酸、綠原酸等單酚物質(zhì)含量多,會發(fā)生聚合反應(yīng)[2],同時,可溶性蛋白質(zhì)也會與多酚物質(zhì)發(fā)生聚合[3],影響蘋果酒的澄清。

殼聚糖是氨基葡萄糖的直鏈多聚糖,由甲殼素脫乙酰基制得[4],對蛋白質(zhì)、多酚等具有良好的吸附和絮凝作用。由于甲殼素在自然界中存量豐富,且無毒[5],近年來,對甲殼素和殼聚糖的研究十分廣泛。利用殼聚糖對獼猴桃干酒進行澄清,澄清速度快,效果好[6]。本試驗對殼聚糖澄清蘋果酒的工藝進行優(yōu)化,并對澄清效果進行評價。

1 材料與方法

1.1 材料

“富士”蘋果:取自青島農(nóng)業(yè)大學園林園藝學院試驗站。

菌株:本研究室篩選的SY01‘酵母菌[7]。

蘋果酒:按楊曉英的方法制備[7]。果實采收后于 0-4℃下后熟 15-20 d,使果實中的淀粉轉(zhuǎn)化為糖,用榨汁機勻速壓榨得到果汁,立即添加 50 mg/L SO2,3.33 mL/L果膠酶和 3.33 mL/L淀粉酶。置于50℃恒溫水浴保溫 2 h,用正壓過濾器 3層濾紙過濾后,得到蘋果清汁,將其靜置 24h后,按 5%接種量接入已活化好的SY01‘菌株低溫發(fā)酵。

殼聚糖:上海卡博工貿(mào)有限公司生產(chǎn),脫乙酰度＞92%,用 2.0 g/L檸檬酸溶液將殼聚糖配成 1.0 g/L溶液備用。

1.2 儀器

高效液相色譜儀,美國 Agilent公司 1100系列;HZQ-F160振蕩培養(yǎng)箱,哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司;TULTRASPEC 3300 PRO分光光度計,Amersham Biosciences;TCP2全自動測色色差儀,北京鑫奧依克光電技術(shù)有限公司;SW-CJ-1FD超凈工作臺,上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠等

1.3 試驗方法

蘋果酒澄清度的測定[8]:取 2 mL酒樣,以蒸餾水做參比,測定 680 nm下的透光率,以透光率值 T680表示。

蘋果酒色度的測定[8]:取 2 mL酒樣,以蒸餾水做參比,測定 420 nm下的吸光度,以吸光度值 A420表示。

蘋果酒色差值的測定:以蒸餾水做參比,用 TCP2全自動色差儀測定蘋果酒的黃色色差值 (DB),紅色色差值 (DA),總色差值 (DE)。

蘋果酒中可溶性蛋白含量的測定:Bradford法[9]。

蘋果酒中總酚含量的測定:FC法[10]。

蘋果酒中單酚類物質(zhì)測定:高效液相色譜法(HPLC法)[11]

1.3.1 殼聚糖澄清蘋果酒單因素試驗

由于殼聚糖用量、處理時間與處理溫度對蘋果酒澄清效果都可能存在影響[8],因此首先通過單因素試驗,確定各個因素的作用條件范圍。

1.3.1.1 殼聚糖用量對蘋果酒澄清的影響

室溫下 (25℃),取 25 mL蘋果酒 7份,加入殼聚糖溶液 ,使殼聚糖終濃度分別為 0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0和 1.2 g/L,用蒸餾水平衡體積,振蕩后靜置,取上清液,測定透光率 T680和吸光度 A420。

1.3.1.2 殼聚糖處理時間對蘋果酒澄清的影響

室溫下 (25℃),取 100 mL蘋果酒,加入殼聚糖,使其終濃度為 1.0 g/L,不斷振蕩,每隔 0.5h取 5 mL酒樣,樣品靜置后取上清液,測定透光率 T680和吸光度A420。

1.3.1.3 殼聚糖處理溫度對蘋果酒澄清的影響

取 25 mL蘋果酒于 50 mL比色管中,分別于不同溫度 (15,20,25,30,35,40℃)下保溫至溫度恒定后,加入殼聚糖,使其終濃度為 1.0 g/L,于振蕩培養(yǎng)箱中振蕩 2 h后靜置,取上清液,測定透光率 T680和吸光度

在單因素試驗的基礎(chǔ)上,設(shè)計三因素三水平正交試驗,確定殼聚糖對蘋果酒澄清的最佳工藝參數(shù),以殼聚糖用量三水平分別為 0.6,0.8,1.0 g/L;處理時間三水平分別為 0.5,1.5,2.5h;處理溫度三水平分別為 20,25,30℃。按 L9(34)正交表設(shè)計,以蘋果酒透光率 T680和吸光度 A420為試驗指標。

1.3.3 殼聚糖最佳處理條件澄清蘋果酒的效果評價

以正交試驗確定的條件澄清蘋果酒,以未處理蘋果酒為對照,評價殼聚糖處理對蘋果酒的透光率T680、吸光度 A420、可溶性固形物含量、總酸、可溶性蛋白質(zhì)、黃色色差值 (DB)、紅色色差值 (DA)、總色差值(DE)、單酚物質(zhì)含量的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素處理試驗結(jié)果

2.1.1 殼聚糖添加量與澄清的關(guān)系

如圖1所示,殼聚糖處理對蘋果酒的透光率和吸光度影響明顯,隨著殼聚糖用量的增加,蘋果酒的透光率 T680逐漸升高,吸光度 A420逐漸下降,當殼聚糖用量達到 1.0 g/L時,T680達到較大值,A420達到較小值。進一步增大殼聚糖的用量,對 T680和 A420值影響不大。

2.1.2 殼聚糖處理時間與蘋果酒澄清度的關(guān)系

本案中的張某患有間歇性精神病。在張某間歇性精神病發(fā)作住院期間，張甲安排其父親訂立遺囑，顯然是有瑕疵的。張某是否具備訂立遺囑所需要的完全民事行為能力，需要人民法院經(jīng)法定程序確認。如果張某當時不具備完全民事行為能力，那么他所訂立的遺囑就是無效的，其遺產(chǎn)就應(yīng)當適用法定繼承。

用 1.0 g/L殼聚糖處理 0.5 h的蘋果酒,透光率T680升高明顯,處理 1 h后,透光率增加不明顯。處理2 h時的蘋果酒吸光度 A420降低最大,進一步延長處理時間對蘋果酒的吸光度的影響不明顯 (見圖2)。

2.1.3 殼聚糖處理溫度與蘋果酒澄清度的關(guān)系

圖1 殼聚糖用量對蘋果酒澄清的影響

圖2 殼聚糖處理時間與蘋果酒澄清度的關(guān)系

隨著處理溫度的升高,殼聚糖對蘋果酒的透光率T680逐漸增高,30℃時,蘋果酒的透光率 T680接近最大值。但溫度對蘋果酒吸光度 A420的影響較小 (圖3)。

圖3 殼聚糖作用溫度與蘋果酒澄清效果的影響

2.2 正交試驗結(jié)果與方差分析

由表 1可以看出,由三因素對蘋果酒的澄清度T680和吸光度 A420極差 (R值)影響大小排列可以確定,三因素對蘋果酒的澄清度 T680和吸光度 A420影響效果大小排列為:殼聚糖添加量 ＞處理時間 ＞處理溫度。根據(jù)三因素對蘋果酒的 T680和 A420的平均值 (k值)對比可以看出,3個因素中 A(殼聚糖用量)因素以 1.0 g/L為最好,B(處理時間)因素以 0.5 h為最好。C(處理溫度)因素以 20℃為最好。

表1 殼聚糖澄清蘋果酒的正交試驗結(jié)果

由方差分析可以看出,殼聚糖用量對蘋果酒透光率 T680影響達到極顯著水平,對蘋果酒吸光度 A420影響達到極顯著水平。處理時間和處理溫度對蘋果酒透光率 T680影響達到顯著水平,而對吸光度 A420影響未達到顯著水平 (見表 2)。

表2 殼聚糖澄清蘋果酒正交試驗方差分析

2.3 以殼聚糖最佳處理條件澄清蘋果酒對蘋果酒各項指標的影響

由于正交試驗表獲得的最優(yōu)組合 A3B1C1,在正交表中未安排試驗,需進行試驗驗證。

以殼聚糖用量為 1.0 g/L,處理時間為 0.5 h,處理溫度為 20℃進行試驗,評價殼聚糖對蘋果酒澄清的效果,以未處理蘋果酒為對照。

2.3.1 殼聚糖處理對蘋果酒常規(guī)指標的影響

經(jīng)過殼聚糖處理的蘋果酒的 T680顯著提高,吸光度 A420顯著下降,可溶性固形物、總酸含量變化不大,總酚含量、可溶性蛋白含量、紅色色差 (DA),黃色色差 (DB)、總色差 (DE)顯著降低 (見表 3)。

表3 最佳澄清處理對蘋果酒相關(guān)指標的影響

2.3.1 殼聚糖處理對蘋果酒單酚物質(zhì)的影響

經(jīng)過殼聚糖處理的蘋果酒中綠原酸、咖啡酸、表兒茶素、兒茶素均有降低,以綠原酸降低最為明顯,降低了 139.4,其次為咖啡酸、表兒茶素、兒茶素 (見圖4、圖5和表 4)。

表4 處理和對照蘋果酒中小分子酚類色譜圖峰面積對比

圖4 未處理蘋果酒酚類分離色譜圖

圖5 處理蘋果酒酚類分離色譜圖

3 結(jié)論和討論

(1)殼聚糖對蘋果酒澄清效果明顯,澄清最佳條件為:殼聚糖用量為 1.0 g/L,處理時間為 0.5h,處理溫度為 20℃。經(jīng)過殼聚糖澄清處理的蘋果酒,總酚含量,可溶性蛋白含量降低,兒茶素,表兒茶素,咖啡酸,綠原酸含量降低,紅色色差,黃色色差和總色差值均降低,顏色變得純正,色澤鮮亮透明且有光澤。

(2)殼聚糖通過對可溶性蛋白和酚類物質(zhì)的吸附來澄清蘋果酒和改善蘋果酒的顏色。其原因可能為:降低了可溶性蛋白與酚類物質(zhì)的聚合,使蘋果酒澄清,同時減少了酚類物質(zhì)氧化為黃棕色的醌型,半醌型多聚體,改善蘋果酒的顏色,為蘋果酒的護色研究提供了借鑒。但蘋果酒中香氣物質(zhì)主要是沸點低的酯類和醇類等,此工藝對蘋果酒香氣物質(zhì)是否有影響,還需進一步研究。

(3)經(jīng)過殼聚糖澄清的蘋果酒中可溶性固形物、總酸含量基本不變,但殼聚糖的使用是否會對蘋果酒的營養(yǎng)和口感造成影響還未知,建議從原料選擇上就注意防止蘋果酒的渾濁和褐變,選用褐變程度輕的蘋果品系進行蘋果酒生產(chǎn),簡化澄清工藝,節(jié)約成本。

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