大孔吸附樹脂抑制荔枝酒褐變的研究

凌 俐，黃曉金，楊幼慧，雷紅濤，蹇華麗

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州510642）

大孔吸附樹脂抑制荔枝酒褐變的研究

凌 俐，黃曉金，楊幼慧，雷紅濤，蹇華麗*

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東廣州510642）

研究了大孔吸附樹脂應(yīng)用到荔枝酒中的防褐變效果。通過考察LSA-900C、LSA-800B和XDA-5三種樹脂的靜態(tài)吸附時間、料液比、吸附溫度對荔枝汁總酚含量、色度及香氣的影響，確定LSA-900C為較合適的吸附處理樹脂，吸附條件為料液比3∶200～1∶20，溫度20～30℃，時間5～10min；采用LSA-900C分別吸附荔枝汁及荔枝酒，考察其防褐變效果及感官品質(zhì)，結(jié)果表明，發(fā)酵后吸附比發(fā)酵前吸附所得荔枝酒在貯存過程中更加不易褐變，且感官品質(zhì)更佳，因此采用LSA-900C大孔樹脂在發(fā)酵完成后處理荔枝酒能有效減緩褐變且較少影響荔枝酒的品質(zhì)。

大孔吸附樹脂，荔枝酒，多酚，褐變

荔枝（Litchi chinensis Sonn.）是我國南方特有水果，具有藥用價值和功能活性[1-2]，通過低溫原汁釀制的荔枝酒風(fēng)味獨特，果香濃郁，深受大眾喜愛。但荔枝酒的褐變問題已成為荔枝酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸[3]。研究表明，荔枝酒中多酚類物質(zhì)的氧化是導(dǎo)致其褐變的重要因素。目前抑制荔枝酒褐變的方法多為低溫貯藏、隔絕氧氣或加入還原劑延緩多酚氧化，如4℃滿罐密封避光陳釀、充氮貯藏[4]、添加二氧化硫或其他防氧化劑[5-6]等。

大孔吸附樹脂是一類多孔結(jié)構(gòu)的高分子交聯(lián)聚合物，其中一些類型對多酚類物質(zhì)[7]具有較好的選擇性吸附性能，可以有效防止荔枝酒褐變。在果汁生產(chǎn)工藝中，大孔樹脂可用于果汁果酒的脫苦、脫酸、脫色、澄清、去除果汁中毒素及農(nóng)殘[8]。Gao等[9]曾用吸附樹脂分離獼猴桃汁中的多酚來脫澀和防褐變，范愛軍等[10]采用LSA-900C的大孔樹脂對庫爾勒香梨果汁進行脫色，蘋果汁和蘋果酒利用樹脂吸附脫色的研究也有報道[11-12]。至今未有人將大孔吸附樹脂運用至荔枝酒的加工中。與其他果汁果酒不同，香氣為荔枝酒的主要特征，而大孔樹脂的物理吸附會使荔枝酒中的極性香氣成分損失如醇類[13]，因此必須控制好吸附條件，使其吸附達到減緩褐變的效果同時又不影響酒的質(zhì)量。

本文將研究LSA-900C、LSA-800B和XDA-5三種樹脂對荔枝酒中多酚類物質(zhì)的吸附能力、防褐變作用及其對成品酒感官質(zhì)量的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

淮枝荔枝汁 從化順昌源酒廠；釀酒酵母QA23上海杰兔工貿(mào)有限公司；LSA-900C、LSA-800B、XDA-5型大孔吸附樹脂 西安藍深特種樹脂有限公司；Folin-Ciocalteu試劑 Sigma公司。

醫(yī)用數(shù)控超聲波清洗器 舒美超聲儀公司；Mettler-Toledo GB204型電子天平 瑞士梅特勒-托利多公司；UVm ini-1240型紫外/可見光分光光度計 日本島津公司；pHS-3B型pH計 上海雷磁儀器廠；LRH-250A型生化培養(yǎng)箱 廣東省醫(yī)療器械廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 樹脂前處理 將LSA-800B、LSA-900C、XDA-5大孔樹脂用無水乙醇浸泡24h，傾倒上層乙醇，將樹脂加入層析柱中，用無水乙醇以2BV/h的流速通過樹脂層，至流出液加水不呈白色混濁為止，然后用蒸餾水以同樣流速沖洗乙醇，至流出液沒有乙醇味，倒出備用。

1.2.2 樹脂吸附條件確定 為了解每種大孔吸附樹脂的吸附性質(zhì)，挑選出最適合荔枝酒工藝的樹脂及其吸附條件，分別對三種樹脂的吸附時間、料液比及吸附溫度進行單因素實驗。采用總酚含量、色度A420和香氣三個評價標(biāo)準(zhǔn)，總酚含量是影響荔枝酒褐變的一個重要因素，荔枝汁初始顏色也決定成品荔枝酒的最終色度，香氣則是荔枝酒品質(zhì)的一個重要評價指標(biāo)。因此，應(yīng)本著保持荔枝香氣的原則下，以總酚含量降低至有效減緩荔枝酒褐變、初始顏色最淺的標(biāo)準(zhǔn)來確定大孔樹脂的吸附條件。

1.2.2.1 吸附時間 準(zhǔn)確量取三種樹脂各1.0m L至20m L荔枝汁中，在20℃、120r/min搖床中分別處理0、5、10、15m in。

1.2.2.2 料液比 準(zhǔn)確量取三種樹脂各1.0m L至20m L荔枝汁中，使其料液比分別為0、1∶40、1∶20、3∶40、1∶10（m/v），在20℃、120r/min搖床中處理10min。

1.2.2.3 吸附溫度 準(zhǔn)確量取三種樹脂各1.0m L至20m L荔枝汁中，分別使吸附溫度為10、25、40、55℃、在120r/m in搖床中處理10m in。

1.2.3 樹脂處理環(huán)節(jié)的確定 本荔枝酒工藝采用低溫原汁發(fā)酵，新鮮荔枝汁經(jīng)低溫澄清后離心，澄清荔枝汁加入白砂糖調(diào)整可溶性固形物至21%，加入檸檬酸調(diào)整酸度至pH為3.9，酵母用5%的蔗糖溶液活化后添加至荔枝汁中，發(fā)酵采用18℃低溫發(fā)酵至無氣泡產(chǎn)生，陳釀時間為一個月。

樹脂處理環(huán)節(jié)在荔枝酒工藝中的順序必然對最終的成品酒造成影響：一方面發(fā)酵前后的酒精含量發(fā)生改變，不同的基質(zhì)導(dǎo)致樹脂對多酚的吸附產(chǎn)生干擾；另一方面由于荔枝酒的香氣形成于釀酒的不同環(huán)節(jié)，主要為果香、發(fā)酵香氣和陳釀香氣，因而樹脂處理的先后對成品酒的香氣也許有極大影響。為此，將荔枝酒分成2組釀造，一組在發(fā)酵前進行樹脂處理荔枝汁，另一組發(fā)酵完成后陳釀前進行樹脂吸附荔枝酒，如圖1所示，框中的樹脂處理僅選擇其中一處。最終通過加速褐變和感官評定判斷樹脂處理環(huán)節(jié)的順序。

圖1 荔枝酒釀造工藝流程Fig.1 Brewing process of litchiwine

1.2.4 分析測定方法

1.2.4.1 色度A420的測定[14]采用可見分光光度計法，用1cm比色皿在420nm波長處測果酒的褐變值，以蒸餾水為空白，用吸光度A值表示果酒的色度。

1.2.4.2 總酚的測定[15]利用多酚與Folin-Ciocalteu試劑發(fā)生特異性反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物在765nm處有最大吸收。標(biāo)準(zhǔn)曲線：配成濃度分別為0、50、100、200、250、500mg/L的沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，各取0.25m L置于25.00m L容量瓶，依次加入15m L蒸餾水、1.25m L Folin-Ciocalteu試劑、3.75m L 20%Na2CO3溶液后定容，在20℃下避光反應(yīng)2h，以0樣為空白，在765nm處測定吸光值。樣品處理：取上清液稀釋2倍后過0.45μm微孔濾膜，測量步驟與標(biāo)準(zhǔn)溶液一致。

1.2.4.3 香氣評估 采用感官評定中順序量表的測量技術(shù)，設(shè)計語言評估量表，讓測評人員根據(jù)樣品的香氣依次選擇——很強、強、一定量、中等、少量、微量、極微量、痕量（不確定）、無感覺；采用5人一組測評香氣。

1.2.4.4 加速褐變[16]荔枝酒離心后取上清酒液裝于螺口帶蓋試管中，留50%頂隙，放置于（55±0.2）℃水浴鍋中避光加熱7d，測定其褐變指數(shù)ΔA420，所有實驗均做三組平行。每種酒加速褐變前后分別測量A420，以它們的差值褐變指數(shù)ΔA420作為評價防褐變的效果。

1.2.4.5 質(zhì)量評價指標(biāo) 參照GB/T 15038-2006[17]進行如下測量。

總糖采用費林試劑法；揮發(fā)酸、總酸采用中和滴定法；酒精度采用酒精計法；感官評定：評分標(biāo)準(zhǔn)參照中國葡萄酒口評標(biāo)準(zhǔn)（表1）[15]。

表1 荔枝酒口評標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Monitoring sensory quality standard of litchiwine

2 結(jié)果與分析

2.1 樹脂吸附條件的確定

2.1.1 吸附時間的確定 樹脂的吸附時間對荔枝汁總酚含量有明顯影響。如圖2所示，隨著樹脂吸附時間增加，荔枝汁總酚含量下降，吸附速率減慢；相同時間內(nèi)XDA-5吸附的總酚含量最高，說明兩種LSA樹脂對總酚的吸附能力均比XDA-5強。荔汁的色度在樹脂吸附后變淡，LSA樹脂迅速達到飽和而XDA-5達到飽和所花的時間更長，三種樹脂平衡后的色度均無明顯差異。樹脂吸附會造成荔枝汁的香氣損失，當(dāng)樹脂吸附10m in以上，果汁香氣明顯減淡，其損失大小依次為LSA-800B、LSA-900C、XDA-5。綜上所述，樹脂吸附超過10m in對荔枝香氣造成極大影響，從而必然導(dǎo)致成品酒的品質(zhì)下降，因此應(yīng)控制樹脂吸附時間在10m in以內(nèi)。易湘茜[18]曾研究大孔樹脂吸附菠蘿濃縮汁控制褐變，當(dāng)總酚含量下降至無吸附工藝的78%，能有效控制褐變。以此為參考，荔枝汁總酚含量降至525mg/L作為能減緩褐變的界限。由此得出三種樹脂的吸附時間為5～10m in。

圖2 樹脂吸附時間對荔枝汁總酚含量和色度的影響Fig.2 Effectof differentabsorption time on polyphenols concentration and chroma

2.1.2 料液比的確定 荔枝汁總酚含量還受樹脂的料液比影響。由圖3可知，荔枝汁總酚含量隨著三種樹脂料液比的增加而減少，荔枝汁的色度隨著料液比增加而變淡。對于香氣，相同料液比下，LSA-900C和XDA-5處理后的果汁香氣比LSA-800B濃，料液比為3∶40和1∶10時，香氣損失相當(dāng)明顯，因此必須控制料液比在1∶20以內(nèi)。以總酚含量525mg/L為界限，LSA-900C、LSA-800B、XDA-5料液比范圍分別為3∶200～1∶20、1∶40～1∶20、3∶100～1∶20。

圖3 料液比對荔枝汁總酚含量和色度的影響Fig.3 Effectof differentadditive volume onpolyphenols concentration and chroma

2.1.3 吸附溫度的確定 與吸附時間和料液比相比，三種樹脂的吸附溫度對荔枝汁總酚的影響較?。▓D4），圖4中的起伏波動是兩類作用競爭的結(jié)果。一方面溫度升高加快樹脂吸附平衡，增加多酚吸附量；另一方面由于多酚型大孔樹脂吸附的主要推動力是氫鍵作用，該過程放熱，高溫易使多酚從樹脂中解析[19]。圖4中，荔枝汁顏色隨吸附溫度增加基本保持不變，說明大孔樹脂吸附荔枝汁色素物質(zhì)和溫度無關(guān)。對于香氣，三種樹脂的吸附溫度影響極小。但在55℃下吸附的荔枝汁均出現(xiàn)蒸煮味，這對將來釀造出來的荔枝酒必然造成影響，使之新鮮感下降，因而吸附溫度不能過高。再者初始溫度較高，香氣揮發(fā)速度和酚類物質(zhì)氧化聚合速率加快，細(xì)菌繁殖過快易成為優(yōu)勢菌種，會增加荔枝酒染菌的幾率；三種樹脂吸附后荔枝汁的總酚含量在10～55℃均低于525mg/L。由于樹脂處理后的荔枝汁立即接種酵母，考慮至酵母的生長溫度，吸附溫度的范圍定為20～30℃。

圖4 樹脂吸附溫度對荔枝汁總酚含量和色度的影響Fig.4 Effect of differentabsorption temperature on polyphenols concentration and chroma

實驗過程中發(fā)現(xiàn)，LSA-900C和LSA-800B樹脂吸附總酚的能力相似，均比XDA-5強，但XDA-5能較大程度保持荔枝香氣，而LSA-800B極易損耗香氣，因此接下來的實驗采用多酚吸附能力強的LSA-900C和損耗香氣最少的XDA-5進行。

由于發(fā)酵過程中存在多種因素的相互作用，僅研究樹脂吸附荔枝汁不能確定最終荔枝酒的防褐變效果，因此必須通過荔枝酒成品的品質(zhì)來綜合衡量和判斷。因此采用LSA-900C和XDA-5，分別在發(fā)酵前處理荔枝汁和發(fā)酵后處理荔枝酒，最終比較各自成品荔枝酒的結(jié)果。

比較兩種樹脂在發(fā)酵前和發(fā)酵后吸附的效果，理化指標(biāo)見表2。由表2可以看出，所有的酒樣均符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 15037-2006[20]和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1508-2007[21]，其中揮發(fā)酸指標(biāo)正常，說明釀酒過程中質(zhì)量控制較好，雜菌污染程度極低。酒樣的理化指標(biāo)差異不大，因此它們在感官評定方面具有可比性。

2.2 大孔樹脂吸附對荔枝酒褐變特性的影響

加速褐變能直觀反映荔枝酒褐變的難易程度。通常溫度每上升10℃，化學(xué)反應(yīng)速率提高2～4倍，因

此在高溫短時間貯藏酒的效果，相當(dāng)于長期低溫貯存。加速褐變能在較短時間內(nèi)得出荔枝酒的褐變特性。比較幾種荔枝酒加速褐變前后褐變指數(shù)的變化，即能反映該酒在相同貯藏條件下褐變程度，褐變指數(shù)差值ΔA420越小，褐變程度越輕微。

表2 經(jīng)樹脂吸附處理的荔枝酒理化指標(biāo)Table 2 The basic physical and chemical index of litchiwine aftermacroporous resin treatments

圖5中顯著性分析采用DPS軟件進行Duncan多重比較。由褐變指數(shù)ΔA420、總酚含量可知，經(jīng)樹脂處理得到的荔枝酒除了5號酒樣，其余均與1號對照存在顯著性差異，說明經(jīng)大孔樹脂處理能抑制荔枝酒褐變。2～4號酒樣的ΔA420無顯著性差異，說明LSA-900C和XDA-5及發(fā)酵前吸附和發(fā)酵后吸附對荔枝酒防褐變程度影響不明顯。對于總酚，2、3號酒樣明顯比4、5號酒樣總酚含量低，說明大孔樹脂在荔枝汁中吸附多酚類物質(zhì)的能力比在荔枝酒中強，這是由于多酚在乙醇中的溶解度比水溶液高。

發(fā)酵前用LSA-900C、XDA-5吸附荔枝汁和發(fā)酵后用LSA-900C吸附荔枝酒均能起到抑制荔枝酒褐變的效果。4號酒樣（發(fā)酵后LSA-900C吸附）的總酚含量在三者中最高，由于酚類物質(zhì)具有抗氧化等生理功能，因而在達到防褐變的要求后，選擇總酚含量較高的吸附條件。

圖5 樹脂處理后的荔枝酒樣總酚含量及褐變指數(shù)ΔA420Fig.5 The polyphenols concentration and browning indexΔA420of litchiwine aftermacroporous resin treatments

2.3 大孔樹脂吸附對荔枝酒感官品質(zhì)的影響

經(jīng)樹脂處理的荔枝酒感官評定結(jié)果見表3，并對其數(shù)據(jù)運用Excle雙側(cè)t檢驗。對于總分，與1號對照相比，4號酒樣無明顯差異，5號酒樣存在顯著性差異，2、3號均有極顯著的差異。具體而言，發(fā)酵前樹脂吸附會使荔枝酒的滋味變差；而發(fā)酵后吸附能把導(dǎo)致酒體渾濁的多酚-蛋白質(zhì)絡(luò)合沉淀物除去，使酒體更為清澈透亮，且不影響其滋味。但采用大孔樹脂吸附工藝均會對荔枝酒的果香產(chǎn)生明顯損耗，發(fā)酵后吸附尤其顯著。綜合考慮感官評定總分，發(fā)酵后吸附總體效果比發(fā)酵前更佳，最小程度影響荔枝酒感官的樹脂為LSA-900C，結(jié)合上述2.2加速褐變的結(jié)果，4號酒樣（發(fā)酵后LSA-900C吸附）感官評分最高且減緩褐變程度顯著，說明其既能延緩荔枝酒褐變，又不影響荔枝酒感官品質(zhì)。

表3 經(jīng)樹脂處理荔枝酒感官評定結(jié)果Table 3 Sensory evaluation of litchiwine treated by macroporous resin

3 結(jié)論

本研究采用大孔吸附樹脂解決荔枝酒褐變問題取得了初步成效，大孔樹脂吸附對荔枝酒防褐變有明顯效果。研究表明，只要在適合的樹脂類型和處理環(huán)節(jié)順序等吸附條件下進行處理，感官品質(zhì)不受明顯影響。大孔吸附樹脂吸具有附性能良好、再生簡便、使用周期長、節(jié)省費用等優(yōu)點，在荔枝酒工藝中具有良好應(yīng)用前景。

3.1 三種樹脂的吸附荔枝汁的條件分別為：LSA-900C、LSA-800B和XDA-5的吸附時間為5～10m in，吸附溫度為20～30℃，料液比分別3∶200～1∶20、1∶40～1∶20、3∶100～1∶20。

3.2 發(fā)酵前用LSA-900C、XDA-5吸附荔枝汁和發(fā)酵后用LSA-900C吸附荔枝酒均能顯著抑制荔枝酒的褐變。

3.3 發(fā)酵后LSA-900C吸附荔枝酒的綜合感官評分最高，發(fā)酵后吸附在清輝和滋味比發(fā)酵前吸附更佳，但果香稍遜。

3.4 綜合考慮防褐變效果及感官品質(zhì)，選擇LSA-900C

樹脂在發(fā)酵后對荔枝酒進行吸附。其吸附后荔枝酒的褐變指數(shù)ΔA420為0.1024±0.0445，總酚含量達（130.25±0.69）mg/L。

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Study on probing the effects upon browning of litchi wine bymacroporous resin treatment

LING Li，HUANG Xiao-jin，YANG You-hui，LEIHong-tao，JIAN Hua-li*
（College of Food Science，South China Agriculture University，Guangzhou 510642，China）

Use macroporous resin as raw material to absorb polyphenols to solve browning problem of litchiwine. Three different kinds of macroporous resin：LSA-900C，LSA-800B and XDA-5 were used for studying theeffects of absorption time，additive volume and absorption temperature on polyphenols concentration，chromaas well as fragrance and LSA-900C was chosen as the most suitable macroporous resin for litchi juice，whichsuitable conditions were solid-to-liquid ratio 3∶200～1∶20，temperature 20～30℃ and absorption time 5～10min.Furthermore，a comparision was conducted between absorption treatment by LSA -900C before and afterfermentation with untreated litchi wine，and the result indicated that the absorption treatment after fermentationwas more effective on preventing browning than before. It showed that LSA-900C macroporous resin treatmentafter fermentation was able to reduce browning of litchi wine potently and maintain its quality.

macroporous resin；litchi wine；polyphenols；browning

TS261.4

：B

：1002-0306（2014）16-0226-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.16.042

2013－10－28 *通訊聯(lián)系人

凌俐（1990-），女，在讀碩士研究生，研究方向：食品科學(xué)。

國家科技部農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項目（2012GB2E000336）；廣東省科技計劃項目（2012A020100002，2010A032000001-4，2012B090600005）。