幾種澄清劑對(duì)黑莓果酒中蛋白質(zhì)的影響

梁紅云，王 英，劉小莉，董明盛，周劍忠*

（1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇南京210014；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇南京210095）

幾種澄清劑對(duì)黑莓果酒中蛋白質(zhì)的影響

梁紅云1，2，王 英1，劉小莉1，董明盛2，周劍忠1*

（1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇南京210014；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇南京210095）

果酒中的蛋白質(zhì)是果酒產(chǎn)生渾濁沉淀的主要原因之一。本研究分析了常用的幾種單一澄清劑及復(fù)合澄清劑對(duì)黑莓果酒中蛋白質(zhì)含量的影響。響應(yīng)面分析結(jié)果表明最佳澄清劑為明膠-單寧復(fù)合澄清劑，其添加量為明膠1.32 m L/100 m L，單寧0.41 m L/100 mL，此時(shí)黑莓酒的蛋白質(zhì)含量降至96.96mg/L，蛋白質(zhì)的去除率達(dá)到25.0%，透光率達(dá)到91.8%，總酚含量下降了35.8%，總糖含量以及色度變化微弱。關(guān)鍵詞：黑莓酒；澄清；明膠；單寧

黑莓果實(shí)柔嫩多汁、營(yíng)養(yǎng)豐富，富含多種礦物質(zhì)、氨基酸，所含有的多酚類(lèi)化合物在體內(nèi)發(fā)揮抗氧化作用，可以降低心臟病、癌癥等慢性病的發(fā)生率[1-2]。黑莓的果實(shí)皮薄多汁，耐儲(chǔ)運(yùn)能力較差，室內(nèi)條件下存放2～3 d后果實(shí)即變軟發(fā)黏，因此將其制成黑莓果酒具有巨大的市場(chǎng)潛力。

果酒的澄清工藝及澄清劑的研制是目前的研究熱點(diǎn)[3-6]。皂土在果酒的自然pH值條件下帶陰離子，具有較好的去除果酒中帶陽(yáng)離子蛋白的能力[7-10]，是國(guó)內(nèi)外果酒釀造過(guò)程中常用的澄清劑[11-13]。殼聚糖溶于稀酸溶液時(shí)，形成帶正電荷的分子，與溶液中帶負(fù)電荷的微粒作用達(dá)到澄清的目的。明膠作為澄清劑，與單寧作用生成一種粘糊狀化合物，吸附酒中的渾濁微粒，使酒澄清，但應(yīng)注意必須先加單寧后加明膠才能收到良好的效果。研究表明，果酒中的蛋白質(zhì)是引起果酒渾濁的一個(gè)重要的非微生物因素，果酒中蛋白質(zhì)的含量較低，不是果酒的主要營(yíng)養(yǎng)成分，但卻對(duì)果酒的澄清度和穩(wěn)定性有很大影響[14-16]。本研究在黑莓酒的澄清處理過(guò)程中以蛋白含量為主要測(cè)定指標(biāo)，分析目前果酒澄清處理中常用的幾種澄清劑在黑莓果酒的澄清處理過(guò)程中對(duì)果酒中蛋白質(zhì)的去除效果，旨在為果酒的澄清方法和澄清劑的選擇提供技術(shù)支持和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑莓酒：江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所釀造；考馬斯亮藍(lán)G-250（分析純）：上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司；殼聚糖：濰坊海之源生物制品有限公司；皂土：上海試劑四廠；食用明膠：河南旗諾食品配料有限公司；釀造單寧：五峰赤誠(chéng)化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

分光光度計(jì)UV-1600PC：上海美普達(dá)儀器有限公司；LC-210.2精密電子天平：德國(guó)賽多利斯股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 黑莓果酒制備

黑莓打漿→果膠酶酶解（45℃，2 h）→調(diào)糖度、酸度→接酵母菌（4%的蔗糖活化）→25℃發(fā)酵→黑莓酒

1.3.2 理化指標(biāo)檢測(cè)

蛋白質(zhì)含量：考馬斯亮藍(lán)G-250法[17]。

透光率：取離心后的上清液，以去離子水作對(duì)照，在分光光度計(jì)中用1 cm比色杯于波長(zhǎng)660 nm處測(cè)定其吸光度值[18]。

色度：首先測(cè)定待測(cè)果酒pH值，用0.2 mol/L磷酸氫二鈉和0.1 mol/L檸檬酸調(diào)相同pH值緩沖液稀釋果酒后檢測(cè)。以蒸餾水為參比，于波長(zhǎng)520 nm處測(cè)定吸光度值[19]。

總酚的測(cè)定：采用Folin-酚試劑法[20]。

總糖的測(cè)定：苯酚-硫酸法。

1.3.3 澄清劑的處理

皂土的處理：將一定量的皂土用5倍的水在60℃條件下膨脹12 h，之后配成體積分?jǐn)?shù)10%的皂土溶液備用。

殼聚糖的處理：將1 g殼聚糖置于100 m L體積分?jǐn)?shù)2%的醋酸溶液中加熱攪拌至完全溶解，配成體積分?jǐn)?shù)1%的殼聚糖溶液備用。

明膠的處理：將一定量的明膠用10倍的水加熱膨脹溶解，配成體積分?jǐn)?shù)10%的明膠溶液備用。

單寧的處理：稱(chēng)10 g單寧于燒杯中，量取100 m L水，向燒杯中加入20～30m L，加熱至60～70℃，單寧完全溶解后，加入剩下的水，攪拌均勻配成體積分?jǐn)?shù)10%的單寧溶液備用。1.3.4單一澄清劑的澄清效果試驗(yàn)

皂土的澄清效果試驗(yàn)：分別加入0.2m L、0.4m L、0.6m L、0.8m L、1.0m L配制好的10%的皂土溶液于100 m L黑莓原酒中，邊加邊攪拌之后，靜置于25 m L的比色管中，5 d后測(cè)定其澄清效果。

殼聚糖的澄清效果試驗(yàn)：分別攪拌加入0.2m L、0.4m L、0.6m L、0.8 m L、1.0 m L配制好的1%的殼聚糖溶液于100 m L黑莓原酒中，靜置于25m L的比色管中，5d后測(cè)定其澄清效果。

明膠的澄清效果試驗(yàn)：分別加入0.2m L、0.4m L、0.6m L、0.8 m L、1.0 m L配制好的10%的明膠溶液于100 m L黑莓原酒中，靜置于25 m L的比色管中，5 d后測(cè)定其澄清效果。

單寧的澄清效果試驗(yàn)：分別攪拌加入0.2 m L、0.4 m L、0.6 m L、0.8 m L、1.0 m L配制好的10%的單寧溶液于100 m L黑莓原酒中，靜置于25 m L的比色管中，5 d后測(cè)定其澄清效果。

1.3.5 響應(yīng)面法優(yōu)化復(fù)合澄清劑配比

通過(guò)單一澄清劑的澄清效果試驗(yàn)，選擇明膠、單寧進(jìn)行復(fù)配，作為復(fù)合澄清劑。利用Design-Expert 7.0.0軟件中的Central-Composite模型，以蛋白含量（Y）作為響應(yīng)值，以明膠（A）和單寧（B）的體積分?jǐn)?shù)為主要考察因子，并以+1、0、-1分別代表自變量的高、中、低水平，因子編碼及水平見(jiàn)表1。

表1 明膠-單寧復(fù)合澄清劑試驗(yàn)因素水平及編碼值Table 1 Facto rs and levels of response surface methodology for gelatin-tannin compound clarifying agent optimization

2 結(jié)果與分析

2.1 單一澄清劑的澄清效果

圖1 澄清劑的不同添加量對(duì)蛋白質(zhì)含量的影響Fig.1 Effects of different clarifying agents addition on protein concentration

不同單一澄清劑的添加量對(duì)黑莓酒蛋白質(zhì)含量的影響見(jiàn)圖1。由圖1可知，除單寧澄清劑外，黑莓酒的蛋白質(zhì)含量隨澄清劑添加量的增大而減小，透光率隨著澄清劑添加量的增大而增大，添加量達(dá)一定程度時(shí)，增加效果不明顯，甚至有下降趨勢(shì)。結(jié)果顯示，皂土的添加量達(dá)到0.8 m L/100 m L時(shí)，蛋白含量降至113.99 mg/L，透光率達(dá)到73.0%（圖1a）；殼聚糖的添加量達(dá)到0.8 m L/100 m L時(shí)，蛋白含量降至112.45 mg/L，透光率達(dá)到74.8%（圖1b）；明膠的添加量達(dá)到1.0 m L/100 m L時(shí)，蛋白含量降至104.00 mg/L，透光率達(dá)到87.0%（圖1c）；隨著單寧添加量的增加，黑莓酒蛋白含量先降低后增加，澄清效果不理想，當(dāng)添加量達(dá)到0.2m L/100 m L時(shí)，蛋白含量降至124.38 mg/L，透光率達(dá)到79.1%，雖然當(dāng)單寧添加量為0.4m L/100m L時(shí)，透光率達(dá)到最大值88.7%，但是蛋白含量較高，因?yàn)樽鳛榕渲凭频某吻鍎?，明膠能與單寧作用生成一種黏糊狀的化合物，吸附酒中的渾濁微粒，使其成為小片狀物而被除去，使酒澄清，單一的添加單寧并不能起到澄清效果，應(yīng)注意必須先加單寧后加明膠才能收到良好的效果，并且要注意單寧的添加量[21]。0.2 m L/100 m L的殼聚糖對(duì)黑莓酒的澄清效果較好，此時(shí)蛋白含量為124.38 mg/L，透光率達(dá)到79.1%（圖1d）。2.2復(fù)合澄清劑的澄清效果

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方差分析[22]

對(duì)明膠-單寧澄清方法進(jìn)行響應(yīng)面分析，以蛋白質(zhì)含量（Y）為評(píng)價(jià)指標(biāo)，響應(yīng)面設(shè)計(jì)方案與結(jié)果見(jiàn)表2，方差分析見(jiàn)表3。

表2 響應(yīng)面設(shè)計(jì)方案和試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Design and results of response surface methodology

利用Design-Expert7.0.0Trial數(shù)據(jù)處理軟件中ANOVA程序?qū)Ρ?的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次回歸分析，計(jì)算出方程各項(xiàng)系數(shù)并進(jìn)行方差分析，可得2個(gè)因子與Y之間的回歸方程：Y=97.84-1.24A-1.02B-1.02AB+3.15A2+1.16B2。

由表3可見(jiàn)，本試驗(yàn)所選用的模型顯著（P＜0.0001），失擬項(xiàng)P=0.4115＞0.05，不顯著；模型的校正決定系數(shù)R2Adj=0.999 3，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 6，說(shuō)明該模型擬合程度良好，試驗(yàn)誤差小，可以用此來(lái)分析和預(yù)測(cè)明膠-單寧復(fù)合澄清劑的澄清作用。從表3回歸方程系數(shù)顯著性檢驗(yàn)可知，明膠對(duì)黑莓蛋白質(zhì)含量的影響極顯著（P＜0.01），單寧對(duì)黑莓蛋白質(zhì)含量的影響極顯著（P＜0.01）；二次項(xiàng)AB、A2和B2的也對(duì)蛋白質(zhì)含量影響極顯著（P＜0.01）。這表明各試驗(yàn)因素對(duì)蛋白質(zhì)含量的影響呈二次關(guān)系，且因素之間存在交互作用。

表3 試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 3 Variance analysis of response surface experiment

2.2.2 響應(yīng)面分析

圖2 明膠和單寧添加量的交互作用對(duì)蛋白質(zhì)含量影響的響應(yīng)面和等高線(xiàn)Fig.2 Response surface plot and counter line of effects of gelatin and tannin addition interactions on protein content

明膠（A）和單寧（B）兩因素對(duì)蛋白質(zhì)含量的響應(yīng)面和等高線(xiàn)見(jiàn)圖2。由圖2可知，隨著明膠添加量的增加，蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，呈二次函數(shù)關(guān)系。明膠和單寧的添加量以及明膠和單寧間的交互作用對(duì)蛋白質(zhì)含量影響極其顯著（P＜0.01）。

根據(jù)軟件分析，可得到最大響應(yīng)值所對(duì)應(yīng)的因素條件為：明膠1.32 m L/100 m L、單寧0.41 m L/100 m L，在此條件下，蛋白質(zhì)含量為97.37 mg/L，透光率為92.4%，優(yōu)于單一澄清劑。

2.2.3 模型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證模型的合適性和有效性，進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。在明膠1.32 m L/100 m L、單寧0.41 m L/100 m L時(shí)，黑莓酒蛋白質(zhì)含量為96.96 mg/L，與模型的預(yù)測(cè)值97.37 mg/L相符，說(shuō)明回歸方程可應(yīng)用于實(shí)踐中。

2.2.4 澄清劑對(duì)黑莓果酒感官及主要成分的影響

明膠-單寧復(fù)合澄清處理后，從感官上看，黑莓酒表面無(wú)油狀物質(zhì)、色度變化較小、黏壁微弱，保持澄清時(shí)間長(zhǎng)，30 d內(nèi)不出現(xiàn)沉淀，澄清穩(wěn)定性好。

黑莓果酒經(jīng)最優(yōu)組合下的明膠-單寧復(fù)合澄清處理后果酒主要成分的變化結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知，果酒中的蛋白質(zhì)含量由129.29 mg/L下降為96.96 mg/L，降低25.0%，表明明膠-單寧復(fù)合澄清劑能夠很好去除黑莓果酒中的蛋白質(zhì)；果酒中總酚含量下降了35.8%，表明明膠-單寧復(fù)合澄清劑也能有效去除果酒中的多酚類(lèi)物質(zhì)。澄清處理對(duì)透光率和色度的影響都很明顯，澄清后其數(shù)值分別達(dá)到91.8%和1.80，總糖含量、色度有微弱的下降。以上結(jié)果表明，明膠-單寧復(fù)合澄清劑能夠很好地去除果酒中的非主要營(yíng)養(yǎng)成分蛋白質(zhì)和總酚，對(duì)其他主要營(yíng)養(yǎng)成分影響很小。

表4 黑莓果酒澄清前后主要成分的變化Table 4 Changes of main components of blackberry wine before and after clarification

3 結(jié)論

通過(guò)單因素和響應(yīng)曲面分析，黑莓果酒的最佳澄清方法為明膠-單寧復(fù)合澄清處理，添加量為明膠1.32m L/100m L、單寧0.41 m L/100 m L，且應(yīng)注意必須先加單寧后加明膠才能收到良好的效果。明膠-單寧復(fù)合澄清處理后，蛋白質(zhì)含量為96.96 mg/L，降低25.0%，總酚含量為2.42 g/L，下降了35.8%，透光率達(dá)到91.8%，總糖含量、色度有微弱的下降，變化程度很小。

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Effects of various clarifying agents on protein in blackberry wine

LIANG Hongyun1,2,WANG Ying1,LIU Xiaoli1,DONG Mingsheng2,ZHOU Jianzhong1*
(1.Research Institute of Agricultural Product Processing,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China; 2.College of Food Science and Technology,Nanjing Agriculture University,Nanjing 210095,China)

Protein in fruit wine is one of the main reasons for the wine turbidity and precipitate.The effects of several commonly used single and compound clarifying agents on protein content in blackberry wine was analyzed in the paper.Response surface analysis results showed that the optimal clarifying agent was gelatin-tannin,and the addition was gelatin 1.32 m l/100 m l and tannin 0.41 m l/100 m l,under this condition,the blackberry wine protein content reached 97.37 mg/L,and the protein removal rate reached 24.71%,transmittance was 91.8%,total phenol content decreased by 35.8%,and the total sugar content and color changed little.

blackberry wine;clarify;gelatin;tannin

Q503

A

0254-5071（2015）03-0126-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.03.030

2015-01-27

江蘇省農(nóng)業(yè)自主創(chuàng)新（cx（12）5026）

梁紅云（1989-），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)。

*通訊作者：周劍忠（1965-），男，研究員，博士，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)。