不同澄清劑對沙棘冰酒澄清效果的研究

李若琳，趙詩琪，陳漢，布楊帆，尹國慶，朱丹，牛廣財

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學食品學院，大慶 163319；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學生命科學技術學院）

不同澄清劑對沙棘冰酒澄清效果的研究

李若琳1，趙詩琪1，陳漢1，布楊帆1，尹國慶1，朱丹2，牛廣財1

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學食品學院，大慶 163319；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學生命科學技術學院）

為了研究不同澄清劑對沙棘冰酒澄清效果的影響，以透光率為評定指標，通過單因素試驗研究殼聚糖、明膠、硅藻土、果膠酶、蛋清液、PVPP六種澄清劑對沙棘冰酒澄清效果的影響。在單因素試驗基礎上，通過正交實驗優(yōu)化得出的最佳復合澄清劑方案為：果膠酶添加量0.1%、明膠添加量0.2%、殼聚糖添加量0.02%。此時透光率高達96.9%，澄清后沙棘冰酒澄清透亮、顏色透明，這為棘冰酒的澄清提供了理論依據(jù)。

沙棘冰酒；澄清劑；透光率

沙棘（Hippophae rhamnoides L.）又名沙棗、黑刺、醋柳等，為胡頹子科酸刺屬的灌木或小喬木，我國沙棘資源豐富[1-3]。沙棘是一種營養(yǎng)豐富、藥用價值極高的植物，沙棘果實中含有豐富的維生素類、氨基酸類、有機酸類、油和脂肪酸類、微量元素、黃酮類以及甾體類[4，5]，具有祛痰、利肺、養(yǎng)胃、健脾、活血、散瘀、降血脂、抗氧化、保肝、抗癌等功能[6]，在醫(yī)療保健領域得到廣泛的應用。1977年我國已將沙棘果列入《中華人民共和國藥典》，在美國及俄羅斯等國家人們將沙棘果作為原料添加到宇航員食品中。但是沙棘以傳統(tǒng)工藝釀酒往往會有沉淀物、顏色不透亮等問題[7-8]，實驗研究了殼聚糖、明膠、硅藻土、果膠酶、蛋清液、PVPP六種澄清劑對沙棘冰酒澄清度的影響，并篩選出最優(yōu)的澄清處理方案，為沙棘冰酒的澄清技術提供理論依據(jù)和技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

沙棘，黑龍江省農(nóng)科院漿果研究所提供；蔗糖：白砂糖，黑龍江北方糖業(yè)股份有限公司；酵母菌：安琪牌葡萄酒用高活性干酵母，安琪酵母股份有限公司；Pectinex XXL果膠酶，諾維信（中國）生物技術有限公司；PVPP（聚乙烯聚吡咯烷酮），分析純，上海德津?qū)崢I(yè)有限公司；明膠，食品級，鄭州瑞恒化工產(chǎn)品有限公司；殼聚糖，分析純，鄭州瑞恒化工產(chǎn)品有限公司；硅藻土，化學純，天津市大茂化學試劑廠；蛋清，市購。

1.2 儀器與設備

HR7633型打漿機，珠海經(jīng)濟特區(qū)飛利浦家庭電器有限公司；UV-1100型紫外可見分光光度計，上海美譜達儀器；Exploter分析天平，奧豪斯儀器上海有限公司制造；PHS-3C型精密pH計，上海雷諾儀器廠產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

1.3.1 沙棘冰酒制作工藝流程

1.3.2 澄清劑的配制

2%殼聚糖溶液：稱取2 g殼聚糖溶于98 g蒸餾水，并加入0.2%的醋酸溶液中，攪拌至全部溶解，配成2%的殼聚糖溶液，待用。

0.2 %明膠溶液：稱取0.2 g明膠于99.8 g冷水中浸泡20 min～30 min，再加熱攪拌至溶解，配制成濃度0.2%的明膠溶液。

1%硅藻土溶液：稱取1 g硅藻土加入99 g蒸餾水中，攪拌均勻，制成質(zhì)量分數(shù)為1%的硅藻土懸浮液。

1%果膠酶溶液：稱取1 g果膠酶，加入99 g蒸餾水，浸泡數(shù)小時，充分吸水后加熱溶解配制成1%果膠酶溶液。

蛋清液：取一個新鮮雞蛋的蛋清，加入1 g NaCl后，用蒸餾水調(diào)勻定容至100 mL，待用。

0.02 %PVPP溶液：稱取0.02 g PVPP，溶于99.8 g 20℃左右的蒸餾水中，攪拌均勻，配制成質(zhì)量分數(shù)為0.02%的懸浮液，備用[9]。

1.3.3 單因素澄清實驗

1.3.3.1殼聚糖對沙棘冰酒澄清度的影響

取原酒20 mL共5份，加入2%的殼聚糖溶液，添加量分別為0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，攪拌均勻，4℃下靜置48 h，取上清液于波長680 nm處測定透光率。

1.3.3.2明膠對沙棘冰酒澄清度的影響

取原酒20 mL共5份，加入0.2%的明膠溶液，添加量分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，攪拌均勻，4℃下靜置48 h，取上清液于波長680 nm處測定透光率。

1.3.3.3硅藻土對沙棘冰酒澄清度的影響

取原酒20 mL共5份，加入1%的硅藻土溶液，添加量分別為0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，攪拌均勻，4℃下靜置48 h，其上清液于波長680 nm處測定其透光率。

1.3.3.4果膠酶對沙棘冰酒澄清度的影響

取原酒20 mL共5份，加入1%的果膠酶溶液，添加量分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，攪拌均勻，4℃下靜置48 h，其上清液于波長680 nm處測定其透光率。

1.3.3.5蛋清對沙棘冰酒澄清度的影響

取原酒20 mL共5份，加入蛋清液，添加量分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，攪拌均勻，4℃下靜置48 h，取上清液于波長680 nm處測定其透光率。

1.3.3.6 PVPP對沙棘冰酒澄清度的影響

取原酒20 mL共5份，加入0.02%PVPP溶液，用量分別為0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，攪拌均勻，4℃下靜置48 h，取上清液于波長680 nm處測定其透光率。

1.3.4 正交試驗

在單因素試驗基礎上，選擇主要因素，設計三因素三水平L9（33）正交試驗。

1.3.5 指標測定方法

澄清度的測定：以蒸餾水做空白，在波長680 nm處測定酒的透光率（T）[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素澄清實驗結(jié)果與分析

2.1.1 殼聚糖對沙棘冰酒的澄清度的影響

殼聚糖為多糖類，帶正電荷，可以吸附果酒中一些帶負電荷的果膠、纖維素等微粒，使這些微粒結(jié)合成絮凝物后沉淀，而達到澄清效果[10]。由圖1可見，當殼聚糖添加量為0.01%時，透光率達到最大為60.6%。添加量繼續(xù)增大時，透光率呈下降趨勢，添加量達到0.04%時透光率又上升達到60.2%，后透光率隨殼聚糖的添加量增大而下降。

圖1 殼聚糖對沙棘冰酒的澄清效果Fig.1The effect of chitosan on the clarity of sea buckthorn ice wine

2.1.2 明膠對沙棘冰酒的澄清效果

明膠為親水膠體，作為澄清劑時，可與沙棘冰酒中的單寧作用，形成粘糊狀的絡合物，進而吸附冰酒中的混濁微粒，使其形成小片狀物而被去除，使冰酒澄清，同時，蛋白質(zhì)、風味、營養(yǎng)物質(zhì)等損失較少[11]。由圖2可見，隨著明膠添加量的增加，沙棘冰酒的透光率先增加后下降。當明膠的添加量為0.2%時透光率達到最大，為81.0%。隨著明膠添加量的繼續(xù)增大，沙棘冰酒的透光率不斷下降，可能是因為明膠添加過量，明膠本身形成膠態(tài)溶液，妨礙聚集過程且與懸浮物質(zhì)形成膠體體系，影響澄清效果[12]。

圖2 明膠對沙棘冰酒的澄清效果Fig.2The effect of gelatin on the clarity of sea buckthorn ice wine

2.1.3 硅藻土對沙棘冰酒的澄清效果

硅藻土具有孔隙度大、吸收性強、化學性質(zhì)穩(wěn)定、耐熱等優(yōu)點，它具有很強的吸附能力，可起到除菌、除雜質(zhì)、異味的作用，目前，在飲料與酒類生產(chǎn)中得到廣泛應用[9]。由圖3可見，初始隨著硅藻土添加量的增加，透光率先增加后下降，當硅藻土添加量為0.02%時，透光率達到最大為53.7%。

圖3 硅藻土對沙棘冰酒的澄清效果Fig.3The effect of diatomite on the clarity of sea buckthorn ice wine

2.1.4 果膠酶對沙棘冰酒的澄清效果

果膠酶可以軟化果肉組織中的果膠質(zhì)，使其分解為半乳糖醛酸和果膠酸，使其黏度下降，原來存在酒液中的固形物失去依托而沉降下來，增強澄清效果，加快了過濾速度，提高成品酒的感官質(zhì)量[13]。由圖4可見，隨著果膠酶添加量的增加透光率先增加后下降，當果膠酶添加量達到0.2%時，沙棘冰酒的透光率最大，達到83.4%；然而，當果膠酶用量高于0.2%時，沙棘冰酒的透光率呈明顯下降趨勢。因此，果膠酶的最適用量為0.2%。

圖4 果膠酶對沙棘冰酒的澄清效果Fig.4The effect of pectase on the clarity of sea buckthorn ice wine

2.1.5 蛋清對沙棘冰酒的澄清效果

蛋清主要通過與酒中一些澀味和色素物質(zhì)發(fā)生絮凝從而達到澄清效果，但是澄清速度較慢[14]。由圖5可見，隨著蛋清添加量的增加，沙棘冰酒的透光率不斷上升，在蛋清添加量為0.4%時，透光率達到最大值為55.8%。當添加量超過0.4%時，酒體內(nèi)的蛋清開始有剩余，會使整個酒體的透光率出現(xiàn)下降。所以選擇蛋清的最適添加量為0.4%。

圖5 蛋清對沙棘冰酒的澄清效果Fig.5The effect of egg white on the clarity of sea buckthorn ice wine

2.1.6 PVPP對沙棘冰酒的澄清效果

PVPP有很大的表面積，具有膨脹性和與小分子物質(zhì)、多酚類、羧酸等的絡合能力[15]。由圖6可見，隨著PVPP添加量的增加，透光率先下降后上升，當PVPP添加量達到0.04%時，透光率達到最大為65.4%；后隨著添加量的增加透光率下降，可能是由于PVPP濃度過大，會造成有少量懸浮的原因，所以PVPP添加量為0.04%時效果最佳。

圖6 PVPP對沙棘冰酒的澄清效果Fig.6The effect of PVPP on the clarity of sea buckthorn ice wine

2.2 正交試驗結(jié)果與分析

在上述單因素澄清基礎上，選擇對沙棘冰酒澄清效果較好的果膠酶、明膠、殼聚糖復合澄清劑，采用三因素三水平L9（33）正交試驗設計（見表1），對沙棘冰酒進行澄清處理。

表1 正交試驗因素水平表Table 1Factors and levels of the orthogonal experiment

表2 正交試驗L9（33）結(jié)果及分析Table 2Results and analysis of the orthogonal experiment L9（33）

由表2中R值大小可知，影響沙棘冰酒澄清效果因素的主次關系為果膠酶添加量（A）>殼聚糖添加量（C）>明膠添加量（B）。由k值確定各因素的最優(yōu)組合為A1B2C2，即果膠酶添加量為0.1%，明膠添加量為0.2%，殼聚糖添加量為0.03%為澄清沙棘冰酒的最佳組合方案。此時透光率最大，達96.9%。

3 結(jié)論與討論

研究利用殼聚糖、明膠、硅藻土、果膠酶、蛋清液、PVPP六種澄清劑對沙棘冰酒進行澄清處理，通過測其透光率得出果膠酶、明膠、殼聚糖的澄清效果較好；將這三種澄清劑作為復合澄清劑，進行正交試驗，結(jié)果得出澄清沙棘冰酒的最優(yōu)組合為：果膠酶添加量0.1%、明膠添加量0.2%、殼聚糖添加量0.02%，此時透光率高達96.9%。

發(fā)酵結(jié)束的果酒中由于有果膠、蛋白質(zhì)、單寧及酵母菌體等大分子物質(zhì)，通常會使酒液呈現(xiàn)混濁狀態(tài)，因此，澄清就顯得尤為必要。目前使用的澄清技術主要有：自然澄清、機械澄清、澄清劑澄清、冷熱處理澄清和超濾技術等[16]。其中，澄清劑澄清因時間短、穩(wěn)定性好、投資少而備受歡迎。常用于果酒澄清劑有：殼聚糖、果膠酶、硅藻土、單寧、明膠、蛋清液、聚乙烯聚吡咯烷酮（PVPP）等等。

研究結(jié)果表明，加入澄清劑可以提高沙棘冰酒的澄清度，尤其是加入殼聚糖、明膠和果膠酶3種澄清劑，對沙棘冰酒的澄清效果明顯。殼聚糖具有一定的抑菌作用[17]，也是一種新型的陽離子型絮凝澄清劑，明膠帶正電荷，可以除去酒中多余的單寧，果膠酶可以分解果肉組織中的果膠物質(zhì)。衛(wèi)春會等[15]研究結(jié)果顯示，殼聚糖為桑椹酒最佳澄清劑，其最佳澄清條件為：殼聚糖添加量為0.8 g·L-1、溫度為40℃、pH 為4.0，其透光率為83.7%。邵曉慶等[18]采用明膠、皂土、果膠酶、殼聚糖和PVPP等澄清劑對野草莓果酒的澄清試驗表明，單一澄清劑中，2.2 g·L-1的殼聚糖澄清效果最好，其透光率達90.5%，而復合澄清劑：殼聚糖2.04 g·L-1+皂土5.48 g·L-1+PVPP 0.94 g·L-1的澄清效果優(yōu)于單一澄清劑，透光率達96.8%。冉娜等[19]采用殼聚糖、明膠、蛋清粉、皂土等澄清劑對龍眼果酒澄清效果及穩(wěn)定性的研究表明，皂土的澄清效果最好，所得澄清酒的透光率可高達97.03%。果膠酶是一種非常有效的澄清劑，陳亮等[20]利用果膠酶澄清紅樹莓果酒的最佳工藝條件為：果膠酶添加量0.4 mL·L-1、酶解溫度為35℃、pH為3.0、時間為150 min，處理后果酒透光率可達86.8%；范作卿等[21]利用果膠酶澄清桑椹酒的最佳使用條件為果膠酶劑量35 mg·L-1，酶解溫度45℃，酒液pH值4.0，在條件下桑椹酒透光率可達92.5%。實驗中采用單一果膠酶澄清沙棘冰酒后的透光率達到83.4%，效果不是非常理想。上述研究表明，同一種澄清劑對不同果酒的澄清效果不同，這主要是由于不同果酒所含懸浮微粒的不同特性所致。

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Effect of Different Clarifying Agent on Sea Buckthorn Ice Wine Clarification

Li Ruolin1，Zhao Shiqi1，Chen Han1，Bu Yangfan1，Yin Guoqing1，Zhu Dan2，Niu Guangcai1
（1.College of Food Science，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319；2.College of Life Science and Technology，Heilongjiang Bayi Agricultural University）

In order to study the effect of different clarifying agent on sea buckthorn ice wine clarification，the effects of chitosan，gelatin，diatomite，pctase，egg white and PVPP on the sea buckthorn ice wine clarification were studied by the single-factor experiment with the transmittance as the evaluation index.Based on the single-factor experiment，the optimum condition was established by the orthogonal experiment.The results showed that the optimum condition was as follows：addition of pectinase，gelatin and chitosan was 0.1%，0.2%and 0.02%respectively.The transmittance of the sea buckthorn ice wine was as high as 96.9%，the wine was clear，glossy，and transparent.It provided the theoretic foundation for clarification of sea buckthorn ice wine.

sea buckthorn ice wine；clarifying agents；transmittance

TS262.7

A

1002-2090（2017）03-0053-05

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.03.012

2016-08-18

2015年國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（201510223034）；2015年黑龍江省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（2015102806）；黑龍江省農(nóng)墾總局科技開發(fā)項目（HNK135-05-04）。

李若琳（1994-），女，黑龍江八一農(nóng)墾大學食品學院食品科學與工程專業(yè)2013級本科生。

牛廣財，男，教授，碩士研究生導師，E-mail：gcniu@126.com。