澄清工藝對地參發(fā)酵酒澄清效果及品質(zhì)的影響

黃小蘭 何旭峰 周祥德 伍 蓉 熊 雙 楊 勤

(1. 重慶市萬州食品藥品檢驗所，重慶 404100；2. 重慶三峽醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校中醫(yī)學(xué)院，重慶 404100)

地參(LycopuslucidusTurcz)為唇形科植物地筍多年生草本植物的干燥根莖，因其形狀、營養(yǎng)與人參相似而得名，又名蟲草參[1]，屬藥食兩用植物，主要分布在中國山東、云南、四川、重慶等地[2]。地參味甘而辛，性溫，無毒，具有活血通經(jīng)、養(yǎng)陰生津、益氣養(yǎng)血等功效，常用于治療熱病傷津、心煩口渴、產(chǎn)后瘀血、水腫等癥[3]?，F(xiàn)代研究[4-5]表明，地參中含有多種活性成分，包括酚酸類、黃酮類、三萜類和多糖類，具有抗氧化、降血糖血脂、增強免疫力和抗腫瘤等作用。

地參發(fā)酵酒是以地參和糯米為原料,按比例混合蒸熟，拌入酒曲，經(jīng)發(fā)酵而制得的保健酒,具有酒精度低、營養(yǎng)豐富、清爽適口等諸多特點。此酒在常規(guī)分離濾渣后存在酒體混濁現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了地參發(fā)酵酒的感官品質(zhì)。

目前對于發(fā)酵酒類產(chǎn)品的澄清方式一般有澄清劑法、熱處理法、膜分離法等[6-9]。澄清劑法[6]是利用大部分澄清劑的帶電性，吸附酒體中相反電荷的雜質(zhì)粒子，使其絮凝沉淀，常用的澄清劑主要有明膠、皂土、殼聚糖、果膠酶和蛋清等[6-7]；熱處理法[9]是通過加熱使酒液中的蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)凝結(jié)沉淀，此法操作簡單，具有一定的滅菌作用；膜分離法[10]主要是以選擇透過性膜作為分離介質(zhì)，通過施加壓力使得原料側(cè)組分有選擇性地透過膜，不僅具有分離澄清效果，且兼具消毒殺菌作用。研究擬以濁度、色度和透光率作為澄清效果評價指標(biāo)，結(jié)合酒精度、總酸含量、總糖含量、可溶性固形物含量、咖啡酸含量、迷迭香酸含量和感官評分等品質(zhì)指標(biāo)，綜合比較澄清劑法、膜過濾法、熱處理法和不同溫度靜置澄清法的澄清效果，結(jié)合穩(wěn)定性試驗確定最佳澄清方法，以期改善地參發(fā)酵酒的穩(wěn)定性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

地參發(fā)酵酒：實驗室自制；

水溶性殼聚糖：食品級，鄭州超凡化工有限公司；

食用明膠：凍力200，上海鑫泰食品配料商城；

皂土粉末：食品級，煙臺帝伯仕自釀機有限公司；

咖啡酸：批號5992006，純度≥99.8%，壇墨質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心；

迷迭香酸：批號LY0648，純度≥90.5%，中國食品藥品檢定研究院；

其他試劑均為國產(chǎn)分析純；

純凈水：華潤怡寶飲料(中國)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

全自動啤酒飲料分析測定儀：Acolyzer Beer ME型，含DMA 4500M型密度計，HazeQC Me型濁度儀，含Xsample 122型自動進(jìn)樣器，安東帕(上海)商貿(mào)有限公司；

雙光束紫外可見分光光度計：TU-1901型，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；

高效液相色譜儀：LC-20AT型，日本島津公司；

百分之一天平：PL602E型，梅特勒—托利多儀器(上海)有限公司；

十萬分之一電子天平：MSE225S-CE-DU型，德國Sartorius公司；

折光率儀：RX40型，梅特勒—托利多儀器(上海)有限公司；

高速離心機：4-16S型，德國Sigma公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 澄清劑的配制

(1) 10%明膠凍：稱取10 g明膠，加入90 mL純凈水?dāng)嚢枞芙猓?4 h備用。

(2) 10%殼聚糖溶液：稱取10 g殼聚糖，加入90 mL純凈水?dāng)嚢枞芙?，浸?4 h備用。

(3) 10%皂土懸浮液：稱取10 g皂土，加入90 mL，50 ℃的熱純凈水?dāng)嚢枞芙?，浸?4 h備用。

1.3.2 地參發(fā)酵酒的澄清方法

(1) 澄清劑法：取50 mL地參發(fā)酵酒分于離心管中，分別添加10%明膠凍(添加量分別為0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，1.0 g/L)、10%殼聚糖溶液(添加量分別為0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4 g/L)、10%皂土懸浮液(添加量分別為0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4 g/L)，攪拌混勻，靜置24 h，離心，取上清液測定相關(guān)指標(biāo)。

(2) 熱處理法：取50 mL地參發(fā)酵酒分于離心管中，70 ℃水浴分別加熱10，15，20，25，30 min，冷卻，離心，取上清液測定指標(biāo)。

(3) 膜過濾法：分別采用孔徑為0.22，0.45 μm的微孔濾膜抽濾地參發(fā)酵酒，棄去初濾液，取續(xù)濾液測定指標(biāo)。

(4) 不同溫度靜置澄清法：取50 mL地參發(fā)酵酒分于離心管中，于室溫(20 ℃)、冷藏(4 ℃)、冷凍(-10 ℃)條件下放置7 d，離心，取上清液測定指標(biāo)。

1.3.3 指標(biāo)測定

(1) 色度、濁度、酒精度：取30 mL處理后的地參發(fā)酵酒，采用全自動啤酒飲料分析儀直接測定。

(2) 透光率：采用分光光度法[11]，修改檢測波長為750 nm。

(3) 總酸、總糖含量：根據(jù)GB/T 15038—2006。

(4) 可溶性固形物含量：根據(jù)文獻(xiàn)[12]。

(5) 酚酸(咖啡酸、迷迭香酸)含量：參照黃小蘭等[13]的方法并修改。以咖啡酸、迷迭香酸為標(biāo)準(zhǔn)品，標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程分別為咖啡酸Y=33 401X-2 735(r=0.998 8)，迷迭香酸Y=15 074X-5 438(r=0.999 9)，同時取處理后的地參發(fā)酵酒上機測定峰面積，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線計算咖啡酸和迷迭香酸含量。

(6) 感官評價：參照GB/T 15038—2006，選擇10位具有一定品酒知識和能力的人員組成感官評價小組，按表1分別對地參發(fā)酵酒的外觀色澤、香氣、口感和典型性進(jìn)行評分，取平均值。

1.3.4 穩(wěn)定性試驗 取100 mL澄清后的地參發(fā)酵酒，裝入密閉容器內(nèi)于室溫下分別靜置0，1，10，30，60，90 d，并按式(1)計算濁度增幅。

(1)

式中：

ΔT——濁度增幅，%；

Tb——靜置后的濁度，EBC；

Ta——靜置前的濁度，EBC。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007軟件進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)處理，結(jié)果以3次重復(fù)處理的平均值±SD表示。

表1 地參發(fā)酵酒感官評分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 明膠添加量對地參發(fā)酵酒品質(zhì)的影響

由表2可知，經(jīng)明膠處理后，地參發(fā)酵酒的濁度、色度、透光率、咖啡酸含量、迷迭香酸含量和感官評分與對照相比均有顯著差異(P<0.05)。隨著明膠添加量的增加，地參發(fā)酵酒的濁度和色度呈先下降后升高的趨勢，當(dāng)明膠添加量為0.5 g/L時，濁度最低為3.62 EBC，色度為16.10 EBC，相對應(yīng)的透光率達(dá)到最大為93.3%，地參酒逐漸變得光澤透明，整體感官評分升高，主要是因為明膠在水中分散后帶電，可絮凝大分子物質(zhì)形成沉淀，再與其他渾濁物凝聚共沉從而使酒液澄清[14]。而隨著明膠添加量的繼續(xù)提高，地參發(fā)酵酒的濁度、色度反而呈上升趨勢，可能是因為過量的明膠產(chǎn)生了自身絮凝現(xiàn)象，導(dǎo)致酒體再次渾濁[15]，此時酒體顏色變淡，口感較差，感官評分下降?？Х人岷兔缘闼岷侩S明膠添加量的增加略有下降，但幅度不明顯；而酒精度、總酸含量、總糖含量和可溶性固形物含量幾乎不受明膠添加量的影響，與趙慧君等[16]和鄧星星等[17]的結(jié)果一致。綜上，若采用明膠作為地參發(fā)酵酒澄清劑，添加量為0.5 g/L時效果最佳。

表2 明膠添加量對地參發(fā)酵酒品質(zhì)的影響?

2.2 殼聚糖添加量對地參發(fā)酵酒品質(zhì)的影響

由表3可知，殼聚糖添加量對地參發(fā)酵酒的濁度、色度、透光率、咖啡酸含量、迷迭香酸含量和感官評分影響顯著(P<0.05)，當(dāng)殼聚糖添加量為0.8 g/L時，濁度最低為5.82 EBC，色度為14.49 EBC，透光率達(dá)到最大為93.8%，感官評分為84.5。殼聚糖是一種陽離子絮凝劑，具有無毒無味、可降解的特性，能與纖維素、蛋白質(zhì)等帶負(fù)電荷物質(zhì)凝聚沉淀[18]，進(jìn)而達(dá)到澄清效果。但當(dāng)殼聚糖過量時，其本身的增稠作用體現(xiàn)出來，溶解于酒體后形成了相對穩(wěn)定的絮凝體系，而酒體再次渾濁[19]。同時，殼聚糖添加量對乙醇(酒精度)、咖啡酸和迷迭香酸表現(xiàn)出了輕微的吸附作用，對總酸、總糖和可溶性固形物含量無明顯影響。綜上，若采用殼聚糖作為地參發(fā)酵酒澄清劑，添加量為0.8 g/L時效果較優(yōu)。

表3 殼聚糖添加量對地參發(fā)酵酒品質(zhì)的影響?

2.3 皂土添加量對地參發(fā)酵酒品質(zhì)的影響

由表4可知，經(jīng)皂土處理后，除酒精度、總酸含量、總糖含量和可溶性固形物含量外，其余指標(biāo)與對照相比均有顯著差異(P<0.05)。隨著皂土添加量的增加，地參發(fā)酵酒的濁度和色度呈下降趨勢，當(dāng)皂土添加量為1.0 g/L時，濁度最低為9.34 EBC，色度為18.75 EBC，透光率達(dá)到最大為82.5%。皂土是由硅酸鹽組成的無機礦物凝膠，在水中形成帶負(fù)電荷的膠體懸浮液，通過吸附絮凝酒液中帶正電荷的渾濁物質(zhì)發(fā)生共沉，從而使酒體澄清[15]。皂土對酒精度、總酸含量、總糖含量、咖啡酸含量、迷迭香酸含量和可溶性固形物含量的影響規(guī)律與明膠類似，但對地參酒感官評分特別是顏色的影響較大，隨著添加量的增加，酒體顏色由橘紅色變?yōu)槲ⅫS色，味道也較寡淡。綜上，若采用皂土作為地參發(fā)酵酒澄清劑，添加量為1.0 g/L 時效果較好，但整體澄清效果不及明膠和殼聚糖。

表4 皂土添加量對地參發(fā)酵酒品質(zhì)的影響?

2.4 加熱時間對地參發(fā)酵酒品質(zhì)的影響

地參發(fā)酵酒經(jīng)熱處理可使酒體中蛋白質(zhì)凝固析出，冷卻時形成沉淀，達(dá)到澄清的目的；同時可產(chǎn)生保護(hù)性膠體，增強其穩(wěn)定性；熱處理還可以使酵母、細(xì)菌等微生物失活，酶促反應(yīng)趨于穩(wěn)定；但是熱處理也會對酒體風(fēng)味產(chǎn)生不利影響[12]，因此熱處理的溫度和時間必須合理。由表5可知，地參發(fā)酵酒的濁度、色度、透光率和感官評分與對照相比差異顯著(P<0.05)。當(dāng)加熱時間為10 min時，濁度、色度處于較高水平，當(dāng)加熱時間為15 min時，濁度發(fā)生陡降，透光率急劇升高，而后隨著加熱時間的繼續(xù)延長，濁度和透光率變化不明顯，在20 min后趨于穩(wěn)定，此時，濁度為1.19 EBC，透光率為95.8%，色度和可溶性固形物含量的變化雖然沒有濁度和透光率劇烈，但規(guī)律一致。熱處理時間對酒精度、咖啡酸含量、迷迭香酸含量、總酸含量和總糖含量無影響，但對感官評分的影響較大，隨著熱處理時間的延長，酒體外觀色澤、典型性變化不明顯，當(dāng)熱處理時間>25 min時，酒體出現(xiàn)氧化味，且口感較差。因此，采用70 ℃水浴加熱20 min處理效果最佳。

表5 加熱時間對地參發(fā)酵酒品質(zhì)的影響?

2.5 靜置溫度及過濾澄清方式對地參發(fā)酵酒品質(zhì)的影響

由表6可知，隨著靜置溫度的下降，殘留于酒中的蛋白質(zhì)、死酵母和其他有機物溶解度降低，從而使?jié)岫群蜕认陆?，透光率提高，起到一定的澄清作用，但整體效果不如澄清劑法和熱處理方法。而膜過濾法的澄清效果是所有澄清方式中效果最好的，不同孔徑下濁度均<1 EBC，透光率>97.0%，且乙醇(酒精度)、咖啡酸含量、迷迭香酸含量、總酸含量和總糖含量幾乎無損失，所以是一種良好的澄清方式。但膜過濾后酒體色度下降，顏色偏淡，且膜過濾技術(shù)的設(shè)備造價、使用和維護(hù)成本較高，在乳制品行業(yè)應(yīng)用中更廣泛[13]。

表6 其他澄清方式對地參發(fā)酵酒品質(zhì)的影響?

2.6 不同澄清方法的穩(wěn)定性

發(fā)酵酒類產(chǎn)品在存放過程中易發(fā)生有機物氧化變質(zhì)，再次出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，造成品質(zhì)下降[22]。由表7可知，使用澄清劑法的酒液濁度隨靜置時間的延長均有回升(P<0.05)，當(dāng)靜置時間為30 d時，增幅較大，而后又是一個緩慢上升的過程，其中添加皂土的增幅最大為21.84%，其次為殼聚糖。而熱處理的濁度值隨靜置時間的延長幾乎無變化，可能是熱處理已使酒液中的氧化酶失活，存放過程中不易發(fā)生氧化反應(yīng)，而澄清劑法只是從物理層面吸附了大分子物質(zhì)，酶活力未受到破壞，所以穩(wěn)定性較差。

表7 澄清方式對地參發(fā)酵酒穩(wěn)定性的影響?

3 結(jié)論

通過添加澄清劑、熱處理和膜過濾后，地參發(fā)酵酒的濁度均顯著下降(P<0.05)，透光率明顯提高，其中膜過濾法和熱處理的透光率最高，澄清效果最好，3種澄清劑中明膠和殼聚糖的澄清效果優(yōu)于皂土，冷藏法和冷凍法澄清效果次之。7種澄清方法對酒精度、總酸含量、總糖含量和可溶性固形物含量均無顯著影響，澄清劑(明膠、殼聚糖、皂土)法對咖啡酸和迷迭香酸存在一定的吸附作用，膜過濾法對酒體色度影響較大，而熱處理法對以上指標(biāo)均無影響。穩(wěn)定性試驗結(jié)果顯示，澄清劑法存在復(fù)渾現(xiàn)象，熱處理的穩(wěn)定性較好。綜上，采用70 ℃水浴20 min 熱處理地參發(fā)酵酒的澄清度最好，品質(zhì)最佳，此時酒色呈橘紅色，光澤透明，無異味，口感較佳，且穩(wěn)定性良好。但熱處理對酒精度和風(fēng)味的不良影響難以完全消除，實際生產(chǎn)過程中應(yīng)密封加熱，并嚴(yán)格控制加熱溫度和時間。