徐洲,朱文優(yōu),尹禮國,張超,魏琴,*
(1.宜賓學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院,四川宜賓644000;2.宜賓學(xué)院發(fā)酵資源與應(yīng)用四川省高校重點實驗室,四川宜賓644000)
獼猴桃全果發(fā)酵干酒的澄清技術(shù)及穩(wěn)定性研究
徐洲1,2,朱文優(yōu)1,2,尹禮國1,2,張超1,2,魏琴1,2,*
(1.宜賓學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院,四川宜賓644000;2.宜賓學(xué)院發(fā)酵資源與應(yīng)用四川省高校重點實驗室,四川宜賓644000)
澄清是獼猴桃果酒釀造的關(guān)鍵技術(shù)之一,直接關(guān)系著果酒的品質(zhì)和貯藏。以四川宜賓野生獼猴桃為原料全果發(fā)酵釀制獼猴桃干酒,研究果膠酶的添加量、4種常用澄清劑對其澄清度和穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,添加80 mg/L的果膠酶有助于酒體的澄清,混合澄清劑的最佳配比為皂土0.45 g/L,明膠0.65 g/L,殼聚糖0.55 g/L,在此條件下果酒的澄清度可達(dá)95.42%。復(fù)合澄清劑處理后,獼猴桃果酒的酒精度為11.4%,總糖3.4 g/L,干浸出物13.4 g/L,滴定酸6.32 g/L,維生素C190mg/L,達(dá)到了干型果酒的國家標(biāo)準(zhǔn)。澄清處理的果酒在室溫下保藏7個月后未發(fā)現(xiàn)沉淀物質(zhì)。
獼猴桃;干酒;澄清劑;穩(wěn)定性
獼猴桃(Actinidia Chinensis Planch)屬于獼猴桃科獼猴桃屬。因其果實細(xì)嫩多汁、清香鮮美、營養(yǎng)成分豐富而深受人們喜愛,尤其是維生素C的含量為100 mg/ 100 g~420 mg/100 g,有“VC之冠”的美譽[1-3]。特別指出的是,獼猴桃里含有的物質(zhì)具有降血壓、降血脂、防癌治癌、治療燒傷等作用[4-5],獼猴桃成熟果含糖量8%~14%,是釀造獼猴桃果酒的優(yōu)質(zhì)原料[6-7]。近年來,果酒因其豐富的營養(yǎng)成分和獨特的口感優(yōu)勢而備受消費者青睞,市場潛力巨大。
果酒發(fā)酵大體分為原汁發(fā)酵和帶皮帶渣發(fā)酵,而發(fā)酵型果酒的澄清技術(shù)與果酒品質(zhì)密切相關(guān),直接影響著果酒的成色和口感[8]。目前,獼猴桃果酒的澄清方法主要有自然澄清法、添加澄清劑澄清法、熱處理澄清法、超濾澄清法等,這些方法各有優(yōu)缺點,其中添加澄清劑法,具有處理時間短、穩(wěn)定性好、投資少等優(yōu)點而被生產(chǎn)企業(yè)廣泛采用[9-11]。獼猴桃因原料品種、產(chǎn)地的不同,其糖類、維生素C、果膠等成分呈現(xiàn)較大的差異[12],與原汁發(fā)酵果酒相比,帶皮帶渣發(fā)酵的獼猴桃酒,酒體中含有更多的果膠、纖維素、多糖、單寧、蛋白質(zhì)等絡(luò)合物,更加容易因為空氣、酶的氧化作用等因素引起果酒成品的渾濁[13-14],貯藏過程中過低的澄清度將直接影響產(chǎn)品的外觀和銷售。本文以四川宜賓的野生獼猴桃為原料,研究不同澄清劑對帶皮帶渣發(fā)酵果酒澄清度的影響,以期為獼猴桃酒澄清劑的選用提供參考依據(jù)。
1.1 材料與試劑
帶皮帶渣全果發(fā)酵的獼猴桃干酒,由發(fā)酵資源與應(yīng)用四川省高校重點實驗室提供。酒精度11.4%(體積比,20℃),干浸出物含量18.2 g/L。
果膠酶(食品級,7 000 U/g):上海研拓生物科技有限公司;安琪酵母:安琪酵母股份有限公司;明膠(食品級):珠海市金長安貿(mào)易有限公司;酪蛋白(食品級):上海萬安生物科技有限公司;殼聚糖(食品級):青島潛光生物工程有限公司;鈉基活性皂土(食品級):天津萬橡酒業(yè)有限公司。
1.2 儀器與設(shè)備
TU-1901型紫外可見分光光度計:北京普析通用儀器公司;HZQ-QX型全溫振蕩器:東聯(lián)電子技術(shù)有限公司;AR2130型電子天平:美國奧豪斯公司OHAUS;RE-5286A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:上海雅榮生化設(shè)備公司;WYT型手持糖度計:成都興晨光學(xué)儀器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 工藝流程
獼猴桃汁→最適果膠酶添加量→成品果酒→成分檢測→澄清劑處理→取上清液→澄清度、干浸出物測定→澄清后成分測定→最優(yōu)澄清條件
1.3.2 果膠酶添加量的探究
分別按40、50、60、70、80、90、100 mg/L添加于獼猴桃全果果汁中進(jìn)行發(fā)酵,至發(fā)酵終點后,靜置10 d后虹吸方式取上層酒液,測定酒液澄清度,以研究果膠酶對澄清度的影響[15-16]。
1.3.3 澄清劑的選用
將明膠、酪蛋白、殼聚糖、鈉基活性皂土4種澄清劑均配制為1%溶液,備用。取100 mL原酒于三角瓶中,在預(yù)試驗基礎(chǔ)上,邊攪拌邊分別添加0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 g/L濃度的4種澄清劑,在振蕩器上振蕩15min,常溫下靜置10 d后,采用3 000 r/min的轉(zhuǎn)速離心處理10 min,虹吸方式取上清液,待測。篩選3種更好澄清效果的澄清劑進(jìn)行正交試驗,以確定最適澄清劑處理條件。
1.3.4 澄清度的測定
澄清度以透光率表示,取虹吸待測液,用1 cm比色皿在680 nm處測透光率(%),以蒸餾水為參比(T= 100%),與未加澄清劑的酒樣作為對照(ck)比較澄清效果。
1.3.5 酒液成分的檢測
對實驗室自制的獼猴桃酒液進(jìn)行各種成分的檢測,酒精度測定采用蒸餾比重法;總糖測定菲林試劑法;滴定酸(酒石酸計)采用滴定法,具體操作均依據(jù)GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》進(jìn)行檢測。干浸出物,采用密度瓶法;維生素C,采用2,6-二氯酚靛酚滴定法進(jìn)行檢測。
1.3.6 穩(wěn)定性評價
將各種最適澄清劑處理后的獼猴桃果酒,分別進(jìn)行-4℃下冷處理3 d和80℃下熱處理15 min,對獼猴桃果酒進(jìn)行透光率測定。
1.3.7 正交試驗與數(shù)據(jù)處理
使用Origin 9.0軟件制圖處理,采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行正交試驗的設(shè)計和數(shù)據(jù)分析處理。
2.1 果膠酶添加量對果酒澄清度的影響
果膠酶添加量對果酒澄清度的影響見圖1。
圖1 果膠酶對果酒澄清度的影響Fig.1The effects on clarity degree by using pectinase
圖1結(jié)果顯示,在不同果膠酶添加量下,帶皮發(fā)酵果酒透光率隨著果膠酶添加量的增加呈上升趨勢,當(dāng)果膠酶量為80 mg/L時,獼猴桃酒的透光率達(dá)84.21%,隨著果膠酶添加量的繼續(xù)升高,透光率變化幅度不大,究其原因是果膠酶能將果肉渣中果膠分解,釋放出糖類、色素、內(nèi)容物等物質(zhì),使得果酒的干浸出物有所提高[1],同時獼猴桃果酒成品的澄清度也有所降低。對于沒有添加果膠酶的酒液,其透光率僅為68.12%,其原因是由于全果發(fā)酵的獼猴桃酒含有更多的果膠類物質(zhì),不利于果酒酒液的澄清。
2.2 明膠對果酒澄清度的影響
明膠對果酒澄清度的影響見圖2。
圖2 明膠對澄清度的影響Fig.2The effects on clarity degree by using gelatin
圖2結(jié)果顯示,明膠澄清的效果較為明顯,這是由于明膠是兩性電解質(zhì),可將帶電的微粒凝聚成塊,由于獼猴桃果酒中單寧含量較高,特別容易形成明膠-單寧酸鹽的絡(luò)合物而沉淀,使酒液得以澄清[17-18]。當(dāng)明膠添加量為0.6 g/L時,透光率可以達(dá)到92.10%,當(dāng)明膠繼續(xù)增加時,澄清度仍有部分提高,但棕黃色的酒體有變淡趨勢[19],綜合考慮將最佳添加量確定為0.6 g/L。
2.3 皂土對果酒澄清度的影響
皂土對果酒澄清度的影響見圖3。
圖3 皂土對澄清度的影響Fig.3The effects on clarity degree by using bentonite
分析圖3可知,皂土由于有較多的空間空隙,增加了吸附雜質(zhì)的表面積,皂土吸水膨脹后形成膠體懸浮液,增大了表面積,與混濁物形成絮狀沉淀,酒液澄清度明顯得以提高[20]。當(dāng)添加量為0.4 g/L時,色澤最好,酒體穩(wěn)定,其透光率達(dá)92.84%。
2.4 殼聚糖對果酒澄清度的影響
殼聚糖對果酒澄清度的影響見圖4。
圖4 殼聚糖對澄清度的影響Fig.4The effects on clarity degree by using chitosan
圖4顯示,添加殼聚糖之后,獼猴桃干酒的透光率呈上升趨勢,殼聚糖具有優(yōu)良的絮凝性能[20],當(dāng)其添加量為0.5 g/L時,透光率為91.43%,澄清度和色澤較好,之后隨著殼聚糖添加量的增加而澄清度變化幅度較小。
2.5 酪蛋白對果酒澄清度的影響
酪蛋白對果酒澄清度的影響見圖5。
圖5 酪蛋白對澄清度的影響Fig.5The effects on clarity degree by using casein
由圖5可知,當(dāng)酪蛋白添加量為0.7 g/L時,可以使獼猴桃干酒的透光率達(dá)到90.24%,因為酪蛋白可以除去酒液中的多酚類物質(zhì)而提高澄清度,當(dāng)加入酪蛋白之后,酒液由棕黃色變?yōu)闇\黃色。但和其他幾種澄清劑相比較而言,脫色效果和透光率總體上稍差。
2.6 最適復(fù)合澄清劑配比的研究
從不同澄清劑對獼猴桃酒澄清效果的影響試驗結(jié)果可以得出,4種澄清劑在一定程度上都可以使酒液變澄清,使酒體穩(wěn)定。其中,皂土、明膠和殼聚糖的作用效果較好,而酪蛋白略有不足,由于各種澄清劑的澄清機(jī)理和能夠澄清的主要物質(zhì)種類各不相同,需要對澄清劑進(jìn)行復(fù)合處理研究。因此正交試驗選取A皂土添加量(g/L)、B明膠添加量(g/L)、C殼聚糖添加量(g/L)為考察因素,以透光率(%)為考察指標(biāo),進(jìn)行L9(34)的正交貯藏試驗,借以研究最佳澄清條件,正交試驗結(jié)果如表1所示。
表1 正交試驗對澄清度的影響Table 1The effects on clarity degree by using orthogonal experiment
由表1的極差分析可知,三因素對獼猴桃酒澄清度的影響主次關(guān)系是A(皂土)>B(明膠)>C(殼聚糖),皂土對澄清有較為明顯的作用,理論上最佳澄清條件為A3B3C3。以此條件進(jìn)行驗證試驗,結(jié)果顯示其澄清度達(dá)(95.42±0.02)%,比實際最佳結(jié)果A3B2C1提高了0.2%,故以A3B3C3為最優(yōu)澄清條件,即混合澄清劑的添加量為0.45 g/L皂土、0.65 g/L明膠和0.55 g/L的殼聚糖。
2.7 獼猴桃果酒穩(wěn)定性的變化
與啤酒和其他果酒一樣,獼猴桃果酒也存在熱凝固物和冷凝固物,獼猴桃果酒含有少量的酒石酸鹽,而酒石酸鹽在低溫下容易析出[21]。果酒穩(wěn)定性試驗結(jié)果見表2。
表2 果酒穩(wěn)定性試驗結(jié)果Table 2Results of stability test of Kiwi wine
續(xù)表2 果酒穩(wěn)定性試驗結(jié)果Continue table 2Results of stability test of Kiwi wine
從表2可以得出,冷處理作用使得果酒中的酒石酸鹽有所析出,因此在明膠、皂土澄清的果酒,經(jīng)冷處理后發(fā)現(xiàn)了少許沉淀,而殼聚糖和復(fù)合澄清處理的果酒,未發(fā)現(xiàn)沉淀物質(zhì);蛋白質(zhì)、酚類等有機(jī)物質(zhì)容易在高溫下析出,經(jīng)過熱處理后,3種單一澄清劑處理后的果酒,均出現(xiàn)了不同程度的少量沉淀,唯有復(fù)合澄清劑處理的獼猴桃果酒,未發(fā)現(xiàn)肉眼可見的熱凝固物,由此可知,試驗所得的復(fù)合澄清處理的果酒具有較好的冷、熱穩(wěn)定性,冷、熱處理后的透光率分別達(dá)92.12%和93.24%。
2.8 澄清處理對獼猴桃果酒主要成分的影響
將獼猴桃酒按0.45 g/L皂土、0.65 g/L明膠和0.55 g/L的殼聚糖的最佳條件澄清處理后,其主要成分的變化情況如表3所示。
表3 果酒澄清處理前后主要成分含量Table 3The content of major components before and after clarify treatment
表3結(jié)果顯示,經(jīng)澄清處理后的獼猴桃果酒,國家標(biāo)準(zhǔn)中要求檢測酒精度、總糖、干浸出物、滴定酸、維生素C五大主體成分均發(fā)生了一些變化[8],各種物質(zhì)的含量均有所下降。特別指出的是,由于澄清劑與果酒中果膠、單寧、多聚戊糖等物質(zhì)結(jié)合,使果酒中可溶性固形物減少,其干浸出物在處理前后降低幅度較大,澄清處理后為13.4 g/L,但仍高于果酒干浸出物的國家標(biāo)準(zhǔn)。
對于帶皮帶渣全果發(fā)酵的獼猴桃果酒,添加80mg/L的果膠酶(7 000 U/g)有助于酒體的澄清。在復(fù)合澄清劑配比為皂土0.45 g/L、明膠0.65 g/L、殼聚糖0.55 g/L的條件下,獼猴桃果酒澄清度達(dá)到了95.42%,且復(fù)合澄清劑處理的果酒具有較好的冷、熱穩(wěn)定性。經(jīng)澄清劑處理后的獼猴桃果酒,可以在室溫條件下常規(guī)貯藏7個月,隨后瓶底顯現(xiàn)了少許肉眼可見的沉淀物質(zhì),果酒的維生素C含量也略有下降。因此,防止獼猴桃果酒的二次沉淀和維生素C的損失還有待進(jìn)一步研究。
澄清處理易于導(dǎo)致獼猴桃果酒干浸出物含量的改變,因此在實際生產(chǎn)過程中,不能將澄清度作為評價澄清處理優(yōu)劣的唯一指標(biāo),應(yīng)綜合考慮澄清度、營養(yǎng)成分、口感風(fēng)味等因素,來選擇最適的澄清劑處理條件。此外,澄清劑處理獼猴桃果酒,結(jié)合膜過濾技術(shù),可以達(dá)到減輕設(shè)備負(fù)荷,提高過濾和除菌效率的目的。
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Study on the Clarification Technology and Stability of Kiwi Dry Wine through Whole Fruit Fermentation
XU Zhou1,2,ZHU Wen-you1,2,YIN Li-guo1,2,ZHANG Chao1,2,WEI Qin1,2,*
(1.College of Life Science and Food Engineering,Yibin University,Yibin 644000,Sichuan,China;2.Key Lab of Fermentation Resource and Application of Institutes of Higher Learning in Sichuan,Yibin University,Yibin 644000,Sichuan,China)
Process of clarification was one of the key technologies in kiwi wine brewing,which was directly related to the quality and storage of the wine.The Yibin Sichuan wild kiwi fruit was used as raw material to brew for whole fruit fermentation dry wine,and the effect of pectinase dosage and four kinds of clarifier on clarification and stability of the dry wine was studied.The results showed that,80 mg/L of pectinase was beneficial for the wine clarification,and the best ratio of mixing clarifiers were bentonite 0.45 g/L,gelatin 0.65 g/L,chitosan 0.55 g/L,respectively.After the treatment of compound clarifies,the clarity of kiwi wine could reach up to 95.42%,and the component of kiwi wine were as follows,alcohol 11.4%,total sugar 3.4 g/L,titratable acidity 6.32 g/L,dry extract13.4 g/L,vitamin C 190 mg/L,which reached the national standard of dry wine.The sediment can not be found in Kiwi wine under room temperature after seven months.
kiwi;dry wine;clarifiers;stability
10.3969/j.issn.1005-6521.2017.09.030
2017-02-23
發(fā)酵資源與應(yīng)用四川省高校重點實驗室重點項目(2010KFZ003)
徐洲(1984—),男(漢),講師,博士研究生,研究方向:食品生物技術(shù)。
*通信作者:魏琴(1967—),女,教授,博士,研究方向:資源植物學(xué)及產(chǎn)品加工。