李樹萍，焦 嬌，李美萍，張生萬

(山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西太原030006)

紅棗白蘭地是以紅棗為原料，通過生物酶解、發(fā)酵、蒸餾和陳釀等工序制得的蒸餾酒[1]，深受消費者青睞。目前，有關(guān)紅棗白蘭地的研究主要集中在成分分析[1-10]，甲醇的檢測及其含量的控制[11-16]及色澤穩(wěn)定性[17]，但對影響產(chǎn)品外觀及其品質(zhì)渾濁的研究尚未見報道。關(guān)于蒸餾酒渾濁的研究主要集中在白酒和白蘭地，白酒渾濁的成因主要是加漿降度時[18-21]，酒中物質(zhì)的溶解度發(fā)生變化；彭德華[22]首次提到提高白蘭地的穩(wěn)定性，但尚未提到白蘭地渾濁成因。在紅棗白蘭地生產(chǎn)過程中，勾兌是必不可少的步驟。故探明其致濁成因及建立有效的除濁方法顯得尤為重要。

以42%vol紅棗白蘭地為基酒，對改變酒精度時的變化行為進行了研究。發(fā)現(xiàn)酒液在降度和增加酒精度時均不同程度地出現(xiàn)失光、渾濁現(xiàn)象。采用紅外光譜法和化學(xué)分析法對低度（20%vol）和高度（72%vol）紅棗白蘭地致濁物進行分析可知：低度紅棗白蘭地的致濁物主要是多酚與蛋白質(zhì)締合物，并有少量高級脂肪酸酯類化合物；而高度紅棗白蘭地的致濁物主要是糖類及水溶性酚類物質(zhì)。通過單因素試驗和響應(yīng)面法對紅棗白蘭地的澄清劑進行篩選，結(jié)果表明，20%vol紅棗白蘭地最佳澄清劑為殼聚糖-明膠復(fù)合澄清劑，其添加量為殼聚糖0.066 g/L，明膠0.64 g/L，最大透過率為99.825%，72%vol紅棗白蘭地以硅藻土為澄清劑效果較好，其用量為0.12 g/L時，透過率為99.972%。該結(jié)果將為后期紅棗白蘭地生產(chǎn)、儲藏和品質(zhì)的控制提供一定的理論和實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅棗白蘭地（42%vol），山西萬里紅酒業(yè)有限公司提供；無水乙醇，市售分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Agilent公司；Nicolet 380傅里葉變換紅外光譜儀，美國Thermo公司；UV-2550雙光束紫外光譜儀，日本島津公司；SGZ-B系列便攜式濁度計，上海悅豐儀器儀表有限公司；SCIENTZ-18N真空冷凍干燥機，寧波新芝生物科技股份有限公司；低速離心機，安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；比色管，天津玻璃儀器有限公司；1 cm密封石英比色皿，德國萊斯公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 溶液配制

向紅棗白蘭地基酒（42%vol）中加入適量的蒸餾水或無水乙醇，分別配制成20%vol、32%vol、50%vol、63%vol和72%vol的紅棗白蘭地。

明膠溶液：取一定量的明膠用10倍的水加熱溶解，配成體積分數(shù)10%的明膠溶液備用[23]。

殼聚糖溶液：將1 g殼聚糖置于100 mL體積分數(shù)為2%的醋酸溶液中加熱攪拌至完全溶解，配成體積分數(shù)為1%的殼聚糖溶液備用[23]。

2%硅藻土懸浮液：稱取2 g硅藻土，用98 mL蒸餾水浸泡24 h，充分吸水膨脹后，攪拌均勻，備用[24]。

皂土懸浮液：稱取10 g皂土，加入100 mL蒸餾水在60℃水浴中膨脹，浸泡24 h，使用前攪拌成均勻的漿體[25]。

水不溶玉米面的前處理：玉米面經(jīng)50～60倍質(zhì)量的水浸洗至少3～4次后過濾、烘干后研細[26]，過40目篩備用。

1.3.2 不同酒液濁度的測定

按1.3.1節(jié)方法得到的不同酒精度紅棗白蘭地，用濁度儀測定其濁度。

1.3.3 致濁物類型分析方法

將20%vol和72%vol紅棗白蘭地放入-5℃冰箱冷藏7 d，去除上清液，渾濁液移至10 mL離心管中。以4000 r/min的速率離心20 min，再用等量（3 mL）相應(yīng)濃度的乙醇溶液洗滌沉淀3次，對沉淀物進行真空冷凍干燥，再用干燥過的KBr進行壓片，測定其紅外吸收光譜。同時采用文獻[27]的方法進行分析驗證。

1.3.4 除濁條件選擇

1.3.4.1 澄清劑的選擇

按1.3.1節(jié)方法制得的澄清劑，取100 mL20%vol和72%vol紅棗白蘭地各5份，分別加入4 g水不溶玉米面，0.4 mL殼聚糖、明膠、硅藻土、皂土溶液，靜置24 h，測定離心管上清液在400 nm和700 nm波長處的吸光度值。

1.3.4.2 單因素試驗

向100 mL 20%vol和72%vol紅棗白蘭地中加入不同濃度的殼聚糖、明膠和水不溶玉米面和硅藻土。

1.3.4.3 響應(yīng)面法優(yōu)化20%vol紅棗白蘭地復(fù)合澄清劑配比

通過單一澄清劑的澄清效果試驗，選擇殼聚糖、明膠進行復(fù)配，作為復(fù)合澄清劑。利用Design-Expert 8.0軟件中的Central-Composite模型，以透過率（T%）作為響應(yīng)值（Y），以殼聚糖（A）和明膠（B）的體積分數(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，因子編碼及水平見表1。

表1 殼聚糖-明膠復(fù)合澄清劑試驗因素水平及編碼值

1.3.4.4 澄清指標的測定

吸光度的測定：在UV-2550雙光束紫外光譜儀上，以相應(yīng)濃度的乙醇溶液做參比，測定酒樣在400 nm和700 nm波長處的吸光度值。風(fēng)味成分相對百分含量的測定：采用GC-MS分析法，通過面積歸一化法分析風(fēng)味成分相對百分含量的變化（不含乙醇）。

1.3.5 除濁方法

取一定量的20%vol和72%vol紅棗白蘭地，分別向20%vol的紅棗白蘭地中加入不同濃度比的殼聚糖和明膠溶液，72%vol的紅棗白蘭地中加入不同濃度的硅藻土懸浮液。靜置24 h，然后取出置于離心機內(nèi)離心（4000 r/min、20 min），取離心管上清液，在波長700 nm處測其透過率，透過率越高，澄清效果越好。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同酒精度溶液濁度的測定

按1.3.1節(jié)方法得到的不同酒精度紅棗白蘭地，采用1.3.2方法對不同酒精度溶液的濁度進行測定。其結(jié)果見圖1。

由圖1可知，隨著酒精度的增加，酒液渾濁度先下降后上升，只有當酒精度為40%vol～52%vol時，濁度較小，酒液澄清。而酒精度低于40%vol和高于52%vol時均有失光、渾濁現(xiàn)象，這一現(xiàn)象表明：低度酒和高度酒的致濁物可能分別為水不溶性和酯不溶性化合物。故應(yīng)選擇較低酒精度（20%vol）的紅棗白蘭地和較高酒精度（72%vol）的紅棗白蘭地分別獲取沉淀物進行致濁物類型的分析。

圖1 不同酒精度紅棗白蘭地的濁度變化趨勢

圖2 a 20%vol紅棗白蘭地沉淀紅外光譜圖

圖2 b 72%vol紅棗白蘭地沉淀紅外光譜圖

2.2 致濁物類型分析

按1.3.3.節(jié)方法，分別獲取低度酒和高度酒沉淀物后，進行紅外光譜測定和化學(xué)分析驗證。

2.2.1 致濁物紅外光譜分析

低度（20%vol）酒和高度（72%vol）酒沉淀物的紅外光譜按1.3.3節(jié)方法測定。其結(jié)果見圖2a和圖2b。

由圖2a可知：3417.82 cm-1νOH、3076.8 cm-1ν=C-H、1633.69 cm-1νC=C、1273.00 cm-1ν=C-O，表明20%vol酒的致濁物中可能含有酚類化合物；2939.48 cm-1νasC-H、2864.26 cm-1νsC-H和1423.45 cm-1δCH吸收峰以及在波數(shù)高于1633.69 cm-1處吸收峰與其重疊致使1633.69 cm-1不對稱峰形表明，致濁物中可能含有蛋白質(zhì)類和高級脂肪酸酯類化合物。結(jié)果表明，低度酒的致濁物可能是蛋白質(zhì)與酚類化合物締合[28]，并混有少量高級脂肪酸酯類化合物。

由圖2b可知：3410.11 cm-1νOH、2929.84 cm-1νC-H、1429.23 cm-1δC-H、1732.05 cm-1νC=O、1068.55 cm-1νC-O和1010.68 cm-1νC-O的吸收，表明72%vol紅棗白蘭地致濁物中可能含有糖類化合物。3410.11 cm-1νOH、1642 cm-1νC=C、1271.07 cm-1ν=C-O，表明 72%vol酒的致濁物中可能含有水溶性的酚類化合物。結(jié)果表明，高度酒的致濁物可能是糖類及水溶性酚類化合物。

2.2.2 致濁物中多酚類物質(zhì)的分析

采用文獻[27]三氯化鐵-鐵氰化鉀試劑法對20%vol和72%vol紅棗白蘭地的致濁物進行定性分析，實驗結(jié)果，均呈現(xiàn)明顯的藍色斑點。表明致濁物中含有酚類物質(zhì)，所得結(jié)果與紅外吸收光譜相吻合。

2.2.3 致濁物中蛋白質(zhì)類物質(zhì)的分析

采用文獻[27]茚三酮法對20%vol和72%vol紅棗白蘭地的致濁物進行定性分析，實驗結(jié)果，20%vol呈現(xiàn)紫色，72%vol未顯色。表明20%vol紅棗白蘭地致濁物中含有蛋白質(zhì)，72%vol紅棗白蘭地致濁物中不含有蛋白質(zhì)，得到的結(jié)果與紅外吸收光譜相吻合。

2.2.4 致濁物中糖類物質(zhì)的分析

采用文獻[27]Molish法對20%vol和72%vol紅棗白蘭地的致濁物進行定性分析，實驗結(jié)果，20%vol未出現(xiàn)紫紅色環(huán)，72%vol出現(xiàn)紫紅色環(huán)。表明20%vol紅棗白蘭地致濁物中不含有糖類，72%vol紅棗白蘭地致濁物中可能含有糖類，與紅外光譜圖結(jié)果相吻合。

2.3 致濁成因

由圖1可知，當紅棗白蘭地酒精度為20%vol～40%vol和大于52%vol時，渾濁度較大，酒液出現(xiàn)失光、渾濁現(xiàn)象。這一現(xiàn)象揭示了紅棗白蘭地的致濁物與其溶液極性有關(guān)。結(jié)合紅外光譜法和化學(xué)分析法對低度（20%vol）酒和高度（72%vol）酒的致濁物分析結(jié)果可知，在低度酒中為一些醇溶蛋白與多酚類化合物相互作用形成的締合物及高級脂肪酸酯類化合物等所致[29]；而在高度酒中主要是水溶性多酚及多糖等醇溶性差[30]的物質(zhì)所致。

2.4 澄清劑效果分析

2.4.1 最佳除濁劑的篩選

取20%vol和72%vol紅棗白蘭地各5份，每份100 mL，向其中加入不同澄清劑，攪拌均勻后，靜置24 h，測定不同澄清劑的澄清效果。根據(jù)紅棗白蘭地紫外吸收光譜圖（圖3），以400 nm波長處的吸光度考察褪色情況，以700 nm波長處吸光度考察除濁情況，其結(jié)果見表2。

圖3 紅棗白蘭地紫外吸收光譜圖

表2 不同澄清劑對紅棗白蘭地在400 nm和700 nm波長處吸光度測定結(jié)果

由表2可知，經(jīng)不同澄清劑處理后的紅棗白蘭地與原酒相比，在400 nm和700 nm波長處的吸光度值均有所減小，表明色度有所降低，透明程度升高。對上述5種澄清劑試驗結(jié)果進行比較可知，20%vol紅棗白蘭地宜選用殼聚糖、明膠和水不溶玉米面作為澄清劑；72%vol紅棗白蘭地宜選用硅藻土和水不溶玉米面作為澄清劑。

2.4.2 20%vol紅棗白蘭地單一澄清劑效果

2.4.2.1 殼聚糖溶液的澄清效果（圖4）

由圖4可知，隨著殼聚糖用量的增加，20%vol紅棗白蘭地的透過率先增加后趨于穩(wěn)定，當殼聚糖用量為0.6 mL/100 mL時，透過率為99.541%，此時澄清效果達到最佳。

圖4 殼聚糖用量對20%vol紅棗白蘭地澄清效果的影響

2.4.2.2 明膠溶液的澄清效果（圖5）

圖5 明膠用量對20%vol紅棗白蘭地澄清效果的影響

由圖5可知，隨著明膠用量增加，20%vol紅棗白蘭地的透過率先增加后趨于穩(wěn)定。當明膠用量為0.8 mL/100mL時，透過率達到最大，為97.949%，此時澄清效果最佳。

2.4.2.3 水不溶玉米面的澄清效果（圖6）

由圖6可知，隨著水不溶玉米面用量的增加，20%vol紅棗白蘭地的透過率先呈上升趨勢后趨于穩(wěn)定。當玉米面用量為8 g/100 mL時，透過率為94.977%，此時澄清效果最佳。

比較3種澄清劑對20%vol紅棗白蘭地的透過率可知，殼聚糖和明膠的澄清效果優(yōu)于水不溶玉米面，故對二者進行復(fù)合，使其澄清效果達到最佳。

2.4.3 72%vol紅棗白蘭地單一澄清劑效果

圖6 水不溶玉米面用量對20%vol紅棗白蘭地澄清效果的影響

2.4.3.1 硅藻土溶液的澄清效果（圖7、圖8）

圖7 硅藻土用量對72%vol紅棗白蘭地澄清效果的影響

圖8 硅藻土用量對72%vol紅棗白蘭地最大吸收波長的影響

由圖7可知，隨著硅藻土用量的增加，72%vol紅棗白蘭地的透過率先上升后趨于穩(wěn)定，當硅藻土用量為0.6 mL/100 mL時，透過率為99.972%，此時澄清效果最佳。由于硅藻土澄清劑中含有微量的金屬離子，可能會與酒中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。由圖8可知，最大吸收波長未發(fā)生移動，硅藻土未引起72%vol紅棗白蘭地色澤的改變。

2.4.3.2 水不溶玉米面的澄清效果（圖9）

圖9 水不溶玉米面用量對72%vol紅棗白蘭地澄清效果的影響

由圖9可知，隨著水不溶玉米面用量的增加，72%vol紅棗白蘭地的透過率先增加后趨于穩(wěn)定，當水不溶玉米面用量為6 g/100 mL時，透過率為99.583%，此時澄清效果最佳。使用水不溶玉米面為澄清劑，可以較為有效的除濁，是一種無毒無害的天然食品澄清劑。

綜上分析可知，硅藻土對72%vol紅棗白蘭地的澄清效果略優(yōu)于水不溶玉米面，故選硅藻土作為72%vol紅棗白蘭地的最佳澄清劑。

2.4.4 20%vol紅棗白蘭地復(fù)合澄清劑的澄清效果

2.4.4.1 Central-Composite試驗設(shè)計與方差分析

對殼聚糖-明膠澄清方法進行響應(yīng)面分析，以透過率（Y）作為評價指標，響應(yīng)面設(shè)計方案與結(jié)果見表3，方差分析見表4。

表3 響應(yīng)面設(shè)計方案和試驗結(jié)果

利用Design-Expert8.0Trial數(shù)據(jù)處理軟件中ANOVA程序?qū)Ρ?的試驗結(jié)果進行二次回歸分析，計算出方程各項系數(shù)并進行方差分析，可得2個因子與Y之間的回歸方程：Y=99.21+2.22A-1.45B+0.95AB-1.22A2-1.12B2。

表4 試驗結(jié)果方差分析

由表4可知，本實驗所選用的模型顯著（P＜0.0001），失擬項P=0.505＞0.05，不顯著；模型的校正系數(shù)RAdj2=0.9911，相關(guān)系數(shù)R2=0.9678，說明該模型擬合程度良好，試驗誤差小，可以用此來分析和預(yù)測殼聚糖-明膠復(fù)合澄清劑的澄清作用。由表4回歸方程系數(shù)顯著性檢驗可知，殼聚糖對20%vol紅棗白蘭地透過率的影響極顯著（P＜0.01），明膠對20%vol紅棗白蘭地透過率的影響極顯著（P＜0.01）；二次項AB、A2和B2也對透過率影響極顯著（P＜0.01）。這表明各試驗因素對透過率的影響呈二次關(guān)系，且因素之間存在交互作用。

2.4.4.2 響應(yīng)面分析

殼聚糖（A）和明膠（B）兩因素對透過率響應(yīng)面和等高線見圖10。由圖10可知，殼聚糖和明膠的用量以及殼聚糖和明膠間的交互作用對透過率的影響極其顯著（P＜0.01）。

利用Design-Expert8.0數(shù)據(jù)處理軟件中ANOVA程序?qū)貧w模型分析得到最優(yōu)結(jié)果為殼聚糖0.66 mL/100 mL，明膠0.64 mL/100 mL，在此條件下，預(yù)測透過率為100.32%，優(yōu)于單一澄清劑。為了驗證模型的合適性和有效性，進行驗證試驗。在殼聚糖0.66 mL/100 mL、明膠0.64 mL/100 mL時，20%vol紅棗白蘭地的透過率為99.825%，與模型的預(yù)測值透過率（100.32%）相符，說明回歸方程可應(yīng)用于實踐中。

2.4.5 澄清劑對紅棗白蘭地風(fēng)味成分的影響

圖10 殼聚糖和明膠用量的交互作用對透過率影響的響應(yīng)面和等高線

表5 澄清劑對紅棗白蘭地風(fēng)味成分的影響

測定經(jīng)過最佳澄清劑處理前后的紅棗白蘭地的酯類、酸類、醇類、醛類及酮類含量和種類的變化，結(jié)果見表5。

由表5可知，經(jīng)澄清劑處理的紅棗白蘭地其風(fēng)味成分的種類數(shù)未發(fā)生變化，含量變化較小，故對紅棗白蘭地整體風(fēng)味影響小。

3 結(jié)論

采用紅外光譜法和化學(xué)分析方法對低度（20%vol）和高度（72%vol）紅棗白蘭地的致濁物進行了分析。結(jié)果表明：低度（20%vol）酒致濁物可能是蛋白質(zhì)與酚類化合物締合物，并有少量高級脂肪酸酯類化合物；高度（72%vol）酒致濁物可能是糖類及水溶性酚類化合物。為此，添加不同澄清劑對低度（20%vol）酒和高度（72%vol）酒進行了單因素試驗和響應(yīng)面法分析，結(jié)果表明：低度（20%vol）酒的最佳澄清劑為殼聚糖-明膠復(fù)合澄清劑，其添加量為殼聚糖0.066 g/L、明膠0.64 g/L，最大透過率可達99.825%；高度（72%vol）酒以硅藻土為澄清劑，其用量為0.12 g/L時，透過率為99.972%。經(jīng)最佳澄清劑處理后的紅棗白蘭地，其風(fēng)味成分的種類數(shù)未發(fā)生變化，含量變化較小，不影響酒的整體風(fēng)味。該結(jié)果為后期紅棗白蘭地生產(chǎn)、儲藏和品質(zhì)的控制提供了一定的理論和實驗依據(jù)。