澄清工艺对地参发酵酒澄清效果及品质的影响

黄小兰 何旭峰 周祥德 伍 蓉 熊 双 杨 勤

(1. 重庆市万州食品药品检验所，重庆 404100；2. 重庆三峡医药高等专科学校中医学院，重庆 404100)

地参(LycopuslucidusTurcz)为唇形科植物地笋多年生草本植物的干燥根茎，因其形状、营养与人参相似而得名，又名虫草参[1]，属药食两用植物，主要分布在中国山东、云南、四川、重庆等地[2]。地参味甘而辛，性温，无毒，具有活血通经、养阴生津、益气养血等功效，常用于治疗热病伤津、心烦口渴、产后瘀血、水肿等症[3]。现代研究[4-5]表明，地参中含有多种活性成分，包括酚酸类、黄酮类、三萜类和多糖类，具有抗氧化、降血糖血脂、增强免疫力和抗肿瘤等作用。

地参发酵酒是以地参和糯米为原料,按比例混合蒸熟，拌入酒曲，经发酵而制得的保健酒,具有酒精度低、营养丰富、清爽适口等诸多特点。此酒在常规分离滤渣后存在酒体混浊现象，严重影响了地参发酵酒的感官品质。

目前对于发酵酒类产品的澄清方式一般有澄清剂法、热处理法、膜分离法等[6-9]。澄清剂法[6]是利用大部分澄清剂的带电性，吸附酒体中相反电荷的杂质粒子，使其絮凝沉淀，常用的澄清剂主要有明胶、皂土、壳聚糖、果胶酶和蛋清等[6-7]；热处理法[9]是通过加热使酒液中的蛋白质等大分子物质凝结沉淀，此法操作简单，具有一定的灭菌作用；膜分离法[10]主要是以选择透过性膜作为分离介质，通过施加压力使得原料侧组分有选择性地透过膜，不仅具有分离澄清效果，且兼具消毒杀菌作用。研究拟以浊度、色度和透光率作为澄清效果评价指标，结合酒精度、总酸含量、总糖含量、可溶性固形物含量、咖啡酸含量、迷迭香酸含量和感官评分等品质指标，综合比较澄清剂法、膜过滤法、热处理法和不同温度静置澄清法的澄清效果，结合稳定性试验确定最佳澄清方法，以期改善地参发酵酒的稳定性。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

地参发酵酒：实验室自制；

水溶性壳聚糖：食品级，郑州超凡化工有限公司；

食用明胶：冻力200，上海鑫泰食品配料商城；

皂土粉末：食品级，烟台帝伯仕自酿机有限公司；

咖啡酸：批号5992006，纯度≥99.8%，坛墨质检标准物质中心；

迷迭香酸：批号LY0648，纯度≥90.5%，中国食品药品检定研究院；

其他试剂均为国产分析纯；

纯净水：华润怡宝饮料(中国)有限公司。

1.2 仪器与设备

全自动啤酒饮料分析测定仪：Acolyzer Beer ME型，含DMA 4500M型密度计，HazeQC Me型浊度仪，含Xsample 122型自动进样器，安东帕(上海)商贸有限公司；

双光束紫外可见分光光度计：TU-1901型，北京普析通用仪器有限责任公司；

高效液相色谱仪：LC-20AT型，日本岛津公司；

百分之一天平：PL602E型，梅特勒—托利多仪器(上海)有限公司；

十万分之一电子天平：MSE225S-CE-DU型，德国Sartorius公司；

折光率仪：RX40型，梅特勒—托利多仪器(上海)有限公司；

高速离心机：4-16S型，德国Sigma公司。

1.3 试验方法

1.3.1 澄清剂的配制

(1) 10%明胶冻：称取10 g明胶，加入90 mL纯净水搅拌溶解，浸泡24 h备用。

(2) 10%壳聚糖溶液：称取10 g壳聚糖，加入90 mL纯净水搅拌溶解，浸泡24 h备用。

(3) 10%皂土悬浮液：称取10 g皂土，加入90 mL，50 ℃的热纯净水搅拌溶解，浸泡24 h备用。

1.3.2 地参发酵酒的澄清方法

(1) 澄清剂法：取50 mL地参发酵酒分于离心管中，分别添加10%明胶冻(添加量分别为0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，1.0 g/L)、10%壳聚糖溶液(添加量分别为0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4 g/L)、10%皂土悬浮液(添加量分别为0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4 g/L)，搅拌混匀，静置24 h，离心，取上清液测定相关指标。

(2) 热处理法：取50 mL地参发酵酒分于离心管中，70 ℃水浴分别加热10，15，20，25，30 min，冷却，离心，取上清液测定指标。

(3) 膜过滤法：分别采用孔径为0.22，0.45 μm的微孔滤膜抽滤地参发酵酒，弃去初滤液，取续滤液测定指标。

(4) 不同温度静置澄清法：取50 mL地参发酵酒分于离心管中，于室温(20 ℃)、冷藏(4 ℃)、冷冻(-10 ℃)条件下放置7 d，离心，取上清液测定指标。

1.3.3 指标测定

(1) 色度、浊度、酒精度：取30 mL处理后的地参发酵酒，采用全自动啤酒饮料分析仪直接测定。

(2) 透光率：采用分光光度法[11]，修改检测波长为750 nm。

(3) 总酸、总糖含量：根据GB/T 15038—2006。

(4) 可溶性固形物含量：根据文献[12]。

(5) 酚酸(咖啡酸、迷迭香酸)含量：参照黄小兰等[13]的方法并修改。以咖啡酸、迷迭香酸为标准品，标准曲线的回归方程分别为咖啡酸Y=33 401X-2 735(r=0.998 8)，迷迭香酸Y=15 074X-5 438(r=0.999 9)，同时取处理后的地参发酵酒上机测定峰面积，代入标准曲线计算咖啡酸和迷迭香酸含量。

(6) 感官评价：参照GB/T 15038—2006，选择10位具有一定品酒知识和能力的人员组成感官评价小组，按表1分别对地参发酵酒的外观色泽、香气、口感和典型性进行评分，取平均值。

1.3.4 稳定性试验 取100 mL澄清后的地参发酵酒，装入密闭容器内于室温下分别静置0，1，10，30，60，90 d，并按式(1)计算浊度增幅。

(1)

式中：

ΔT——浊度增幅，%；

Tb——静置后的浊度，EBC；

Ta——静置前的浊度，EBC。

1.4 数据处理

采用Excel 2007软件进行试验数据处理，结果以3次重复处理的平均值±SD表示。

表1 地参发酵酒感官评分标准

2 结果与分析

2.1 明胶添加量对地参发酵酒品质的影响

由表2可知，经明胶处理后，地参发酵酒的浊度、色度、透光率、咖啡酸含量、迷迭香酸含量和感官评分与对照相比均有显著差异(P<0.05)。随着明胶添加量的增加，地参发酵酒的浊度和色度呈先下降后升高的趋势，当明胶添加量为0.5 g/L时，浊度最低为3.62 EBC，色度为16.10 EBC，相对应的透光率达到最大为93.3%，地参酒逐渐变得光泽透明，整体感官评分升高，主要是因为明胶在水中分散后带电，可絮凝大分子物质形成沉淀，再与其他浑浊物凝聚共沉从而使酒液澄清[14]。而随着明胶添加量的继续提高，地参发酵酒的浊度、色度反而呈上升趋势，可能是因为过量的明胶产生了自身絮凝现象，导致酒体再次浑浊[15]，此时酒体颜色变淡，口感较差，感官评分下降。咖啡酸和迷迭香酸含量随明胶添加量的增加略有下降，但幅度不明显；而酒精度、总酸含量、总糖含量和可溶性固形物含量几乎不受明胶添加量的影响，与赵慧君等[16]和邓星星等[17]的结果一致。综上，若采用明胶作为地参发酵酒澄清剂，添加量为0.5 g/L时效果最佳。

表2 明胶添加量对地参发酵酒品质的影响†

2.2 壳聚糖添加量对地参发酵酒品质的影响

由表3可知，壳聚糖添加量对地参发酵酒的浊度、色度、透光率、咖啡酸含量、迷迭香酸含量和感官评分影响显著(P<0.05)，当壳聚糖添加量为0.8 g/L时，浊度最低为5.82 EBC，色度为14.49 EBC，透光率达到最大为93.8%，感官评分为84.5。壳聚糖是一种阳离子絮凝剂，具有无毒无味、可降解的特性，能与纤维素、蛋白质等带负电荷物质凝聚沉淀[18]，进而达到澄清效果。但当壳聚糖过量时，其本身的增稠作用体现出来，溶解于酒体后形成了相对稳定的絮凝体系，而酒体再次浑浊[19]。同时，壳聚糖添加量对乙醇(酒精度)、咖啡酸和迷迭香酸表现出了轻微的吸附作用，对总酸、总糖和可溶性固形物含量无明显影响。综上，若采用壳聚糖作为地参发酵酒澄清剂，添加量为0.8 g/L时效果较优。

表3 壳聚糖添加量对地参发酵酒品质的影响†

2.3 皂土添加量对地参发酵酒品质的影响

由表4可知，经皂土处理后，除酒精度、总酸含量、总糖含量和可溶性固形物含量外，其余指标与对照相比均有显著差异(P<0.05)。随着皂土添加量的增加，地参发酵酒的浊度和色度呈下降趋势，当皂土添加量为1.0 g/L时，浊度最低为9.34 EBC，色度为18.75 EBC，透光率达到最大为82.5%。皂土是由硅酸盐组成的无机矿物凝胶，在水中形成带负电荷的胶体悬浮液，通过吸附絮凝酒液中带正电荷的浑浊物质发生共沉，从而使酒体澄清[15]。皂土对酒精度、总酸含量、总糖含量、咖啡酸含量、迷迭香酸含量和可溶性固形物含量的影响规律与明胶类似，但对地参酒感官评分特别是颜色的影响较大，随着添加量的增加，酒体颜色由橘红色变为微黄色，味道也较寡淡。综上，若采用皂土作为地参发酵酒澄清剂，添加量为1.0 g/L 时效果较好，但整体澄清效果不及明胶和壳聚糖。

表4 皂土添加量对地参发酵酒品质的影响†

2.4 加热时间对地参发酵酒品质的影响

地参发酵酒经热处理可使酒体中蛋白质凝固析出，冷却时形成沉淀，达到澄清的目的；同时可产生保护性胶体，增强其稳定性；热处理还可以使酵母、细菌等微生物失活，酶促反应趋于稳定；但是热处理也会对酒体风味产生不利影响[12]，因此热处理的温度和时间必须合理。由表5可知，地参发酵酒的浊度、色度、透光率和感官评分与对照相比差异显著(P<0.05)。当加热时间为10 min时，浊度、色度处于较高水平，当加热时间为15 min时，浊度发生陡降，透光率急剧升高，而后随着加热时间的继续延长，浊度和透光率变化不明显，在20 min后趋于稳定，此时，浊度为1.19 EBC，透光率为95.8%，色度和可溶性固形物含量的变化虽然没有浊度和透光率剧烈，但规律一致。热处理时间对酒精度、咖啡酸含量、迷迭香酸含量、总酸含量和总糖含量无影响，但对感官评分的影响较大，随着热处理时间的延长，酒体外观色泽、典型性变化不明显，当热处理时间>25 min时，酒体出现氧化味，且口感较差。因此，采用70 ℃水浴加热20 min处理效果最佳。

表5 加热时间对地参发酵酒品质的影响†

2.5 静置温度及过滤澄清方式对地参发酵酒品质的影响

由表6可知，随着静置温度的下降，残留于酒中的蛋白质、死酵母和其他有机物溶解度降低，从而使浊度和色度下降，透光率提高，起到一定的澄清作用，但整体效果不如澄清剂法和热处理方法。而膜过滤法的澄清效果是所有澄清方式中效果最好的，不同孔径下浊度均<1 EBC，透光率>97.0%，且乙醇(酒精度)、咖啡酸含量、迷迭香酸含量、总酸含量和总糖含量几乎无损失，所以是一种良好的澄清方式。但膜过滤后酒体色度下降，颜色偏淡，且膜过滤技术的设备造价、使用和维护成本较高，在乳制品行业应用中更广泛[13]。

表6 其他澄清方式对地参发酵酒品质的影响†

2.6 不同澄清方法的稳定性

发酵酒类产品在存放过程中易发生有机物氧化变质，再次出现浑浊现象，造成品质下降[22]。由表7可知，使用澄清剂法的酒液浊度随静置时间的延长均有回升(P<0.05)，当静置时间为30 d时，增幅较大，而后又是一个缓慢上升的过程，其中添加皂土的增幅最大为21.84%，其次为壳聚糖。而热处理的浊度值随静置时间的延长几乎无变化，可能是热处理已使酒液中的氧化酶失活，存放过程中不易发生氧化反应，而澄清剂法只是从物理层面吸附了大分子物质，酶活力未受到破坏，所以稳定性较差。

表7 澄清方式对地参发酵酒稳定性的影响†

3 结论

通过添加澄清剂、热处理和膜过滤后，地参发酵酒的浊度均显著下降(P<0.05)，透光率明显提高，其中膜过滤法和热处理的透光率最高，澄清效果最好，3种澄清剂中明胶和壳聚糖的澄清效果优于皂土，冷藏法和冷冻法澄清效果次之。7种澄清方法对酒精度、总酸含量、总糖含量和可溶性固形物含量均无显著影响，澄清剂(明胶、壳聚糖、皂土)法对咖啡酸和迷迭香酸存在一定的吸附作用，膜过滤法对酒体色度影响较大，而热处理法对以上指标均无影响。稳定性试验结果显示，澄清剂法存在复浑现象，热处理的稳定性较好。综上，采用70 ℃水浴20 min 热处理地参发酵酒的澄清度最好，品质最佳，此时酒色呈橘红色，光泽透明，无异味，口感较佳，且稳定性良好。但热处理对酒精度和风味的不良影响难以完全消除，实际生产过程中应密封加热，并严格控制加热温度和时间。