莲藕在我国饮食习惯中一直被当做蔬菜和水果同时食用，由于含有丰富的蛋白质、维生素和微量矿物质元素，使其集营养和保健于一体，是一种重要的药食同源食品，受到人们的广泛欢迎[1]。莲藕果酒是以莲藕为原料，经过发酵等工艺酿制而成的一种低度、营养、保健型酒[2-3]。莲藕酒在存储和销售过程中，最易出现浑浊、失光、沉淀等现象，这严重影响莲藕酒的感官评价及品质等级，成为制约莲藕酒生产厂家发展的一个难题[4-7]。
莲藕酒越来越受到人们关注的同时，解决莲藕酒生产过程中存在的澄清问题迫在眉睫。然而目前相关研究报道较少，本试验在其他果酒澄清技术研究的基础上，分别研究了单一澄清剂和复合澄清剂对莲藕酒的澄清效果，以期得到一种比较理想的莲藕酒澄清工艺技术，使莲藕酒获得较高的风味口感及更长时间的澄清效果[8-13]。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
白莲藕：山东临沂；安琪葡萄酒专用酵母：湖北宜昌安琪酵母有限公司；亚硫酸（分析纯）：郑州诚旺化工食品添加剂有限公司；卡拉胶：河南领航化工产品有限公司；硅藻土：水泉硅藻土制品有限公司；皂土：上海康禧食品饮业有限公司；壳聚糖：杭州富丽生物科技有限公司；α-淀粉酶（2.0×105 U/g）：河南中星食品添加剂有限公司；糖化酶（5.0×104 U/g）：江苏博立生物制品有限公司；白砂糖：市售。
1.2 仪器与设备
721G 型可见分光光度计：上海仪电分析仪器有限公司；PHS-25C 型数显酸度计：杭州奥利龙仪器有限公司；TGL18M 台式高速冷冻离心机：沪康仪器公司；HH-W600 数显三用恒温水箱：常州诺基仪器有限公司；PLZ-1.5 型榨汁机：江苏海鸥食品机械制造公司；AL 电子分析天平：南京苏测计量仪器有限公司；YM75B 型立式高压灭菌锅：上海精胜科学仪器有限公司；250 mL 玻璃酒精计：徐州佳业玻璃制品有限公司。
1.3 方法
1.3.1 工艺流程
莲藕分选→清洗→去藕节→打浆→胶磨→双酶协联糖化→调整pH 值、氮源→低温发酵→酒脚分离得莲藕发酵原酒→澄清处理→贮藏得莲藕酒
1.3.2 澄清剂的制备方法
1）卡拉胶溶液制备：将称量好的卡拉胶放入容器中，置于75 ℃温水中恒温搅拌0.5 h 即可得所需溶液。
2）硅藻土溶液制备：将称量好的硅藻土放入容器中，加蒸馏水静置24 h 使其充分吸水膨胀即可得所需溶液。
3）皂土溶液制备：将称量好的皂土放入容器中，置于 60 ℃～75 ℃温水中搅拌 40 min～60 min，静置 24 h 后即可得所需溶液。
4）壳聚糖溶液制备：将称量好的壳聚糖放入容器中，按照壳聚糖∶柠檬酸为4 ∶5（g/mL）加入柠檬酸后，加水搅拌即可得所需溶液。
1.3.3 测定指标及方法
总糖量、残糖量：参照GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[14-15] 采用斐林试剂滴定法；总酸量：采用酸碱滴定法[14-15]；酒精度：采用酒精计法[14-15]；透光度（T）：在680 nm 下以蒸馏水作空白，用 721G 型可见分光光度计测定透光度。
1.3.4 单一澄清剂试验方法
卡拉胶澄清处理：取莲藕发酵原酒100 mL 共7份，依次加入 0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35 g/L 的卡拉胶溶液；硅藻土澄清处理：取莲藕发酵酒100 mL共 7 份，依次加入 0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55 g/L的硅藻土溶液；皂土澄清处理：取莲藕发酵酒100 mL共 7 份，依次加入 0.85、0.9、0.95、1.0、1.05、1.1、1.15 g/L的皂土溶液；壳聚糖澄清处理：取莲藕发酵酒100 mL共 7 份，依次加入 0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45 g/L的壳聚糖溶液。加入澄清剂后，摇匀，在18 ℃时，静置7 d 后，10 000 r/min 离心5 min，取上清液测透光率。
1.3.5 复合澄清剂添加量对澄清效果的影响
在单一澄清剂的试验基础上，选择壳聚糖+皂土复合添加量为 0.1 g/L+0.6 g/L、0.15 g/L+0.7 g/L、0.2 g/L+0.8 g/L、0.25 g/L+0.9 g/L、0.3 g/L+1.0 g/L，依次加入到 5份100 mL 莲藕发酵原酒中，摇匀，在18 ℃时，静置7 d后，10 000 r/min 离心5 min，取上清液测透光率。
1.3.6 冷处理温度对澄清效果的影响
取 100 mL 莲藕原酒 5 份，分别在-15、-10、-5、0、5 ℃下，静置 5 d 后，10 000 r/min 离心 5 min，取上清液测透光率。
1.3.7 澄清时间对澄清效果的影响
取100 mL 莲藕原酒5 份，依次加入壳聚糖和皂土量为 0.25 g/L+0.9g/L，在 18 ℃时，分别静置 1、3、5、7、9 d后，10 000 r/min 离心5 min，取上清液测透光率。
1.3.8 离心机转速对澄清效果的影响
取 100 mL 莲藕原酒 5 份，在-5 ℃下，静置 5 d 后，分别在 4 000、6 000、8 000、10 000、12 000 r/min 离心 5 min，取上清液测透光率。
1.3.9 正交试验
在单因素试验结果的基础上，采用正交试验进一步优化莲藕酒的澄清工艺。以复合澄清剂添加量（A）、澄清时间（B）、冷处理温度（C）、离心机转速（D）为4 个因素，每个因素选取3 个水平，各个因素选取水平时，兼顾考虑生产过程中的成本控制问题。采用L（934）正交试验因素水平表。正交试验因素水平见表1。
表1 因素水平表
Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment
水平C 澄清时间/d因素A 复合澄清剂添加量/（g/L）B 冷处理温度/℃D 离心机转速/（r/min）1 0.15+0.7 -10 3 4 000 2 0.20+0.8 -5 5 6 000 3 0.25+0.9 0 7 8 000
2 结果与分析
2.1 莲藕原酒的主要理化及感官指标
在18 ℃时下，测得莲藕原酒各项理化指标见表2。
表2 莲藕酒主要理化指标
Table 2 The physical and chemical indicators of lotus wine
透光率/%酒精度/%vol总酸/（g/L）残糖/（g/L）色泽 香气 口感73.9 11.9 5.78 12.3 金黄色 和谐 醇厚，爽口
2.2 单一澄清剂对莲藕酒澄清效果影响
卡拉胶、硅藻土、皂土、壳聚糖对莲藕酒透光率的影响，见图1、图2、图3、图4。
图1 卡拉胶澄清效果
Fig.1 Effect of carrageenan to clarify
图2 硅藻土澄清效果
Fig.2 Effect of diatomite to clarify
图3 皂土澄清效果
Fig.3 Effect of bentonite to clarify
图4 壳聚糖澄清效果
Fig.4 Effect of chitosan to clarify
由图1、图2、图3、图4可以看出，皂土的添加量为1.0 g/L 时与壳聚糖添加量为0.3 g/L 时对莲藕酒的澄清效果最明显，透光率最大值分别达到91.1%和93.2%，且壳聚糖是单一澄清剂澄清效果最好的。因此选取这两种澄清剂组成复合澄清剂进一步进行探索。
2.3 复合澄清剂添加量对莲藕酒澄清效果的影响
壳聚糖+皂土复合澄清剂澄清效果见图5。
图5 壳聚糖+皂土复合澄清剂澄清效果
Fig.5 Effect of chitosan and bentonite of compound clarifier to clarify
从图5可以看出，壳聚糖和皂土复合澄清剂使用效果明显优于单一澄清剂使用效果，对莲藕酒的澄清效果提高显著。当壳聚糖+皂土的添加量为0.25 g/L+0.9 g/L 时，透光率达到最大值为94.6%。
2.4 冷处理温度对莲藕酒澄清效果的影响
冷处理澄清效果见图6。
图6 冷处理澄清效果
Fig.6 Effect of cold-treatment to clarify
从图6可以看出，单一冷处理可显著改善莲藕酒的澄清度，当冷处理温度为-10 ℃时，透光率达到了最大值88.3%，澄清效果最佳。
2.5 澄清时间对莲藕酒澄清效果的影响
澄清时间对莲藕酒透光率影响见图7。
图7 澄清时间对莲藕酒透光率影响
Fig.7 Clarification time impact luminousness of wine
从图7可以看出，壳聚糖+皂土的添加量为0.25 g/L+0.9 g/L 时，澄清1 d 后澄清度就有显著提高，之后透光率一直缓慢有所增加，到7 d 后基本不变，且达到最大透光率为95.3%。
2.6 离心机转速对莲藕酒澄清效果的影响
离心机转速对莲藕酒透光率影响见图8。
从图8可以看出，随着离心机转速的提高，澄清度显著提高，当转速达到8 000 r/min 后，透光率都大于95%，但变化不大。
2.7 莲藕酒澄清工艺优化
为确定澄清工艺的最佳条件，在单因素试验基础上，进行正交试验，对复合澄清剂添加量、冷处理温度、澄清时间、离心机转速等4 个因素，设置不同水平进行研究。因素水平表见表1，正交试验结果见表3。
图8 离心机转速对莲藕酒透光率影响
Fig.8 Speed impact luminousness of wine
表3 正交试验结果
Table 3 The result of orthogonal experiment
试验序号 A B C D T/%1 1 1 1 1 91.2 2 1 2 2 2 94.5 3 1 3 3 3 90.9 4 2 1 2 3 96.1 5 2 2 3 1 95.3 6 2 3 1 2 90.7 7 3 1 3 2 96.4 8 3 2 1 3 92.8 9 3 3 2 1 93.7 k1 92.2 94.6 91.6 93.4 k2 94.0 94.2 94.8 93.9 k3 94.3 91.8 94.2 93.3极差 2.1 2.8 3.2 0.6优方案 A3 B1 C2 D2
由表3可知，4 个因素对莲藕酒澄清效果的影响主次顺序为：C＞B＞A＞D，即澄清时间＞冷处理温度＞复合澄清剂添加量＞离心机转速，最优方案为A3B1C2D2，即复合澄清剂添加量为0.25 g/L+0.9 g/L，冷处理温度为-10 ℃，澄清时间为5 d，离心机转速为6 000 r/min。经验证性试验发现在最佳固定化工艺条件下，莲藕酒澄清透光率为最大值且为97.1%，并在该最佳条件下进行了9 次重复试验，其中标准偏差为0.42%。为了确定这4 个因素对试验结果的影响显著性，进一步对正交试验结果进行方差分析，结果见表4。
由表4可知，冷处理温度、澄清时间这2 个因素对莲藕酒的澄清效果的影响达到显著水平，而复合澄清剂添加量和离心机转速则未达到显著水平，这与直观分析相符。
表4 正交试验的方差分析
Table 4 Variance analysis of the orthogonal experiment
注：*表示达到显著水平。
方差来源 偏差平方和 自由度 F 值 F 临界值 显著性复合澄清剂添加量7.842 2 0.788 4.460冷处理温度 13.896 2 1.396 4.460 *澄清时间 17.496 2 1.757 4.460 *离心机转速 0.596 2 0.060 4.460误差 39.83 8
3 结论
试验探索了一种莲藕酒澄清工艺的最佳条件。其最佳澄清工艺条件为：复合澄清剂（壳聚糖+皂土）添加量为（0.25 g/L+0.9 g/L），冷处理温度为-10 ℃，澄清时间为5 d，离心机转速为6 000 r/min，在此条件下，经验证性试验得出莲藕酒澄清的透光率为最大值，达到（97.1±0.42）%，酒精度为 11.1 %vol，总糖含量为16 g/L，总酸为4.35 g/L，酒体呈金黄色，澄清透明，酒香纯正，丰满醇厚，酸甜协调。
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