茵红李果酒澄清工艺研究

李亚兰,雷雨,童凯,姜斌,李洁媛,唐璇,李东*

(四川轻化工大学生物工程学院,四川 宜宾 644000)

摘 要:为提高茵红李果酒的储藏期和稳定性,对茵红李果酒的澄清工艺进行优化研究。通过添加明胶、壳聚糖、硅藻土、皂土4种不同的澄清剂处理果酒,以透光率作为澄清效果的评价指标,并对处理前后的果酒进行酒精度、总糖含量、总酸含量、可溶性固形物(total soluble solid,TSS)含量的测定。结果表明,单一澄清剂对茵红李果酒有澄清作用,其中皂土澄清效果最佳;对皂土添加量、处理温度、处理时间进行正交试验优化,得到最佳工艺条件为皂土添加量1.1 g/L、处理时间7h、处理温度30℃。用此工艺条件澄清后的茵红李果酒,经反复冷热处理后,仍具有较高稳定性,表明皂土是一种有效的茵红李果酒澄清剂。

关键词:茵红李果酒;澄清剂;皂土;澄清工艺;优化

茵红李为乔木植物,由宜宾市农业局果树站从地方李资源中经多年试验选育筛选所得,现主要分布于宜宾及其周边等地。茵红李酸甜适中、脆嫩多汁、果肉黄绿、肉脆、皮薄、离核、清香爽口[1-2]。近年来茵红李的栽培面积扩大,而茵红李的销售也会随着市场供需出现波动,有时甚至会出现鲜果滞销,对果农造成一定的经济损失。把茵红李加工成果酒不仅能提高茵红李的附加值,还能增加茵红李鲜果的销售途径[3-4]。在果酒酿造的陈酿阶段,酒中的一些不溶性物质如果胶、蛋白质、色素等容易造成沉淀和酒体浑浊,使得果酒保质期短,酒体透明度低[5]。澄清剂能与果酒中的胶状物发生反应,溶解后吸附能力极强,或本身带正电荷并且能与酒中带负电荷的物质相互作用,最后形成沉淀,因此可以用澄清剂提高果酒的澄清度,增强果酒的感官品质,常用的澄清剂有皂土、壳聚糖、胞外多糖、硅藻土、蛋清、明胶等[6-11]。本试验以陈酿30 d的茵红李果酒为原料,使用不同澄清剂对果酒进行处理,筛选出最佳澄清剂,再对澄清剂的添加量、处理时间、处理温度进行正交试验。本研究旨在筛选出适宜茵红李果酒的澄清剂及其最佳澄清工艺条件,以期提高茵红李果酒的澄清度,改善果酒品质。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

茵红李果酒:四川轻化工大学植物资源开发与利用研究室采用茵红李果浆发酵酿造而成;硅藻土(食品级):临江市绿江助滤剂有限公司;皂土(食品级):法国LAFFORT公司;明胶、壳聚糖(食品级):河南万邦实业有限公司。

1.2 仪器

LB80T阿贝折光仪:广州市数为电子科技有限公司;N5000PLUS紫外可见分光光度计、FA2204B分析天平:上海佑科仪器仪表有限公司;DZKW-4电热恒温水浴锅:北京中兴伟业世纪仪器有限公司;LHS-250SC恒温恒湿箱:上海齐欣科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 澄清剂的配制

1%明胶溶液的制备[12]:准确称取1.00 g明胶,加入一定量的水,加热至融化,冷却后定容到100 mL,放置24 h后使用;1%皂土悬浮液的制备[13-14]:称取1.00 g皂土加入装有蒸馏水的烧杯中静置6 h待其吸水溶胀,定容至100 mL,静置24 h后备用;1%硅藻土溶液制备[15]:称取1.00 g硅藻土,加入水浸泡24 h直至完全溶解,加水至100 mL;1%壳聚糖溶液制备[16]:称取1.00 g壳聚糖,水浴加热至60℃,不停搅拌直至完全溶解,冷却后加水定容至100 mL。

1.3.2 不同澄清剂添加量的单因素试验

取 1%的澄清剂溶液(0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4 mL)分别加入到10 mL原酒中静置24 h,取上清液测定透光率,以蒸馏水为空白对照。

1.3.3 最佳澄清剂选择试验

对不同澄清剂最佳添加量处理后的茵红李果酒进行测定,以透光率、总糖含量、总酸含量、可溶性固形物含量、酒精度作为指标,确定最佳澄清剂。

1.3.4 澄清工艺单因素试验

澄清剂的添加量、处理时间、处理温度对果酒的澄清效果存在一定的影响[17-18],考察皂土添加量(0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4 g/L)、处理时间(2、4、6、8、10 h)、处理温度(20、30、40、50、60℃)对茵红李果酒透光率的影响。

1.3.5 正交试验

根据单因素试验结果,采用L9(33)正交设计进行正交试验,因素和水平见表1。

表1 正交试验因素水平
Table 1 Factors and levels of orthogonal test

水平 因素皂土添加量/(g/L)处理时间/h处理温度/℃1 0.9 5 25 2 1.0 6 30 3 1.1 7 35

1.3.6 稳定性试验

取澄清处理好的果酒10mL于试管中,并重复3次试验。先置于60℃的恒温恒湿培养箱中处理6 h,再放置于4℃的冰箱中静置20 h,最后在室温25℃条件下测定其在波长680 nm处的透光率[19]。分别测定样品在冷热处理前的透光率以及样品冷热处理后的透光率,通过比较透光率的变化,来确定经过皂土处理后的酒样是否会有返浊现象[20]

1.3.7 指标测定

总糖含量的测定:采用蒽酮比色法[21];总酸含量、酒精度的测定:参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》,采用直接滴定法、酒精计法;可溶性固形物的测定:参照GB/T 8210—2001《柑橘鲜果检验方法》,采用阿贝折光仪测定;透光率:采用分光光度计法,在680 nm处测透光率[22]

1.4 数据统计与分析

利用Excel 2016统计所有数据,利用SPSS 24、正交设计助手进行方差分析确定因素显著性。

2 结果与分析

2.1 不同澄清剂的澄清效果

2.1.1 明胶澄清效果

明胶添加量对茵红李果酒透光率的影响见图1。

图1 不同明胶添加量对茵红李果酒透光率的影响
Fig.1 The effect of different gelatin amounts on the light transmittance of Yinhong plum wine

字母不同表示差异显著(p<0.05)。

由图1可知,明胶添加量小于0.8 g/L时,随着明胶添加量的增加,茵红李果酒透光率增加较快;当明胶添加量为0.8 g/L时,茵红李果酒透光率为87.7%,澄清效果最好,这是因为明胶与果酒中的单宁形成蛋白质-单宁络合物,随着络合物的增多,果酒中的悬浮物沉降,从而达到澄清效果。当明胶添加量大于0.8 g/L时,透光率开始下降,这是由于明胶添加过量或过少时,均会引起果酒的浑浊,影响酒体的透光率[23-24]。在0.8 g/L的明胶添加量下,酒体清亮,色度变化不大,故明胶的适宜添加量为0.8 g/L。

2.1.2 皂土澄清效果

皂土添加量对茵红李果酒透光率的影响见图2。

图2 不同皂土添加量对茵红李果酒透光率的影响
Fig.2 The effect of different bentonite amounts on the light transmittance of Yinhong plum wine

字母不同表示差异显著(p<0.05)。

由图2可知,皂土添加量小于1.0 g/L时,随着皂土添加量的增加,茵红李果酒透光率显著增加(p<0.05);当添加量大于1.0 g/L时,茵红李果酒透光率趋于稳定(p>0.05)。当皂土添加量在1.0 g/L时,透光率达到90.3%,澄清效果明显。这是由于随着皂土添加量的不断增加,果酒中的不溶性物质全都被吸附沉淀,透光率趋于稳定,故皂土的适宜添加量在1.0 g/L左右。

2.1.3 壳聚糖澄清效果

壳聚糖添加量对茵红李果酒透光率的影响见图3。

图3 不同壳聚糖添加量对茵红李果酒透光率的影响
Fig.3 The effect of different chitosan amounts on the light transmittance of Yinhong plum wine

字母相同表示差异不显著(p>0.05)。

由图3可知,在0.4 g/L~1.4 g/L壳聚糖添加量下,随着壳聚糖添加量的增加,茵红李果酒透光率变化不显著(p>0.05)。壳聚糖的添加量为1.4 g/L时,对茵红李果酒的澄清效果最好。由于添加量的改变对果酒澄清效果影响很小,因此壳聚糖添加量选择1.0 g/L。总体来说,壳聚糖的添加对茵红李果酒的澄清效果影响不大。

2.1.4 硅藻土澄清效果

硅藻土添加量对茵红李果酒透光率的影响见图4。

图4 不同硅藻土添加量对茵红李果酒透光率的影响
Fig.4 The effect of different diatomite amounts on the light transmittance of Yinhong plum wine

字母相同表示差异不显著(p>0.05)。

由图4可知,随着硅藻土添加量的增加,茵红李果酒透光率逐渐增加,但变化不显著(p>0.05)。硅藻土的添加量为1.4 g/L时,对茵红李果酒的澄清效果最好。总体来说,硅藻土的添加对茵红李果酒的澄清效果并没有显著的影响(p>0.05),选用最大的添加量会造成资源浪费,故选取1.0 g/L为适宜的硅藻土添加量。

2.2 不同澄清剂对果酒品质的影响

不同澄清剂对果酒品质的影响见表2。

表2 澄清剂添加前后成分变化对比
Table 2 Comparison of composition changes before and after adding clarifier

注:同列小写字母不同表示差异显著(p<0.05)。

试验添加量/(g/L)透光率/%总糖含量/(g/L)总酸含量/(g/L)TSS含量/%酒精度/%原酒 0.0 37.68±0.06e 7.58±0.05a 9.48±0.10a 9.30±0.33a 13.34±0.17a明胶 0.8 87.74±0.06b 6.88±0.01b 8.53±0.07b 9.30±0.33a 13.13±0.07a皂土 1.0 90.31±1.03a 7.18±0.02b 8.76±0.14b 9.30±0.04a 13.07±0.11a壳聚糖 1.0 55.32±0.23d 6.86±0.13b 8.53±0.06b 9.27±0.27a 13.07±0.13a硅藻土 1.0 64.26±1.94c 6.88±0.06b 9.13±0.01c 9.20±0.29a 13.13±0.07a

由表2可知,加入4种澄清剂后,总糖、总酸含量与原酒样相比均有所降低,相互之间总糖含量差异不显著(p>0.05),澄清剂对可溶性固形物、酒精度的影响不大(p>0.05);明胶、皂土的澄清效果优于壳聚糖和硅藻土,其中经皂土处理的酒体透光率最高,酒体清透明亮,色泽良好,澄清速度快,所以选取皂土对茵红李果酒进行澄清处理。

2.3 皂土澄清工艺单因素试验结果

皂土澄清的处理时间、处理温度对茵红李果酒透光率的影响见图5。

图5 皂土澄清的处理时间、处理温度对茵红李果酒透光率的影响
Fig.5 Effect of treatment time and temperature on the light transmittance of Yinhong plum wine clarified by bentonite

字母不同表示差异显著(p<0.05)。

由图5可知,初始时,随着处理时间的延长,澄清效果增强,处理时间超过6 h后,透光率开始降低,可能的原因是随着时间的增加,皂土吸附酒体中的不溶物,形成的絮状悬浮物开始上浮,由此初步选定处理时间为6 h;在20℃~30℃的处理温度范围内,随着处理温度的升高而透光率相应增加,当温度为30℃时,茵红李果酒的透光率达到最大值,随着处理温度的继续升高,透光率有所下降。当温度大于30℃时,透光率先下降后上升,当温度大于50℃时透光率趋于稳定。由于处理温度过高会影响果酒口感与品质,故初步选取处理温度为30℃。另外结合图2知,皂土添加量初步选取1.0 g/L。

2.4 皂土澄清工艺正交试验结果

正交试验结果见表3。

表3 正交试验结果
Table 3 Results of orthogonal test

因素试验号透光率/%A皂土添加量/(g/L)B处理时间/h C处理温度/℃ D空列1 1(0.9) 1(5) 1(25) 1 82.0 2 1(0.9) 2(6) 2(30) 2 80.3 3 1(0.9) 3(7) 3(35) 3 78.0 4 2(1.0) 1(5) 1(25) 3 91.8 5 2(1.0) 2(6) 2(30) 1 79.4 6 2(1.0) 3(7) 3(35) 2 87.1 7 3(1.1) 1(5) 2(30) 2 83.4 8 3(1.1) 2(6) 3(35) 3 87.4 9 3(1.1) 3(7) 1(25) 1 95.0 k1 80.100 85.733 85.500 85.467 k2 86.100 82.367 89.033 83.600 k3 88.600 86.700 80.267 85.733 R 2.300 0.966 1.067 0.333最优水平 A3B3C2主次顺序 A>C>B

由表3可看出,3个因素对茵红李果酒的透光率的影响大小依次为皂土添加量、处理温度和处理时间,最佳组合为A3B3C2。分析得到本工艺较优条件为A3B3C2,即皂土添加量1.1 g/L,处理时间为7 h,处理温度为30℃。

2.5 工艺验证

对正交试验的理论最佳工艺条件A3B3C2进行验证试验,做4组平行试验,得到该条件下果酒的透光率平均值为96%,高于正交试验各组合。因此选择最佳澄清条件为A3B3C2,即皂土添加量1.1 g/L,处理时间为7 h,处理温度为30℃。

2.6 稳定性试验结果

稳定性试验结果见表4。

表4 稳定性试验结果
Table 4 Result of stability test

组别 透光率/% p 1组(处理前) 9 6.3 2组(处理后) 9 5.8 0.0 5 2

由表4可知,在经过反复高低温及振荡处理后,以皂土为澄清剂的最佳工艺处理后的果酒样品透光率变化不大,即澄清度高。可得出,皂土添加量1.1 g/L、处理时间7 h、处理温度30℃条件下澄清的茵红李果酒具有较高的稳定性。

3 结论

通过单因素试验,4种澄清剂处理后的茵红李果酒总糖、总酸含量均下降(p<0.05),可溶性固形物和酒精度变化不大(p>0.05),皂土处理后的果酒透光率最高,因此确定皂土为合适的茵红李果酒澄清剂。通过对皂土添加量、处理时间、处理温度进行单因素和正交试验,确定了茵红李果酒的最佳澄清处理条件为皂土添加量1.1 g/L、处理时间7 h、处理温度30℃。皂土作为澄清剂处理后的茵红李果酒稳定性高,是茵红李果酒的一种有效澄清剂。

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Study on Clarification Process of Yinhong Plum Wine

LI Ya-lan,LEI Yu,TONG Kai,JIANG Bin,LI Jie-yuan,TANG Xuan,LI Dong*
(College of Bioengineering,Sichuan University of Science&Engineering,Yibin 644000,Sichuan,China)

Abstract:To improve the storage and stability of Yinhong plum wine,the clarification process for Yinhong plum wine was optimized.Fruit wine processing involved adding four different clarifying agents:gelatin,chitosan,diatomaceous earth and bentonite.Light transmittance assessed the clarification effect.An evaluation index of the fruit wine before and after treatment determined the alcohol content,total sugar content,total acidity and the total soluble solid content.Each clarifying agent was assessed in isolation,bentonite was the most effective.The optimization of bentonite addition included investigating the amount,treatment temperature,and treatment duration.The most effective technological conditions for bentonite additionwas as follows:the bentonite addition amount was 1.1 g/L,treatment time was 7 h,treatment temperature was 30 ℃.The Yinhong plum wine clarified using this methodology possessed high stability after repeated cold and heat treatments.This result indicated that bentonite was an effective Yinhong plum wine clarifier.

Key words:Yinhong plum wine;clarifying agent;bentonite;clarification process;optimization

DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2021.22.016

基金项目:四川省科技厅重点项目(2018NFP0027);屏山县茵红李精深加工产品及其关键工艺优化与应用(2021YFN0099);酿酒生物技术及应用四川省重点实验室(NJ2017-12)

作者简介:李亚兰(1995—),女(汉),硕士,研究方向:食品工程。

*通信作者:李东(1982—),男,副教授,博士,研究方向:农产品精深加工、功能性食品。

引文格式:

李亚兰,雷雨,童凯,等.茵红李果酒澄清工艺研究[J].食品研究与开发,2021,42(22):104-109.

LI Yalan,LEI Yu,TONG Kai,et al.Study on Clarification Process of Yinhong Plum Wine[J].Food Research and Development,2021,42(22):104-109.

加工编辑:王艳

收稿日期:2020-10-14