不同澄清剂协同超高压处理对黄酒的稳定性研究

陈 珊，曾庆梅

(合肥工业大学农产品生物化工教育部工程中心，安徽合肥 230009)



不同澄清剂协同超高压处理对黄酒的稳定性研究

陈 珊，曾庆梅*

(合肥工业大学农产品生物化工教育部工程中心，安徽合肥 230009)

[目的]建立澄清剂协同超高压处理提高黄酒稳定性的新工艺。[方法]对黄酒酒脚进行成分分析，并采用单因素和复合试验方法，对超高压技术和不同澄清剂对黄酒的稳定性进行了效果比较，测定了黄酒在处理前后主要成分的变化。[结果]试验表明，蛋白质、多酚和铁是引起黄酒浑浊的主要因素；黄酒在300 MPa压力下处理20 min后其稳定性较好，PVPP协同超高压处理后黄酒的稳定性明显提高，稳定性测试后未失光且未出现浑浊沉淀，处理后黄酒pH变化不明显，非糖固形物含量略有增加，总蛋白、多酚、总糖和铁含量均下降。[结论]PVPP与超高压技术联用能有效提高黄酒的稳定性。

黄酒；澄清剂；超高压；稳定性

黄酒成分非常复杂，在贮存过程中受外界温度、空气、阳光等条件变化以及微生物的影响，会出现不同程度的混浊或沉淀[1]。这对黄酒的外观质量造成很大的影响，严重影响了产品的销售。引起黄酒混浊的原因很多，一般可分为生物混浊和非生物混浊两大类，由微生物引起的混浊机理已经比较清楚，容易解决，非生物混浊由于形成机理比较复杂，由蛋白质、多糖、多酚、铁、铜等引起，虽然很多学者对黄酒的非生物混浊进行了研究，但成品黄酒的非生物沉淀并未得到有效的解决。

目前，提高黄酒稳定性的方法一般从控制黄酒生产工艺[2]、添加澄清助剂[3-6]、采用过滤[7-8]、加酶制剂[9-10]等几方面着手，以尽可能地减少和控制黄酒的非生物混浊，虽然这些方法在一定程度上减少和控制了黄酒的非生物混浊，但是系统性地比较研究多种澄清剂处理对黄酒的稳定性和成分改变的报道较少。

超高压处理技术具有非热、效果均匀、耗能小等特点，利用超高压技术处理黄酒，在改善黄酒品质的同时，还能起到杀菌、消除浑浊、提高黄酒稳定性的作用[11]。国内黄酒业生产成品酒，一般先割除酒脚，再采用冷冻过滤方法，然后高温灭菌灌装。采用冷冻过滤法处理的黄酒，贮存和销售期易出现沉淀，而且此法处理时间长，需15 d左右。为提高黄酒的稳定性，有效缩短处理时间，笔者以割除酒脚的黄酒为研究对象，探讨采用超高压技术以及用澄清剂协同超高压技术提高黄酒的稳定性效果，并分析黄酒采用澄清剂协同超高压处理前后主要成分含量的变化，以期找到一种有效的方法解决成品黄酒的沉淀问题，指导生产实践。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1研究对象。黄酒，取自安徽省古南丰酒业有限责任公司。

1.1.2主要试剂。皂土(化学纯)，上海山浦化工有限公司；单宁、柠檬酸(分析纯)，天津博迪化工股份有限公司；明胶(食品级)，上海阔泉生物科技有限公司；PVPP(实验级)，北京索莱宝科技有限公司；植酸(生化试剂，含量≥70%)，国药集团化学试剂有限公司；壳聚糖(分析纯)，国药集团化学试剂有限公司；其他所用分析试剂均为分析纯。

1.1.3主要仪器。1L YCB630/2.5超高压设备(工作压力0～600 MPa，工作温度0～80 ℃)，兵器工业第五二研究所；GL-21M高速冷冻离心机，湖南长沙湘仪离心机仪器有限公司；真空干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；DZQ-400多功能真空包装机，上海嘉歆包装机械有限公司；UV-1600紫外可见分光光度仪，北京瑞利分析仪器公司；UDK 152 全自动凯氏定氮仪，意大利VELP公司；ELGA超纯水机，英国Veolia Water Syestem公司； Sartorious PB-10 pH计，北京赛多利斯仪器系统有限公司；Sartorious精密电子天平，北京赛多斯天平有限公司；DHG-92021SA型电热恒温干燥箱，上海三发科学仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1酒脚主要成分的测定。

1.2.1.1样品处理。取一定量的酒脚液于5 000 r/min离心30 min，倾出上层清液，将沉淀用蒸馏水洗3次，相同条件下离心，收集底部沉淀物得黄酒酒脚，经真空干燥后保存于干燥器内备用。测总糖、总多酚，用1 mol/L NaOH溶液溶解，2 mol/L HCl调整pH为中性，过滤定容。

1.2.1.2测定方法。蛋白质的测定：凯氏定氮法；总多酚的测定：Folin-Ciocalteu法[12]；总糖的测定：酒石酸亚铁法[13]；铁的测定：采用邻菲啰啉比色法，绘制标准曲线和建立回归方程[14]，铁浓度与吸光度的回归直线方程为：y=0.002x-0.001 7(R2=0.999 7)。

1.2.2超高压处理黄酒方法。将待处理酒样装于聚乙烯包装袋中，不留顶隙真空密封，双层袋包装。不同压力对黄酒作用的单因素试验：超高压处理的压力分别为100、200、300、400 MPa，时间为15 min。

不同时间对黄酒作用的单因素试验：试验处理时间分别为5、10、20、30 min，压力为300 MPa。

1.2.3澄清剂的制备方法[15]。10 g/L皂土悬浮液：称取2 g皂土于200 ml超纯水中，充分混匀使之成为均匀的悬浊液，不得有块状存在，放置24 h，充分搅拌吸水膨胀后待用。4 g/L单宁溶液：称取0.4 g单宁溶解于100 ml水中。4 g/L明胶溶液：称取0.4 g明胶，冷水浸泡24 h，倒掉冷水，溶解于70～80 ℃热水中，定容到100 ml。1 g/L PVPP溶液：称取0.2 g PVPP溶于200 ml原酒中，搅拌摇匀，配制成1 g/L的悬浮液。10 g/L壳聚糖溶液：称取2 g壳聚糖于200 ml 0.2%柠檬酸溶液，浸泡10 h 以上，加热溶解，得10 g/L壳聚糖溶液，趁热使用。

1.2.4黄酒浊度的测定。在UV-1600紫外可见分光光度仪上，于800 nm波长下以蒸馏水为参比，将酒样迅速摇匀，测定透光率T，以1-T作为黄酒的浊度，蒸馏水的浊度为零[16]。

1.2.5黄酒主要指标的测定。蛋白质含量的测定：凯氏定氮法；总多酚含量的测定：Folin-Ciocalteu法[12]；总糖的测定：按GB/T 13662-2008《黄酒》测定，采用酒石酸亚铁法[13]；非糖固形物、pH的测定：按GB/T 13662-2008《黄酒》测定[13]；铁的测定：邻菲啰啉比色法[14]。

1.2.6稳定性测试。

1.2.6.1自然存放试验。处理酒样50 ml，室温放置15 d，观察有无沉淀，再迅速摇匀，测定其浊度。

1.2.6.2冷冻试验。处理酒样50 ml，0～4 ℃的冰箱中放置观察15 d，观察有无沉淀，迅速摇匀，测定其浊度，通过比较浊度，来判断冷混浊的程度。

1.2.6.3加热试验。处理酒样50 ml，90 ℃水浴加热30 min，冷却后观察有无沉淀，再迅速摇匀，测定其浊度。

1.2.6.4冷热循环处理及稳定性试验。处理酒样50 ml，90 ℃水浴加热30 min，然后迅速放入0～4 ℃的冰箱中，如此每天处理1次，连续处理7 d，观测其沉淀出现的时间与沉淀量的多少，然后迅速摇匀，测定其浊度。

2 结果与分析

2.1 黄酒沉淀原因分析黄酒的沉淀与酒液中含有丰富复杂的成分有关，测定黄酒酒液与酒脚中有关组分的含量，分析黄酒沉淀的可能原因对研究黄酒稳定性有一定的帮助。从表1可得出，酒脚中蛋白质、多酚、总糖和铁的含量远大于酒液中各成分的含量，其中蛋白质和多酚的含量分别是酒液中的21.8倍和152.6倍，可见，蛋白质、多酚和铁是影响黄酒非生物稳定性的主要因素，糖类物质也参与了黄酒的沉淀。

表1 黄酒成分的测定 %

酒样总蛋白多酚总糖铁酒液1．23±0．030．0287±0．000452．29±0．030．00259±0．00016酒脚(干基)26．87±0．534．38±0．0625．20±0．200．0439±0．0018

2.2 超高压处理对黄酒稳定性的影响

2.2.1超高压处理压力对黄酒稳定性的影响。在室温、处理时间为15 min下进行处理压力的单因素试验，结果如图1。由图1可知，在时间和温度相同的条件下，黄酒的浊度随着压力的升高呈下降趋势，当压力增大到300 MPa后，黄酒浊度变化趋于平缓，处理后的黄酒于0～4 ℃的冰箱中放置，其浊度出现不同程度的升高，但放置15 d后，处理压力为200 MPa的黄酒的浊度仍低于未处理黄酒的初始浊度，300 MPa的黄酒的浊度略高于400 MPa的黄酒的浊度。黄酒经超高压处理后其浊度降低的原因可能是由于在高压作用下，黄酒得到了较好的均质分散[17]。因此，选用300 MPa作为处理黄酒的最佳压力。

2.2.2超高压处理时间对黄酒稳定性的影响 。在室温、处理压力为300 MPa下进行处理时间的单因素试验，结果见图2。在图2 中可以较为直观地看出，随着处理时间的增加，黄酒的浊度不断降低，当高压处理时间达到20 min后，时间的继续增加对黄酒浊度的变化不明显，各处理酒样随冷藏时间的延长其浊度均呈增大的趋势，原酒的浊度增大得最多。综合考虑，黄酒在300 MPa压力下处理20 min稳定性较好。

上述试验表明，超高压处理后的黄酒在低温放置一段时间后其浊度回升现象比较明显，浊度回升现象越明显说明黄酒的稳定性越差，单一使用超高压处理来提高黄酒的稳定性效果不是很好，因此该研究考虑选用澄清剂协同超高压处理来更好地提高黄酒的稳定性。

2.3 澄清剂对黄酒澄清效果的影响

2.3.1皂土对黄酒澄清效果的影响。取一定量的黄酒样品，分别加入体积分数为0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%的10 g/L皂土悬浮液。在室温下搅拌20 min、静置24 h后，观察澄清效果，吸取上层清液测定其浊度，试验结果如图3所示。

皂土是由天然膨润土精制而成的无机矿物凝胶，吸水膨胀后形成胶体悬浮液，这些胶体细粒带负电荷，与酒中带正电荷的蛋白质等混浊物质形成絮状沉淀，从而使酒澄清。图3中可以看出，随着皂土添加量的增大，黄酒的浊度先增大，当10 g/L皂土液用量为0.10%时，黄酒的浊度最大，随后黄酒的浊度逐渐降低，当10 g/L皂土液用量为0.20%，浊度最小，为7.9%，继续添加皂土溶液时，浊度略升高。由此可知，10 g/L皂土液用量为0.20%时，黄酒的澄清效果较好。

2.3.2单宁-明胶对黄酒澄清效果的影响。取100 ml黄酒6份，然后按表2加入不同浓度单宁溶液，摇匀，酒液立刻变浑浊，再依次加入明胶溶液，摇匀，低温(4 ℃左右)静置48 h，出现大量松散沉淀，过滤，测定滤液浊度，结果见图4。

明胶常作为果酒的澄清剂，可脱除酒液中单宁的涩味，明胶在单宁的影响下，或受黄酒中酸的影响，悬浮的胶体蛋白质凝固而生成絮状沉淀，吸附酒液中的不溶性物质慢慢的下沉，使酒液得以澄清[15]。由图4可知，随着单宁添加量的增加，酒液的浊度先增大再逐渐降低，但黄酒的口感越来越差；当4 g/L单宁、明胶添加量分别为0.4、0.2 ml时，黄酒的浊度为11.6%，比不加澄清剂的原酒浊度提高4.3个百分点，此时，黄酒的口感变化不大，澄清效果较好。

表2 试验用单宁、明胶溶液的设计 ml

黄酒编号4g/L单宁4g/L明胶10020．10．530．20．440．30．350．40．260．50．1

2.3.3PVPP对黄酒澄清效果的影响。取原酒100 ml共6份，加入1 g/L的PVPP溶液，用量分别为0、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g/L，搅拌均匀，静置3 d，取上层酒液，测定其浊度。

PVPP是不溶于水的白色粉末，对含酚羟基的物质有特征吸附。PVPP与酒液接触时，将吸附酒中具有非对称性共价键结合的氢原子的物质，即对酒中的水、蛋白质、色素、单宁均产生吸附[1]。从图5中可知，黄酒的浊度随着PVPP用量的增加逐渐降低，当PVPP用量达到0.4 g/L后，随着用量的增加，其浊度变化比较平缓，为了节约成本和尽量减少PVPP对黄酒口感的影响，PVPP用量选0.4 g/L较为合适。

2.3.4壳聚糖对黄酒澄清效果的影响。壳聚糖是由甲壳素脱乙酰基制得的氨基葡萄糖的直链多聚糖，是天然的阳离子型絮凝剂，与酸性环境中带负电荷的蛋白质、果胶、多酚等具有良好的吸附和絮凝作用[18]。取一定量的黄酒，加入壳聚糖，使最终浓度分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g/L，充分搅拌，静置24 h，过滤，测定其浊度。

由图6可以较为直观地看出，壳聚糖对黄酒的浊度的影响较大，随着壳聚糖添加量的增加，黄酒的浊度先逐渐降低，当用量在0.2～0.3 g/L范围内时，壳聚糖的用量对黄酒的浊度影响不明显，此后随着用量的继续增加，黄酒的浊度反而逐渐增大。因此，壳聚糖的用量确定为0.2 g/L。

2.3.5植酸对黄酒澄清效果的影响。将植酸按体积分数为0.01%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%不同浓度加入黄酒液中，搅拌均匀后静置24 h，过滤，测定其浊度和pH。

植酸是近些年来用于澄清黄酒的新型澄清助剂[19]，植酸有配位螯合剂的特性，能去除酒中的金属离子，从而阻止金属离子与蛋白质和多酚物质等的缔合，可以用于黄酒的除浊。从图7中可以看出，黄酒添加植酸后，其浊度和pH有不同程度的变化，随着用量的增加，黄酒的pH逐渐降低，黄酒的浊度先逐渐下降，当植酸用量为0.04%时，黄酒的浊度值最小，为3.0%，pH为3.58，其pH符合GB/T 13662-2008《黄酒》的规定，随着用量的继续增加，黄酒的浊度有所升高，pH继续下降。因此，植酸的用量为0.04%最佳。

2.4 澄清剂协同超高压对黄酒稳定性的影响分别取500 ml黄酒共6组，第1组未加澄清剂，然后依次加入最适剂量的单宁-明胶、PVPP、皂土、壳聚糖和植酸澄清剂进行澄清处理后，再进行300 MPa高压处理20 min，测定其浊度，并对其进行稳定性测试。

如图8所示，超高压处理后的黄酒的浊度均比未处理的黄酒的浊度低，PVPP协同超高压处理后黄酒的浊度最低，4种稳定性的测试中，PVPP和皂土协同超高压处理后的黄酒的稳定性最好，壳聚糖协同超高压处理次之，单宁-明胶和植酸协同超高压处理后的黄酒的稳定性最差，植酸在受热(≥70 ℃)时易分解，这可能是其热稳定性差的原因。由表3可知，PVPP和皂土协同超高压处理后的黄酒在4种稳定性的测试中，都未失光和未出现浑浊沉淀现象，其稳定性好。综合考虑，选择PVPP协同超高压处理来提高黄酒的稳定性。

表3 不同处理对黄酒的稳定性影响

表4 不同处理对黄酒主要成分的比较

处理总蛋白∥%多酚∥mg/L总糖∥g/L铁∥mg/L非糖固形物∥g/LpH对照1．23±0．03286．78±4．4622．9±0．325．87±0．4319．7±0．23．91±0．013单宁-明胶1．01±0．01264．14±5．194．3±0．118．02±0．2816．1±0．13．83±0．012PVPP1．13±0．02246．32±3．3621．4±0．223．13±0．3620．6±0．23．90±0．008皂土1．15±0．02247．45±3．5820．9±0．124．84±0．4120．7±0．23．89±0．008壳聚糖1．22±0．03256．34±4．6223．6±0．324．36±0．5218．6±0．13．91±0．008植酸1．15±0．02245．21±3．6023．0±0．215．01±0．3420．4±0．33．74±0．006

2.5 澄清剂协同超高压处理对黄酒主要理化成分的影响表4中可以看出，处理后的黄酒总蛋白、多酚、总糖和铁都有所降低。单宁-明胶处理后的黄酒总蛋白、多酚和非糖固形物含量降低显著，这可能是黄酒色味淡的主要原因，除单宁-明胶处理后的酒样外，其余黄酒符合GB/T 13662-2008《黄酒》中相关指标的规定，单宁-明胶不太适合做黄酒的澄清剂。经对黄酒稳定性效果较好的澄清剂PVPP和皂土处理后的黄酒，pH变化不明显，非糖固形物含量略增加，总蛋白、多酚、总糖和铁不同程度下降，黄酒的浑浊可能与蛋白质、多酚和多糖等物质的含量比有关。

3 结论与讨论

通过对酒脚成分的分析可知，蛋白质、多酚和铁是引起黄酒不稳定性的主要因素，糖类物质也参与了黄酒的沉淀。超高压处理可以提高黄酒的稳定性，黄酒在300 MPa压力下处理20 min后其稳定性较好，超高压处理能引起酒中蛋白质结构改变[20]，这可能是超高压处理提高黄酒稳定性的原因之一。超高压处理技术是一个纯物理过程，只作用于非共价键，共价键基本不被破坏，能改善黄酒中高分子物质的构象等，对黄酒中的风味物质、维生素、色素及各种小分子物质的天然结构几乎没影响。总的来说，超高压稳定黄酒的机理尚不清楚，有待进一步研究。

通过单宁-明胶、PVPP、皂土、壳聚糖和植酸5种澄清剂协同超高压处理对黄酒的浊度和稳定性的比较研究发现，PVPP对黄酒的稳定效果最好，其次是皂土，壳聚糖次之，单宁-明胶和植酸不适合用于提高浊度较低的黄酒的稳定性。进行主要成分分析结果表明，用PVPP协同超高压处理后的黄酒pH变化不明显，非糖固形物含量略有增加，总蛋白、多酚、总糖和铁含量均下降，符合GB/T 13662-2008《黄酒》中相关指标的规定。综合考虑，确定用PVPP协同超高压处理提高黄酒的稳定性。

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Research on Stability of Chinese Rice Wine by Different Clarifying Agent and Ultrahigh Pressure

CHEN Shan， ZENG Qing-mei*

(Engineering Research Center of Bio-process of Ministry of Education,Hefei University of Technology,Hefei,Anhui 230009)

[Object] To establish a new technology of clarifying agent combined with ultrahigh pressure to improve stability of Chinese rice wine product.[Method] The compounds causing Chinese rice wine turbidity were identified and a serious of univariate stability and compound stability experiment was conducted with ultrahigh pressure technology and different clarifying agent to Chinese rice wine.Stabilizing effect and main ingredients of Chinese rice wine before and after treatment were measured and compared.[Result] Protein,polyphenols and iron were the main reason causing the turbidity.The results showed that the wine had better stability after 300 MPa for 20 min and PVPP with ultrahigh pressure treatment significantly improved the stability of rice wine.The wine after PVPP cooperating with ultrahigh pressure treatment had not luster loss or Precipitation during stability tests,pH did not change significantly,non-sugar solid content increased slightly,and total protein,polyphenols,total sugar and iron content decreased.[Conclusion] PVPP combined with ultrahigh pressure technology can effectively improve the stability of Chinese rice wine.

Chinese rice wine; Clarifying agent; Ultrahigh pressure; Stability

国家自然科学

(31371844)；国家863项目(2011-AA100801)；安徽省科技攻关项目(1301032155)。

陈珊(1989-)，女，四川邻水人，硕士研究生，研究方向：农产品生物化工。*通讯作者，教授，博士，博士生导师，从事农产品生物化工研究。

2015-03-16

S 188

A

0517-6611(2015)11-269-05