甘蔗果酒澄清剂的筛选

吴幼茹，杨继伟，郑　平，邹　毅，李秀萍，李　楠*

（1.广西大学 生命科学与技术学院，广西 南宁 530004；2.广西大学糖业工程研究中心，广西 南宁 530004）

甘蔗果酒澄清剂的筛选

吴幼茹1，杨继伟1，郑平1，邹毅2，李秀萍1，李楠1*

（1.广西大学 生命科学与技术学院，广西 南宁 530004；2.广西大学糖业工程研究中心，广西 南宁 530004）

用新鲜甘蔗汁发酵生产甘蔗果酒，发酵液分别添加果胶酶、壳聚糖和硅藻土三种澄清剂进行澄清处理，对滤液的透光率、抗氧化物质和感官指标进行测定和分析。实验结果表明，果胶酶，壳聚糖和硅藻土对甘蔗果酒均有澄清助滤效果。其中壳聚糖和硅藻土的澄清效果较为理想，澄清度达到了69.4%和65.5%。利用澄清剂处理果酒发酵液，果酒中的总酚和总黄酮含量均显著下降（P＜0.01），尤其是壳聚糖的添加对总酚和总黄酮含量影响最大。以硅藻土处理甘蔗果酒的感官指标结果最佳，其色香味都较好。综合三个方面的影响，选择硅藻土作为甘蔗果酒的最佳澄清剂，且最佳添加量为0.6 g/100 mL。

澄清剂；甘蔗果酒；澄清；抗氧化

甘蔗富含多种营养物质，糖分和水分含量高，同时含有对人体新陈代谢有益的铁、钙、磷、锰、锌等矿物质元素［1］。经过发酵后的甘蔗果酒中由于含有多种有机酸类和多酚类物质，所以经常饮用能美容养颜、延缓衰老［2］。果酒中同时含有蛋白质、果胶、纤维素、多糖类大分子、单宁和蛋白质的络合物以及酒石酸盐等，这些物质在酒中会以胶体的状态存在。这些物质本身并不表现为浑浊，但当溶液中含有乙醇或环境温度降低时，由于溶解度下降会导致酒液浑独［3～4］。因此可以通过添加澄清剂去除酒中容易浑浊沉淀的物质，使果酒的澄清时间延长，同时提高果酒的稳定性［5］。

果胶酶能够软化果肉组织中的果胶质，从而分解为半乳糖醛酸和果胶酸，使其黏度下降，增强澄清效果，加快了过滤速度，提高成品酒的感官质量［6］。壳聚糖作为天然存在的唯一的碱性多糖，与酸或酸性化合物结合后，便成为带正电荷的聚电解质，能与酒液中存在的带负电荷的蛋白质、纤维素等微粒相互作用，使之絮凝沉淀下来，从而达到澄清目的［7］。硅藻土由于具有多孔的特殊结构，而有较强的吸附性。同时，它还可以吸附部分的果胶、色素、酵母等其他固体悬浮物，从而达到澄清原酒的目的［8］。

甘蔗中含有多酚类物质，具有很好的抗氧化功能，并且甘蔗汁抗氧化活性的强弱与其总酚的含量有关［9］。黄酮作为抗氧化剂能够阻遏食物氧化作用引起的氧化腐败，在人体内可以清除游离自由基，可起到预防衰老、心血管疾病和癌症等作用，是较好的天然抗氧化剂［10］。

本试验通过比较果胶酶，壳聚糖，硅藻土三种澄清剂对甘蔗果酒的澄清效果，以及对果酒中抗氧化物质含量的影响和感官指标进行了研究，以期为甘蔗果酒的品质和后期澄清处理提供科学的理论依据，对于酿造甘蔗果酒行业的研究有一定的贡献。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

甘蔗：广西农业科学院实验基地提供；甘蔗果酒：本实验室发酵酿造而成，酒精度9.5%vol，残糖质量浓度5.4 g/L；酿酒酵母（Hanseniaspora uvarum）：广西大学生命科学与技术学院朗姆酒研发实验室筛选。

果胶酶（商业酶制剂）：国药集团化学试剂有限公司；壳聚糖（平均分子质量82万u）：国药集团化学试剂有限公司；硅藻土（型号AG-700#）：广东光华科技股份有限公司；没食子酸（纯度99.0%）：国药集团化学试剂有限公司；芦丁标准品：国药集团化学试剂有限公司。

1.2仪器与设备

PL303电子天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；JulaboTW12恒温水浴锅：优莱博技术有限公司；07HWS-2数显恒温磁力搅拌器：杭州仪表电机有限公司；UVmin-1240岛津紫外分光光度计：岛津仪器（苏州）有限公司。

1.3方法

1.3.1甘蔗果酒的酿造工艺

1.3.2澄清剂的配制

（1）1g/100mL果胶酶溶液：称取1g果胶酶定容于100mL蒸馏水中。

（2）1 g/100 mL壳聚糖溶液：称取1 g壳聚糖，加入质量分数1%的柠檬酸溶液中，定容至100 mL，然后用磁力搅拌器搅拌至完全溶解。

（3）1g/100 mL硅藻土溶液：称取1 g硅藻土溶于80 mL水中，60℃恒温浸泡24 h，不断搅拌，直至完全成糊状，加水定容到100 mL即可。

1.3.3澄清工艺

取100 mL的甘蔗果酒于锥形瓶中，加入不同浓度的果胶酶、壳聚糖、硅藻土，将锥形瓶封口，置于40℃水浴锅中澄清12 h，通过测定其透光率比较不同澄清剂对甘蔗果酒的澄清效果，以及总酚和黄酮含量变化的情况。

1.3.4测定方法

透光率最适波长测定：采用紫外分光光度计法［11］，在波长190～800 nm范围内进行光谱扫描，以测定不同波长下甘蔗果酒的透光率。确定最适波长为505 nm。

澄清度的测定：采用比色法［12］，以蒸馏水为参比，在最适波长505 nm处测定样液的透光率。透光率越大，说明澄清效果越好。

总酚含量的测定：采用Folin-Ciocalteu法［13］，以没食子酸为标准品。准确配制0.02 mg/mL的没食子酸标准溶液，分别吸取此标准溶液0、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、 5.0 mL、6.0 mL于10 mL容量瓶中，依次加入Folin-Ciocalteu试剂1.0 mL和7.5 g/100 mL碳酸钠溶液3.0 mL，用蒸馏水定容至10 mL，摇匀，显色2 h，在波长765 nm处测定吸光度值。以吸光度值（A765nm）为纵坐标（y），没食子酸质量浓度（mg/mL）为横坐标（x）绘制标准曲线，得到线性回归方程：y=97.303 57x+0.03561（R2=0.995 77）。将不同的样品稀释适当的倍数，配成样品溶液，准确吸取各样品溶液1 mL，分别置于10mL容量瓶中，按上述方法分别测定吸光度值（A），代入回归方程计算样品中的总酚含量，每组做3个重复。

总黄酮含量的测定：采用亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠比色法［14］，以芦丁为标准品，准确配制0.02 mg/mL的没食子酸标准溶液，分别吸取此标准溶液0、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL、6.0 mL于10 mL容量瓶中，加入5 g/100 mL的NaNO2溶液0.5 mL混合均匀，放置6 min，然后加入10 g/100 mL的Al（NO3）3溶液0.5 mL混合均匀，放置6 min，最后加入4 g/100 mL的NaOH溶液3 mL，以蒸馏水定容，放置15 min，在波长510 nm处测定吸光度值。以吸光度值（A510nm）为纵坐标（y），芦丁质量浓度（mg/mL）为横坐标（x）绘制标准曲线，得到线性回归方程y=14.093x+0.004（R2=0.999 7）。将不同的样品稀释适当的倍数，配成样品溶液，准确吸取各样品溶液1 mL，置于10 mL容量瓶中，按上述方法分别测定吸光度值（A），代入回归方程计算样品中的总黄酮含量，每组做3个重复。

1.3.5感官分析方法

把未澄清和经澄清后的甘蔗果酒分别给5个品评人员品尝，每次品尝微量，品尝完漱口进行下一种酒的品尝，依次描述其特征。

2　结果与分析

2.1果胶酶添加量对甘蔗果酒的澄清效果

果胶酶的最适温度为40～50℃，配制果胶酶溶液对甘蔗果酒进行预实验。在澄清温度40℃条件下澄清12h，比较果胶酶的添加量（0、0.1 g/100 mL、0.2 g/100 mL、0.3 g/100 mL、0.4 g/100 mL、0.5 g/100 mL、0.6 g/100 mL）对甘蔗果酒的澄清效果，结果见图1。

图1　不同果胶酶用量对甘蔗果酒透光率的影响Fig.1 Effect of different pectinase addition on light transmittance of sugarcane wine

如图1所示，甘蔗果酒的透光率在果胶酶添加量为0～0.3g/100mL范围内迅速增加，在0.3 g/100 mL时，透光率达到最大61.9%。这主要是由于果胶酶能水解果酒中果胶等多糖物质，使之失去稳定性，不溶性大分子物质和果肉微粒失去胶体保护作用而发生共聚沉淀，因此增加了果酒的透光率［15］。在果胶酶添加量0.3 g/100 mL之后呈现了下降的趋势，之后总体变化幅度较小。引起的原因是由于果胶降解所得的低分子物质改变了酒中的pH值，从而影响了果胶酶的效用，造成澄清度的降低。故果胶酶溶液的最适添加量为0.3 g/100 mL。

2.2壳聚糖添加量对甘蔗果酒的澄清效果

在澄清温度40℃，澄清时间为12 h的条件下，比较壳聚糖的添加量（0、0.2 g/100 mL、0.4 g/100 mL、0.6 g/100 mL、0.8 g/100 mL、1.0 g/100 mL、1.2 g/100 mL）对甘蔗果酒的澄清效果，结果见图2。

图2　不同壳聚糖添加量对甘蔗果酒透光率的影响Fig.2 Effect of different chitosan addition on light transmittance of sugarcane wine

如图2所示，当壳聚糖添加量低于0.8 g/100 mL时，透光率随壳聚糖添加量的升高而逐渐增加。当壳聚糖添加量为0.8 g/100 mL时，透光率达到最大69.3%。随着壳聚糖添加量的增加，透光率反而下降，这是由于壳聚糖本身具有较强的黏性，当使用过量时其自身形成一个稳定的黏稠的胶状物体系所致，不利于果汁的澄清，因此在使用过程中也要注意不能过量使用［16］。故壳聚糖的最佳添加量为0.8 g/100 mL。

2.3硅藻土添加量对甘蔗果酒的澄清效果

在澄清温度40℃，澄清时间为12 h的条件下，比较硅藻土的添加量对甘蔗果酒的澄清效果，结果见图3。

如图3所示，随着硅藻土添加量的增加，透光率先增加后下降。这是由于硅藻土将酵母沉淀于容器的低部，经过一定时间的适应期后，酵母繁殖生长，同时进行发酵过程，放出CO2和酒精，CO2的积累形成气泡并向上运动，因而将沉淀搅起，导致澄清度渐渐减小［17］。当硅藻土添加量为0.6 g/100 mL时，透光率达到了最大65.0%，故硅藻土的最佳添加量为0.6 g/100 mL。

图3　不同硅藻土添加量对甘蔗果酒透光率的影响Fig.3 Effect of different diatomite addition on light transmittance of sugarcane wine

2.4不同澄清方法的澄清效果比较

2.4.1三种澄清剂在不同时间的澄清效果

由于不同澄清剂的澄清速度各不相同，故试验选择了在不同时间下进行澄清试验，各在最佳添加量条件下测定波长505 nm处的透光率，测得结果见图4。

图4　三种澄清剂的不同作用时间对甘蔗果酒秀光率的影响Fig.4 Effect of three kinds of clarifying agents on sugarcane wine clarification at different time

如图4所示，随着时间的延长，三种澄清剂作用下的果酒透光率先上升之后下降，最后基本保持不变。果胶酶和硅藻土的最佳澄清时间都在6 h，透光率分别为63.3%、66.7%，而壳聚糖的最佳澄清时间是9 h，透光率为69.0%。对三种澄清剂进行比较，从图4中可知，在相同的时间内，壳聚糖和硅藻土的透光率始终高于果胶酶。三者的澄清效果比较为：壳聚糖＞硅藻土＞果胶酶。

2.4.2不同澄清剂条件果酒总酚和总黄酮的含量比较

分别建立总酚和总黄酮的标准曲线，测定分别含有0.3 g/100 mL果胶酶、0.8 g/100 mL壳聚糖和0.6 g/100 mL硅藻土的甘蔗果酒的透光率。代入标准曲线中，得到3种澄清剂及不添加澄清剂对甘蔗果酒透光率以及总酚、总黄酮含量影响的结果见表1。

甘蔗果酒本身有较强的抗氧化活性，总酚和总黄酮的含量都较高。澄清剂虽然在一定程度上提高了果酒的澄清度，但同时也影响了甘蔗果酒中的抗氧化物质。由表1可知，果胶酶、壳聚糖和硅藻土的添加显著降低了甘蔗果酒中抗氧化物质的含量（P＜0.01）。其主要原因是澄清剂在吸附果酒中蛋白质、果胶等物质的时候，也会吸附果酒中的酚类和黄酮类物质，从而导致二者的含量下降［18］。从表1可知，壳聚糖组和空白组对比，壳聚糖对甘蔗果酒中的总酚和总黄酮影响较为明显，通过澄清处理后总酚和总黄酮的含量明显下降；果胶酶组和硅藻土组结果显示，果胶酶和硅藻土对果酒中的总黄酮含量影响较小。

表1　三种澄清剂对甘蔗果酒透光率和抗氧化物质含量的影响Table 1 Effect of three kinds of clarifying agents on sugarcane wine clarification and antioxidant content

2.5不同澄清剂对甘蔗果酒感官指标的影响

不同澄清剂不仅对甘蔗果酒的澄清度和抗氧化物质有一定的影响，也会导致甘蔗果酒的品质发生变化。不同澄清剂对甘蔗果酒感官评价的影响结果见表2。

表2　三种澄清剂对甘蔗果酒感官指标的比较Table 2 Effect of three kinds of clarifying agents addition on sensory indexes of sugarcane wine

如表2所示，澄清剂对甘蔗果酒的感官指标存在着不同程度的影响。三种澄清剂处理后的甘蔗果酒与对照组的果酒相比，悬浮物较少，颜色较透明清亮，口感良好。三者之间也存在着差别，感官评价以硅藻土处理后的酒体最佳，其色、香、味都较好。

3　结论

本试验选择果胶酶、壳聚糖和硅藻土对甘蔗果酒进行澄清，三种澄清剂都可以提高甘蔗果酒的澄清度。在相同的作用时间下，壳聚糖对甘蔗果酒的澄清效果最佳，其次是硅藻土，再次是果胶酶。三种澄清剂在澄清过程中引起了甘蔗果酒中抗氧化物质含量的变化。通过壳聚糖澄清处理后，甘蔗果酒中的总酚和黄酮含量均呈现较大的下降趋势；通过硅藻土和果胶酶处理后，甘蔗果酒中的总酚和黄酮含量损失相对较少。

结合透光率、抗氧化物质和果酒品质的三者因素的影响，选择澄清效果好，对甘蔗果酒中抗氧化物质影响小，且感官评价较好的硅藻土作为甘蔗果酒的澄清剂，硅藻土的添加量0.6 g/100 mL，最佳澄清时间为6 h，甘蔗果酒总酚和总黄酮的变化较少，感官品质具有果香典型明确，澄清透亮等优点。本实验通过研究不同澄清剂对甘蔗果酒澄清结果的比较，找到了甘蔗果酒的最佳澄清剂，对甘蔗果酒的澄清工艺具有重要的意义。

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Selection of clarifying agent of sugarcane wine

WU Youru1，YANG Jiwei1，ZHENG Ping1，ZOU Yi2，LI Xiuping1，LI Nan1*
（1.College of Life Science and Technology，Guangxi University，Nanning 530004，China；2.Center for Sugar Technology Research，Guangxi University，Nanning 530004，China）

Fresh sugar cane juice was used for the production of sugarcane wine.Pectinase，chitosan and diatomite was added into fermentation broth respectively for clarification，and the light transmittances，antioxidant and sensory indexes of the filtered fluid were determined and analyzed.The experimental results showed that pectinase，chitosan and diatomite had clarification effects on sugarcane wine.The effect of chitosan and diatomite were more ideal，and the clarity reached 69.4%and 65.5%，respectively.The results of experiment showed that total polyphenols and total flavonoids content in the wine decreased significantly after clarifying agent processing（P＜0.01），especially the addition of chitosan had great effect on total polyphenols and total flavonoids content.The sensory indexes of the wine by using diatomite had the optimal effect，the wine had good smell and taste.In comprehensive consideration，diatomite was the optimal clarifying agent of sugarcane wine，and the optimal addition was 0.6 g/100 ml.

clarifying agent；sugarcane wine；clarify；antioxidant

TQ424；TS262.7

0254-5071（2016）03-0137-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.03.031

2015-11-09

桂工信投资项目（［2013］258）

吴幼茹（1991-），女，硕士研究生，研究方向为酿酒工艺。

李楠（1969-），男，副教授，博士，研究方向为食品微生物学，发酵工程。