发酵酒澄清方法的研究进展

李　阳，吴　昊，杨洪岩

（东北林业大学生命科学学院，黑龙江哈尔滨 150040）

发酵食品是人们利用有益微生物加工制造的一类食品，微生物发酵食品在食品行业中占重要地位[1]，食品中含有的微生物代谢产物，多数具有调节机体生理功能的作用，如调整肠道、改善便秘、降低胆固醇、增加免疫功能和抗癌作用等，因发酵食品具有特殊的风味以及高营养价值[2]，故颇受人们的喜爱。

发酵酒是在酵母菌的作用下，充分利用原料中的糖分产生酒精而加工制成的低度饮料酒[3]。发酵酒不仅能将原料中大部分的营养成分保留下来，而且还含有许多微生物代谢合成的有益物质，有利于人体的健康。典型的发酵酒有黄酒、果酒等。黄酒属于低度发酵酒，一般酒精含量在14%vol～20%vol之间，酒精含量适中、香味浓郁，并且含有蛋白质、多酚、无机盐等丰富的营养物质。适量饮用黄酒可以满足人体多种营养需要[4]，还具有舒筋活血、美容抗衰老和保护心脏等功能。黄酒除了可直接饮用之外，还可以作为烹饪调料、药用酒使用[5]。果酒是以含有糖和水分的果实为原料，经破碎、压榨、发酵等工艺酿制而成的低度饮料酒，其营养价值丰富，不仅保留果实原有的维生素、氨基酸等营养物质，而且经发酵后产生酒精，具有特殊的香气，典型的果酒如葡萄酒、苹果酒等，适量饮用可以起到防衰老、抗氧化、缓解心脑血管疾病和增强免疫力等作用[6-8]。

发酵酒在生产过程中受温度、pH值等多种因素的影响导致酒中不可避免出现一些不同程度的浑浊与沉淀，严重影响了酒的感官品质与稳定性。通常使用添加澄清剂及机械过滤的方法除去悬浮杂质和可能导致浑浊的胶体及其他非稳定性成分，使酒液澄清，获得良好的风味，并保持长期的稳定性[9]。本文对各种发酵酒生产中应用的澄清方法进行综述，以期为发酵酒生产中澄清效果的进一步提高提供技术参考。

1　单一澄清剂澄清工艺研究进展

1.1　皂土澄清法

皂土又称膨润土，用于果酒、米酒等发酵酒的澄清中，对于去除酒中阳离子蛋白有良好的效果[10-13]，主要成分有二氧化硅、三氧化二铝，还有氧化镁、氧化钙、氧化钾等成分[14-16]。皂土吸水膨胀后形成胶体悬浮液，颗粒带负电，吸附酒液中带正电荷的蛋白质，形成絮状沉淀，从而使酒液澄清[17-18]，皂土还具有吸附沉淀铁离子，提高抗金属破败病的能力，这些物质的减少可以提高酒的稳定性[19]，是国内外发酵酒酿造中常用的澄清剂[20-22]。

王英等[23]通过测定皂土澄清处理前后黑莓果酒中主要成分含量的变化和热稳定性变化，研究皂土对黑莓果酒的澄清作用，确定了皂土用量为0.6 g/L、搅拌速度为30 r/min、作用时间为72 h为最佳处理条件。李忠等[24]对枸杞酒的沉淀机理进行研究发现，在低度酒中，皂土对蛋白质的吸附效果较显著。邹璐[25]在发酵型红枣蜂蜜酒的澄清中，从澄清剂对红枣蜂蜜酒的澄清度、色泽、口感、风味等综合考虑，选择皂土为最佳澄清剂，最佳添加量为2.0 g/L。李亚辉等[26]对草莓发酵酒进行澄清处理，以澄清度和色度为指标研究了草莓发酵酒的澄清稳定处理方法，结果显示，皂土添加量为0.6 g/L，并进行冷冻处理，对酒体色度影响小并且可使草莓酒长期保持较高澄清度。

单一的利用皂土澄清发酵酒，固然有一定的效果，透光率会增大，但是利用皂土澄清时，需要提前配制并放置24 h才可以使用，且加入皂土时需借助外力搅拌使其与酒液充分混匀，操作较麻烦、费时，通常采用皂土与明胶配合使用，但是两者的使用量难以掌握[27]。丁关海等[28]将明胶与皂土两者配合使用对黄酒进行澄清得到了良好的澄清效果，皂土还可以去除酒体中过量的明胶，但是皂土的使用会使黄酒的口味及色泽有一定的损失。吴兆翔[29]在皂土与明胶快速澄清试验中发现利用皂土与明胶澄清时间短、速度快、成本低，明胶用量为0.01%左右，皂土仅用1%左右。

1.2　壳聚糖澄清法

壳聚糖又称脱乙酞甲壳素、甲壳胺，是碱性生物多糖，由几丁质脱乙酰化得到的聚阳离子聚合物[30-32]，为白色、淡黄色片状或青白色粉末，不溶于水，可溶于醋酸和无机酸等稀酸溶液[33]。壳聚糖作为一种天然的阳离子澄清剂，拥有独特的生物吸附功能、具有良好的絮凝能力，可以与酒中带负电的蛋白质、纤维素发生絮凝[34]，从而使酒液澄清。壳聚糖经常在果汁、果酒、果醋澄清上应用，其具有快速、简便、易操作等特点，用后产品风味、营养成分基本不受影响[35-37]，由于其高性能和低成本，是一种用于酒体澄清的效果良好且经济的澄清剂。

何志刚等[38]研究了壳聚糖对杨梅果酒的澄清，壳聚糖适宜添加量应以果酒达到稳定时的最小剂量为佳，结果表明，壳聚糖对于杨梅干酒和甜酒的适宜添加量分别为0.05 g/L和0.07 g/L，酒体稳定时的澄清度分别为91.4%和85.0%。李凤[39]用几种不同的澄清剂对红葡萄酒进行澄清，发现壳聚糖的最适添加量为0.04 g/L，此时酒液色度及酒液体系稳定。王向阳等[40]研究了澄清剂对大米-莲子清酒的作用，结果表明，壳聚糖添加量为0.2 g/L，40℃下处理24 h，有良好的澄清效果。

张微[41]在人参发酵酒中应用壳聚糖进行澄清处理，结果表明，最适添加量为0.8 g/L，此时透光率为98.3%。杨停等[42]在米酒的澄清工艺中发现，壳聚糖最适添加量为0.16 g/L、温度9℃、pH4.6、澄清时间48 h，以此条件澄清处理的米酒透光率达94.1%，且澄清前后米酒的主要理化指标无显著变化。黄星源等[43]利用壳聚糖对桑葚发酵酒进行澄清，结果表明，壳聚糖添加量为0.8 g/L，pH3.4，温度21℃，澄清时间72 h，澄清后的发酵酒澄清透明且稳定性增加。综合已有研究成果，壳聚糖对发酵酒的澄清效果比较好，且有很好的稳定性，但用量不能过多，壳聚糖溶液具有很强的黏性，用量过多时自身会形成一个稳定系统，不利于酒的澄清。

1.3　果胶酶澄清法

从广义上来讲果胶酶分3类：一类是促使果胶中D-半乳糖醛酸的α-1,4糖苷键裂解的解聚酶；另一类是催化果胶的脱脂化，即能催化果胶分子中的酯水解的果胶酯酶；第三类是催化原果胶溶解的原果胶酶，其中催化果胶物质解聚的酶分为作用于果胶的酶（聚甲基半乳糖、醛酸酶、醛酸裂解酶或者果胶裂解酶）和作用于果胶酸的酶（聚半乳糖醛酸酶、聚半乳糖醛酸裂解酶或者果胶酸裂解酶），催化果胶分子中酯水解的酶有果胶酯酶和果胶酰基水解酶[44-46]。果胶酶法澄清的原理是利用果胶酶分解酒中的果胶，从而使酒体得到澄清。

陈亮等[47]对果胶酶澄清红树莓果酒进行了研究，利用果胶酶澄清红树莓果酒能较好地避免红树莓果酒浑浊的发生，结果表明最佳工艺条件为：果胶酶添加量0.4 mL/L（果胶酶∶红树莓果酒）、酶解温度为35℃、pH3.0、时间为150 min，澄清后获得的红树莓果酒呈亮红色、透明清澈，且不影响红树莓果酒的风味。严红光[48]利用果胶酶对金秋梨果酒进行了澄清的研究，结果表明，果胶酶最适添加量为0.2 mL/L（果胶酶∶金秋梨果酒）、酶解温度为30℃、pH3.5、时间为90 min，澄清后获得的酒体呈亮金黄色、透明清澈，拥有金秋梨的自然色泽，且不影响金秋梨果酒的风味，营养丰富。刘琨毅等[49]利用果胶酶对猕猴桃酒进行了澄清研究，结果表明最佳工艺为：果胶酶添加量0.3 mL/L（果胶酶∶猕猴桃酒）、酶解温度35℃、pH3.5、酶解时间120 min，澄清后获得的酒澄清透明并呈亮黄色，具有猕猴桃的香味且不影响其营养成分。

综合已有研究成果发现，配制果胶酶溶液时需要溶解，过程比较麻烦，耗时较长，但澄清效果不错。在发酵酒的澄清工艺中加入果胶酶，不仅可以提高酒产品的色度、具有更好的感官结果，而且不影响其营养成分。

1.4　PVPP澄清法

交联聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)是一种无毒、无刺激性、安全稳定的聚合物，广泛应用于啤酒、葡萄酒、黄酒的澄清以及提高酒体稳定性[50]。PVPP加入到发酵酒中，会对含氨原子并由非对称性共价键结合的物质产生吸附作用，即吸附酒中的单宁、蛋白质、色素、多酚等物质，但吸附过程是可逆的，PVPP主要吸附的物质是分子量500以上的单宁，减少了单宁的含量从而使酒体内大分子蛋白质与多酚类物质反应速度减慢很多[51-52]，从而使酒液得到澄清以及提高酒体的稳定性。

史清龙等[53]研究了桑葚酒的澄清工艺，结果表明PVPP为理想的澄清剂，PVPP的最佳澄清条件是：PVPP的加入量为5 g/L左右，温度控制在20℃左右，pH值在3.5左右，澄清时间最好在24 h以上，经PVPP处理后的桑葚酒无异味，在减少涩味的同时也提升其新鲜及芳香味。李凤[54]研究了几种不同的澄清剂对红葡萄酒的影响，结果表明，PVPP的最适用量为0.3 g/L，其用量在0.3～0.5 g/L范围都有较好的澄清效果。张建才[55]对山楂发酵酒进行了澄清的研究，结果表明，PVPP最适添加量为0.1 g/L，此时澄清效果好，且不影响酒的风味。周丹红、张超等[56]对发酵型青梅枸杞果酒澄清技术进行了研究，结果表明当PVPP含量为0.2 g/L时，对发酵型青梅果酒澄清效果好。

但由于PVPP价格高，在黄酒中的用量比较多，因此处理成本较高。PVPP加入到酒中时，通过PVPP对单宁的吸附，从而使酒澄清，澄清效果较好。陈珊[57]利用PVPP对黄酒进行澄清，试验表明PVPP最适添加量为0.4 g/L。

2　机械过滤澄清研究进展

过滤澄清是借助过滤器等机械设备，通过过滤介质从液体中除去悬浮液中的固体（颗粒）的分离技术，在外力的作下，悬浮物中的液体通过介质的孔道流出，固体颗粒被截流[58]。采用机械过滤澄清可以大大缩减澄清时间，随着微滤、超滤、反渗透等膜分离技术在食品行业的应用，也不断的应用于酒的澄清工艺中，膜分离技术操作简单，分离精准，能够使酒中的沉淀更加彻底的除去，从而使酒清亮透明。

李敬华[59]研究了超滤在葡萄酒澄清中的应用，用膜材质为聚巩的中空纤维膜超滤澄清葡萄酒的试验表明，澄清后酒体的透光率可达99%，并且不影响酒中的风味物质和营养成分。范明霞等[60]研究了超滤膜分离技术在米酒中的应用，结果表明，超滤的适宜膜材料是孔径为30 nm的无机陶瓷膜，膜分离过程的适宜料液温度为55℃，进膜压力为0.2 MPa。该技术能够很好地除去酒体中的杂质，使米酒澄清度得到提高，并保持了米酒原有的甜度和口感。陆晓峰等[61]利用超滤膜分离技术澄清发酵米酒，试验表明，超滤膜选取HPM64，滤膜有效面积0.64 m2较好，利用超滤膜分离技术可以除去大分子物质从而获得清亮透明的酒。Gonçalves等[62]利用超滤和微滤技术对白葡萄酒进行澄清，结果表明具有100 kDa分子量截止值的超滤膜过滤是葡萄酒澄清的最佳方案，而且更易清洁。Palacios等[63]研究了雪莉酒的常规过滤与交叉流微量过滤的比较，试验表明交叉流微量过滤比常规过滤效果更好并且具有更高的物理化学稳定性。

3　复合澄清

由于引起发酵酒浑浊的因素不确定，单一的澄清方法可能不能达到理想的澄清效果。

陆胜民等[64]研究了复合澄清剂对红曲米酒进行澄清，当壳聚糖与黄原胶的添加量分别为0.1 g/L与0.3 g/L时，此时澄清效果较好，且澄清后的酒样色泽红亮。袁杰彬等[65]对紫薯酒进行澄清时发现利用复合澄清剂对紫薯酒澄清效果明显好于单一澄清剂，结果表明，明胶与鸡蛋清组合成的复合澄清剂对紫薯酒澄清效果最佳，明胶和鸡蛋清的最适添加量分别为0.14 mg/100 mL和0.2 mg/100 mL。贺晓光等[66]利用复合澄清剂对发酵型枸杞酒进行澄清，结果表明，明胶与皂土的复合处理澄清效果好，明胶和皂土的最适添加量分别为0.12 mg/mL、1.2 mg/mL，经此法澄清后的枸杞酒保质期可以达到3年以上。李蓉等[67]研究了葛根黄酒的澄清工艺，通过正交试验表明复合澄清剂的澄清效果优于单一澄清剂，由2.5 g/L皂土、1.2 g/L干酪素和0.9 g/L明胶组成的复合澄清剂在冷藏条件下处理48 h，澄清效果最好，澄清后酒体清亮透明、风味好。张军[68]对黑加仑发酵酒进行了澄清工艺的研究，结果表明，采用壳聚糖与硅藻土50+100 g/100 L组合对黑加仑发酵酒进行澄清处理，澄清效果最佳。

目前机械过滤澄清工艺广泛应用于酿造行业。膜分离技术是近年来在食品工业中得到广泛应用的一项新技术，具有无相变、分离效率高、不添加化学试剂、能耗低、操作简单且能保持原产品风味和营养成分等优点[69-70]。利用机械过滤澄清，不仅可以使酒体达到更好的澄清效果，同时也大大缩短了澄清时间且操作方法简单，并且更大程度保留了酒的风味和口感，可以让人们品尝到新鲜无添加剂的酒。膜污染是膜分离过程的必然结果，物料中的微粒、胶体等由于与膜之间存在物理化学作用而在膜表面或膜孔内吸附和沉积造成膜孔径变小甚至孔堵塞，孔隙率降低，使膜通量和分离性能下降[71]。为了延长膜的使用寿命以及恢复膜的分离效果，每次膜滤过程后必须对膜进行清洗，及时恢复膜通量以保障生产的连续性和稳定性[72]。同时为了最大限度地减少污染，确定污染元素和控制该过程的机制是非常重要的[73-74]。

4　总结与展望

目前酒类消费需求越来越趋向理性化、个性化、多样化。发酵酒，尤其是低度发酵酒，以其酒精含量适中、营养丰富、风味独特逐渐受到越来越多消费者的欢迎。可以预见低度发酵酒的市场需求将越来越大，而发酵酒制作工艺的持续提升将带来更多的经济效益。

澄清是发酵酒生产的一个重要环节，关于澄清工艺综合已有研究成果可见，目前主要的澄清手段是添加澄清剂和机械过滤。应用较多的澄清剂包括皂土、壳聚糖、果胶酶及PVPP等，前三者相对价格较低，在各种发酵酒中有广泛的应用，PVPP因其价格高在黄酒中应用较多；在单一澄清剂效果不理想的情况下，混合两种以上的澄清剂进行澄清取得了不错的效果；随着微滤、超滤、反渗透等膜分离技术的应用，机械过滤澄清也已经得到应用，采用机械过滤澄清可以大大缩短澄清时间，使酒体澄清更为彻底，并且更大程度保留了酒的风味和口感，但如何延长膜的使用寿命及最大限度地减少污染是需要切实解决的问题。

随着社会的发展时代的进步，人们对于营养型发酵酒的需求越来越高，从而使得澄清工艺也不断的进步。因原料种类不同，各类发酵酒采用的澄清方法也会出现差异，即使同种原料发酵酒，因为发酵工艺的不同在澄清方法上也可能有所区别。为了让人们可以品尝到无污染无添加的发酵酒，一些简便快捷、环保安全高效的澄清工艺还需要不断地探索，进而促使澄清工艺往更加成熟的方向发展。

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