不同澄清方法对柿子酒澄清效果及理化成分的影响

潘俊，吉姆·哈迪，张爱华，曾令文

常州大学城乡矿山研究院（常州 213164）

柿子属柿树科，味甘、性寒，含有蛋白质、糖类、果胶、多种维生素及矿物质，具有较高的营养价值和药用价值[1]。柿子的成熟时间比较集中，在成熟后如不及时采摘加工，容易腐烂变质，但现在柿子最常见的加工方式是做成柿饼，比较单一，目前，柿子酒是一种极具有潜力的新型柿子深加工产品[2]。

果酒浑浊是因为在酒中一些负离子的电离作用下，与酒中带正电的蛋白质颗粒发生反应凝聚成难溶性缔合物[3]。而柿子中含有大量的果胶和蛋白质等大分子物质[4]。在成品酒中容易形成沉淀，对果酒的品质和感官有不好的影响，会大大影响果酒的销售，所以柿子酒装瓶前的澄清处理就变得十分重要。目前，一些常见的果酒澄清方法有冷热处理法、化学澄清剂法、机械澄清法[5-6]。此次试验为了解决柿子酒的澄清问题，选用了自然冷处理法、澄清剂法（皂土、土豆蛋白、壳聚糖、POLYMUST）和陶瓷膜澄清法，研究冷处理的最佳天数，澄清剂的最适宜下胶量和陶瓷膜的最适合工艺条件对柿子果酒的澄清效果及理化成分的影响，从而确定合理有效的澄清方法，为柿子果酒的生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

柿子果酒（常州大学城乡矿山研究院中澳果酒研发中心酿制）；发酵菌种RB2干酵母（法国LAFFORT公司）；皂土、PLOYMUST澄清剂、土豆蛋白（VEGECOLL）：法国LAFFORT公司；壳聚糖（食品级，河南信和生物科技有限公司）；其余试剂均为分析纯，购于常州市润友商贸有限公司。

1.2 仪器与设备

电子天平（杭州万特衡器有限公司）；PHS-25型数显pH计（上海仪电科学仪器股份有限公司）；20 L小型发酵罐（烟台帝伯仕啤酒技术有限公司）；陶瓷膜过滤机：50 nm膜孔径（江苏久吾高科技股份有限公司）；恒温水浴锅（苏州市国飞实验室仪器有限公司）；UV-2600紫外可见分光光度计（日本岛津公司）。

1.3 澄清溶液的配制

皂土溶液：取5 g皂土，加入100 mL 50 ℃蒸馏水，浸泡24 h后，搅拌均匀，配制成50 g/L的皂土悬浮液备用[7]。

土豆蛋白溶液：用10倍体积的水溶解土豆蛋白，形成乳状的混合液，静置3 h后备用[8]。

壳聚糖溶液：准确称取1 g壳聚糖溶于50 mL蒸馏水中，同时加2 mL冰醋酸搅拌均匀，在80～90 ℃水浴中搅拌完全溶解后，定容至100 mL，静置备用[9]。

POLYMUST溶液：取5 g POLYMUST，加入100 mL蒸馏水中浸泡6 h，搅拌均匀，配制成50 g/L的溶液备用。

1.4 试验方法

1.4.1 透光率和色度检测方法

透光率：取澄清处理后的果酒上清液，以蒸馏水为参比，用紫外分光光度计在680 nm处测其透光率[10]。

色度：先测定柿子酒的pH，用0.2 mol/L磷酸氢二钠与0.1 mol/L柠檬酸溶液混合调至相同pH的缓冲液稀释10倍，在420，520和620 nm下分别测定其吸光度，三者之和表示色度[11]。

1.4.2 理化成分检测方法

酒精度、总糖、滴定酸、SO2：按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[12]规定的方法测定；总酚：福林酚试剂法[13]；蛋白质含量：考马斯亮蓝G250法[14]。

1.4.3 陶瓷膜澄清操作参数的确定方法

试验选取50 nm孔径的陶瓷膜，因为膜孔径如果太小，膜通量就会越小，不利于试验的进行，而膜孔径稍大的话会在澄清过程中直径较小或具有弹性的颗粒在过滤压力作用下进入膜孔隙中，导致膜组件污染[15]。根据陶瓷膜澄清的工艺要求，通过改变陶瓷膜的膜面流速、操作温度和操作压差，以膜通量和透光率为指标，进行正交试验确定最优的澄清操作条件。因素水平见表1。

表1 陶瓷膜澄清工艺正交试验因素与水平

1.4.4 澄清剂试验方法

自然冷处理澄清试验：取3份柿子酒，每份200 mL，放入取样瓶中，置于1～3 ℃冷库中存放，每2 d测其透光率和色度。

皂土澄清试验：用取样瓶取6份柿子酒，每份200 mL，分别加入0.5，1，1.5，2，2.5和3 g/L皂土溶液，充分混合后室温静置3 d，取上清液测其透光率和色度。

土豆蛋白澄清试验：用取样瓶取6份柿子酒，每份200 mL，分别加入0.04，0.08，0.12，0.16，0.12和0.24 g/L土豆蛋白溶液，充分混合后室温静置3 d，取上清液测其透光率和色度。

壳聚糖澄清试验：用取样瓶取6份柿子酒，每份200 mL，分别加入0.25，0.3，0.35，0.4，0.45和0.5 g/L壳聚糖溶液，充分混合后室温静置3 d，取上清液测其透光率和色度。

POLYMUST澄清试验：用取样瓶取6份柿子酒，每份200 mL，分别加入0.3，0.4，0.5，0.6，0.7和0.8 g/L POLYMUST溶液，充分混合后室温静置3 d，取上清液测其透光率和色度。

1.4.5 感官测评

感官评定：参考NY/T 1508—2017《绿色食品 果酒》[16]，制定了适合该果酒的评定要求，由20人组成品评小组进行参评，采取无记名方式对果酒的色泽、香气、口感和典型性进行综合评分，满分100分（外观占20%、香气占30%、口感占40%、典型性占10%），取总分的平均值为该样品的综合得分。

2 结果与讨论

2.1 自然冷处理对柿子果酒澄清的影响

如图1所示，将柿子酒放入1～3 ℃冷库中后，前6 d的透光率显著增大，达到74.8%，色度持续降低；在第8天时，透光率达到最大值76.2%，色度降到1.285；由此至14 d时，中间测得的透光率与色度变化幅度较小，由此可见在自然冷处理下，澄清时间8 d为最适宜的天数，比原酒的澄清度提高了29.1%，但总体酒体澄清不够明显，很难达到理想的澄清效果。

图1 自然冷处理天数对柿子果酒澄清的影响

2.2 皂土用量对柿子果酒澄清的影响

皂土是一种胶状黏土，本身带有阴离子，可与酒体中的阳离子蛋白质结合形成沉淀，从而达到澄清酒体的作用[17]。皂土在澄清过程中效果良好，一般在葡萄酒的澄清和稳定过程中使用广泛[18]。皂土用量对柿子果酒澄清的影响如图2所示。

由图2可知，随着皂土用量的增加，透光率呈先上升后下降的趋势，色度呈先下降后上升的趋势，当用量为1.5 g/L时，透光率达到最大值85.1%，比原酒提高了38%。随着皂土用量的增大，透光率明显下降，而色度却增加，这是因为在皂土的吸附能力达到平衡后，再增加用量，会导致下胶过量，从而引起酒体的浑浊，透光率下降明显，测得的吸光度增大，导致色度增大。综上所述，皂土的最佳用量为1.5 g/L。

图2 皂土用量对柿子果酒澄清的影响

2.3 土豆蛋白用量对柿子果酒澄清的影响

土豆蛋白是一种植源型澄清剂，从土豆中提取的植物蛋白。植物型高分子物质具有高黏性、絮凝性、无毒害的特点[19]。处理后的果酒的口感会变得亲和、细腻，还会减少酒中的苦涩感，不会产生褪色严重的副作用[20]。土豆蛋白用量对柿子果酒的澄清影响如图3所示。

由图3可以看出，随着土豆蛋白用量的增加，透光率先上升后急剧下降，当添加量达到0.12 g/L时，透光率达到最大值88.8%，而色度从最初的1.184降到0.926，下降的比例比皂土要小，当添加量超过0.12 g/L时，透光率骤然下降，而色度略有上升，但上升幅度变缓，这是因为土豆蛋白大量悬浮，导致酒体浑浊，测得的透光率也随之减小。

图3 土豆蛋白用量对柿子果酒澄清的影响

2.4 壳聚糖用量对柿子果酒澄清的影响

壳聚糖是一种天然阳离子絮凝剂，在溶液中可以质子化成为带正电荷的电解质，可以与酒体中带负电荷的蛋白质、果胶等发生反应，使溶胶聚沉，以达到澄清目的[21]。壳聚糖用量对柿子果酒的澄清影响如图4所示。

由图4可以看出，当壳聚糖用量为0.4 g/L时，柿子果酒的澄清度最佳，透光率为87.8%，色度为0.719。当用量再增加时，透光率下降很快，色度随之上升，这是因为过多的壳聚糖黏性较大，使得胶体悬浮，达不到沉降的效果。综上所述，0.4 g/L为最适宜的添加量。

图4 壳聚糖用量对柿子果酒澄清的影响

2.5 POLYMUST用量对柿子果酒澄清的影响

POLYMUST是一种结合植物蛋白和PVPP（交联聚乙烯基吡咯烷酮）的下胶产品，适用于各种葡萄酒和果酒的下胶澄清，可以稳定果酒的颜色特征，减少涩感，去除掩盖芳香和引起颜色变化的易被氧化的酚类物质。POLYMUST用量对柿子果酒的澄清影响如图5所示。

由图5可以看出，PLOYMUST澄清剂对柿子果酒的透光率和色度均有作用，但作用效果存在差异。在添加量0.3～0.5 g/L范围内，澄清效果有明显提高；在0.5 g/L时，透光率高达91.3%，此时色度下降到最小的0.662；当添加量大于0.5 g/L时，透光率下降，但下降趋势不明显，可能是因为其中所含的PVPP不溶于水，凝胶形成量小[22]，从而导致吸光度上升趋势缓慢，色度也变化不大。综上所述，当PLOYMUST添加量为0.5 g/L时，果酒的澄清度与色度最佳。

图5 POLYUST用量对柿子果酒澄清的影响

2.6 陶瓷膜澄清操作参数正交试验优化

通过改变陶瓷膜的膜面流速、操作温度和操作压差，以膜通量和透光率为指标，进行正交试验确定最优的澄清操作条件。结果与分析见表2。对于膜通量来说，影响因素的大小排列顺序是A（操作压差）＞C（膜面流速）＞B（操作温度），其最优工艺组合为A3B1C3，即操作压差0.3 MPa，操作温度15 ℃，膜面流速2 m/s。而对于透光率这个指标来说，影响最大的是A（操作压差），其次是C（膜面流速），而B（操作温度）的影响最小，对于因素A（操作压差），其最高水平对透光率的影响最大，因此取A3，同理，操作温度取B3，膜面流速取C3，但考虑到操作温度对透光率的影响不明显，并且9组试验的透光率均在90%以上，酒体温度持续过高对酒精度和易挥发香气物质也有损失。综合分析，陶瓷膜的操作条件最优组合为A3B1C3，与第7号试验的操作参数一致，而7号试验的膜通量为9组试验的最高值，透光率高达95.7%，色度为0.589，因此7号试验参数组合为最佳试验组合。

2.7 6种方法澄清柿子果酒的效果比较

以透光率和感官评价为指标，比较了自然冷处理、皂土、土豆蛋白、壳聚糖、PLOYMUST在最佳添加量和陶瓷膜在最适宜操作条件下对柿子果酒的澄清效果，结果如图6所示。6种方法对柿子果酒澄清均有明显作用，但作用效果存在差异。澄清效果从大到小依次是陶瓷膜＞POLYMUST＞土豆蛋白＞壳聚糖＞皂土＞自然冷处理，澄清度越高，酒体呈现的外观评分越高，导致感官评分也就越高。陶瓷膜澄清后的果酒透光率达到95.7%，感官评分高达92分，酒体清亮，口感丰满，相较于其他5种方法，优势更加明显。

表2 陶瓷膜澄清工艺优化正交试验结果与分析

图6 6种澄清方法对柿子果酒澄清的效果比较

2.8 6种澄清方法对柿子果酒理化成分的影响

按6种方法对柿子果酒进行澄清处理，澄清的效果有一定的差异，也会对理化成分有着一定的影响，结果如表3所示。不同的澄清方法对酒精度、总糖、总SO2均没有显著影响（p＞0.05），而对总酚有显著影响（p＜0.05），其中皂土、土豆蛋白、壳聚糖处理与自然条件处理有差异，但总酚下降不明显，而POLYMUST处理后总酚下降很大，原因是POLYMUST中含有PVPP成分，去除了果酒中一些掩盖香气和引起颜色变化的易被氧化的酚类物质。而陶瓷膜处理后总酚下降原因可能是在过滤时除去了大量的组织细胞碎片，而碎片中含有一些酚类物质，导致总酚下降。对于滴定酸来说，只有壳聚糖处理后有所上升，其他处理无显著差异，原因是壳聚糖溶液呈酸性，影响了滴定酸的数值。在蛋白质的含量上，各个处理均使数值下降，其中陶瓷膜截留的蛋白质最多。

表3 不同澄清方法对柿子果酒理化成分的影响

3 结论

此次试验比较了6种澄清方法对柿子果酒澄清效果及理化成分的影响，并对自然冷处理天数，皂土、土豆蛋白、壳聚糖、POLYMUST的最适宜添加量，陶瓷膜澄清工艺条件的优化进行了研究。结果表明，陶瓷膜澄清果酒后的澄清效果和感官评分最佳。在陶瓷膜的操作压差0.3 MPa、操作温度15 ℃、膜面流速2 m/s的条件下，柿子果酒的透光率为95.7%，色度为0.589，酒精度为13.2%vol，总糖含量为6.46 g/L，总酚含量为0.981 g/L，滴定酸含量为6.22 g/L，蛋白质含量为80.32 mg/L，总SO2含量为20.84 mg/L，感官评分为92分，澄清后的果酒颜色黄艳，酒体醇厚，澄清透明无悬浮物。