不同澄清剂对桑葚果酒品质的影响

杨 璐，范少丽，李 宏，程 平，张志刚

(新疆林业科学院/新疆林木资源与利用国家林草局重点实验室/新疆林果树种选育与栽培重点实验室，乌鲁木齐 830054)

0 引 言

【研究意义】桑葚(FructusMori)是桑科桑属多年生木本植物，药食两用新疆特色林果之一[1,2]，桑葚抗氧化能力显著[3,4]。研究不同澄清剂对桑葚果酒品质的影响，对优质桑葚酒的生产有实际意义。【前人研究进展】桑葚果实中含有丰富蛋白质、多糖、矿物质等大分子物质[5-7]，发酵后易出现沉淀和浑浊的现象，破坏了桑葚果酒的营养价值又影响其风味及品质。引起果酒混浊沉淀的因素主要为物理化学因素、酶氧化、微生物[8-10]。【本研究切入点】加工过程中，在保持桑葚果酒营养和口味的同时避免混浊、沉淀以及提高桑葚果酒的稳定性，亟待解决。目前常用的澄清方法有3种为自然澄清、机械澄清[11]以及化学澄清，自然澄清耗时长、澄清效果不理想，机械澄清会使果酒色香味损失较大，化学澄清效果相对较好。目前鲜有对桑葚果酒澄清的研究[12]。【拟解决的关键问题】采用PVPP、果胶酶、壳聚糖、皂土、明胶5种不同类型澄清剂对实验室自产桑葚果酒进行澄清实验，分析澄清前后酒样澄清度、理化指标、风味成分和感官品质并进行比较，为优质桑葚果酒的实际生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

所用桑葚果酒为实验室发酵结束压榨后静置沉降30 d后的原酒。PVPP：意大利DALCIN；果胶酶：德国AB酶制剂公司，酶活力>22500AJDU/g；壳聚糖：郑州艺文食品化工；皂土：德国爱普斯乐集团；明胶：郑州艺文食品化工。

仪器为紫外分光光度计：日本岛津；WZS-I 型测糖仪：上海光学仪器厂；

分析天平：北京赛多利斯科学仪器有限公司。

7890A-5975C气相色谱质谱联用仪：美国安捷伦公司；65 μm[PDMS/DVB]聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯萃取纤维头：美国SUPELCO 公司。

1.2 方 法

1.2.1 澄清剂配制

(1)10 g/LPVPP：量取1 g PVPP，溶解于50 g蒸馏水，充分搅拌后定容至100 mL备用。

(2)10 g/L 果胶酶溶液[13]：量取1 g果胶酶，用90 g蒸馏水浸泡4～6 h，再加热搅拌至溶解，冷却后定容至100 mL备用。

(3)10 g/L壳聚糖溶液[13]：量取1 g壳聚糖于70 mL蒸馏水，加入1 g柠檬酸，再加热搅拌至溶解，冷却后定容至100 mL备用。

(4)10 g/L皂土[13]：将10 g皂土缓慢溶于50 g蒸馏水中浸泡24 h后充分搅拌均匀，定容至100 mL，使其形成均匀悬浊液待用。

(5)10 g/L明胶溶液[14]：量取1 g明胶，用90 g蒸馏水浸泡4～6 h，再加热搅拌至溶解，冷却后定容至100 mL备用。

1.2.2 添加量

将每份150 mL酒样分装于250 mL透明玻璃瓶中，加入配制的5种下胶澄清剂母液并调整其浓度统一分别为40、60、80 g/L，以自然澄清酒样作为空白对照，20℃下静置15 d后，观察记录瓶底酒泥厚度，测定其理化指标，每个处理3个平行。表1

表1 澄清剂种类及添加量Table 1 Type and dosage of clarifier

1.2.3 理化指标

透射率：将桑葚果酒8 000 r/min离心10 min后取上清液，以蒸馏水做空白，用分光光度计全波长扫描，确定测定透射率的最佳波长。在此波长下测定透射率T(%)。

可溶性固形物：用手持糖度计测定。

pH：酸度计测定。

酒精度：采用酒精计法。

总糖：蒽酮硫酸法[15]。

总酸[16]： GB/T 12456-2008的测定，以酒石酸表示(g/L)。

总酚：Folin-酚试剂法[17]。

总黄酮：硝酸铝法，以芦丁为标准品计量黄酮含量[18]。

花色苷：PH示差法[19]。

色差：色差仪测定[20]。

蛋白稳定性：取 200 mL经 0.45 μm膜过滤酒样于80℃恒温水浴 6 h后，4℃恒温冷却 12 h，若酒体产生浑浊则为则样品蛋白成分过量[13]。

柔和指数[21]：S=A-(T+C) ；S：样品柔和指数；A：乙醇体积分数，%；T：总酸含量，g/L；C：单宁含量，g/L。

1.2.4 香气成分

萃取：在常温下，准确称取5 mL桑葚果酒于20 mL固相微萃取瓶，向瓶中放入磁子，盖紧样品瓶盖，将固相微萃取器的萃取头插入到样品瓶中，推出纤维头(未接触溶液及瓶壁)。于80℃下平衡10 min，萃取40 min，吸附后将萃取头直接插入气相色谱质谱联用仪的进样口，进样口温度250℃，解析时间5 min，开启仪器并采集数据。

色谱条件：色谱柱毛细柱HP 5-MS(30 m × 0.25 mm×0.25 μm)，载气：He (99.999 %)，流速 1.00 mL/min；进样方式：无分流手动进样；进样口温度：250℃。表2

质谱条件：电离方式EI，电子能量70eV，离子源温度230℃，四级杆温度150℃，传输线温度250℃。扫描质荷比范围(m / z) 30～550。

表2 色谱条件Table 2 Chromatographic conditions

谱图检索及成分鉴定：由SPME-GC/MS操作得到各样品的质谱相对丰度图及总离子流(total ion current，TIC) 图。对 TIC 图中各有效峰代表的化学信息，标准谱库 NIST 11.0，对比经典气相色谱化合物保留时间数据，结合相关化学经验，鉴定桑葚果酒挥发物组分中的化学成分，并用峰面积归一化法计算各化合物在总挥发性组分中的相对百分含量。

1.2.5 感官

参考鲁榕榕等[22]感观分析的方法，对60 g/L处理的6组酒样挥发性香气化合物进行了感官分析，以1～6对各处理酒样进行随机编号，由10位具有丰富品酒经验的专家对样品澄清度、色泽、香气(浓郁度、丰富感、果香、异味)、滋味(酸度、浓郁度、余味长短、协调感)9个指标进行感官评价，所有样品均采用3位随机数编码，常温下供评价员进行评价，使用5 分结构化数值尺度来量化，0～4表示感觉强烈程度逐渐增大。评定员在单独的房间进行评定，评定过程禁止相互讨论。

1.3 数据处理

利用 Microsoft Office Excel 2013 对样本(n =3)所得数据进行基本处理，IBM SPSS Statistics 16.0 分析软件进行数据的统计分析，对不同澄清处理酒液理化指标进行相关性分析，以及香气化合物主成分分析。

2 结果与分析

2.1 澄清剂对桑葚果酒澄清效果的影响

研究表明，经下胶澄清处理酒样的透射率均显著高于对照组(壳聚糖和明胶处理组除外)，随PVPP、皂土的用量增加则呈先增加后减小的趋势，其中，PVPP、皂土60 g/L和果胶酶80 g/L处理酒样的透光率较高。当皂土用量为40 g/L时就已呈现出极佳的澄清效果。与对照相比，随澄清剂用量的增加，酒脚 厚 度 逐 渐 增 加。但 60 g /L 皂土会使酒体产生大量酒脚。图1，图2

图1 各处理酒样的酒脚厚度变化Fig.1 Changes in foot thickness transmittance of wine samples with different treatments

图2 各处理酒样透光率变化Fig. 2 Changes in light transmittance of wine samples with different treatments

2.2 澄清剂对酒样基本指标的影响

2.2.1 各处理对酒样基本指标的影响

研究表明，经过澄清处理后的桑葚果酒酒精度与空白对照相比差异显著，各处理之间乙醇体积分数变化范围为0.2%～0.4%，无明显差异(P<0.05)，澄清后酒样可溶性固形物下降0.1%～0.3%Brix，与空白对照相比差异显著(P<0.05)。总酸变化范围在0.02～0.12 g/L，各处理组之间无显著差异(P<0.05)。表3

除皂土处理组外澄清处理后酒样花色苷含量，其他处理组均随着澄清剂添加量的增加单调递减，各澄清剂80g/L添加量处理组中除果胶酶、皂土处理组，与对照组相比桑椹果酒花色苷含量显著降低4.3%～23.2%(P<0.05)。与对照处理组相比较，各澄清剂80g/L添加量处理组总酚含量降低0.5%～10.0%，无显著差异，其中除果胶酶处理组外，总黄酮含量显著降低2.1%～14.7%(P<0.05)，澄清处理后葡萄酒中黄酮类物质的含量明显降低，且澄清剂对酒样中黄酮类物质的影响远大于对多酚化合物的影响。表4

2.2.2 各处理酒样基本指标的相关性分

研究表明，澄清剂添加量的变化与可溶性固形物间的简单相关系数为-0.550，且存在显著的反向影响关系。柔和指数(Suppleness Index)是酒肥硕程度的量化评价尺度，酒样的柔性指数与酒精度、总酸之间存在显著的反向影响关系。花色苷含量和总酚、总黄酮之间则存在显著的正向影响关系。表5

表3 各处理酒样的基本指标Table 3 Basic indicators of each treatment sample

表4 色差、多酚类化合物及稳定性Table 4 Chromatic aberration, polyphenol compounds and stability of samples

表5 各处理酒样理化指标的简单相关系数矩阵Table 5 Correlation coefficient matrix of physical of chemical indexes

2.3 澄清处理对桑葚果酒挥发性香气组成的影响

2.3.1 各处理酒样香气成分的 GC-MS

研究表明，共检出24种挥发性香气化合物，包括14 种酯类(约占香气总量的55.11%～77.86%)、2 种醇类( 19.07%～ 40.56 %)、 2种有机酸类( 0～1.38%)、4 种其他物质(1.29%～1.91%)，不同澄清剂处理酒样中香气化合物的种类及含量不同。与对照相比，澄清处理后酒样的香气物质含量和种类均有所差异。处理组中均未检出琥珀酸氢乙酯、乙酸苯乙酯和己酸。PVPP处理组酯类化合物相对含量总量减少22.8%，果胶酶处理组则仅降低0.5%，其他处理组介于两者之间。表6

2.3.2 各处理酒样挥发性香气的主成分

研究表明，对照处理组和果胶酶处理组可聚为一类，其PC1和PC2得分均高于平均水平，尤其PC1得分高于其他酒样，果胶酶处理组酒样的辛酸乙酯、壬酸乙酯、癸酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯、棕榈酸乙酯等香气化合物含量在处理组中较高，最接近对照组。 HCA与PCA结果类似，5组澄清剂处理酒样之间也存在一定的相关性。图3，图4

注：处理列中 1、2、3、4、5、6分别表示对照、皂土、果胶酶、PPVP、壳聚糖、明胶处理组，下同

表6 各处理酒样中挥发性香气化合物的 GC-MS Table 6 GC-MS analysis of volatile aroma compounds

图4 香气化合物HCA聚类Fig.4 Cluster analysis of aroma compounds HCA

研究表明，PC1主成分向量中主要由重要酯类化合物包括己酸乙酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、癸酸乙酯(正相关)以及肉豆蔻酸乙酯、棕榈酸乙酯(负相关)具有较大贡献(载荷值绝对值>0.900)。乙醇(负相关)、辛酸、月桂酸乙酯、甘油1,2-二乙酸酯等香气化合物(PC2载荷值绝对值>0.500)对PC2主成分向量具有较大贡献。壳聚糖处理酒样的PC1得分最低， PC2得分最高，壳聚糖对于大多酯类化合物有较大影响，但是对乙醇、辛酸、月桂酸乙酯等香气化合物影响较小，皂土较壳聚糖对酒样酯类化合物影响程度略小。明胶和PVPP处理酒样的PC1得分均较低， 其中明胶处理酒样的PC2得分最低，PVPP和明胶处理后酒样的香气强度有明显下降。5 种澄清剂中，果胶酶对原酒挥发性香气化合物的影响最小。表7，图5

图5 香气化合物PCA的因子载荷Fig.5 PCA loadings plot of volatile aroma compounds

2.4 不同澄清剂处理后酒样感官评价

研究表明，各处理酒样的样品澄清度、色泽、香气、滋味、协调感等9个指标进行感官评价，无较大差异。实验组的澄清度均显著高于对照组，其中皂土处理组的澄清度最高，PVPP和果胶酶次之，但PVPP和皂土处理对酒样其他感官指标影响较大。经澄清处理酒样的香气浓郁度与丰富感均有一定程度的下降，尤其是酒样的果香味会减弱，其中PVPP对于酒样香气影响最大。经过澄清处理的桑酒酸度无明显变化，但是明胶和皂土会给桑酒带来些许异味。原酒酒样的感官品质都会不同程度地受到澄清剂的影响，其中果胶酶处理桑椹果酒的外观澄清，对香气及滋味的影响相对较小。共检出24种挥发性香气化合物，包括14 种酯类(约占香气总量的55.11%～77.86%)、2 种醇类( 19.07%～ 40.56 %)、 2种有机酸类( 0～1.38%)、4 种其他物质(1.29%～1.91%)，不同澄清剂处理酒样中香气化合物的种类及含量不同。与对照相比，澄清处理后酒样的香气物质含量和种类均有所差异。处理组中均未检出琥珀酸氢乙酯、乙酸苯乙酯和己酸。PVPP处理组酯类化合物相对含量总量减少22.8%，果胶酶处理组则仅降低0.5%，其他处理组介于两者之间。澄清处理后葡萄酒中黄酮类物质的含量明显降低，且澄清剂对酒样中黄酮类物质的影响远大于对多酚化合物的影响。皂土处理组随着添加量增加，桑椹果酒色差差异显著(P<0.05)。澄清处理可以去除桑葚果酒部分单宁，降低涩味，提升口感。图6，表7

图6 感官分析雷达Fig.6 Radar map of sensory analysis

表7 香气化合物PCA的因子载荷Table 7 PCA loadings plot of volatile aroma compounds

3 讨 论

原酒酒样的感官品质都会不同程度地受到澄清剂的影响，经过澄清处理后的桑葚果酒酒精度与空白对照相比差异显著，各处理之间乙醇体积分数变化范围为0.2%～0.4%，无明显差异(P<0.05)，与鲁榕榕等[29]研究澄清剂对葡萄酒品质影响结果相同。澄清处理后桑葚果酒中黄酮类物质的含量明显降低，与Cosme等[30]研究结果一致，且澄清剂对酒样中黄酮类物质的影响远大于对多酚化合物的影响。主要与澄清剂的作用机理有关，澄清剂在吸附酒中大分子物质，使其澄清透明的同时，也会吸附一定量的色素化合物，使酒样色度下降。皂土处理组随着添加量增加，桑椹果酒色差差异显著(P<0.05)。同时通过澄清处理可以去除桑葚果酒部分单宁，降低涩味，提升口感。柔和指数(Suppleness Index)是酒肥硕程度的量化评价尺度，分析结果显示，酒样的柔性指数与酒精度、总酸之间存在显著的反向影响关系。花色苷含量和总酚、总黄酮之间则存在显著的正向影响关系，汪超等[31]通过相关性分析研究发现桑葚果酒发酵期间花色苷含量、总酚含量之间有显著的相关性 (P<0.01)。所有澄清处理组总糖含量与对照组相比，均有所降低，因而柔和指数也均显著下降，澄清处理对桑葚果酒口感均有一定程度的影响，对果酒口感影响较大，明胶处理组的总糖含量较对照组变化最大，且总糖含量随着明胶添加量的增加而减少，对酒样甜度有一定的影响。不同澄清剂处理酒样中香气化合物的种类及含量不同。与对照相比，澄清处理后酒样的香气物质含量和种类均有所差异。桑葚酒样香气化合物主成分分析结果显示，壳聚糖对于大多酯类化合物有较大影响，但是对乙醇、辛酸、月桂酸乙酯等香气化合物影响较小，皂土较壳聚糖对酒样酯类化合物影响程度略小。PVPP和明胶处理后酒样的香气强度有明显下降。5 种澄清剂中，果胶酶处理桑椹果酒的澄清度显著提高，对原酒挥发性香气化合物影响相对较小。

4 结 论

桑葚果酒总黄酮含量显著降低2.1～14.7%(P<0.05)，总酚含量降低0.5～10.0%，花色苷含量显著降低4.3～23.2%(P<0.05)，乙醇体积分数变化范围为0.2%～0.4%(P<0.05)、可溶性固形物显著下降0.1-0.3%Brix(P<0.05)，挥发性香气化合物中酯类化合物相对含量总量减少0.5%～22.8%。不同澄清剂处理对桑葚果酒酒精度、可溶性固形物、总糖含量、总酚、花色苷含量、总黄酮含量、柔和指数、香气化合物、感官风味均有一定影响，但是对桑葚果酒总酸、色差无显著影响。其中60 g/L皂土处理组透光率最高，60 g/L果胶酶处理组的桑椹果酒基本理化指标与对照组差异较小，对原酒挥发性香气化合物的影响最小，感官评分也最接近对照组。