桔子酒澄清剂配方优化

简清梅，陈清婵*，王劲松

（荆楚理工学院 生物工程学院，湖北 荆门 448000）

随着人民生活水平的不断提高，人们对果酒的保健功能越来越重视，对保健型果酒的消费需求也越来越大[1]。湖北是柑桔种植的适宜地区之一，柑桔产后处理和加工有一定基础，柑桔业已成为了湖北省农业生产的支柱产业[2]，将柑桔类水果转化为柑桔果酒具有极大的市场前景。

果酒进入到陈酿过程，酒中的单宁与蛋白质形成缔合物，在酒中逐渐析出，易引起果酒的浑浊[3]。而在酒类生产中，稳定性、澄清度和色度对产品质量是很重要的，故需要对柑橘发酵原酒进行澄清处理。

国内外对葡萄酒、柿酒[4]等果酒的澄清技术进行了大量研究。操作相对较容易，且果酒澄清效果好，稳定性高[5]的是澄清剂法。常用的澄清剂有明胶、蛋清、鱼胶、藻朊酸盐、二氧化硅胶液、酪蛋白、皂土（膨润土）、蛋白、植源胶、果胶酶等[6-7]。但不同的酒类，澄清剂的种类及加量会有所不同，主要原理是澄清剂与酒中的单宁、蛋白质、一些色素及果胶质等发生絮凝沉淀而除去这些物质，从而提高酒的澄清度和稳定性[8]。唐偲雨等[9]证明在高橙果酒中，皂土和干酪素澄清效果较稳定。孙小波等[10]论证得出，硅藻土对石榴酒的澄清效果优于果胶酶和明胶。孟宪军等[11]证明不同的明胶量之间的差异均极显著。祝战斌等[12]通过研究得出，冷处理可加速苹果酒的澄清。该研究选用明胶、皂土、果胶酶、硅藻土作为澄清剂对桔酒进行澄清处理，并结合冷处理（4 ℃）和室温处理，分析了澄清工艺对桔酒风味的影响，以期为桔酒澄清剂的选择和合理使用提供依据，为提高桔酒的澄清度和稳定性提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

桔子发酵酒：荆楚理工学院实验室；硅藻土：成都科龙化工试剂厂；皂土（化学纯）：上海杰兔工贸有限公司；明胶（食品级）：上海化学试剂站分装厂；果胶酶（酶活＞100 000 U/g，食品级）：广东环凯微生物科技公司。

1.2 仪器与设备

CTDC-4 低速台式离心机：上海安亭科学仪器厂；721型分光光度计：上海第三分析仪器；JY-1002 型电子天平：上海上天精密仪器有限公司；BD-519HAN 型卧式冷藏冷冻转换柜：青岛海尔特种电冰柜有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 澄清剂优化单因素试验[13]

利用澄清剂对桔酒进行澄清处理，并将样品分成两组，一组在室温条件下，一组冷处理（4 ℃），分别加入4 种澄清剂明胶、皂土、果胶酶、硅藻土，按表1 的质量浓度进行梯度试验。静置48 h 后1 500 r/min 离心过滤，并检测澄清效果。通过分光光度计在波长720 nm 条件下测得各样液的透光率，比较各澄清剂在不同质量浓度时的最佳澄清效果。

表1 单一澄清剂优化单因素试验设计Table 1 Single factor experiment design for single clarifying agent optimization

1.3.2 澄清剂优化正交试验

在单因素试验的基础上，选择明胶、皂土、果胶酶质量浓度为评价因素，每个因素选择3 个水平。以上清液过滤离心后在波长720 nm 条件下的透光率为评价指标，设计L9（33）正交试验，其因素与水平见表2。

表2 澄清工艺优化正交试验因素与水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiments for clarification process optimization

1.3.3 澄清效果比较和透光率的测定

把按上述方法加入澄清剂的溶液，静置48 h，然后取出于离心机内离心（1 500 r/min、20 min），取离心管上清液，用蒸馏水作空白对照，用分光光度计在波长720 nm 条件下测定桔子发酵酒的透光率T%，透光率越高表明其澄清效果越好。

2 结果与分析

2.1 单一澄清剂的澄清试验研究

2.1.1 明胶的澄清效果研究

取原酒100 mL 共5 份，向原酒中分别加入0.3 g/L、0.5 g/L、0.7 g/L、0.9 g/L、1.1 g/L 的明胶，充分搅拌，做冷处理（4 ℃左右）和室温条件下两种方法对桔酒澄清效果的对比。静置48 h 后，沉淀不再增加，上清液过滤测定其透光率，结果见图1。

图1 明胶溶液加入量对透光率的影响Fig.1 Effect of gelatin solution addition on light transmittance

由图1 可知，随着明胶加入量的增加，透光率逐渐增大，且冷处理明显好于室温条件下的效果。桔酒里含有的酚类物质较多，在果酒中加入明胶，即形成鞣质与明胶的络合物，随着此络合物的沉淀，酒液中的悬浮颗粒被缠绕而随之沉下[14]，冷处理有加速沉淀的作用；当明胶加入量为0.7 g/L 时，透光率最大，澄清度很好，沉淀较实，无悬浮，酒体清亮度好，而加入量＞0.7 g/L 时，透光率随加入量增加而减小，冷处理与室温下效果几乎相等。这是因为酒中的单宁含量不足以结合过量的明胶溶液，不能将之完全沉淀下来。由此可见，不同温度下的明胶对桔酒澄清效果有影响，4 ℃左右冷处理，明胶加入量为0.7 g/L 时，透光率最大，澄清度最好。

2.1.2 皂土的澄清效果研究

取原酒100 mL 共5 份，向原酒中分别加入1.0 g/L、1.5 g/L、2.0 g/L、2.5 g/L、3.0 g/L 的皂土溶液，充分搅拌，做冷处理（4 ℃左右）和室温条件下两种方法对桔酒澄清效果的对比。静置48 h 后，沉淀不再增加，上清液过滤测定其透光率，结果见图2。

图2 皂土溶液加入量对透光率的影响Fig.2 Effect of bentonite solution addition on light transmittance

经皂土澄清处理后，从外观上看桔酒颜色过浅，表明皂土对酒中的色素物质和浑浊微小颗粒具有较大的吸附作用。由图2 可知，随着皂土添加量增大，桔酒的透光率明显增大，处理后的桔酒澄清透明，说明桔酒里含有较多蛋白质，因为皂土吸水膨胀后可形成带负电的胶体溶液，可与酒中带正电荷的蛋白质相互靠近吸引，形成沉淀。皂土的添加量在1.0～2.5 g/L 范围时，透光率缓慢增加，当加入量＞2.5 g/L 时，澄清度减小。从图2 也可看出，冷处理的效果比室温效果显著，说明冷处理起到加速沉淀的作用。因此，在4 ℃左右，加入量为2.5 g/L 时，透光率最大，澄清度好，沉淀较实，无悬浮，酒体清亮度好。

2.1.3 果胶酶的澄清效果研究

取原酒100 mL 共5 份，向原酒中分别加入0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L、1.0 g/L、1.2 g/L 的果胶酶溶液，充分搅拌，做冷处理（4 ℃左右）和室温下两种方法对桔酒澄清效果的对比。静置48 h 后，沉淀不再增加，上清液过滤测定其透光率，结果见图3。

图3 果胶酶溶液加入量对透光率的影响Fig.3 Effect of pectinase solution addition on light transmittance

果胶酶可以使酒中的果胶质分解为半乳糖醛酸和果胶酸，使其黏度下降，增强澄清效果。由图3 可知，随着果胶酶溶液添加量增大，透光率缓慢增加，在添加量大于0.8 g/L 时，透光率缓慢下降。因此用果胶酶处理桔酒的澄清效果比较明显，冷处理效果显著。在添加量为0.8 g/L 时达到最大透光率，澄清度较好，沉淀较实，无悬浮，酒体清亮度好。

2.1.4 硅藻土的澄清效果研究

图4 硅藻土溶液加入量对透光率的影响Fig.4 Effect of diatomite solution addition on light transmittance

取原酒100 mL 共5 份，向原酒中分别加入0.5 g/L、1.0 g/L、1.5 g/L、2.0 g/L、2.5 g/L 的硅藻土，充分搅拌，做冷处理（4 ℃左右）和室温下两种方法对桔酒澄清效果的对比。静置48 h 后，沉淀不再增加，上清液过滤测定其透光率，结果见图4。

用硅藻土处理酒，其中的Ca2+、Mg2+等金属离子与果胶酸作用形成果胶酸盐，加速了果胶的沉淀。同时可以吸附部分果胶、色素、酵母等其他固体悬浮物，从而达到澄清原酒的目的[15]。从图4 可知，随着硅藻土溶液添加量的增大，透光率先升高后降低，添加量达到1.5 g/L 时，透光率达到最大，之后随硅藻土用量增加而减小。说明硅藻土溶于水后不能形成均一稳定的悬浮液，易出现分层现象，用于澄清处理时下沉速度太快，不能与酒中的浑浊物质充分接触，澄清效果不好，沉淀较虚，无悬浮，酒体清亮度较好。冷处理仍然有利于提高澄清效果。

2.1.5 单一澄清剂的比较

通过以上4 种单一澄清剂的澄清试验发现，硅藻土澄清效果并不显著；明胶、皂土、果胶酶都可显著提高桔酒的透光率。但是，这三种澄清剂均有一定的缺陷。其中，配制明胶溶液时，若温度过低，则会出现浑浊现象，如果溶液pH 值接近明胶等电点，也会发生浑浊；皂土易导致桔酒颜色过浅，使产品失去了应有的橙黄色；果胶酶受温度和pH值影响比较大。因此，将这三种澄清剂进行复合实验，以期获得澄清效果好、用量少的新型复合澄清剂。

2.2 复合澄清剂的澄清实验研究

在单因素试验的基础上，选用不同的明胶溶液、皂土溶液、果胶酶溶液加入量进行正交试验。从前期试验结果可知，冷处理有利于澄清，故正交试验在4 ℃冷处理条件下进行。复合澄清剂配方优化正交试验结果与分析见表3，方差分析见表4。

表3 澄清工艺优化正交试验结果与分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiments for clarification process optimization

表4 正交试验结果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal experiment results

从表3 的试验数据可以看出，桔酒的透光率平均值达到93.2%，相对于单一澄清剂，复合澄清剂的澄清效果有明显提高。加入明胶，即形成鞣质与明胶的络合物，酒液中的悬浮颗粒被缠绕而随之沉下皂土吸水膨胀后形成胶体因带负电荷，而吸附蛋白质，果胶酶可将果胶质分解为半乳糖醛酸和果胶酸，使其黏度下降，这三种物质混合使用，在一定比例下，有较强增效作用。在复合澄清剂中，对桔子酒澄清度影响的主次顺序为皂土＞果胶酶＞明胶。其最优澄清方案为A2B2C2，即果胶酶添加量为0.8 g/L，明胶添加量为0.7 g/L，皂土添加量为2.5 g/L。采用优选组合进行验证试验，透光率可达到98.0%，酒体澄清透明，色泽清亮，香气醇正。由表4 可知，3 个因素对透光率结果均无显著影响。

2.3 桔子发酵酒的感官指标

色泽：橙黄色；

澄清度：透明清亮，无沉淀；

香气：有桔子特有的果香和沁人的酒香，无异味；

滋味与风味：入口带有桔子的芳香，甘甜醇美，有桔酒典型的风味。

3 结论

利用果胶酶、硅藻土、明胶和皂土各单一澄清剂处理桔子发酵原酒，不同质量浓度下处理效果不同，且冷处理比室温更有利于澄清。其中，相对于果胶酶、明胶和皂土的澄清效果来说，硅藻土的澄清效果不好。在单因素试验的基础上进行复合澄清剂优化的正交试验，其平均透光率为93.2%，而单一澄清剂所得平均透光率为88.6%，表明复合澄清剂的澄清效果优于单一澄清剂。在复合澄清剂中，皂土质量浓度对桔子酒澄清效果影响最大，其次依次为果胶酶质量浓度，明胶质量浓度，桔子发酵原酒用0.8 g/L 果胶酶、0.7 g/L 明胶和2.5 g/L 皂土构成的复合澄清剂在冷处理（4 ℃）下静置48 h，过滤，酒体澄清度可达到98.0%，酒体透明清亮，色泽明快。柑橘属于鲜食水果，香味淡雅，发酵酒的风味并不浓郁。因此，柑桔果酒在澄清后，宜采取勾兑、调配的方式，制成利口酒，使酒体更加丰满，回味悠长。

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