几种澄清剂对黑莓果酒中蛋白质的影响

梁红云，王 英，刘小莉，董明盛，周剑忠*

（1.江苏省农业科学研究院农产品加工研究所，江苏南京210014；2.南京农业大学食品科技学院，江苏南京210095）

几种澄清剂对黑莓果酒中蛋白质的影响

梁红云1，2，王 英1，刘小莉1，董明盛2，周剑忠1*

（1.江苏省农业科学研究院农产品加工研究所，江苏南京210014；2.南京农业大学食品科技学院，江苏南京210095）

果酒中的蛋白质是果酒产生浑浊沉淀的主要原因之一。本研究分析了常用的几种单一澄清剂及复合澄清剂对黑莓果酒中蛋白质含量的影响。响应面分析结果表明最佳澄清剂为明胶-单宁复合澄清剂，其添加量为明胶1.32 m L/100 m L，单宁0.41 m L/100 mL，此时黑莓酒的蛋白质含量降至96.96mg/L，蛋白质的去除率达到25.0%，透光率达到91.8%，总酚含量下降了35.8%，总糖含量以及色度变化微弱。关键词：黑莓酒；澄清；明胶；单宁

黑莓果实柔嫩多汁、营养丰富，富含多种矿物质、氨基酸，所含有的多酚类化合物在体内发挥抗氧化作用，可以降低心脏病、癌症等慢性病的发生率[1-2]。黑莓的果实皮薄多汁，耐储运能力较差，室内条件下存放2～3 d后果实即变软发黏，因此将其制成黑莓果酒具有巨大的市场潜力。

果酒的澄清工艺及澄清剂的研制是目前的研究热点[3-6]。皂土在果酒的自然pH值条件下带阴离子，具有较好的去除果酒中带阳离子蛋白的能力[7-10]，是国内外果酒酿造过程中常用的澄清剂[11-13]。壳聚糖溶于稀酸溶液时，形成带正电荷的分子，与溶液中带负电荷的微粒作用达到澄清的目的。明胶作为澄清剂，与单宁作用生成一种粘糊状化合物，吸附酒中的浑浊微粒，使酒澄清，但应注意必须先加单宁后加明胶才能收到良好的效果。研究表明，果酒中的蛋白质是引起果酒浑浊的一个重要的非微生物因素，果酒中蛋白质的含量较低，不是果酒的主要营养成分，但却对果酒的澄清度和稳定性有很大影响[14-16]。本研究在黑莓酒的澄清处理过程中以蛋白含量为主要测定指标，分析目前果酒澄清处理中常用的几种澄清剂在黑莓果酒的澄清处理过程中对果酒中蛋白质的去除效果，旨在为果酒的澄清方法和澄清剂的选择提供技术支持和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黑莓酒：江苏省农业科学院农产品加工研究所酿造；考马斯亮蓝G-250（分析纯）：上海蓝季科技发展有限公司；壳聚糖：潍坊海之源生物制品有限公司；皂土：上海试剂四厂；食用明胶：河南旗诺食品配料有限公司；酿造单宁：五峰赤诚化工有限公司。

1.2 仪器与设备

分光光度计UV-1600PC：上海美普达仪器有限公司；LC-210.2精密电子天平：德国赛多利斯股份有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 黑莓果酒制备

黑莓打浆→果胶酶酶解（45℃，2 h）→调糖度、酸度→接酵母菌（4%的蔗糖活化）→25℃发酵→黑莓酒

1.3.2 理化指标检测

蛋白质含量：考马斯亮蓝G-250法[17]。

透光率：取离心后的上清液，以去离子水作对照，在分光光度计中用1 cm比色杯于波长660 nm处测定其吸光度值[18]。

色度：首先测定待测果酒pH值，用0.2 mol/L磷酸氢二钠和0.1 mol/L柠檬酸调相同pH值缓冲液稀释果酒后检测。以蒸馏水为参比，于波长520 nm处测定吸光度值[19]。

总酚的测定：采用Folin-酚试剂法[20]。

总糖的测定：苯酚-硫酸法。

1.3.3 澄清剂的处理

皂土的处理：将一定量的皂土用5倍的水在60℃条件下膨胀12 h，之后配成体积分数10%的皂土溶液备用。

壳聚糖的处理：将1 g壳聚糖置于100 m L体积分数2%的醋酸溶液中加热搅拌至完全溶解，配成体积分数1%的壳聚糖溶液备用。

明胶的处理：将一定量的明胶用10倍的水加热膨胀溶解，配成体积分数10%的明胶溶液备用。

单宁的处理：称10 g单宁于烧杯中，量取100 m L水，向烧杯中加入20～30m L，加热至60～70℃，单宁完全溶解后，加入剩下的水，搅拌均匀配成体积分数10%的单宁溶液备用。1.3.4单一澄清剂的澄清效果试验

皂土的澄清效果试验：分别加入0.2m L、0.4m L、0.6m L、0.8m L、1.0m L配制好的10%的皂土溶液于100 m L黑莓原酒中，边加边搅拌之后，静置于25 m L的比色管中，5 d后测定其澄清效果。

壳聚糖的澄清效果试验：分别搅拌加入0.2m L、0.4m L、0.6m L、0.8 m L、1.0 m L配制好的1%的壳聚糖溶液于100 m L黑莓原酒中，静置于25m L的比色管中，5d后测定其澄清效果。

明胶的澄清效果试验：分别加入0.2m L、0.4m L、0.6m L、0.8 m L、1.0 m L配制好的10%的明胶溶液于100 m L黑莓原酒中，静置于25 m L的比色管中，5 d后测定其澄清效果。

单宁的澄清效果试验：分别搅拌加入0.2 m L、0.4 m L、0.6 m L、0.8 m L、1.0 m L配制好的10%的单宁溶液于100 m L黑莓原酒中，静置于25 m L的比色管中，5 d后测定其澄清效果。

1.3.5 响应面法优化复合澄清剂配比

通过单一澄清剂的澄清效果试验，选择明胶、单宁进行复配，作为复合澄清剂。利用Design-Expert 7.0.0软件中的Central-Composite模型，以蛋白含量（Y）作为响应值，以明胶（A）和单宁（B）的体积分数为主要考察因子，并以+1、0、-1分别代表自变量的高、中、低水平，因子编码及水平见表1。

表1 明胶-单宁复合澄清剂试验因素水平及编码值Table 1 Facto rs and levels of response surface methodology for gelatin-tannin compound clarifying agent optimization

2 结果与分析

2.1 单一澄清剂的澄清效果

图1 澄清剂的不同添加量对蛋白质含量的影响Fig.1 Effects of different clarifying agents addition on protein concentration

不同单一澄清剂的添加量对黑莓酒蛋白质含量的影响见图1。由图1可知，除单宁澄清剂外，黑莓酒的蛋白质含量随澄清剂添加量的增大而减小，透光率随着澄清剂添加量的增大而增大，添加量达一定程度时，增加效果不明显，甚至有下降趋势。结果显示，皂土的添加量达到0.8 m L/100 m L时，蛋白含量降至113.99 mg/L，透光率达到73.0%（图1a）；壳聚糖的添加量达到0.8 m L/100 m L时，蛋白含量降至112.45 mg/L，透光率达到74.8%（图1b）；明胶的添加量达到1.0 m L/100 m L时，蛋白含量降至104.00 mg/L，透光率达到87.0%（图1c）；随着单宁添加量的增加，黑莓酒蛋白含量先降低后增加，澄清效果不理想，当添加量达到0.2m L/100 m L时，蛋白含量降至124.38 mg/L，透光率达到79.1%，虽然当单宁添加量为0.4m L/100m L时，透光率达到最大值88.7%，但是蛋白含量较高，因为作为配制酒的澄清剂，明胶能与单宁作用生成一种黏糊状的化合物，吸附酒中的浑浊微粒，使其成为小片状物而被除去，使酒澄清，单一的添加单宁并不能起到澄清效果，应注意必须先加单宁后加明胶才能收到良好的效果，并且要注意单宁的添加量[21]。0.2 m L/100 m L的壳聚糖对黑莓酒的澄清效果较好，此时蛋白含量为124.38 mg/L，透光率达到79.1%（图1d）。2.2复合澄清剂的澄清效果

2.2.1 响应面试验设计与方差分析[22]

对明胶-单宁澄清方法进行响应面分析，以蛋白质含量（Y）为评价指标，响应面设计方案与结果见表2，方差分析见表3。

表2 响应面设计方案和试验结果Table 2 Design and results of response surface methodology

利用Design-Expert7.0.0Trial数据处理软件中ANOVA程序对表2的试验结果进行二次回归分析，计算出方程各项系数并进行方差分析，可得2个因子与Y之间的回归方程：Y=97.84-1.24A-1.02B-1.02AB+3.15A2+1.16B2。

由表3可见，本试验所选用的模型显著（P＜0.0001），失拟项P=0.4115＞0.05，不显著；模型的校正决定系数R2Adj=0.999 3，相关系数R2=0.999 6，说明该模型拟合程度良好，试验误差小，可以用此来分析和预测明胶-单宁复合澄清剂的澄清作用。从表3回归方程系数显著性检验可知，明胶对黑莓蛋白质含量的影响极显著（P＜0.01），单宁对黑莓蛋白质含量的影响极显著（P＜0.01）；二次项AB、A2和B2的也对蛋白质含量影响极显著（P＜0.01）。这表明各试验因素对蛋白质含量的影响呈二次关系，且因素之间存在交互作用。

表3 试验结果方差分析Table 3 Variance analysis of response surface experiment

2.2.2 响应面分析

图2 明胶和单宁添加量的交互作用对蛋白质含量影响的响应面和等高线Fig.2 Response surface plot and counter line of effects of gelatin and tannin addition interactions on protein content

明胶（A）和单宁（B）两因素对蛋白质含量的响应面和等高线见图2。由图2可知，随着明胶添加量的增加，蛋白质含量呈现先减小后增大的趋势，呈二次函数关系。明胶和单宁的添加量以及明胶和单宁间的交互作用对蛋白质含量影响极其显著（P＜0.01）。

根据软件分析，可得到最大响应值所对应的因素条件为：明胶1.32 m L/100 m L、单宁0.41 m L/100 m L，在此条件下，蛋白质含量为97.37 mg/L，透光率为92.4%，优于单一澄清剂。

2.2.3 模型验证实验

为了验证模型的合适性和有效性，进行验证试验。在明胶1.32 m L/100 m L、单宁0.41 m L/100 m L时，黑莓酒蛋白质含量为96.96 mg/L，与模型的预测值97.37 mg/L相符，说明回归方程可应用于实践中。

2.2.4 澄清剂对黑莓果酒感官及主要成分的影响

明胶-单宁复合澄清处理后，从感官上看，黑莓酒表面无油状物质、色度变化较小、黏壁微弱，保持澄清时间长，30 d内不出现沉淀，澄清稳定性好。

黑莓果酒经最优组合下的明胶-单宁复合澄清处理后果酒主要成分的变化结果见表4。由表4可知，果酒中的蛋白质含量由129.29 mg/L下降为96.96 mg/L，降低25.0%，表明明胶-单宁复合澄清剂能够很好去除黑莓果酒中的蛋白质；果酒中总酚含量下降了35.8%，表明明胶-单宁复合澄清剂也能有效去除果酒中的多酚类物质。澄清处理对透光率和色度的影响都很明显，澄清后其数值分别达到91.8%和1.80，总糖含量、色度有微弱的下降。以上结果表明，明胶-单宁复合澄清剂能够很好地去除果酒中的非主要营养成分蛋白质和总酚，对其他主要营养成分影响很小。

表4 黑莓果酒澄清前后主要成分的变化Table 4 Changes of main components of blackberry wine before and after clarification

3 结论

通过单因素和响应曲面分析，黑莓果酒的最佳澄清方法为明胶-单宁复合澄清处理，添加量为明胶1.32m L/100m L、单宁0.41 m L/100 m L，且应注意必须先加单宁后加明胶才能收到良好的效果。明胶-单宁复合澄清处理后，蛋白质含量为96.96 mg/L，降低25.0%，总酚含量为2.42 g/L，下降了35.8%，透光率达到91.8%，总糖含量、色度有微弱的下降，变化程度很小。

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Effects of various clarifying agents on protein in blackberry wine

LIANG Hongyun1,2,WANG Ying1,LIU Xiaoli1,DONG Mingsheng2,ZHOU Jianzhong1*
(1.Research Institute of Agricultural Product Processing,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China; 2.College of Food Science and Technology,Nanjing Agriculture University,Nanjing 210095,China)

Protein in fruit wine is one of the main reasons for the wine turbidity and precipitate.The effects of several commonly used single and compound clarifying agents on protein content in blackberry wine was analyzed in the paper.Response surface analysis results showed that the optimal clarifying agent was gelatin-tannin,and the addition was gelatin 1.32 m l/100 m l and tannin 0.41 m l/100 m l,under this condition,the blackberry wine protein content reached 97.37 mg/L,and the protein removal rate reached 24.71%,transmittance was 91.8%,total phenol content decreased by 35.8%,and the total sugar content and color changed little.

blackberry wine;clarify;gelatin;tannin

Q503

A

0254-5071（2015）03-0126-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.03.030

2015-01-27

江苏省农业自主创新（cx（12）5026）

梁红云（1989-），女，硕士研究生，研究方向为食品生物技术。

*通讯作者：周剑忠（1965-），男，研究员，博士，研究方向为食品生物技术。