不同澄清剂对沙棘冰酒澄清效果的研究

李若琳，赵诗琪，陈汉，布杨帆，尹国庆，朱丹，牛广财

（1.黑龙江八一农垦大学食品学院，大庆 163319；2.黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院）

不同澄清剂对沙棘冰酒澄清效果的研究

李若琳1，赵诗琪1，陈汉1，布杨帆1，尹国庆1，朱丹2，牛广财1

（1.黑龙江八一农垦大学食品学院，大庆 163319；2.黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院）

为了研究不同澄清剂对沙棘冰酒澄清效果的影响，以透光率为评定指标，通过单因素试验研究壳聚糖、明胶、硅藻土、果胶酶、蛋清液、PVPP六种澄清剂对沙棘冰酒澄清效果的影响。在单因素试验基础上，通过正交实验优化得出的最佳复合澄清剂方案为：果胶酶添加量0.1%、明胶添加量0.2%、壳聚糖添加量0.02%。此时透光率高达96.9%，澄清后沙棘冰酒澄清透亮、颜色透明，这为棘冰酒的澄清提供了理论依据。

沙棘冰酒；澄清剂；透光率

沙棘（Hippophae rhamnoides L.）又名沙枣、黑刺、醋柳等，为胡颓子科酸刺属的灌木或小乔木，我国沙棘资源丰富[1-3]。沙棘是一种营养丰富、药用价值极高的植物，沙棘果实中含有丰富的维生素类、氨基酸类、有机酸类、油和脂肪酸类、微量元素、黄酮类以及甾体类[4，5]，具有祛痰、利肺、养胃、健脾、活血、散瘀、降血脂、抗氧化、保肝、抗癌等功能[6]，在医疗保健领域得到广泛的应用。1977年我国已将沙棘果列入《中华人民共和国药典》，在美国及俄罗斯等国家人们将沙棘果作为原料添加到宇航员食品中。但是沙棘以传统工艺酿酒往往会有沉淀物、颜色不透亮等问题[7-8]，实验研究了壳聚糖、明胶、硅藻土、果胶酶、蛋清液、PVPP六种澄清剂对沙棘冰酒澄清度的影响，并筛选出最优的澄清处理方案，为沙棘冰酒的澄清技术提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

沙棘，黑龙江省农科院浆果研究所提供；蔗糖：白砂糖，黑龙江北方糖业股份有限公司；酵母菌：安琪牌葡萄酒用高活性干酵母，安琪酵母股份有限公司；Pectinex XXL果胶酶，诺维信（中国）生物技术有限公司；PVPP（聚乙烯聚吡咯烷酮），分析纯，上海德津实业有限公司；明胶，食品级，郑州瑞恒化工产品有限公司；壳聚糖，分析纯，郑州瑞恒化工产品有限公司；硅藻土，化学纯，天津市大茂化学试剂厂；蛋清，市购。

1.2 仪器与设备

HR7633型打浆机，珠海经济特区飞利浦家庭电器有限公司；UV-1100型紫外可见分光光度计，上海美谱达仪器；Exploter分析天平，奥豪斯仪器上海有限公司制造；PHS-3C型精密pH计，上海雷诺仪器厂产品。

1.3 试验方法

1.3.1 沙棘冰酒制作工艺流程

1.3.2 澄清剂的配制

2%壳聚糖溶液：称取2 g壳聚糖溶于98 g蒸馏水，并加入0.2%的醋酸溶液中，搅拌至全部溶解，配成2%的壳聚糖溶液，待用。

0.2 %明胶溶液：称取0.2 g明胶于99.8 g冷水中浸泡20 min～30 min，再加热搅拌至溶解，配制成浓度0.2%的明胶溶液。

1%硅藻土溶液：称取1 g硅藻土加入99 g蒸馏水中，搅拌均匀，制成质量分数为1%的硅藻土悬浮液。

1%果胶酶溶液：称取1 g果胶酶，加入99 g蒸馏水，浸泡数小时，充分吸水后加热溶解配制成1%果胶酶溶液。

蛋清液：取一个新鲜鸡蛋的蛋清，加入1 g NaCl后，用蒸馏水调匀定容至100 mL，待用。

0.02 %PVPP溶液：称取0.02 g PVPP，溶于99.8 g 20℃左右的蒸馏水中，搅拌均匀，配制成质量分数为0.02%的悬浮液，备用[9]。

1.3.3 单因素澄清实验

1.3.3.1壳聚糖对沙棘冰酒澄清度的影响

取原酒20 mL共5份，加入2%的壳聚糖溶液，添加量分别为0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，搅拌均匀，4℃下静置48 h，取上清液于波长680 nm处测定透光率。

1.3.3.2明胶对沙棘冰酒澄清度的影响

取原酒20 mL共5份，加入0.2%的明胶溶液，添加量分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，搅拌均匀，4℃下静置48 h，取上清液于波长680 nm处测定透光率。

1.3.3.3硅藻土对沙棘冰酒澄清度的影响

取原酒20 mL共5份，加入1%的硅藻土溶液，添加量分别为0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，搅拌均匀，4℃下静置48 h，其上清液于波长680 nm处测定其透光率。

1.3.3.4果胶酶对沙棘冰酒澄清度的影响

取原酒20 mL共5份，加入1%的果胶酶溶液，添加量分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，搅拌均匀，4℃下静置48 h，其上清液于波长680 nm处测定其透光率。

1.3.3.5蛋清对沙棘冰酒澄清度的影响

取原酒20 mL共5份，加入蛋清液，添加量分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，搅拌均匀，4℃下静置48 h，取上清液于波长680 nm处测定其透光率。

1.3.3.6 PVPP对沙棘冰酒澄清度的影响

取原酒20 mL共5份，加入0.02%PVPP溶液，用量分别为0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%，搅拌均匀，4℃下静置48 h，取上清液于波长680 nm处测定其透光率。

1.3.4 正交试验

在单因素试验基础上，选择主要因素，设计三因素三水平L9（33）正交试验。

1.3.5 指标测定方法

澄清度的测定：以蒸馏水做空白，在波长680 nm处测定酒的透光率（T）[9]。

2 结果与分析

2.1 单因素澄清实验结果与分析

2.1.1 壳聚糖对沙棘冰酒的澄清度的影响

壳聚糖为多糖类，带正电荷，可以吸附果酒中一些带负电荷的果胶、纤维素等微粒，使这些微粒结合成絮凝物后沉淀，而达到澄清效果[10]。由图1可见，当壳聚糖添加量为0.01%时，透光率达到最大为60.6%。添加量继续增大时，透光率呈下降趋势，添加量达到0.04%时透光率又上升达到60.2%，后透光率随壳聚糖的添加量增大而下降。

图1 壳聚糖对沙棘冰酒的澄清效果Fig.1The effect of chitosan on the clarity of sea buckthorn ice wine

2.1.2 明胶对沙棘冰酒的澄清效果

明胶为亲水胶体，作为澄清剂时，可与沙棘冰酒中的单宁作用，形成粘糊状的络合物，进而吸附冰酒中的混浊微粒，使其形成小片状物而被去除，使冰酒澄清，同时，蛋白质、风味、营养物质等损失较少[11]。由图2可见，随着明胶添加量的增加，沙棘冰酒的透光率先增加后下降。当明胶的添加量为0.2%时透光率达到最大，为81.0%。随着明胶添加量的继续增大，沙棘冰酒的透光率不断下降，可能是因为明胶添加过量，明胶本身形成胶态溶液，妨碍聚集过程且与悬浮物质形成胶体体系，影响澄清效果[12]。

图2 明胶对沙棘冰酒的澄清效果Fig.2The effect of gelatin on the clarity of sea buckthorn ice wine

2.1.3 硅藻土对沙棘冰酒的澄清效果

硅藻土具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐热等优点，它具有很强的吸附能力，可起到除菌、除杂质、异味的作用，目前，在饮料与酒类生产中得到广泛应用[9]。由图3可见，初始随着硅藻土添加量的增加，透光率先增加后下降，当硅藻土添加量为0.02%时，透光率达到最大为53.7%。

图3 硅藻土对沙棘冰酒的澄清效果Fig.3The effect of diatomite on the clarity of sea buckthorn ice wine

2.1.4 果胶酶对沙棘冰酒的澄清效果

果胶酶可以软化果肉组织中的果胶质，使其分解为半乳糖醛酸和果胶酸，使其黏度下降，原来存在酒液中的固形物失去依托而沉降下来，增强澄清效果，加快了过滤速度，提高成品酒的感官质量[13]。由图4可见，随着果胶酶添加量的增加透光率先增加后下降，当果胶酶添加量达到0.2%时，沙棘冰酒的透光率最大，达到83.4%；然而，当果胶酶用量高于0.2%时，沙棘冰酒的透光率呈明显下降趋势。因此，果胶酶的最适用量为0.2%。

图4 果胶酶对沙棘冰酒的澄清效果Fig.4The effect of pectase on the clarity of sea buckthorn ice wine

2.1.5 蛋清对沙棘冰酒的澄清效果

蛋清主要通过与酒中一些涩味和色素物质发生絮凝从而达到澄清效果，但是澄清速度较慢[14]。由图5可见，随着蛋清添加量的增加，沙棘冰酒的透光率不断上升，在蛋清添加量为0.4%时，透光率达到最大值为55.8%。当添加量超过0.4%时，酒体内的蛋清开始有剩余，会使整个酒体的透光率出现下降。所以选择蛋清的最适添加量为0.4%。

图5 蛋清对沙棘冰酒的澄清效果Fig.5The effect of egg white on the clarity of sea buckthorn ice wine

2.1.6 PVPP对沙棘冰酒的澄清效果

PVPP有很大的表面积，具有膨胀性和与小分子物质、多酚类、羧酸等的络合能力[15]。由图6可见，随着PVPP添加量的增加，透光率先下降后上升，当PVPP添加量达到0.04%时，透光率达到最大为65.4%；后随着添加量的增加透光率下降，可能是由于PVPP浓度过大，会造成有少量悬浮的原因，所以PVPP添加量为0.04%时效果最佳。

图6 PVPP对沙棘冰酒的澄清效果Fig.6The effect of PVPP on the clarity of sea buckthorn ice wine

2.2 正交试验结果与分析

在上述单因素澄清基础上，选择对沙棘冰酒澄清效果较好的果胶酶、明胶、壳聚糖复合澄清剂，采用三因素三水平L9（33）正交试验设计（见表1），对沙棘冰酒进行澄清处理。

表1 正交试验因素水平表Table 1Factors and levels of the orthogonal experiment

表2 正交试验L9（33）结果及分析Table 2Results and analysis of the orthogonal experiment L9（33）

由表2中R值大小可知，影响沙棘冰酒澄清效果因素的主次关系为果胶酶添加量（A）>壳聚糖添加量（C）>明胶添加量（B）。由k值确定各因素的最优组合为A1B2C2，即果胶酶添加量为0.1%，明胶添加量为0.2%，壳聚糖添加量为0.03%为澄清沙棘冰酒的最佳组合方案。此时透光率最大，达96.9%。

3 结论与讨论

研究利用壳聚糖、明胶、硅藻土、果胶酶、蛋清液、PVPP六种澄清剂对沙棘冰酒进行澄清处理，通过测其透光率得出果胶酶、明胶、壳聚糖的澄清效果较好；将这三种澄清剂作为复合澄清剂，进行正交试验，结果得出澄清沙棘冰酒的最优组合为：果胶酶添加量0.1%、明胶添加量0.2%、壳聚糖添加量0.02%，此时透光率高达96.9%。

发酵结束的果酒中由于有果胶、蛋白质、单宁及酵母菌体等大分子物质，通常会使酒液呈现混浊状态，因此，澄清就显得尤为必要。目前使用的澄清技术主要有：自然澄清、机械澄清、澄清剂澄清、冷热处理澄清和超滤技术等[16]。其中，澄清剂澄清因时间短、稳定性好、投资少而备受欢迎。常用于果酒澄清剂有：壳聚糖、果胶酶、硅藻土、单宁、明胶、蛋清液、聚乙烯聚吡咯烷酮（PVPP）等等。

研究结果表明，加入澄清剂可以提高沙棘冰酒的澄清度，尤其是加入壳聚糖、明胶和果胶酶3种澄清剂，对沙棘冰酒的澄清效果明显。壳聚糖具有一定的抑菌作用[17]，也是一种新型的阳离子型絮凝澄清剂，明胶带正电荷，可以除去酒中多余的单宁，果胶酶可以分解果肉组织中的果胶物质。卫春会等[15]研究结果显示，壳聚糖为桑椹酒最佳澄清剂，其最佳澄清条件为：壳聚糖添加量为0.8 g·L-1、温度为40℃、pH 为4.0，其透光率为83.7%。邵晓庆等[18]采用明胶、皂土、果胶酶、壳聚糖和PVPP等澄清剂对野草莓果酒的澄清试验表明，单一澄清剂中，2.2 g·L-1的壳聚糖澄清效果最好，其透光率达90.5%，而复合澄清剂：壳聚糖2.04 g·L-1+皂土5.48 g·L-1+PVPP 0.94 g·L-1的澄清效果优于单一澄清剂，透光率达96.8%。冉娜等[19]采用壳聚糖、明胶、蛋清粉、皂土等澄清剂对龙眼果酒澄清效果及稳定性的研究表明，皂土的澄清效果最好，所得澄清酒的透光率可高达97.03%。果胶酶是一种非常有效的澄清剂，陈亮等[20]利用果胶酶澄清红树莓果酒的最佳工艺条件为：果胶酶添加量0.4 mL·L-1、酶解温度为35℃、pH为3.0、时间为150 min，处理后果酒透光率可达86.8%；范作卿等[21]利用果胶酶澄清桑椹酒的最佳使用条件为果胶酶剂量35 mg·L-1，酶解温度45℃，酒液pH值4.0，在条件下桑椹酒透光率可达92.5%。实验中采用单一果胶酶澄清沙棘冰酒后的透光率达到83.4%，效果不是非常理想。上述研究表明，同一种澄清剂对不同果酒的澄清效果不同，这主要是由于不同果酒所含悬浮微粒的不同特性所致。

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Effect of Different Clarifying Agent on Sea Buckthorn Ice Wine Clarification

Li Ruolin1，Zhao Shiqi1，Chen Han1，Bu Yangfan1，Yin Guoqing1，Zhu Dan2，Niu Guangcai1
（1.College of Food Science，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319；2.College of Life Science and Technology，Heilongjiang Bayi Agricultural University）

In order to study the effect of different clarifying agent on sea buckthorn ice wine clarification，the effects of chitosan，gelatin，diatomite，pctase，egg white and PVPP on the sea buckthorn ice wine clarification were studied by the single-factor experiment with the transmittance as the evaluation index.Based on the single-factor experiment，the optimum condition was established by the orthogonal experiment.The results showed that the optimum condition was as follows：addition of pectinase，gelatin and chitosan was 0.1%，0.2%and 0.02%respectively.The transmittance of the sea buckthorn ice wine was as high as 96.9%，the wine was clear，glossy，and transparent.It provided the theoretic foundation for clarification of sea buckthorn ice wine.

sea buckthorn ice wine；clarifying agents；transmittance

TS262.7

A

1002-2090（2017）03-0053-05

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.03.012

2016-08-18

2015年国家级大学生创新创业训练计划项目（201510223034）；2015年黑龙江省大学生创新创业训练计划项目（2015102806）；黑龙江省农垦总局科技开发项目（HNK135-05-04）。

李若琳（1994-），女，黑龙江八一农垦大学食品学院食品科学与工程专业2013级本科生。

牛广财，男，教授，硕士研究生导师，E-mail：gcniu@126.com。