不同下胶剂对浓缩型雪梨发酵酒的综合影响分析

曾智娟 ，刘 念 *，卫春会，孙中理，李 觅，张 磊，周成龙，熊 艳，李 琳，柴 悠

（1.四川轻化工大学 生物工程学院，四川 宜宾 644000；2.四川省食品发酵工业研究设计院，四川 成都 611130；3.酿酒生物技术及应用四川省重点实验室，四川 宜宾 644000；4.国家固态酿造工程技术研究中心，四川 泸州 646000；5.四川外交家酒业有限公司，四川 资阳 641300）

浓缩型雪梨发酵酒指利用富集5～6倍[1]梨中糖类、氨基酸等营养物质的浓缩梨汁接种酵母发酵而成的果酒。其发酵过程无外加糖[2]，营养成分高于普通发酵酒，且香气浓郁醇厚。雪梨发酵酒的色、香、味等指标综合影响着果酒的和谐程度[3]。酒体透亮，颜色宜人、口感清爽会直接影响消费者选择，下胶澄清工艺则是保证酒体品质的关键技术之一[4]。目前，生产中常添加聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrrolidone，PVPP）、皂土、活性炭等下胶剂来加速澄清、提高酒体稳定性[5-6]。PVPP是一种对单体酚类和二聚体酚类物质、羧酸和小分子物质具有较强的选择性吸附能力的树枝状聚合物，能有效除去酒中非生物沉淀[7]；皂土是一种通过自身膨胀吸附酒中带正电蛋白质去除热不稳定蛋白的下胶剂，但也伴随脱色及去氨基酸等营养物质[8]。活性炭因其大的表面积及其带电性有效吸附酚类及其衍生物等极性化合物[9]。大豆蛋白是由豆类蛋白构成的新型、植物源绿色下胶剂，是传统明胶、蛋清等动物源下胶剂的替代品。复合抗氧化澄清剂FPR是由PVPP、皂土、纤维素和阿拉伯胶等改良复合而成的商用澄清剂，其主要用于抗氧化，预防氧化造成的色泽变化和香气损失。

GRANATO T M等[10-11]研究显示植物蛋白类下胶剂相较于动物下胶剂具有更高的安全性，避免人畜共患病的风险，且对酒体色泽、香气影响更小。武运等[12]研究表明澄清剂采用明胶-皂土，比例为3∶1，得到的库尔勒香梨颜色佳，澄清效果好。但现在大多是对不同梨的梨汁发酵酒的下胶研究，关于比较不同下胶剂对浓缩型雪梨发酵酒的影响研究尚未见报道。

本研究采用PVPP、皂土、大豆蛋白、商用复合澄清剂（FPR）、活性炭5种不同类型下胶剂，研究各下胶剂在热稳定的剂量下，对浓缩雪梨酒的浊度、色度、色调、色差、酒脚干质量、总多酚含量和感官品评的影响，以期为浓缩雪梨酒澄清技术的发展提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

浓缩型雪梨发酵酒（酒精度12.5%vol）：四川省食品发酵工业研究设计院果露酒实验室提供；酿酒酵母EC1118：LALLEMAND集团。

1.1.2 主要试剂

皂土、大豆蛋白：法国LALLEMAND公司；聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）、商用复合澄清剂[（FPR）：PVPP、皂土、纤维素和阿拉伯胶等改良复合而成的商用澄清剂]：上海杰兔工贸有限公司；福林-肖卡试剂：美国Sigma 公司；活性炭等其他常规试剂：天津市光复精细化工研究所。

1.2 仪器与设备

SP-2100UV 型紫外-可见分光光度仪：赛默飞世尔科技公司；TD-500离心机：四川蜀科仪器有限公司；SGZ-3数显浊度仪：上海悦丰仪器仪表有限公司；SC-80C 全自动色差计：北京康光光学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 澄清剂配制

皂土：称取1 g皂土在10倍沸水中浸泡24 h，制成10%悬浮液；大豆蛋白、聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）、商用复合澄清剂（FPR）、活性炭：制成10%的溶液。加入200 mg/L SO2保存备用。

1.3.2 分析方法

浊度：取30 mL酒液用浊度仪测定[13]。

Coleman Nephlos值：采用BERG H W[14]浊度仪方法。色度、色调值：采用MARTINEZ-RODRIGUER A[15]方法。色差：采用CIELab颜色空间进行评价[16]，测定L*值、a*值、b*值及下胶处理后的酒样与对照样的ΔL*、Δa*、Δb*、ΔE*[17]。总酚含量：采用Folin C比色法[18]测定。

感官分析：参照COSME F等[5]的方法。稍作修改，由10名经专业培训的师生对随机编号的酒样进行品评，从外观（澄清度、颜色）、香气（浓郁度、丰富度、果香）、风味（持久性、整体平衡感）7个方面采用十点强度量化进行感官评价，对结果进行感官雷达图分析。

1.3.3 试验步骤

（1）热稳定性试验确定下胶剂量

本实验以雪梨浓缩酒为材料，以PVPP（0.2 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L）、皂土（0.6 g/L、0.8 g/L、1.0 g/L、1.2 g/L、1.4 g/L、1.6 g/L）、大豆蛋白（0.1 g/L、0.2 g/L、0.3 g/L、0.4 g/L、0.5 g/L）、商用复合澄清剂（FPR）（0.2 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、0.8 g/L、1.0 g/L、1.2 g/L）和活性炭（0.4 g/L、0.8 g/L、1.2 g/L、1.4 g/L、1.6 g/L）的下胶量添加，以不做处理的酒样为空白样，离心机5 000 r/min离心15 min，0.45 μm膜过滤，取30 mL酒液用浊度仪测定，记录数据。将剩余酒样80 ℃水浴30 min后，于4 ℃下冷却1 d，测定浊度，再将剩余酒样80 ℃水浴6 h后，于4 ℃下冷却1 d，测定浊度。

（2）不同下胶剂的处理及测定

根据（1）的最佳下胶剂量结果对酒样下胶，离心机5 000 r/min离心15 min后进行浊度、色度、色调、色差、总酚含量的测定。

1.3.4 数据处理

本试验利用Microsoft Office Excel 2010软件进行数据的基本处理，用IBM SPSS Statistics 21.0分析软件进行方差分析，用最小显著性差异法（least significant difference，LSD）法对数据进行差异性分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同下胶剂下胶剂量的确定

温度升高是酒体形成沉淀的主要原因，酒液加热-冷却前后浊度变化是酒体稳定-不稳定的体现，常采用测定酒液浊度差来判断酒体稳定性。Coleman Nephlos值能预判酒体的稳定程度，且方法快捷，能有效缩短酒体稳定性测定时间，BERG H W等[14]研究显示，酒液浊度差值大小与Coleman Nephlos值存在约为1∶5.6的关系，且酒中蛋白质稳定程度与Coleman Nephlos值存关系见表1。由表1可知，酒体达稳定的最高值为20.8，不稳定的最低值达32.1。

表1 Coleman Nephlos值与白葡萄酒中蛋白质稳定程度的关系[17]Table 1 Relationship between Coleman Nephlos and protein stability in white wine

图1 不同下胶剂在80 ℃加热30 min、6 h情况下的差值浊度和Coleman Nephlos值变化Fig.1 Variation of turbidity and Coleman Nephlos value of different fining agents treated at 80 ℃for 30 min and 6 h

如图1所示，当PVPP为0.8 g/L、皂土为1.0 g/L、大豆蛋白为0.3 g/L、FPR为0.8 g/L，活性炭为1.4 g/L时，酒样在80 ℃下加热30 min后蛋白质达到稳定，在下胶范围内，5种下胶剂的Coleman Nephlos值先快速下降，当临近最佳下胶剂量时，Coleman Nephlos值存在逐渐放缓的趋势。

6 h加热处理下的酒液，Coleman Nephlos值达到稳定数值时，除大豆蛋白的最佳下胶量仍然在0.3 g/L外，其他酒样到达稳定的下胶量有所延后，当PVPP为1.0 g/L、皂土为1.2 g/L、FPR为1.0 g/L，活性炭为1.6 g/L下胶剂量时，酒样加热6 h蛋白质达到稳定。

两个加热试验所得结果发现，除大豆蛋白处理样外，差值浊度数据在6 h的加热处理中均＞30 min，说明30 min可能隐含蛋白质不稳定的问题，但也推测6 h的测量方法可能有一定的过度下胶。NORDESTGAARD S J等[19]也有类似推测，认为6 h的加热处理沉淀葡萄酒中的蛋白性物质同时，也沉淀了其他物质，降低酒液的澄清度。

2.2 不同下胶剂对浓缩型雪梨发酵酒基本指标的影响

2.2.1 不同下胶剂对梨酒色度、色调、色差的影响

图2 不同下胶剂对雪梨发酵酒色度、色调的影响Fig.2 Effect of different fining agents on the color and hue of fermented pear wine

由图2可知，各处理样的色度相较于对照样都下降显著（7.81%～14.44%）（P＜0.05），各处理样之间差异显著（P＜0.05），其中色彩密度下降最大的是活性炭处理样、最小的是大豆蛋白处理样。色度介于1.730～2.020，在红葡萄酒色度标准[20]中属于浅宝石红。

色调相较于对照样都有所增加（12.59%～18.68%）（P＜0.05），表明经下胶处理后的酒样其色调值有向橙色偏移的趋势。各处理样之间差异显著（P＜0.05），其中活性炭处理样向橙色偏移量最大，FPR向橙色偏移量最小。BAKKERJ等[21]研究证明，葡萄酒中的多酚花色素、花色苷、单宁等因素大部分决定了葡萄酒颜色。本试验中，活性炭、皂土、FPR三种下胶剂对酒体色泽的吸附较强，可能是因为这三种下胶剂对梨酒中的色素物质正负离子吸附形成聚合物从而使酒体向橙色偏移。

表2 不同下胶剂对雪梨发酵酒色度值的量化处理Table 2 Quantification of colorimetric values of fermented pear wine by different fining agents

由表2可知，不同下胶剂量处理的浓缩型雪梨发酵酒的明亮度L*值为76.04～78.58，酒体呈现亮风格，各处理组明亮度均显著提高了2.10～4.64（P＜0.05），且各处理组之间存在显著性差异（P＜0.05），其中FPR处理样向亮偏移度最大，活性炭处理样向亮偏移度最小。红-绿值Δa*相较于空白均向绿色偏移，偏移度为2.77～5.17（P＜0.05），各处理组间差异性显著（P＜0.05），其中活性炭向绿的偏移度最大，大豆蛋白偏移度最小，酒体呈现淡红色。黄-蓝值b*值为59.31～64.77（P＜0.05），存在显著差异，酒体呈柠檬黄偏嫩黄色，各处理组的黄-蓝值b*相较于空白向蓝色偏移，偏移范围为3.50～8.96（P＜0.05），存在显著差异，其中活性炭向蓝色的偏移量最大，大豆蛋白向蓝色的偏移度最小。

CIE 1976（L*a*b*）色度值分级定论中，当总色差介于3～6之间时，感觉色调改变明显；当总色差＞6时，感觉色彩变化。本试验中，总色差ΔE*值为5.26～10.55（P＜0.05），各处理组间存在显著性差异（P＜0.05），其中活性炭颜色过渡最为明显达10.56，能明显识别色彩差异，处理样向橙色方向偏移。大豆蛋白处理样总ΔE*值最小，但也达到5.25，色调改变明显，向橙色偏移。皂土、活性炭下胶后颜色差异明显，可能与皂土、活性炭在酒中因其物理作用膨胀存在大的吸附面积，加上带电性从而有效的吸附一些色素物质造成强脱色结果。WEISS K C等[22]也有类似研究表明：皂土虽可沉淀大分子蛋白质使酒体更加稳定，但也会严重吸附葡萄酒色泽。SINGLETON V L等[23]认为活性炭脱色是选择性的去除黄酮单体和二聚体从而有强脱色作用。

2.2.2 不同下胶剂对梨酒理化指标酒脚、多酚的影响

下胶剂可以加速酒脚产生，使原本需要经长时间才能自然沉淀下来的物质如大分子物质蛋白质、死酵母等提前与下胶剂通过吸附、聚合等作用沉到罐底，但酒脚除去同时也会伴随酒样损失。由图3可知，不同下胶剂处理的酒样产生的酒脚干质量范围为38.0～141.5 mg，相对于对照组均有所增加（10.1～113.6 mg），且存在显著性差异（P＜0.05）。其中，活性炭处理样酒脚干质量最多，大豆蛋白处理样酒脚干质量最少仅为38.0 mg，推测大豆蛋白在酒的环境里可能与酒中一些不溶物质反应，从而使不溶物质转化为可溶物质，其次也有可能因为大豆蛋白是植物性物质，本身带有大部分可溶性物质，具体是哪些物质还需要进一步试验。

图3 不同下胶剂对雪梨发酵酒产生的酒脚干质量的影响Fig.3 Effect of different fining agents on the wine lees dry weight of fermented pear wine

采用Folin C比色法在波长765 nm处测定样品吸光度值得出标准曲线方程y=0.050 6x-0.003，R2=0.999。由图4可知，下胶剂处理的酒样总多酚范围为2 747.04～3 952.57 mg/L，各处理组之间差异性显著（P＜0.05）。处理样相较于对照样均有显著下降（8.26%～19.27%）（P＜0.05）。其中，活性炭下胶处理的酒样总多酚减少量最多，相比对照组少了1 205.53 mg/L。原因可能为活性炭较大的吸附表面积为蛋白质的吸附提供大量位点，被吸附物质近距离接触产生及大吸附力，从而有效吸附酚类物质及其衍生物。JACKSON R S[24]也有类似解释。此外，大豆蛋白处理的酒样总多酚含量减少最少，但仍减少了355.73 mg/L，对酚类物质仍具有明显的吸附作用，COSME F等[5]也表明植物型蛋白类澄清剂对于酚类物质有明显的吸附作用，降低酒颜色褐变，延长贮存时间。

图4 不同下胶剂对雪梨发酵酒总多酚的影响Fig.4 Effect of different fining agents on total polyphenols of fermented pear wine

2.3 不同下胶剂对浓缩型雪梨发酵酒感官分析结果

图5 感官分析结果雷达图Fig.5 Radar chart of sensory analysis results

由图5可知，不同下胶剂处理的酒样在外观、香气、风味方面均有不同程度的影响。从外观分析，处理酒样的澄清度均高于对照组，皂土处理组澄清度最高，FPR处理样次之。颜色均有不同程度的吸附，其中PVPP处理组吸附最少，活性炭和皂土处理组吸附颜色最多。这主要与下胶剂与酒作用时吸附蛋白质等大分子物质的同时也吸附了酒体色素的作用机理有关[25]。从香气感官分析，经下胶处理酒样的浓郁度、丰富感、果香均有一定程度的下降，其中活性炭和皂土处理对酒样影响最大，大豆蛋处理组对香气感官品质的影响最小与VINCENZI S 等[26]研究结果相同。从风味感官分析，经下胶处理酒样的持久性和平衡感除活性炭处理组外，其他下胶处理组影响较少，其中大豆蛋白和FPR在风味感官分析上与对照组最为接近。

综上所述，不同下胶剂对雪梨浓缩发酵酒的感官品评均有不同程度的影响，综合外观、香气、风味等方面综合评分发现，大豆蛋白及FPR处理组最为接近原酒，且处理酒样澄清度较好。

3 结论

本实验研究了聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）、皂土、大豆蛋白、商用复合澄清剂（FPR）、活性炭5种不同类型下胶澄清剂在浊度、色度、色调、色差、酒脚干质量、总多酚含量方面对浓缩型雪梨发酵酒的影响，发现当下胶量为PVPP 0.8 g/L、皂土1.0 g/L、大豆蛋白0.3 g/L、FPR 0.8 g/L，活性炭1.4 g/L时，酒样在80 ℃、30 min加热测试中达到稳定。

按照得出的下胶量处理酒样对比研究发现，各处理组在以上指标中均存在显著性差异。色泽方面：处理样色度相较于对照样都显著下降（7.81%～14.44%），色调值均有显著提高（12.59%～18.68%），且向橙色偏移的趋势，色差指标中，活性炭与原酒样差别最远，大豆蛋白与对照组最接近。酒脚沉淀方面：大豆蛋白处理酒样产生酒脚少。不同下胶剂对酒样的总多酚含量均有显著降低（8.26%～19.27%），其中活性炭处理样多酚减少量最多，大豆蛋白处理样对多酚的影响量最少。

感官评价结果表明，皂土在澄清度方面较为透亮，但对酒的颜色和香气品质影响较大，大豆蛋白、FPR有较好的澄清效果且在香气、风味方面有较好的评价。综上分析，0.3 g/L大豆蛋白处理样澄清透亮，香气丰富，更适于浓缩型雪梨发酵酒的下胶澄清。