不同澄清剂对山楂龙眼复合果酒澄清效果的影响

◎ 陈丽娜，黄粤芳，黄钧渟，汪 磊，宁 芯，何思莲

（玉林师范学院 化学与食品科学学院，广西 玉林 537000）

山楂又名山里果，气味酸，富含果胶、纤维素和木质素，这些成分可延缓胃排空率，起到增加饱腹感、预防便秘的作用[1-2]。龙眼风味独特，口感甘甜，果实具有较高的营养和药用价值[3]，常被作以滋补药品和保健食品使用[4-5]。果酒是以水果制成的具有水果风味和保健功能的酒精性饮品[6]，复合果酒以两种或两种以上的水果作原料，集合原料的营养物质和保健功能，提高了原料的附加值。山楂龙眼复合果酒中含有较多营养成分及其络合物，这些物质在酒体中以胶体形式稳定存在，但在储藏过程中随着酒精含量的增加以及受搬运、光照等因素的影响，会产生物理或化学变化，胶体的稳定体系被破坏，使酒体产生沉淀或变浑浊，改变产品的风味和颜色，影响产品的品质，因此有必要对其进行澄清加工[7]。

果酒的澄清方法主要有自然澄清法、机械澄清法、冷冻澄清法、澄清剂澄清法等，在这几种澄清方法当中，澄清剂澄清法应用得较为普遍，因为它更能快速稳定，澄清的效果也较易于控制[7]。本研究采用皂土、壳聚糖、交联聚维酮（以下简称PVPP）、明胶、果胶酶、硅藻土以及羧甲基纤维素钠（以下简称CMC）7种不同的澄清剂分别对山楂龙眼复合果酒原液进行澄清处理[8-9]，并对单一澄清剂和复合澄清剂的澄清条件进行优化，对澄清效果进行比较分析，探索山楂龙眼复合果酒的澄清方法，为其开发提供支持。

1 材料与方法

1.1 实验材料

山楂龙眼复合原果酒，实验室研制；明胶、果胶酶、PVPP、CMC（均为食品级），河南圣斯德实业有限公司；壳聚糖（食品级），郑州万搏化工产品有限公司；皂土（食品级），烟台帝伯仕自酿机有限公司；硅藻土（食品级），上海源叶生物科技有限公司；其他试剂均为分析纯。

1.2 主要仪器与设备

AR224CN电子天平，奥豪斯仪器（常州）有限公司；JJ500电子天平，平常熟双杰测试仪器厂；WZS60手持糖度计，上海仪电物理光学仪器有限公司；HH-S4水浴锅，江苏金怡仪器科技有限公司；DHG-9146A电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；GNP-9160恒温培养箱，上海精宏实验设备有限公司；LAL 2T酒精度计，广州市速为电子科技有限公司；UV-5200PC紫外分光光度计，上海元析仪器有限公司。

1.3 澄清剂及其配制方法

（1）1%明胶。称量5.00 g明胶，加入250 mL蒸馏水，搅拌均匀后浸泡24 h后，于40 ℃水浴中加热溶解，冷却至室温后定容至500 mL。

（2）1%果胶酶。称取5.00 g果胶酶，加入250 mL 40 ℃左右的蒸馏水搅拌溶解，再加水稀释定容至500 mL，放置1～2 h后备用。

（3）1%壳聚糖。称量5.00 g柠檬酸至烧杯中，加入蒸馏水使其溶解后再加入5.00 g壳聚糖，加热煮沸至完全溶解，冷却至室温后定容至500 mL。

（4）1%皂土。称量5.00 g皂土，将其溶解于250 mL的蒸馏水中，并浸泡24 h。稀释后充分搅拌使其均匀，待其吸水膨胀后定容至500 mL，形成胶体悬浮液备用。

（5）1%PVPP。称量5.00 g PVPP，将其溶解于250 mL的蒸馏水中，搅拌使其完全溶解，稀释后定容至500 mL备用。

（6）1%硅藻土。称量5.00 g皂土，将其溶解于250 mL的蒸馏水中，并浸泡24 h。稀释后充分搅拌使其均匀，待其完全吸水膨胀后定容至500 mL，形成胶体悬浮液备用。

（7）1%CMC。称量5.00 g CMC，并加入250 mL蒸馏水，充分搅拌使其溶解后稀释定容至500 mL备用。

1.4 试验方法

1.4.1 不同澄清剂对果酒的澄清效果

取复合果酒原液各20 mL，根据表1设计方案分别添加不同澄清剂，充分混匀后，以自然澄清作为对照实验。于室温下（25 ℃左右）静置澄清6 h后，取上清液测其透光率，根据透光率确定最适澄清剂及添加量。每组各做3次平行实验，设计方案具体内容见表1。

表1 各种澄清剂澄清试验设计表（单位：g·L-1）

1.4.2 单一澄清剂响应面设计试验

本实验采用Box-Behnken Design设计，以透光率作为响应值（R），以皂土剂添加量（A）、澄清时间（B）以及澄清温度（C）作为影响因素，以-1、0、1分别代表低、中、高3个水平，利用响应面对其澄清条件进行优化。响应面设计因素和水平表见表2。

表2 单一澄清剂因素水平表

1.4.3 复合澄清剂响应面设计试验

采用Box-Behnken Design设计，实验以透光率作为响应值（R），以皂土和壳聚糖的混合比例（A）、澄清剂添加量（B）、澄清时间（C）以及澄清温度（D）作为考察因素，以-1、0、1分别代表低、中、高3个水平，利用响应面对其澄清条件进行优化。复合澄清剂澄清响应面设计因素和水平表见表3。

表3 复合澄清剂因素水平表

1.5 测定方法

澄清度的测定：以透光率T（%）为参考，使用UV-5200PC紫外分光光度计，于720 nm的波长下用1 cm玻璃比色皿测定，以蒸馏水作为空白对照试验；糖度的测定方法：手持糖度计法；酒精度的测定方法：酒精计法[10]；果酒酸度（以醋酸计）的测定：采用酸碱滴定法[11]。

2 结果与分析

2.1 不同澄清剂对果酒的澄清效果

不同澄清剂对山楂龙眼复合果酒的最佳澄清效果如图1所示。由图1可知，不同澄清剂对山楂龙眼复合果酒的最佳澄清效果不同，相同澄清剂在不同添加量条件下对原酒的澄清效果也不同，但随着澄清剂添加量的增加，果酒的透光率整体呈现先是增大而后降低的趋势。①以皂土和壳聚糖为澄清剂较利于提高酒液的透光率，以皂土最佳，壳聚糖次之。②当皂土浓度达到0.80 g·L-1、壳聚糖浓度达到0.40 g·L-1时，再增加澄清剂浓度果酒透光率变化不明显。③当明胶浓度（≥0.20 g·L-1）、果胶酶浓度（≥0.50 g·L-1）、硅藻土浓度（≥0.40 g·L-1）、PVPP浓度（≥0.05 g·L-1）以及CMC浓度（≥0.05 g·L-1）往上增加时果酒酒液透光率呈下降趋势。④不同澄清剂处理后的酒液，其最适浓度存在一定差异。利用明胶、果胶酶、壳聚糖、皂土、PVPP、硅藻和CMC作为澄清剂处理山楂龙眼复合果酒原液，其最适浓度依次为0.20 g·L-1、0.50 g·L-1、0.40 g·L-1、0.80 g·L-1、0.05 g·L-1、0.40 g·L-1以及0.05 g·L-1。

图1 各澄清剂处理酒液的透光率变化图

2.2 澄清剂最适用量的不同对果酒品质的影响

复合果酒原液加入澄清剂后，品质会发生一定的变化，具体情况见表4。

表4 复合果酒的品质改变表

从表4可看出，和复合果酒原液相比，加入澄清剂后酒精度不发生改变[12]，维持在5%，糖度少数几个样品发生改变，其余均在6.0%。而总酸相对而言变化较大，最高时增幅达3.93%（CMC），最低时下降10.03%（皂土），结合不同澄清剂对果酒的澄清效果，选择皂土作为最佳澄清剂。

2.3 单一澄清剂响应面设计及数据分析

应用Box-Behnken Design对复合果酒澄清进行3因素3水平响应面设计试验，结果如表5。再用Design-Expert 8.0.6软件对结果进行多元拟合回归分析，得到的二次回归方程为：

表5 响应面优化实验设计及结果表

透光率=98.92+0.14A+0.075B+0.51C-0.23AB-0.05AC-0.075BC-0.14A2+0.04B2-0.43C2。

实验方差分析结果具体见表6。

由表6可看出，回归模型的P=0.011 7，表明该模型显著，同时失拟项的P值为0.438 3＞0.05，表明失拟项不显著。该二次回归方程在整个回归区域内的拟合情况较为良好，可用该回归模型代替真实试验点对结果进行分析。本实验影响山楂龙眼果复合酒澄清工艺的影响强弱依次为C（澄清温度）＞A（澄清剂添加量）＞B（澄清时间），且两两因素的交互作用皆不显著。皂土最佳澄清工艺为：添加量1.00 g·L-1，澄清时间6 h，澄清温度40 ℃，该条件下果酒透光率可达99.3%。

表6 实验方差分析结果表

2.4 复合澄清剂的澄清效果实验

应用Box-Behnken Design对复合澄清剂澄清果酒进行4因素3水平响应面设计试验，以透光率为评价指标，确定皂土和壳聚糖的混合比例（A）、澄清剂添加量（B）、澄清时间（C）以及澄清温度（D）这4个因素的最佳条件，试验结果如表7。再用Design-Expert 8.0.6软件对结果进行多元拟合回归分析，得到的二次回归方程为：

表7 响应面优化实验设计及结果表

透光率=98.92-0.16A-0.033B-0.11C-0.0333D+0.25AB-0.075AC+0.0050AD+0.13BC-0.025BD+0.025CD-0.23A2-0.32B2-0.28C2-0.29D2。

实验方差分析结果具体如表8所示。

表8 实验方差分析结果表

由表8可看出，回归模型的P=0.000 15，表明该模型极显著。同时失拟项的P值为0.062 1＞0.05，表明失拟项不显著。该二次回归方程在整个回归区域内的拟合情况较为良好，可用该回归模型代替真实试验点对结果进行分析。本实验影响山楂龙眼果复合酒澄清工艺的影响强弱依次为：A（混合比例）＞C（澄清时间）＞B（澄清剂添加量）=D（澄清温度）。除澄清剂的混合比例和添加量交互作用影响显著外，其余两两因素交互作用均为不显著。皂土和壳聚糖的混合比例为1.5∶1，澄清剂添加量0.9 g·L-1，澄清时间6 h，澄清温度30 ℃，该条件下果酒透光率为98.9%。

3 结论

通过一系列澄清试验，7种澄清剂均对山楂龙眼复合果酒有明显的澄清效果，但皂土的澄清效果最好，其次是壳聚糖。通过响应面设计试验得出：①在单一澄清剂澄清实验中，最佳澄清条件为皂土添加量1.00 g·L-1，澄清时间6 h，澄清温度40 ℃，透光率可达99.3%。②在复合澄清剂澄清实验中，最佳澄清条件为：皂土∶壳聚糖=1.5∶1，澄清剂添加量0.90 g·L-1，澄清时间6 h，澄清温度30 ℃，此时透光率可达98.9%。由此可见，皂土的澄清效果比复合澄清剂的澄清效果要好一些。