不同澄清劑對桑葚果酒品質(zhì)的影響

楊 璐，范少麗，李 宏，程 平，張志剛

(新疆林業(yè)科學(xué)院/新疆林木資源與利用國家林草局重點(diǎn)實驗室/新疆林果樹種選育與栽培重點(diǎn)實驗室，烏魯木齊 830054)

0 引 言

【研究意義】桑葚(FructusMori)是桑科桑屬多年生木本植物，藥食兩用新疆特色林果之一[1,2]，桑葚抗氧化能力顯著[3,4]。研究不同澄清劑對桑葚果酒品質(zhì)的影響，對優(yōu)質(zhì)桑葚酒的生產(chǎn)有實際意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】桑葚果實中含有豐富蛋白質(zhì)、多糖、礦物質(zhì)等大分子物質(zhì)[5-7]，發(fā)酵后易出現(xiàn)沉淀和渾濁的現(xiàn)象，破壞了桑葚果酒的營養(yǎng)價值又影響其風(fēng)味及品質(zhì)。引起果酒混濁沉淀的因素主要為物理化學(xué)因素、酶氧化、微生物[8-10]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】加工過程中，在保持桑葚果酒營養(yǎng)和口味的同時避免混濁、沉淀以及提高桑葚果酒的穩(wěn)定性，亟待解決。目前常用的澄清方法有3種為自然澄清、機(jī)械澄清[11]以及化學(xué)澄清，自然澄清耗時長、澄清效果不理想，機(jī)械澄清會使果酒色香味損失較大，化學(xué)澄清效果相對較好。目前鮮有對桑葚果酒澄清的研究[12]?！緮M解決的關(guān)鍵問題】采用PVPP、果膠酶、殼聚糖、皂土、明膠5種不同類型澄清劑對實驗室自產(chǎn)桑葚果酒進(jìn)行澄清實驗，分析澄清前后酒樣澄清度、理化指標(biāo)、風(fēng)味成分和感官品質(zhì)并進(jìn)行比較，為優(yōu)質(zhì)桑葚果酒的實際生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

所用桑葚果酒為實驗室發(fā)酵結(jié)束壓榨后靜置沉降30 d后的原酒。PVPP：意大利DALCIN；果膠酶：德國AB酶制劑公司，酶活力>22500AJDU/g；殼聚糖：鄭州藝文食品化工；皂土：德國愛普斯樂集團(tuán)；明膠：鄭州藝文食品化工。

儀器為紫外分光光度計：日本島津；WZS-I 型測糖儀：上海光學(xué)儀器廠；

分析天平：北京賽多利斯科學(xué)儀器有限公司。

7890A-5975C氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國安捷倫公司；65 μm[PDMS/DVB]聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯萃取纖維頭：美國SUPELCO 公司。

1.2 方 法

1.2.1 澄清劑配制

(1)10 g/LPVPP：量取1 g PVPP，溶解于50 g蒸餾水，充分?jǐn)嚢韬蠖ㄈ葜?00 mL備用。

(2)10 g/L 果膠酶溶液[13]：量取1 g果膠酶，用90 g蒸餾水浸泡4～6 h，再加熱攪拌至溶解，冷卻后定容至100 mL備用。

(3)10 g/L殼聚糖溶液[13]：量取1 g殼聚糖于70 mL蒸餾水，加入1 g檸檬酸，再加熱攪拌至溶解，冷卻后定容至100 mL備用。

(4)10 g/L皂土[13]：將10 g皂土緩慢溶于50 g蒸餾水中浸泡24 h后充分?jǐn)嚢杈鶆?，定容?00 mL，使其形成均勻懸濁液待用。

(5)10 g/L明膠溶液[14]：量取1 g明膠，用90 g蒸餾水浸泡4～6 h，再加熱攪拌至溶解，冷卻后定容至100 mL備用。

1.2.2 添加量

將每份150 mL酒樣分裝于250 mL透明玻璃瓶中，加入配制的5種下膠澄清劑母液并調(diào)整其濃度統(tǒng)一分別為40、60、80 g/L，以自然澄清酒樣作為空白對照，20℃下靜置15 d后，觀察記錄瓶底酒泥厚度，測定其理化指標(biāo)，每個處理3個平行。表1

表1 澄清劑種類及添加量Table 1 Type and dosage of clarifier

1.2.3 理化指標(biāo)

透射率：將桑葚果酒8 000 r/min離心10 min后取上清液，以蒸餾水做空白，用分光光度計全波長掃描，確定測定透射率的最佳波長。在此波長下測定透射率T(%)。

可溶性固形物：用手持糖度計測定。

pH：酸度計測定。

酒精度：采用酒精計法。

總糖：蒽酮硫酸法[15]。

總酸[16]： GB/T 12456-2008的測定，以酒石酸表示(g/L)。

總酚：Folin-酚試劑法[17]。

總黃酮：硝酸鋁法，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品計量黃酮含量[18]。

花色苷：PH示差法[19]。

色差：色差儀測定[20]。

蛋白穩(wěn)定性：取 200 mL經(jīng) 0.45 μm膜過濾酒樣于80℃恒溫水浴 6 h后，4℃恒溫冷卻 12 h，若酒體產(chǎn)生渾濁則為則樣品蛋白成分過量[13]。

柔和指數(shù)[21]：S=A-(T+C) ；S：樣品柔和指數(shù)；A：乙醇體積分?jǐn)?shù)，%；T：總酸含量，g/L；C：單寧含量，g/L。

1.2.4 香氣成分

萃?。涸诔叵?，準(zhǔn)確稱取5 mL桑葚果酒于20 mL固相微萃取瓶，向瓶中放入磁子，蓋緊樣品瓶蓋，將固相微萃取器的萃取頭插入到樣品瓶中，推出纖維頭(未接觸溶液及瓶壁)。于80℃下平衡10 min，萃取40 min，吸附后將萃取頭直接插入氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀的進(jìn)樣口，進(jìn)樣口溫度250℃，解析時間5 min，開啟儀器并采集數(shù)據(jù)。

色譜條件：色譜柱毛細(xì)柱HP 5-MS(30 m × 0.25 mm×0.25 μm)，載氣：He (99.999 %)，流速 1.00 mL/min；進(jìn)樣方式：無分流手動進(jìn)樣；進(jìn)樣口溫度：250℃。表2

質(zhì)譜條件：電離方式EI，電子能量70eV，離子源溫度230℃，四級桿溫度150℃，傳輸線溫度250℃。掃描質(zhì)荷比范圍(m / z) 30～550。

表2 色譜條件Table 2 Chromatographic conditions

譜圖檢索及成分鑒定：由SPME-GC/MS操作得到各樣品的質(zhì)譜相對豐度圖及總離子流(total ion current，TIC) 圖。對 TIC 圖中各有效峰代表的化學(xué)信息，標(biāo)準(zhǔn)譜庫 NIST 11.0，對比經(jīng)典氣相色譜化合物保留時間數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)化學(xué)經(jīng)驗，鑒定桑葚果酒揮發(fā)物組分中的化學(xué)成分，并用峰面積歸一化法計算各化合物在總揮發(fā)性組分中的相對百分含量。

1.2.5 感官

參考魯榕榕等[22]感觀分析的方法，對60 g/L處理的6組酒樣揮發(fā)性香氣化合物進(jìn)行了感官分析，以1～6對各處理酒樣進(jìn)行隨機(jī)編號，由10位具有豐富品酒經(jīng)驗的專家對樣品澄清度、色澤、香氣(濃郁度、豐富感、果香、異味)、滋味(酸度、濃郁度、余味長短、協(xié)調(diào)感)9個指標(biāo)進(jìn)行感官評價，所有樣品均采用3位隨機(jī)數(shù)編碼，常溫下供評價員進(jìn)行評價，使用5 分結(jié)構(gòu)化數(shù)值尺度來量化，0～4表示感覺強(qiáng)烈程度逐漸增大。評定員在單獨(dú)的房間進(jìn)行評定，評定過程禁止相互討論。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用 Microsoft Office Excel 2013 對樣本(n =3)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行基本處理，IBM SPSS Statistics 16.0 分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，對不同澄清處理酒液理化指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，以及香氣化合物主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 澄清劑對桑葚果酒澄清效果的影響

研究表明，經(jīng)下膠澄清處理酒樣的透射率均顯著高于對照組(殼聚糖和明膠處理組除外)，隨PVPP、皂土的用量增加則呈先增加后減小的趨勢，其中，PVPP、皂土60 g/L和果膠酶80 g/L處理酒樣的透光率較高。當(dāng)皂土用量為40 g/L時就已呈現(xiàn)出極佳的澄清效果。與對照相比，隨澄清劑用量的增加，酒腳 厚 度 逐 漸 增 加。但 60 g /L 皂土?xí)咕企w產(chǎn)生大量酒腳。圖1，圖2

圖1 各處理酒樣的酒腳厚度變化Fig.1 Changes in foot thickness transmittance of wine samples with different treatments

圖2 各處理酒樣透光率變化Fig. 2 Changes in light transmittance of wine samples with different treatments

2.2 澄清劑對酒樣基本指標(biāo)的影響

2.2.1 各處理對酒樣基本指標(biāo)的影響

研究表明，經(jīng)過澄清處理后的桑葚果酒酒精度與空白對照相比差異顯著，各處理之間乙醇體積分?jǐn)?shù)變化范圍為0.2%～0.4%，無明顯差異(P<0.05)，澄清后酒樣可溶性固形物下降0.1%～0.3%Brix，與空白對照相比差異顯著(P<0.05)。總酸變化范圍在0.02～0.12 g/L，各處理組之間無顯著差異(P<0.05)。表3

除皂土處理組外澄清處理后酒樣花色苷含量，其他處理組均隨著澄清劑添加量的增加單調(diào)遞減，各澄清劑80g/L添加量處理組中除果膠酶、皂土處理組，與對照組相比桑椹果酒花色苷含量顯著降低4.3%～23.2%(P<0.05)。與對照處理組相比較，各澄清劑80g/L添加量處理組總酚含量降低0.5%～10.0%，無顯著差異，其中除果膠酶處理組外，總黃酮含量顯著降低2.1%～14.7%(P<0.05)，澄清處理后葡萄酒中黃酮類物質(zhì)的含量明顯降低，且澄清劑對酒樣中黃酮類物質(zhì)的影響遠(yuǎn)大于對多酚化合物的影響。表4

2.2.2 各處理酒樣基本指標(biāo)的相關(guān)性分

研究表明，澄清劑添加量的變化與可溶性固形物間的簡單相關(guān)系數(shù)為-0.550，且存在顯著的反向影響關(guān)系。柔和指數(shù)(Suppleness Index)是酒肥碩程度的量化評價尺度，酒樣的柔性指數(shù)與酒精度、總酸之間存在顯著的反向影響關(guān)系?；ㄉ蘸亢涂偡印⒖傸S酮之間則存在顯著的正向影響關(guān)系。表5

表3 各處理酒樣的基本指標(biāo)Table 3 Basic indicators of each treatment sample

表4 色差、多酚類化合物及穩(wěn)定性Table 4 Chromatic aberration, polyphenol compounds and stability of samples

表5 各處理酒樣理化指標(biāo)的簡單相關(guān)系數(shù)矩陣Table 5 Correlation coefficient matrix of physical of chemical indexes

2.3 澄清處理對桑葚果酒揮發(fā)性香氣組成的影響

2.3.1 各處理酒樣香氣成分的 GC-MS

研究表明，共檢出24種揮發(fā)性香氣化合物，包括14 種酯類(約占香氣總量的55.11%～77.86%)、2 種醇類( 19.07%～ 40.56 %)、 2種有機(jī)酸類( 0～1.38%)、4 種其他物質(zhì)(1.29%～1.91%)，不同澄清劑處理酒樣中香氣化合物的種類及含量不同。與對照相比，澄清處理后酒樣的香氣物質(zhì)含量和種類均有所差異。處理組中均未檢出琥珀酸氫乙酯、乙酸苯乙酯和己酸。PVPP處理組酯類化合物相對含量總量減少22.8%，果膠酶處理組則僅降低0.5%，其他處理組介于兩者之間。表6

2.3.2 各處理酒樣揮發(fā)性香氣的主成分

研究表明，對照處理組和果膠酶處理組可聚為一類，其PC1和PC2得分均高于平均水平，尤其PC1得分高于其他酒樣，果膠酶處理組酒樣的辛酸乙酯、壬酸乙酯、癸酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯、棕櫚酸乙酯等香氣化合物含量在處理組中較高，最接近對照組。 HCA與PCA結(jié)果類似，5組澄清劑處理酒樣之間也存在一定的相關(guān)性。圖3，圖4

注：處理列中 1、2、3、4、5、6分別表示對照、皂土、果膠酶、PPVP、殼聚糖、明膠處理組，下同

表6 各處理酒樣中揮發(fā)性香氣化合物的 GC-MS Table 6 GC-MS analysis of volatile aroma compounds

圖4 香氣化合物HCA聚類Fig.4 Cluster analysis of aroma compounds HCA

研究表明，PC1主成分向量中主要由重要酯類化合物包括己酸乙酯、辛酸乙酯、壬酸乙酯、癸酸乙酯(正相關(guān))以及肉豆蔻酸乙酯、棕櫚酸乙酯(負(fù)相關(guān))具有較大貢獻(xiàn)(載荷值絕對值>0.900)。乙醇(負(fù)相關(guān))、辛酸、月桂酸乙酯、甘油1,2-二乙酸酯等香氣化合物(PC2載荷值絕對值>0.500)對PC2主成分向量具有較大貢獻(xiàn)。殼聚糖處理酒樣的PC1得分最低， PC2得分最高，殼聚糖對于大多酯類化合物有較大影響，但是對乙醇、辛酸、月桂酸乙酯等香氣化合物影響較小，皂土較殼聚糖對酒樣酯類化合物影響程度略小。明膠和PVPP處理酒樣的PC1得分均較低， 其中明膠處理酒樣的PC2得分最低，PVPP和明膠處理后酒樣的香氣強(qiáng)度有明顯下降。5 種澄清劑中，果膠酶對原酒揮發(fā)性香氣化合物的影響最小。表7，圖5

圖5 香氣化合物PCA的因子載荷Fig.5 PCA loadings plot of volatile aroma compounds

2.4 不同澄清劑處理后酒樣感官評價

研究表明，各處理酒樣的樣品澄清度、色澤、香氣、滋味、協(xié)調(diào)感等9個指標(biāo)進(jìn)行感官評價，無較大差異。實驗組的澄清度均顯著高于對照組，其中皂土處理組的澄清度最高，PVPP和果膠酶次之，但PVPP和皂土處理對酒樣其他感官指標(biāo)影響較大。經(jīng)澄清處理酒樣的香氣濃郁度與豐富感均有一定程度的下降，尤其是酒樣的果香味會減弱，其中PVPP對于酒樣香氣影響最大。經(jīng)過澄清處理的桑酒酸度無明顯變化，但是明膠和皂土?xí)o桑酒帶來些許異味。原酒酒樣的感官品質(zhì)都會不同程度地受到澄清劑的影響，其中果膠酶處理桑椹果酒的外觀澄清，對香氣及滋味的影響相對較小。共檢出24種揮發(fā)性香氣化合物，包括14 種酯類(約占香氣總量的55.11%～77.86%)、2 種醇類( 19.07%～ 40.56 %)、 2種有機(jī)酸類( 0～1.38%)、4 種其他物質(zhì)(1.29%～1.91%)，不同澄清劑處理酒樣中香氣化合物的種類及含量不同。與對照相比，澄清處理后酒樣的香氣物質(zhì)含量和種類均有所差異。處理組中均未檢出琥珀酸氫乙酯、乙酸苯乙酯和己酸。PVPP處理組酯類化合物相對含量總量減少22.8%，果膠酶處理組則僅降低0.5%，其他處理組介于兩者之間。澄清處理后葡萄酒中黃酮類物質(zhì)的含量明顯降低，且澄清劑對酒樣中黃酮類物質(zhì)的影響遠(yuǎn)大于對多酚化合物的影響。皂土處理組隨著添加量增加，桑椹果酒色差差異顯著(P<0.05)。澄清處理可以去除桑葚果酒部分單寧，降低澀味，提升口感。圖6，表7

圖6 感官分析雷達(dá)Fig.6 Radar map of sensory analysis

表7 香氣化合物PCA的因子載荷Table 7 PCA loadings plot of volatile aroma compounds

3 討 論

原酒酒樣的感官品質(zhì)都會不同程度地受到澄清劑的影響，經(jīng)過澄清處理后的桑葚果酒酒精度與空白對照相比差異顯著，各處理之間乙醇體積分?jǐn)?shù)變化范圍為0.2%～0.4%，無明顯差異(P<0.05)，與魯榕榕等[29]研究澄清劑對葡萄酒品質(zhì)影響結(jié)果相同。澄清處理后桑葚果酒中黃酮類物質(zhì)的含量明顯降低，與Cosme等[30]研究結(jié)果一致，且澄清劑對酒樣中黃酮類物質(zhì)的影響遠(yuǎn)大于對多酚化合物的影響。主要與澄清劑的作用機(jī)理有關(guān)，澄清劑在吸附酒中大分子物質(zhì)，使其澄清透明的同時，也會吸附一定量的色素化合物，使酒樣色度下降。皂土處理組隨著添加量增加，桑椹果酒色差差異顯著(P<0.05)。同時通過澄清處理可以去除桑葚果酒部分單寧，降低澀味，提升口感。柔和指數(shù)(Suppleness Index)是酒肥碩程度的量化評價尺度，分析結(jié)果顯示，酒樣的柔性指數(shù)與酒精度、總酸之間存在顯著的反向影響關(guān)系?；ㄉ蘸亢涂偡印⒖傸S酮之間則存在顯著的正向影響關(guān)系，汪超等[31]通過相關(guān)性分析研究發(fā)現(xiàn)桑葚果酒發(fā)酵期間花色苷含量、總酚含量之間有顯著的相關(guān)性 (P<0.01)。所有澄清處理組總糖含量與對照組相比，均有所降低，因而柔和指數(shù)也均顯著下降，澄清處理對桑葚果酒口感均有一定程度的影響，對果酒口感影響較大，明膠處理組的總糖含量較對照組變化最大，且總糖含量隨著明膠添加量的增加而減少，對酒樣甜度有一定的影響。不同澄清劑處理酒樣中香氣化合物的種類及含量不同。與對照相比，澄清處理后酒樣的香氣物質(zhì)含量和種類均有所差異。桑葚酒樣香氣化合物主成分分析結(jié)果顯示，殼聚糖對于大多酯類化合物有較大影響，但是對乙醇、辛酸、月桂酸乙酯等香氣化合物影響較小，皂土較殼聚糖對酒樣酯類化合物影響程度略小。PVPP和明膠處理后酒樣的香氣強(qiáng)度有明顯下降。5 種澄清劑中，果膠酶處理桑椹果酒的澄清度顯著提高，對原酒揮發(fā)性香氣化合物影響相對較小。

4 結(jié) 論

桑葚果酒總黃酮含量顯著降低2.1～14.7%(P<0.05)，總酚含量降低0.5～10.0%，花色苷含量顯著降低4.3～23.2%(P<0.05)，乙醇體積分?jǐn)?shù)變化范圍為0.2%～0.4%(P<0.05)、可溶性固形物顯著下降0.1-0.3%Brix(P<0.05)，揮發(fā)性香氣化合物中酯類化合物相對含量總量減少0.5%～22.8%。不同澄清劑處理對桑葚果酒酒精度、可溶性固形物、總糖含量、總酚、花色苷含量、總黃酮含量、柔和指數(shù)、香氣化合物、感官風(fēng)味均有一定影響，但是對桑葚果酒總酸、色差無顯著影響。其中60 g/L皂土處理組透光率最高，60 g/L果膠酶處理組的桑椹果酒基本理化指標(biāo)與對照組差異較小，對原酒揮發(fā)性香氣化合物的影響最小，感官評分也最接近對照組。