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不同澄清剂对藜麦酒澄清作用的研究

2021-10-21孔晓妍姚高毅王书琪郭黎媛

食品工程 2021年3期
关键词:甲壳素硅藻土酒体

孔晓妍 姚高毅 王书琪 郭黎媛

(山西杏花村汾酒厂股份有限公司技术中心,山西汾阳 032205)

藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)为藜科藜属植物,原产于南美洲安第斯山脉的哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁等中高海拔山区,具有一定的耐旱、耐寒、耐盐性,生长在海平面到海拔4 500 m 左右的高原上,在我国山西五台山就有大面积的种植。藜麦是全谷全营养完全蛋白食物,富含维生素、多酚、类黄酮类、皂苷和植物甾醇类物质,具有多种保健功效。2013 年是联合国钦定的国际藜麦年,以此呼吁人们注意粮食安全和营养均衡。

本试验中藜麦酒以藜麦(产自五台山)和清香型白酒为原料,利用发酵酒与蒸馏酒结合的方式有效利用藜麦的功能成分,使藜麦酒的营养最大化。藜麦发酵后成分复杂,其稳定性受贮存时间、温度、光照和pH 等的影响,会有沉淀物质析出,这些成分虽对人体无害,但影响酒体外观。本试验选取硅藻土、壳聚糖和膨润土3 种澄清剂对藜麦酒进行澄清,找到最适澄清方案,让酒体清亮透明稳定易储且风味最佳。

1 材料与方法

1.1 材料

42%vol 藜麦酒,山西杏花村汾酒厂股份有限公司生产;硅藻土、壳聚糖、膨润土,食品级。

1.2 仪器与设备

浊度仪(2100Q);移液管;三角瓶;烧杯;玻璃棒;量筒;滤纸;漏斗;胶头滴管。

1.3 试验原理

1.3.1 硅藻土澄清原理

硅藻土的主要化学成分是SiO2,还含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有机质,SiO2通常占80%以上,硅藻土颜色为白色、灰白色或浅灰褐色,质地细腻疏松、空隙大、吸收性强,当酒体中的杂质粒子经过硅藻土滤层时,会被硅藻土内部和滤饼内部的微孔道空隙所阻留。硅藻土化学性质稳定,拥有较大的比表面积和合适的表面负电性,能吸附酒体中相反电荷的杂质粒子。硅藻土的性质决定其能滤除酒体中细微悬浮物,并且能使被滤酒体获得较好的流速比。

1.3.2 壳聚糖澄清原理

壳聚糖又称脱乙酰甲壳素,是由自然界广泛存在的几丁质(又称甲壳素)经过脱乙酰作用得到的,化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-β-D 葡萄糖。壳聚糖是甲壳素脱N-乙酰基的产物,甲壳素不溶于稀酸,一般而言,N-乙酰基脱去55%以上能在1%乙酸或1%盐酸中溶解1%,这种脱乙酰甲壳素被称为壳聚糖。壳聚糖是一种白色或灰白色的片状或粉状固体,无味、无臭、无毒性。因壳聚糖分子中带有游离氨基,在酸性溶液中易成盐,呈阳离子性质,使其具有良好的絮凝、澄清作用,可作为酒体的澄清剂。

1.3.3 膨润土澄清原理

膨润土也称皂土,作为澄清剂广泛应用于饮料、葡萄酒行业。膨润土是由90%的蒙脱土构成的硅铝酸盐,化学式为Al2O3·4SiO2·nH2O3,呈细小扁平状或叶状,具有较大的表面积,在热水中散开后呈均匀胶状悬浮液,具有较强的膨胀性、吸附性和脱色能力。胶体细粒带负电荷,吸引酒体中带正电荷的粒子产生沉淀。另外胶体分子还能通过范德华力吸附蛋白质、色素、单宁等悬浮微粒。

1.4 测定指标

本试验采用浊度仪测量酒体浊度,作为试验结果数据。浊度仪采用散射法测量浊度,即浊度仪发出一束平行光线,使之穿过样品,遇到颗粒物会改变光的传播方向,形成散射,从与入射光呈90°的方向检测酒体中颗粒物的散射光,散射程度与悬浮物颗粒数量成正比。浊度代表酒体的浑浊程度,单位为NTU,数值越大表明浊度越大,酒体越不清亮。在本试验中,以酒体处理前的浊度为基础值,考察不同澄清剂在不同条件处理后的浊度值以及变化曲线,以得到最适合的澄清方案。

1.5 试验方法

先测定澄清前藜麦酒的浊度。取待测液于样品池中,清洁样品池外壁后测量浊度值,多次测量,待测量数值连续3 次以上波动范围在0.05 NTU 内,取3 次数值平均值为待测液的浊度值。澄清前藜麦酒浊度范围为4.5 NTU~5.0 NTU,本试验批次的酒体浊度为4.82 NTU。

1.5.1 硅藻土澄清方法

按照0.25 g/L、0.5 g/L、0.75 g/L、1 g/L、1.5 g/L、2 g/L、2.5 g/L、3 g/L 不同添加量配制待澄清液,搅拌后澄清10 h,过滤,取滤液测定浊度值。

1.5.2 壳聚糖澄清方法

按照0.1 g/L、0.15 g/L、0.2 g/L、0.3 g/L、0.4 g/L、0.6 g/L、1 g/L、1.2 g/L 不同添加量配制待澄清液,剧烈搅拌后澄清10 h,过滤,取滤液测定浊度值。

1.5.3 膨润土澄清方法

10%膨润土悬浊液配制:为了提高澄清效果,将膨润土进行膨化处理。称取100 g 膨润土,加入900 g 蒸馏水后剧烈搅拌均匀,浸泡24 h,使之充分吸水膨胀。

按照0.25 g/L、0.5 g/L、0.75 g/L、1 g/L、1.5 g/L、2 g/L、2.5 g/L、3 g/L 不同添加量(以膨润土干重计)配制待澄清液,搅拌后澄清10 h,过滤,取滤液测定浊度值。

1.5.4 时间梯度试验

按照单因子加量梯度试验得出最佳添加量后,按照时间梯度试验研究3 种澄清剂最佳添加量下的最佳澄清时间。按照最佳添加量将澄清剂添加到酒体,澄清不同时间后过滤酒体,再按上述方法测定浊度值。时间梯度为:20 min、40 min、1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h。

2 结果与分析

2.1 澄清剂添加量的确定

2.1.1 硅藻土添加量对酒体浊度的影响

硅藻土添加量对酒体浊度的影响结果见下页图1。由图1 可知,随着硅藻土添加量的增加,酒体浊度先逐渐下降,后趋于平稳。硅藻土的最佳添加量为1.5 g/L,此时酒体浊度值为0.40 NTU。

图1 硅藻土添加量与浊度关系

2.1.2 壳聚糖添加量对酒体浊度的影响

壳聚糖添加量对浊酒度的影响结果见下页图2。由图2 可知,随着壳聚糖添加量的增加,酒体浊度逐渐下降,在添加量为0.2 g/L 时,浊度值降到最低,添加量大于0.2 g/L 时,浊度值变化不明显。因此,选择壳聚糖的最佳添加量为0.2 g/L,此时酒体浊度值为0.20 NTU。

图2 壳聚糖添加量与浊度关系

2.1.3 膨润土添加量对酒体浊度的影响

膨润土添加量对浊酒度的影响结果见图3。由图3 可知,随着膨润土添加量的增加,酒体浊度呈先下降后上升的趋势,在添加量为1.5 g/L 时,浊度值降到最低,为0.16 NTU。因此,选择膨润土的最佳添加量为1.5 g/L。

图3 膨润土添加量与浊度关系

2.2 澄清时间的确定

按照最佳添加量将澄清剂添加到酒体,澄清不同时间后过滤,测过滤后酒体的浊度,得澄清时间与浊度的变化关系曲线,见图4。

图4 澄清时间与浊度关系

由图4 可知,硅藻土澄清剂在最佳添加量时的最佳澄清时间为5 h,壳聚糖澄清剂在最佳添加量时的最佳澄清时间为1 h,膨润土澄清剂在最佳添加量时的最佳澄清时间为2 h。

2.3 3 种澄清剂试验结果对比

3 种澄清剂的试验结果对比情况,如表1 所示。

表1 澄清剂试验结果对比

3 结论

本研究结果表明,3 种澄清剂中,成本最小,工艺最简单的是硅藻土,硅藻土加入酒体后迅速扩散,低速搅拌即可达到效果,价格便宜,设备要求低,总体成本低;澄清剂用量最小的是壳聚糖,最佳添加量为0.2 g/L,是硅藻土的1/8~1/7,但价格高,且澄清过程需要剧烈搅拌,产生絮状物才能达到好的澄清效果,对设备要求较高;澄清效果最好的是膨润土,能将酒体浊度将到最低,但是膨润土需要提前膨化24 h 以上,增加了工艺成本,且膨润土的价格也较高。在酒体风味方面,经过多轮品评打分,得到硅藻土处理后的酒体风味最好,保留了原酒体的风格,壳聚糖与膨润土处理后的酒体略显淡薄。

本试验结合生产实际以及配制酒标椎参数,选用硅藻土作为澄清剂。本研究选择了3 种代表性澄清剂作为研究对象,试验结果对类似配制酒起到了参考作用。

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