石榴酒的非生物稳定性研究

2019-12-03王超萍蒋锡龙董兴全魏彦锋

酿酒科技 2019年11期

王超萍，慕茜，蒋锡龙，董兴全，魏彦锋，丁燕

(山东省葡萄研究院，山东济南 250100)

石榴（Punica granatumL）为石榴科（Punicaceae）石榴属。石榴籽粒晶莹，甘美多汁，清凉爽口，营养丰富，富含维生素B1、B2、Vc和烟酸，Vc含量超过苹果1～2倍，膳食纤维含量4.7%～4.9%，碳水化合物含量13.6%～14.5%，富含钾、钙、锰、锌、磷等矿物质元素，其中钾的含量高达243 mg/100 g[1-7]。以新鲜石榴为原料，采用独特发酵工艺精酿而成的石榴酒，酒体纯正，色泽光亮透明，酸甜爽口，保留了石榴“酸、甜、涩、鲜”的天然风味，其风格独特，含有大量的氨基酸、多种维生素等，具有很高的营养价值，并有生津消食、健脾益胃、降压降脂、软化血管、保健美容及止泻功效。

石榴酒是新鲜石榴经过发酵工艺后成分非常复杂的有机液体。酿制过程中若处理不当，在贮存期间石榴酒就会产生一系列变化，使其非生物稳定性受到破坏，石榴酒的非生物稳定性受到破坏时可能出现下列几种变化：酒体变褐色或酒色破坏；酒发生雾浊或很轻的浑浊；浑浊、沉淀，味觉及气味发生变化。影响石榴酒非生物稳定性的原因主要分为酒石酸盐不稳定性、蛋白质不稳定性、果胶、非酶褐变、多酚及金属的影响[8-13]。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

酿酒酵母，安琪酵母股份有限公司；石榴，枣庄峄城万亩石榴园；柠檬酸，青岛圣禾食品科技有限公司；偏重亚硫酸钾，上海易利生物科技有限公司；硅藻土，青岛川一硅藻土有限公司；壳聚糖，济南壳聚糖海洋生物有限公司；皂土，上海科兴商贸有限公司；PVPP，焦作中维化工有限公司；明胶，青岛明胶股份有限公司；维生素C，青岛高科生物科技有限公司。

1.1.2 仪器与设备

榨汁机，九阳股份有限公司；预煮机，上海尼为机械科技有限公司；酸度计，上海鹏顺科学仪器有限公司；显微镜，北京东方华测科学技术中心；发酵罐，福倍尔生物工程设备有限公司；储存罐，明磊机电有限公司；过滤机，四川科华新技术研究院；WS108型手持式折光仪，上海测维光电技术有限责任公司；T6新世纪紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；AR2140电子天平，梅特勒-托利多仪器有限公司；国立牌THZ-82气浴恒温震荡器，常州市国立实验设备研究所；FCD-2805型冰柜，青岛海尔集团。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

石榴果→清洗、剥壳→去皮、除隔膜→榨汁→发酵罐→调整发酵液成分→酶解→前酵→后酵→倒罐→下胶→过滤→调配→灌装→灭菌→检验→贴标→成品

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 前处理护色

酵母菌经过纯化及扩大培养，并且镜检后，选取成熟度高，无腐烂，无虫蛀，无杂物的石榴进行去皮，破碎，取清汁接种。先后共3批澄清石榴汁接种；第一批、第二批石榴汁分别添加0.01%～0.015%的偏重亚硫酸钾进行杀菌、护色；第三批石榴汁添加0.3%的Vc护色。初发酵结束后，将第二批石榴汁的剩余石榴酒分为两份添加至第一批和第三批石榴汁的剩余石榴酒中；两份石榴酒亦接种并继续发酵。同时添加0.3%的Vc护色。后发酵结束后，分别虹吸两份石榴酒发酵的上层清汁，并与前3份石榴酒进行颜色对比。

1.2.2.2 明胶、皂土、PVPP、壳聚糖澄清

取4组三角瓶，每组5个，每个三角瓶均倒入100 mL石榴酒，在室温下分别向4组三角瓶中加入浓度0.05%至0.5%的明胶、皂土、PVPP、壳聚糖溶液，不断搅拌，进行梯度实验。静置48 h后观察、过滤，并分别测定其透光率。

1.2.2.3 冷处理

将过滤澄清后的石榴酒，降温至-4℃进行冷冻，5 d后从冰箱内取出，待其融化成为液体后观察沉淀情况，并过滤。

1.2.2.4 热处理

将各批次过滤澄清后的石榴酒，分别倒入三角瓶中密封。放入杀菌锅内，75～78℃加热3 min，冷却后观察，并过滤。

1.3 测定方法

透光率测定：在紫外-可见分光光度计上测定其透光率（T，%），取澄清的酒液，于波长680 nm处，测定透光率（T，%），以蒸馏水进行空白调零。

残糖测定：斐林试剂滴定法。

总酸测定：酸碱中和滴定法。

酒精度测定：酒精计法。

蛋白质稳定性试验：取200 mL烧杯，装满澄清酒液，加入2 mL 10%单宁液，在80℃水浴中加热20 min，冷却后观察，若出现絮凝沉淀，则表明尚有易引起瓶内蛋白质破败的过量蛋白质。

酒石酸氢钾稳定性试验：取澄清酒液100 mL在-5℃保持14 d，若有酒石结晶析出，则为酒石不稳定。

铁稳定性试验：将澄清酒液暴露在空气中7 d，若有沉淀生成，则为铁离子破败。

铜稳定性试验：取100 mL三角瓶装澄清酒液，用软木塞封口，让瓶子平放，并接受阳光照射，放置1周，若出现浑浊，则为铜离子破败。

氧化稳定性试验：取澄清酒液100 mL在空气中放置24 h，若出现浑浊，且产生过氧化味，则为氧化性不稳定。

2 结果与分析

2.1 护色效果对比（表1）

表1 偏重亚硫酸钾与Vc的护色效果对比

偏重亚硫酸钾与Vc的护色效果对比见表1，由表1可看出，使用偏重亚硫酸钾护色的石榴酒颜色普遍要比使用Vc护色的石榴酒要深一些。因此，在护色时选择偏重亚硫酸钾比较合适。

2.2 明胶的影响（图1）

图1 明胶加入量、冷处理及热处理对石榴酒澄清度的影响

明胶利用其本身带正电荷与带负电荷的石榴酒中的悬浮微粒吸附下沉，达到澄清效果。由图1可见，明胶溶液加入量在0.05%～0.2%时，透光率明显提高，加入量超过0.2%时，透光率随加入量的增加反而降低，这是因为酒中的单宁含量不足以结合过量的明胶溶液，不能将其完全沉淀下来，造成明胶冗余。另外，添加明胶后，冷处理与热处理的透光率均高于未经处理的，冷处理与热处理后的透光率相差不大，为了不破坏石榴酒中的热敏成分，明胶加入量为0.2%时，冷冻处理最为合适。

2.3 皂土的影响（图2）

图2 皂土加入量、冷处理及热处理对石榴酒澄清度的影响

皂土澄清使石榴酒的透光率明显增大，处理后的石榴酒澄清透明，说明石榴酒里含有的蛋白质类物质较多，加入皂土后，正负电荷相互靠近吸引，形成沉淀。由图2可见，皂土加入量为0.25%时，透光率能达到92.33%。当加入量＜0.25%时，透光率随加入量增加而明显提高；但加入量＞0.25%时，透光率随加入量的增加而升高十分缓慢，并有下降趋势。同时，由图2可以看出，冷热处理的效果与未经处理相差不明显。所以，采用皂土澄清可选择0.25%的加入量，在常温条件下进行澄清处理。

2.4 PVPP的影响（图3）

图3 PVPP加入量、冷处理及热处理对石榴酒澄清度的影响

添加PVPP澄清处理并经冷处理的石榴酒，PVPP吸附液体中多酚类物质，使酒液清澈透明，呈清亮的橙黄色。由图3可见，在PVPP加入量为0.15%～0.4%时，透光率显著升高，且当加入量为0.4%时，透光率为92.63%；当加入量继续增大时，澄清度随加入量的增加提高十分缓慢，同时，冷热处理效果差别不大，且经过冷热处理的石榴酒的澄清度均明显优于未经过处理的石榴酒。所以，PVPP溶液加入量为0.4%结合冷处理效果较好，不会引起石榴酒的再次浑浊。

2.5 壳聚糖的影响（图4）

图4 壳聚糖加入量、冷处理及热处理对石榴酒澄清度的影响

壳聚糖是天然存在的唯一的碱性多糖，其分子中的活性基团可与酸性化合物结合成为带正电荷的聚电解质。壳聚糖的线状结构使其可以在同一分子上吸附多个杂质微粒并形成絮团，达到澄清作用。由图4可见，处理后的石榴酒透光率明显升高，澄清效果较好。在添加量小于0.35%时，冷处理与热处理的透光率达到最高值，但冷处理的透光率高于未处理的透光率，当添加量大于0.35%时，其透光率随着添加量的增加而减小，这对酒体有一定的影响。而在热处理的过程中，当添加量达到0.2%以后，透光率达到最大值，随着添加量的增加，透光率变得相对稳定，因此，选择壳聚糖添加量为0.25%结合热处理是较好的澄清方案。

2.6 澄清处理对石榴酒基本指标的影响

研究了采用不同的澄清处理对石榴酒基本指标的影响，测定了澄清后酒精度、残糖量和酸度等基本指标，结果见表2。

由表2可见，离心、热处理和冷处理对石榴酒的基本指标影响较小，澄清效果不好，透光率较低，颜色较深；加澄清剂处理后的石榴酒，基本指标没有明显改变，保持了石榴酒的原有风味，其中PVPP结合冷处理澄清效果较好，石榴酒体呈淡红色，澄清透明，有光泽。

2.7 不同澄清剂对石榴酒稳定性的影响试验

本实验采用不同的方法将4种澄清剂分别进行了对蛋白质、酒石酸氢钾、铁、铜、氧化稳定性试验，测定了澄清剂对石榴酒中基本成分稳定性的影响，结果见表3。

由表3可见，分别以0.2%的明胶、0.4%的PVPP和0.25%的壳聚糖单独处理过的石榴酒，稳定性的各项测试结果均呈阴性。0.2%明胶、0.4%PVPP起到了去除大量的蛋白质和酚类物质的作用；0.25%的壳聚糖也能够结合大量的蛋白质和酸性多糖。澄清剂的处理有助于提高稳定性，但是不是完全由澄清剂处理决定的。此外，酒石酸氢钾呈现阴性稳定，是因为石榴酒中的主要有机酸为苹果酸和柠檬酸，酒石酸含量较低，不易出现酒石酸沉淀；铁、铜稳定性试验呈阴性稳定，表明在发酵过程中没有使用铁、铜等器皿，起到了防止铁离子和铜离子破败的作用；氧化稳定性试验呈阴性，表明偏重亚硫酸钾与原料中丰富的Vc不但起到了护色作用，还起到了抗氧化作用；发酵过程中添加SO2也起到了防止石榴酒发生氧化的效果。