孔曉妍 姚高毅 王書琪 郭黎媛
(山西杏花村汾酒廠股份有限公司技術中心,山西汾陽 032205)
藜麥(Chenopodium quinoa Willd.)為藜科藜屬植物,原產(chǎn)于南美洲安第斯山脈的哥倫比亞、厄瓜多爾、秘魯?shù)戎懈吆0紊絽^(qū),具有一定的耐旱、耐寒、耐鹽性,生長在海平面到海拔4 500 m 左右的高原上,在我國山西五臺山就有大面積的種植。藜麥是全谷全營養(yǎng)完全蛋白食物,富含維生素、多酚、類黃酮類、皂苷和植物甾醇類物質(zhì),具有多種保健功效。2013 年是聯(lián)合國欽定的國際藜麥年,以此呼吁人們注意糧食安全和營養(yǎng)均衡。
本試驗中藜麥酒以藜麥(產(chǎn)自五臺山)和清香型白酒為原料,利用發(fā)酵酒與蒸餾酒結(jié)合的方式有效利用藜麥的功能成分,使藜麥酒的營養(yǎng)最大化。藜麥發(fā)酵后成分復雜,其穩(wěn)定性受貯存時間、溫度、光照和pH 等的影響,會有沉淀物質(zhì)析出,這些成分雖對人體無害,但影響酒體外觀。本試驗選取硅藻土、殼聚糖和膨潤土3 種澄清劑對藜麥酒進行澄清,找到最適澄清方案,讓酒體清亮透明穩(wěn)定易儲且風味最佳。
42%vol 藜麥酒,山西杏花村汾酒廠股份有限公司生產(chǎn);硅藻土、殼聚糖、膨潤土,食品級。
濁度儀(2100Q);移液管;三角瓶;燒杯;玻璃棒;量筒;濾紙;漏斗;膠頭滴管。
1.3.1 硅藻土澄清原理
硅藻土的主要化學成分是SiO2,還含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有機質(zhì),SiO2通常占80%以上,硅藻土顏色為白色、灰白色或淺灰褐色,質(zhì)地細膩疏松、空隙大、吸收性強,當酒體中的雜質(zhì)粒子經(jīng)過硅藻土濾層時,會被硅藻土內(nèi)部和濾餅內(nèi)部的微孔道空隙所阻留。硅藻土化學性質(zhì)穩(wěn)定,擁有較大的比表面積和合適的表面負電性,能吸附酒體中相反電荷的雜質(zhì)粒子。硅藻土的性質(zhì)決定其能濾除酒體中細微懸浮物,并且能使被濾酒體獲得較好的流速比。
1.3.2 殼聚糖澄清原理
殼聚糖又稱脫乙酰甲殼素,是由自然界廣泛存在的幾丁質(zhì)(又稱甲殼素)經(jīng)過脫乙酰作用得到的,化學名稱為聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-β-D 葡萄糖。殼聚糖是甲殼素脫N-乙酰基的產(chǎn)物,甲殼素不溶于稀酸,一般而言,N-乙酰基脫去55%以上能在1%乙酸或1%鹽酸中溶解1%,這種脫乙酰甲殼素被稱為殼聚糖。殼聚糖是一種白色或灰白色的片狀或粉狀固體,無味、無臭、無毒性。因殼聚糖分子中帶有游離氨基,在酸性溶液中易成鹽,呈陽離子性質(zhì),使其具有良好的絮凝、澄清作用,可作為酒體的澄清劑。
1.3.3 膨潤土澄清原理
膨潤土也稱皂土,作為澄清劑廣泛應用于飲料、葡萄酒行業(yè)。膨潤土是由90%的蒙脫土構(gòu)成的硅鋁酸鹽,化學式為Al2O3·4SiO2·nH2O3,呈細小扁平狀或葉狀,具有較大的表面積,在熱水中散開后呈均勻膠狀懸浮液,具有較強的膨脹性、吸附性和脫色能力。膠體細粒帶負電荷,吸引酒體中帶正電荷的粒子產(chǎn)生沉淀。另外膠體分子還能通過范德華力吸附蛋白質(zhì)、色素、單寧等懸浮微粒。
本試驗采用濁度儀測量酒體濁度,作為試驗結(jié)果數(shù)據(jù)。濁度儀采用散射法測量濁度,即濁度儀發(fā)出一束平行光線,使之穿過樣品,遇到顆粒物會改變光的傳播方向,形成散射,從與入射光呈90°的方向檢測酒體中顆粒物的散射光,散射程度與懸浮物顆粒數(shù)量成正比。濁度代表酒體的渾濁程度,單位為NTU,數(shù)值越大表明濁度越大,酒體越不清亮。在本試驗中,以酒體處理前的濁度為基礎值,考察不同澄清劑在不同條件處理后的濁度值以及變化曲線,以得到最適合的澄清方案。
先測定澄清前藜麥酒的濁度。取待測液于樣品池中,清潔樣品池外壁后測量濁度值,多次測量,待測量數(shù)值連續(xù)3 次以上波動范圍在0.05 NTU 內(nèi),取3 次數(shù)值平均值為待測液的濁度值。澄清前藜麥酒濁度范圍為4.5 NTU~5.0 NTU,本試驗批次的酒體濁度為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,攪拌后澄清10 h,過濾,取濾液測定濁度值。
1.5.2 殼聚糖澄清方法
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,劇烈攪拌后澄清10 h,過濾,取濾液測定濁度值。
1.5.3 膨潤土澄清方法
10%膨潤土懸濁液配制:為了提高澄清效果,將膨潤土進行膨化處理。稱取100 g 膨潤土,加入900 g 蒸餾水后劇烈攪拌均勻,浸泡24 h,使之充分吸水膨脹。
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(以膨潤土干重計)配制待澄清液,攪拌后澄清10 h,過濾,取濾液測定濁度值。
1.5.4 時間梯度試驗
按照單因子加量梯度試驗得出最佳添加量后,按照時間梯度試驗研究3 種澄清劑最佳添加量下的最佳澄清時間。按照最佳添加量將澄清劑添加到酒體,澄清不同時間后過濾酒體,再按上述方法測定濁度值。時間梯度為:20 min、40 min、1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h。
2.1.1 硅藻土添加量對酒體濁度的影響
硅藻土添加量對酒體濁度的影響結(jié)果見下頁圖1。由圖1 可知,隨著硅藻土添加量的增加,酒體濁度先逐漸下降,后趨于平穩(wěn)。硅藻土的最佳添加量為1.5 g/L,此時酒體濁度值為0.40 NTU。
圖1 硅藻土添加量與濁度關系
2.1.2 殼聚糖添加量對酒體濁度的影響
殼聚糖添加量對濁酒度的影響結(jié)果見下頁圖2。由圖2 可知,隨著殼聚糖添加量的增加,酒體濁度逐漸下降,在添加量為0.2 g/L 時,濁度值降到最低,添加量大于0.2 g/L 時,濁度值變化不明顯。因此,選擇殼聚糖的最佳添加量為0.2 g/L,此時酒體濁度值為0.20 NTU。
圖2 殼聚糖添加量與濁度關系
2.1.3 膨潤土添加量對酒體濁度的影響
膨潤土添加量對濁酒度的影響結(jié)果見圖3。由圖3 可知,隨著膨潤土添加量的增加,酒體濁度呈先下降后上升的趨勢,在添加量為1.5 g/L 時,濁度值降到最低,為0.16 NTU。因此,選擇膨潤土的最佳添加量為1.5 g/L。
圖3 膨潤土添加量與濁度關系
按照最佳添加量將澄清劑添加到酒體,澄清不同時間后過濾,測過濾后酒體的濁度,得澄清時間與濁度的變化關系曲線,見圖4。
圖4 澄清時間與濁度關系
由圖4 可知,硅藻土澄清劑在最佳添加量時的最佳澄清時間為5 h,殼聚糖澄清劑在最佳添加量時的最佳澄清時間為1 h,膨潤土澄清劑在最佳添加量時的最佳澄清時間為2 h。
3 種澄清劑的試驗結(jié)果對比情況,如表1 所示。
表1 澄清劑試驗結(jié)果對比
本研究結(jié)果表明,3 種澄清劑中,成本最小,工藝最簡單的是硅藻土,硅藻土加入酒體后迅速擴散,低速攪拌即可達到效果,價格便宜,設備要求低,總體成本低;澄清劑用量最小的是殼聚糖,最佳添加量為0.2 g/L,是硅藻土的1/8~1/7,但價格高,且澄清過程需要劇烈攪拌,產(chǎn)生絮狀物才能達到好的澄清效果,對設備要求較高;澄清效果最好的是膨潤土,能將酒體濁度將到最低,但是膨潤土需要提前膨化24 h 以上,增加了工藝成本,且膨潤土的價格也較高。在酒體風味方面,經(jīng)過多輪品評打分,得到硅藻土處理后的酒體風味最好,保留了原酒體的風格,殼聚糖與膨潤土處理后的酒體略顯淡薄。
本試驗結(jié)合生產(chǎn)實際以及配制酒標椎參數(shù),選用硅藻土作為澄清劑。本研究選擇了3 種代表性澄清劑作為研究對象,試驗結(jié)果對類似配制酒起到了參考作用。