澄清剂及其在果汁果酒中的应用

澄清剂及其在果汁果酒中的应用
杨春哲冉艳红黄雪松
摘要：澄清剂处理是果汁果酒生产中一个重要环节，介绍了明胶、单宁、皂土、硅溶胶等几种常用澄清剂及其它们在果汁果酒生产中的应用。

关键词：澄清；澄清剂；果汁；果酒
中图分类号：TS262.7 文献标识码：B
文章编号：1002-8110(2000)01-0075-03
1 澄清的目的
果汁果酒作为一种商品，应该是清晰透明的，即算是有轻微的失光，都被认为是变坏的表现。

长期贮存后的果汁果酒容易发生混浊沉淀，并可发生氧化变质。

混浊形成的原因有很多，主要是与天然存在的酚类物质有关。

当果汁果酒中的蛋白质和果胶物质与多酚类物质长时间共存时，就会产生混浊的胶体，乃至发生沉淀［1］。

因此需要加入各种澄清剂以除去一部分或大部分上述易形成沉淀成分，使果汁果酒获得好的风味及保持长期的稳定性。

2 澄清的机理(略)
3 果汁与果酒的澄清剂
澄清剂的种类很多，澄清葡萄酒时利用的材料可以分为两类［3］
和葡萄酒的物质相互作用的材料：
有机物质：明胶、蛋清、鱼胶、牛奶、干酪、单宁
矿物质：亚铁氰化钾
不和葡萄酒的物质相互作用的材料：
有机物质：纤维素
矿物质：高岭土、皂土、碳、硅藻土
另外还有某些合成树脂，如聚酰胺、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)、多糖类，如琼脂、阿拉伯树胶，以及硅胶、壳聚糖等都可用作用澄清剂。

下面介绍几种常用的澄清剂。

3.1明胶(Gelatine)
明胶是动物胶原蛋白经部分水解衍生的分子量10000-70000的水溶性蛋白质(非均匀的多肽混合物)。

当制明胶时，可用酸性或碱性溶液处理原料，对饮料处理，一般用酸性明胶，在低pH值下酸性明胶溶液带有较高正电荷，在饮料中反应快且好，这是由于蛋白质的等电点(IEP)造成的。

酸性明胶溶液的等电点是8.5-9.0，碱性明胶溶液的等电点是4.5-5.0，饮料pH值与明胶等电点相差越大，明胶蛋白质所带正电荷越多［4］。

明胶在用之前，必须在水中溶解，最好的方法是：1份明胶加5份冷水浸泡20-30分钟，再加入5份95℃的热水，搅拌即得完全溶解的明胶，这种约10%的明胶溶液可直接加入到饮料中。

3.2单宁(Tannine)
单宁种类较多，其中最为普通的为焦性没食子酸单宁，由五倍子制得。

不同来源的单宁虽结构不同，但具有一些共同的性质［5］：都是无定型粉末，易溶于水、酒精及丙酮，其水溶液呈酸性并有涩味，与蛋白质生成不溶水的沉淀，在氧化酶的作用下，发生氧化聚合而生成黑褐色物质。

单宁的酚羟基通过氢健与蛋白质的酰胺基连接后，能使明胶单宁形成复合物而聚集沉淀，同时捕集和清除其他悬浮固体，所以明胶与单宁常结合使用，称为明胶-单宁法。

果汁与果酒单宁含量的不同，决定了明胶的剂量，单宁含量少的白葡萄酒下胶前要预先加入一定量的单宁，没有单宁，只加明胶是不可能澄清的。

3.3二氧化硅溶胶(Silica sol)
二氧化硅溶胶是二氧化硅的透明溶液，其固形物含量在15%-30%，在酸性果汁与果酒中，带负电荷的二氧化硅溶胶与正电荷的明胶反应，从而达到絮凝和澄清的目的［6］。

二氧化硅溶胶不需要前处理就可直接加入饮料中，其加入量要依据明胶需要量而定，当需要15%硅溶胶时，需加5-10倍量明胶，若是30%的硅溶胶，则需要3-5倍量明胶，最适剂量由预备试验决定。

实验表明，有色的高单宁含量果汁与果酒，低剂量硅溶胶就足够，含有梨的果汁与果酒一般需要高剂量。

生产工艺不同的硅溶胶，有几种不同的应用特性，碱性硅溶胶在pH9左右形成稳定的钠盐，酸性硅溶胶在pH4左右稳定，若加入果汁与果酒则其将带有更多的负电荷，这对絮凝与澄清作用更有效。

对于高酸的果汁，比如柠檬汁、葡萄汁等，需要硅溶胶与明胶两种成分来澄清［7］。

3.4皂土(Bentonite)
皂土是葡萄酒行业惯用的商业名称，它是天然膨润土精制而成的无机矿物凝胶［8］。

皂土的主要成分是蒙脱土(montmorillonite),一种水合硅酸盐。

30年代初，皂土就用作葡萄酒的澄清剂和蛋白质的吸收剂。

直到60年代初，皂土和明胶才结合使用。

现在，皂土因其多方面的特性被用作澄清和稳定果汁果酒的首选澄清剂。

除了吸收蛋白质外，皂土还可以除去饮料中相当数量的单宁。

对于果酒酿造，皂土的另一重要性质是减少农药残留［9］。

皂土在使用前，必须在5-7倍水中充分浸泡膨胀至少4-6小时，只有这样，皂土才能充分发挥作用。

皂土吸水膨胀后形成胶体悬浮液，这些胶体细粒带负电荷，酒中蛋白质等混浊物大部分带正电荷，添加皂土后，由于正负电荷的吸引，混浊物质与皂土形成絮状沉淀，使酒得以澄清。

3.5聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)
聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)是纯的乙烯基吡咯烷酮的交联均聚物，是具有吸湿性的易流动的白色粉末，有微臭，不溶于水和乙醇、乙醚等所有常用的溶剂［1］。

钱俊清［10］对用PVPP提高发酵酒稳定性机理进行了研究，通过实验确定PVPP 吸附单宁的基本定量关系。

PVPP分子结构中具有与其聚合度相同数目的酰胺键。

PVPP主要吸附发酵酒中分子量500-1000的单宁，而这类单宁是引起发酵酒不稳定的主要因素之一，且一定程度上占主导地位，通过用PVPP对单宁的吸附，可大大减缓酒中蛋白质与单宁的缔合速度，使发酵酒稳定性提高。

笔者［11］曾用PVPP作为梨汁超滤前的预澄清剂，实验表明，采用果胶酶0.02%，单宁0.05%，PVPP0.05%，澄清效果好，速度快，透光率超过90%。

3.6壳聚糖(Chitosan)
壳聚糖是氨基葡萄糖的直链多聚糖，可由甲壳素(Chitin)脱去乙酰基制得［12］。

由于甲壳素是自然界最丰富的有机化合物之一，近20年来，对甲壳素和壳聚糖的研究十分广泛［13］。

甲壳素是许多低等动物、特别是节肢动物外壳的主要成份，动物甲壳中的甲壳素是和不溶于水的无机盐及蛋白质结合形式存在。

用稀酸稀碱处理，除去无机盐及蛋白质即得甲壳素，甲壳素脱去乙酰基制成壳聚糖［14］。

壳聚糖是天然的阳离子型絮凝剂，对蛋白质、果胶有很强的凝集能力。

夏文水［15］研究了壳聚糖用于苹果汁的澄清，可使总酚含量由(138-153)mg/l降至(84-89)mg/l，蛋白质含量由(0.782-1.423)g/l，降至(0.447-0.796)g/l，果胶由(0.87-1.25)g/l降至微量，使苹果汁的透明度大为增加。

4 澄清技巧
影响澄清的因素很多，如：温度、粘度、pH值、处理步骤、计量、容器、搅拌器、混合时间等。

应主要注意以下几点：
4.1澄清剂用量
为了确定不同条件下澄清剂用量必须预先进行实验［2］。

为了便于观察和计算，一般取10支盛有一定量果汁或果酒量筒，加入不同量的澄清剂，充分搅拌后，静置48小时即可判断澄清效果，为了避免澄清加入过量，不是选取澄清最快为标准，而是选取澄清剂加入量最少且效果好为标准。

在正式操作时，外界环境条件应与预备实验时保持一致。

4.2澄清操作
确定澄清剂的用量后，先取出20L-30L果汁或果酒作为溶解之用，在一个小容器里将其充分搅拌溶解。

然后缓慢加入盛果汁或果酒桶中，同时利用泵或搅拌机仔细搅拌，直到生成的泡沫散落为止。

然后静置分离。

在生产中，有专门的容器，内部安装特殊的搅拌器。

4.3处理步骤
S.Gortges等［16］指出，澄清处理一般遵守如下顺序：果胶酶与淀粉酶处理——酒精试验与碘试验—皂土—明胶—硅溶胶，对澄清剂进行预处理后(皂土的膨润、明胶的溶解)，就可在连续搅拌情况下，直接将它们按顺序加入，混合很重要，但不要把形成的絮状物打散。

4.4外界因素的影响
最好的天气条件是，大气压力不很高，不刮风，天气睛朗，温度不高于20℃，不低于8℃，温度过低，形成的絮状体不下沉，温度高会使澄清剂的絮凝性能下降，呈溶解状态，当有温度变化时，酒容易发生混浊。

5 稳定性试验
为确定果汁和果酒的稳定性，一种冷/热试验证明是最好的方法：将一种经澄清过滤的样品先加热到沸点，再冷却到冰点，最后加热到室温，这个样品必须不变混浊才达到要求。

当然，根据要求的不同，混浊可用眼观察，也可通过浊度计检测，对于特别稳定的果汁与浓缩汁对其试验方法也要做相应更改，如延长加热时间，或加热与冷冻多次。

6 结语
果汁果酒的稳定性是一个复杂的问题，澄清剂的作用就是澄清与去除果汁果酒中引起混浊及颜色和风味改变的物质。

以上简要介绍了明胶、单宁、硅溶胶、皂土、PVPP、壳聚糖的制备、性质、功效及使用注意事项。

这些澄清剂各有优缺点，明胶-单宁法是一种经典的方法，但使用过量容易引起二次混浊；皂土虽然没有使用过量的危险，但对酒的风味略有影响；PVPP是一种人工高聚物，效果好但价格高；壳聚糖已被美国食品药物管理局(FDA)批准为食品添加剂，具有优良的絮凝性能，是一种值得研究开发的新型澄清剂。

在实际生产中，要选择合适的澄清剂与澄清工艺，可以几种澄清剂结合使用。

但只有操作简单，周期短，费用低，才能在实际生产中广泛应用。

杨春哲(山东农业大学食品科学系，山东泰安271018)
冉艳红(山东农业大学食品科学系，山东泰安271018)
黄雪松(山东农业大学食品科学系，山东泰安271018)
参考文献。