明膠法對(duì)葡萄酒澄清作用的研究

1、明膠法對(duì)葡萄酒澄清作用設(shè)計(jì)說(shuō)明書目錄中文摘要1英文摘要2引言4第一章文獻(xiàn)綜述51 引起葡萄酒混濁沉淀的主要原因51.1 蛋白質(zhì)類混濁51.2 果膠類混濁51.3 金屬破敗病混濁63.3 皂土澄清法存在的主要問(wèn)題83.4 植酸澄清法存在的主要問(wèn)題93.5 亞鐵氰化鉀澄清法存在的主要問(wèn)題94 本研究的內(nèi)容94.1 殼聚糖的結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)94.2殼聚糖在葡萄酒中的澄清作用機(jī)理105參考文獻(xiàn)11第二章 葡萄酒澄清劑的篩選141材料與方法141.1材料142.3穩(wěn)定性分析343結(jié)論34全文結(jié)論 36參考文獻(xiàn) 38致謝 41明膠法對(duì)葡萄酒澄清作用摘 要本文分析并印證了引起葡萄酒混濁的主要因素及其產(chǎn)生機(jī)理，

2、并分析了常見(jiàn)葡萄酒澄清劑的澄清機(jī)理。單寧明膠法是利用電荷吸附作用使蛋白質(zhì)發(fā)生聚合作用，形成絮狀物而沉淀，使酒液得到澄清。此法澄清周期較長(zhǎng)，需數(shù)天至數(shù)周，且容易由于明膠使用過(guò)量而出現(xiàn)澄清處理后數(shù)日甚至在裝瓶后葡萄酒發(fā)生重新渾濁的情況。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了葡萄酒澄清中常用澄清劑的澄清條件，以及這些澄清劑對(duì)葡萄酒品質(zhì)和風(fēng)味的影響情況。實(shí)驗(yàn)表明明膠法能大幅度提高葡萄酒的澄清度，對(duì)葡萄酒的理化成分影響不大，不會(huì)對(duì)葡萄酒的品質(zhì)和風(fēng)味造成不利影響，但明膠法澄清時(shí)間長(zhǎng)，且大分子果膠物質(zhì)殘留較多，對(duì)葡萄酒的穩(wěn)定性的提高略有不良影響。關(guān)鍵詞 葡萄酒；澄清；果膠酶；明膠；皂土the research on clarfic

3、ation in red wineabstractthis thesis the major factors which can lead to the muddy of red wine and the muddy production mechanism were analysed, and the clarification mechanism of common wine clarificants were analysed too. gelatin method clarifies the red wine by the absorpting electric charges, wh

4、ich make proteins into deposits. the clarification time of this method is long, which needs several days to several weeks. and after the red wine was bottled, excessive gelatin easily leads the red wine to turbid several days. according to the experiments, the clarification conditions of common clar

5、ificants in red wine were determined, the influences of these clarificants to the qualities and tastes of red wine were also determined. it showed that gelatin-method could substantially raise the clarity of red wine. gelatin-method had little influence to the physical and chemical compositions of r

6、ed wine, which would not cause unfavourable influence to the taste quality of red wine. but the clarifying-time of gelatin-method was long, and with a lot of high-molecular pectins,which brought a little bad influence to the red wine. key words： red wine; clarify; chitosan; gelatin; bentonite引 言葡萄酒是

7、深受人們喜愛(ài)的一種健康飲料。其生產(chǎn)過(guò)程主要是將葡萄進(jìn)行分選、破碎、成分調(diào)整后，進(jìn)行發(fā)酵、后酵陳釀等操作而成。在生產(chǎn)過(guò)程中為了保證葡萄酒的穩(wěn)定性和澄清度，常常需要進(jìn)行澄清處理。傳統(tǒng)的澄清處理采用低溫自然澄清的方法，澄清的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)12個(gè)月，且效果差，透光性不好，容易在長(zhǎng)期的貯酒過(guò)程中造成雜菌污染，給葡萄酒帶來(lái)生物病害，當(dāng)氣溫回升時(shí)容易因發(fā)酵重新啟動(dòng)而出現(xiàn)沉渣上浮、酒液返混的現(xiàn)象。其主要原因是紅葡萄酒中存在高分子蛋白質(zhì)類物質(zhì)、果膠、色素、酒石酸鹽類物質(zhì)等易引發(fā)紅葡萄酒混濁的物質(zhì)。針對(duì)導(dǎo)致葡萄酒混濁的主要因素，現(xiàn)代葡萄酒的澄清技術(shù)主要有明膠法、果膠酶法、皂土法等方法。本課題著重研究了葡萄酒澄清過(guò)程中進(jìn)

8、行明膠澄清試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)，確定其最佳澄清劑量等操作條件及澄清作用效果；并分析了澄清前后紅葡萄酒主要成分和品質(zhì)的變化，確定其對(duì)葡萄酒的品質(zhì)是否會(huì)造成影響。本課題的研究，對(duì)解決目前葡萄酒裝瓶后的混濁問(wèn)題提供了供參考價(jià)值。明膠法對(duì)葡萄酒澄清作用1引起葡萄酒混濁沉淀的主要原因1.1蛋白質(zhì)類混濁主要來(lái)源于原料葡萄、酵母，以及發(fā)酵過(guò)程中添加的果膠酶等蛋白質(zhì)類物質(zhì)。另外，在葡萄酒的下膠處理中，由于向酒液添加了單寧和明膠，如操作不慎等原因，造成下膠過(guò)量，也會(huì)給葡萄酒引入較多的蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)類物質(zhì)往往短時(shí)間內(nèi)以溶解的狀態(tài)停留在酒液中，但隨著時(shí)間的推移，可以緩慢地與葡萄酒中的單寧等多酚類物質(zhì)結(jié)合形成不溶性物質(zhì)

9、，造成酒體的混濁12。1.2果膠類混濁葡萄酒中含有較多的果膠類物質(zhì)，這些物質(zhì)的存在，可以使酒液粘度增高，有利于混濁物質(zhì)在酒液中停留更長(zhǎng)的時(shí)間。且果膠類物質(zhì)在貨架期易發(fā)生凝聚反應(yīng)，形成更大的分子而出現(xiàn)絮狀沉淀。隨著果膠類物質(zhì)的絮凝沉淀，酒液的粘度下降，混濁物質(zhì)會(huì)隨之沉淀，造成酒體的混濁3。1.3金屬破敗病混濁葡萄酒中的金屬破敗病主要有鐵破敗病和銅破敗病兩種。鐵破敗病是由于葡萄酒中的金屬離子fe2+在貯存過(guò)程中氧化成fe3+，并和酒液中的單寧結(jié)合形成不溶性的藍(lán)色結(jié)合物，俗稱藍(lán)色破敗病4；如fe3+與酒液中磷酸鹽結(jié)合可形成不溶性的磷酸鐵沉淀，俗稱白色破敗病。銅破敗病是由于葡萄酒的銅離子與含硫化合物結(jié)

10、合形成不溶性化合物造成的。這些破敗病與葡萄酒生產(chǎn)加工中原料與金屬器具的接觸、原料本身中金屬元素的殘留和酒液的氧化等因素有關(guān)5。1.4氧化酶破敗病是由于酒液中的多酚類物質(zhì)在多酚氧化酶的催化作用下使之氧化聚合，結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而逐漸從酒液中絮凝析出，形成混濁沉淀的6。1.5色素類混濁葡萄酒中的色素類物質(zhì)在常溫下能很好的溶解在葡萄酒中，在陳釀的過(guò)程中，隨著時(shí)間的推移，色素物質(zhì)易被氧化而凝聚沉淀。在較冷的環(huán)境下，更易出現(xiàn)冷凝沉淀和混濁。此外色素類物質(zhì)還易受光照、酒液中電荷的變化等因素的影響而發(fā)生性質(zhì)改變，導(dǎo)致混濁。且色素類物質(zhì)一旦發(fā)生沉積，則很難恢復(fù)。71.6酒石酸鹽類混濁酒石酸鹽類物的溶解度會(huì)隨氣溫的變

11、化而變化，當(dāng)氣溫下降時(shí)，其溶解度會(huì)大幅度的下降，導(dǎo)致酒的混濁。8此外酒石酸鹽類物質(zhì)的穩(wěn)定與否還易受葡萄酒中電荷的相互作用等因素的影響。1.7微生物混濁新酒中分布的酵母等微生物會(huì)導(dǎo)致葡萄酒出現(xiàn)混濁的現(xiàn)象，葡萄酒生產(chǎn)中的微生物污染也會(huì)導(dǎo)致葡萄酒中微生物的大量繁殖，造成酒的澄清度下降、酒體混濁失光，甚至發(fā)生葡萄酒生物病害的現(xiàn)象9。葡萄酒生產(chǎn)期間應(yīng)加強(qiáng)衛(wèi)生管理，同時(shí)在葡萄酒發(fā)酵結(jié)束后應(yīng)將酒液中較多的酵母等微生物去除，以降低其對(duì)葡萄酒品質(zhì)的不利影響。2 葡萄酒常用澄清技術(shù)及其進(jìn)展目前葡萄酒常用的澄清技術(shù)主要有：明膠澄清法、果膠酶澄清法、皂土澄清法、聚乙烯吡咯烷酮（pvpp）澄清法、植酸澄清法、亞鐵氰化鉀

12、澄清法等澄清方法。其中最常用的澄清方法為：明膠澄清法、果膠酶澄清法、皂土澄清法。2.1明膠澄清法明膠是通過(guò)破壞骨膠原的三重螺旋結(jié)構(gòu)制得的，是由蛋白質(zhì)和多肽結(jié)構(gòu)組成。在葡萄酒中，明膠和葡萄酒中的單寧等酚類化合物可以通過(guò)氫鍵、疏水基等連接，發(fā)生聚合作用，使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，由親水膠體轉(zhuǎn)化為憎水膠體，在葡萄酒中陽(yáng)離子的作用下，憎水膠體發(fā)生凝聚，形成絮狀物而沉淀。同時(shí)，明膠帶有正電荷1011，葡萄酒中的內(nèi)膠體成分如單寧等和形成霧濁的粒子帶負(fù)電荷，二者接觸時(shí)相互吸引，形成絮狀物而沉淀，使酒液得到澄清。2.2果膠酶澄清法果膠酶法是利用分解酒液中果膠的方法使酒液的下降，有害物質(zhì)懸浮能力下降而沉淀的方法，使酒液

13、達(dá)到澄清的目的。果膠酶是一種復(fù)合酶，按其對(duì)果膠的作用可分為4類：一是多聚半乳糖醛酸酶（簡(jiǎn)稱pg），它能隨機(jī)水解果膠酸和其他聚半乳糖醛酸分子內(nèi)部的糖苷鍵，生成相當(dāng)分子質(zhì)量較小的寡聚半乳糖醛酸12，使果膠物質(zhì)水解成高度可溶性的小片段，即半乳糖醛酸和果膠酸，使果膠失去膠性，酒液粘度下降（主要為多聚半乳糖醛酸酶）13。葡萄酒中不溶性渾濁物失去依托，容易形成顆粒下降，使酒澄清14。二是多聚甲基半乳糖醛酸酶；三是原果膠酶，可使不溶性果膠變成可溶性果膠；四是果膠甲酯水解酶，簡(jiǎn)稱果膠甲酯酶，可水解多聚半乳糖醛酸結(jié)構(gòu)中的甲酯產(chǎn)生果膠酸和甲醇，使發(fā)酵出的酒液中甲醇含量增高。15目前商業(yè)上生產(chǎn)出的果膠酶中多聚半乳糖

14、醛酸酶雖占主導(dǎo)地位，但仍或多或少含有少量的果膠酯酶。因此仍會(huì)遺留酒液中一定量甲醇的殘留問(wèn)題，且果膠酶的用量過(guò)多時(shí)會(huì)使酒液中蛋白質(zhì)含量增高，給后期貯酒帶來(lái)蛋白質(zhì)混濁等不利影響。2.3皂土澄清法皂土，又名膨潤(rùn)土，是一種天然鋁硅酸鹽，相對(duì)密度2.42.8，主要由蒙脫土（al2o34sio2nh2o）構(gòu)成，具有電負(fù)性。1617皂土可固定水分子而使其體積顯著增大，在電解質(zhì)溶液中可吸附蛋白質(zhì)、色素和其它一些帶正電荷的膠體離子而產(chǎn)生膠體的凝聚作用，使之由小顆粒變成大顆粒而沉降，達(dá)到澄清的目的1819。因而被廣泛用于葡萄酒的澄清和穩(wěn)定處理中，特別是明膠法過(guò)量的處理中。此法用量較大（0.21.0g/l），事先需

15、要與水混勻、靜置1天后才能進(jìn)行操作，操作麻煩、時(shí)間較長(zhǎng)。此外單獨(dú)使用皂土澄清時(shí)紅葡萄酒的色澤會(huì)有較大損失20，且經(jīng)皂土下膠后的紅葡萄酒易出現(xiàn)口感淡薄、粗糙和不細(xì)膩的不良現(xiàn)象，因此很少單獨(dú)用于紅葡萄酒的澄清，多用于白葡萄酒的澄清。通常采用少量皂土和明膠配合使用，但二者的配合用量難以掌握。2.4植酸澄清法此法利用植酸與鐵離子可以結(jié)合形成植酸鐵難溶化合物，從而使酒中過(guò)量的易形成酒鐵破敗病的鐵離子去除，達(dá)到酒液穩(wěn)定的目的21。主要用于鐵破敗病的防治，對(duì)于主要引起葡萄酒混濁的蛋白質(zhì)類、色素類及果膠類等混濁的作用效果不大。2.5亞鐵氰化鉀澄清法此法利用亞鐵氰化鉀與鐵離子、銅離子等金屬離子可以結(jié)合形成不溶性

16、化合物，從而使酒中過(guò)量的易形成破敗病的鐵離子、銅離子等去除，達(dá)到酒液穩(wěn)定的目的。主要用于鐵破敗病的防治，對(duì)于主要引起葡萄酒混濁的蛋白質(zhì)類、色素類及果膠類等混濁的作用效果不大。且由于亞鐵氰化鉀存在使用安全性的問(wèn)題，此法目前并未被各國(guó)普遍接受，因此應(yīng)用較少。此外還有魚膠、蛋清、干酪素等澄清方法，其主要成分、澄清機(jī)理與明膠澄清法相似，但存在價(jià)格昂貴（魚膠）；加工不純易產(chǎn)生臭味（蛋清）；食品安全性等問(wèn)題（血粉），且和明膠法相似易出現(xiàn)下膠過(guò)量的問(wèn)題。3 明膠法葡萄酒澄清試驗(yàn)3.1 材料3.1.1材料葡萄原酒：江蘇食品職業(yè)技術(shù)學(xué)院生產(chǎn)。明膠：食品級(jí)，將明膠用少量冷水浸泡后2021，再加入95的熱水，充分?jǐn)?/p>

17、拌至完全溶解后，加水稀釋，配制成1%的溶液備用。3.1.2儀器與設(shè)備葡萄酒微型生產(chǎn)線（江蘇食品職業(yè)技術(shù)學(xué)院）。分析天平751g分光光度計(jì)，phs3型ph計(jì)，阿貝氏折光儀等。3.2研究方法與內(nèi)容3.2.1 澄清操作分別取葡萄原酒25ml于50ml比色管中，于20的條件下，根據(jù)澄清劑用量加入澄清劑，靜置后取上清液進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。3.2.2理化分析3.2.2.1果酒的澄清度的測(cè)定：在751g型紫外分光光度計(jì)上測(cè)定其透光度t600（%）。取200ml葡萄原酒，靜置澄清后，取澄清的酒液，注入1cm比色皿中，于600nm的光波下，測(cè)定透光度值t%，以蒸餾水進(jìn)行空白調(diào)零22。3.2.2.2還原糖的測(cè)定：

18、廉愛(ài)農(nóng)法，以葡萄糖計(jì)。3.2.2.3總酸的測(cè)定：滴定法，以酒石酸計(jì)。3.2.2.4表觀酸度的測(cè)定：ph計(jì)法。3.2.2.5果膠含量的測(cè)定：咔唑比色法。3.2.2.6色度的測(cè)定：采用分光光度法。取少量酒樣經(jīng)0.45m孔徑有濾紙過(guò)濾,測(cè)定其ph值,并配制與酒樣ph值相同的緩沖溶液；取過(guò)濾好的酒1份,9份緩沖液,混合均勻后,倒入1cm的比色皿中,在波長(zhǎng)420nm 和520nm下分別測(cè)吸光度,并將兩者值相加,即得該紅葡萄酒的色度a23。3.2.2.7可溶性固形物的測(cè)定：折光法。3.2.3穩(wěn)定性試驗(yàn)3.2.3.1 醇試驗(yàn)取1ml葡萄酒，加入95%的酒精2ml，靜置35min，觀察有無(wú)絮狀混濁物生成。此法

19、可判斷果膠穩(wěn)定性，如有絮狀物生成，則說(shuō)明存在果膠物質(zhì)不穩(wěn)定。3.2.3.2熱處理試驗(yàn)取完全澄清后的酒液和葡萄原酒上清液，于80加熱處理6h，觀察是否出現(xiàn)失光現(xiàn)象。此法可判斷蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，如說(shuō)明酒體存在蛋白質(zhì)不穩(wěn)定。3.2.3.3冷處理取少量葡萄酒于4下保持7天。此法可判斷葡萄酒的色素、酒石酸鹽等穩(wěn)定性，如12h內(nèi)出現(xiàn)紅色沉淀，說(shuō)明存在色素不穩(wěn)定24；如15天內(nèi)出現(xiàn)混濁，則說(shuō)明存在酒石酸鹽不穩(wěn)定。3.2.3.4自然穩(wěn)定期試驗(yàn)將澄清后的葡萄酒于自然條件下存放，觀察絮狀混濁物出現(xiàn)的時(shí)間。3.2.4澄清效果試驗(yàn)通過(guò)不同濃度的明膠澄清試驗(yàn)，確定明膠對(duì)紅葡萄酒澄清的最佳使用量、澄清作用時(shí)間和作用效果，得

20、出明膠澄清的最佳條件。3.3 結(jié)果與分析3.3.1明膠用量的確定在紅葡萄酒中加入適量的明膠溶液，能出現(xiàn)霧濁現(xiàn)象，幾分鐘后有絮狀物出現(xiàn)，并迅速增加，顏色逐漸加深，并收縮成網(wǎng)狀沉淀物的形式沉淀到容器底部。2223由圖1可知，明膠的添加量在0.020.08%的范圍內(nèi)，隨著明膠的添加量的增大，葡萄酒的澄清度隨之增加，色度略有下降，但下降幅度不大；當(dāng)明膠的添加量大于0.08%時(shí)，隨著添加量的增大，澄清度呈下降趨勢(shì)。所以明膠的最佳用量為0.08%。圖1明膠用量與葡萄酒澄清效果的關(guān)系3.3.2明膠作用時(shí)間的確定取1l葡萄原酒裝入量筒中，向量筒中加入0.08%的明膠用量于室溫（20）進(jìn)行葡萄原酒澄清試驗(yàn)。開始

21、每隔1h，8h后每隔4h觀察沉淀下降的速度,量取沉淀物的體積,計(jì)算其體積占酒液的百分比，并觀察沉淀物狀態(tài)以及酒液的渾濁度變化。表1明膠澄清試驗(yàn)作用時(shí)間（h）1 2 3 4 5 6 7 8 12162024沉淀物體積（%v/v）48 44 43 42 41 41 40 39 36343231澄清度 + + + + + + + + +“+”數(shù)越多表示澄清度越高；澄清劑用量和澄清條件：明膠0.08%，20。由表1可見(jiàn)明膠用量在0.08%， 20下，當(dāng)澄清作用時(shí)間延長(zhǎng)至6h以上時(shí)酒液開始澄清，因此選擇澄清作用時(shí)間為6h。3.3.3明膠用量對(duì)葡萄酒成分的影響主要成分的變化情況見(jiàn)表2明膠澄清前后葡萄酒的主

22、要成分。表2明膠澄清前后葡萄酒的主要成分明膠用量（%） 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10總糖（g/l） 3.64 3.64 3.64 3.63 3.63 3.63酒度（%） 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2 11.2總酸（g/l） 7.2 7.2 7.2 7.1 7.1 7.0果膠（g/l） 0.360.32 0.30 0.29 0.26 0.22ph 3.51 3.50 3.51 3.50 3.52 3.54可溶性固形物（g/l） 20.7 20.7 20.6 20.4 20.4 20.3由表2可見(jiàn)，隨著明膠的用量的增大，葡萄酒的總糖、酒度和ph值變化不大

23、，果膠和可溶性固形物含量逐漸降低，可見(jiàn)明膠澄清過(guò)程中果膠含量的減少主要是由于澄清過(guò)程中絮狀物對(duì)果膠的吸附作用的結(jié)果，作用效果有限，對(duì)果膠類物質(zhì)造成的酒液混濁現(xiàn)象澄清效果不明顯。3.3.4明膠澄清后酒液的穩(wěn)定性試驗(yàn)酒液的穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。表3明膠澄清后葡萄酒穩(wěn)定性試驗(yàn)醇試驗(yàn) 熱處理 冷處理（15d后 ） 穩(wěn)定期 2個(gè)月開始出現(xiàn)少量沉淀 由表3可見(jiàn)，醇試驗(yàn)有沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明此法不能去除大分子果膠，仍存在果膠類混濁因素；熱處理有沉淀產(chǎn)生，表明澄清后的葡萄酒中存在蛋白質(zhì)類物質(zhì)經(jīng)受熱變性沉淀，說(shuō)明酒液中存在蛋白質(zhì)混濁物質(zhì)；冷處理15d后葡萄酒液出現(xiàn)沉淀，說(shuō)明酒液中存在酒石酸鹽類物質(zhì)，當(dāng)葡萄酒的溫度下降時(shí)，由于酒石酸鹽類物質(zhì)的溶解度明顯下降，產(chǎn)生沉淀現(xiàn)象。由于葡萄酒中存在果膠、蛋白質(zhì)、酒石酸鹽類等多種潛在的混濁物質(zhì)，因此葡萄酒的穩(wěn)定期較短，自然存放葡萄酒的穩(wěn)定期僅為2個(gè)月。4 結(jié)論（1