澄清黑莓果酒飲料配方的工藝研究

黑莓于20世紀(jì)80年代引種進(jìn)入中國，目前在江蘇、陜西、貴州、北京、山東和黑龍江等地均有種植1.1，作為一種營養(yǎng)價(jià)值很高的加工型水果，黑莓相關(guān)產(chǎn)品陸續(xù)出現(xiàn)，如黑莓果汁、黑莓果酒、黑莓果醬等3-0，其中，黑莓果灑是以新鮮黑莓或其果汁經(jīng)發(fā)酵釀制而成的低度水果飲料酒。它果香突出，色澤誘人，基本上保留了黑莓的全部營養(yǎng)物質(zhì)和花色苷、多酚等功能因子，是一種具有市場(chǎng)潛力的營養(yǎng)保健型酒。但是黑莓果酒體系相對(duì)復(fù)雜，蛋內(nèi)質(zhì)、膠體、多酚等物質(zhì)含量豐富，雖然沉淀或混濁是果酒常見的現(xiàn)象，但果酒的澄清度對(duì)于消費(fèi)者的選擇還是具有重要的影響。近年來.利用膜技術(shù)澄清果酒飲料已有文獻(xiàn)報(bào)道，取得了較好的效果。陶瓷膜屬于無機(jī)膜，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，十分適合作為食品生產(chǎn)中的過濾介質(zhì)。目前已有將陶瓷膜用于黃酒過濾的研究報(bào)道，研究發(fā)現(xiàn)陶瓷膜過濾后黃酒中可溶性蛋白質(zhì)含量有所下降，冷渾濁情況和品質(zhì)得到改善。針對(duì)黑莓果酒酸度高，體系復(fù)雜等特點(diǎn)，本試驗(yàn)將陶瓷膜應(yīng)用于黑莓果灑澄清，考察不同孔徑膜組件對(duì)黑莓果酒澄清效果，確定相應(yīng)的過濾操作參數(shù)條件，為黑莓果酒生產(chǎn)提供參考。
試驗(yàn)方法
 黑莓果酒制備 黑每鮮果經(jīng)清洗后打漿，加10%（以黑莓鮮果質(zhì)量計(jì)）白砂糖，接入活性于酵母，控制溫度25 ℃發(fā)酵15 d，取上層清液，用板框過濾機(jī)紙板過濾，濾后清液轉(zhuǎn)入空酒罐備用。
 膜孔徑選擇 選擇200，100，50，20 nm 4種孔徑的膜作為過濾介質(zhì)，考察對(duì)黑莓果酒的澄清效果。過濾時(shí)間控制為180 min，連續(xù)記錄膜通量，繪制膜通量變化曲線。


過濾操作參數(shù)的確定 以過濾通量為指標(biāo)，考察膜面流速、操作溫度和操作壓差變化對(duì)過濾通量的影響，并根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正交試驗(yàn)確定最優(yōu)的過濾操作參數(shù)。
 顯著性差異分析 采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件Duncan法進(jìn)行多組樣本間差異顯著性分析。
結(jié)果與分析
膜孔徑對(duì)過濾效果的影響：試驗(yàn)所用陶瓷膜是以壓力為過濾驅(qū)動(dòng)的微孔膜，過濾過程符合篩分理模型。因此膜孔徑的大小和均勻性是硬性過濾效果的支配因素。直徑大于微孔的微粒和溶質(zhì)分子被截留下來，達(dá)到過濾的目的。試驗(yàn)考察了孔徑分別為200，100，50，20 nm的膜對(duì)黑莓果酒的過濾效果，測(cè)定其透光率、蛋白質(zhì)含量等理化指標(biāo)，結(jié)果可知，過濾后果酒中總糖、總酸、總酚、蛋白質(zhì)、可溶性固形物的含量均有不同程度的下降，透光率上升，色度下降。其中對(duì)蛋白質(zhì)具有較好的截留效果，總糖、總酸在過濾過程中損失不大，總酚損失相對(duì)較高，這主要是因?yàn)檫@部分酚類物質(zhì)留存在組織細(xì)胞碎片中，而這部分微粒在過濾時(shí)被截留導(dǎo)致。
試驗(yàn)對(duì)比這4種膜通量隨時(shí)間變化情況，見圖1。在同等操作壓差條件下，孔徑大，通量高；孔徑小，初始通量低?？讖捷^大的膜，通量衰減的幅度也大于孔徑小的膜，并且其通量達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間也較長。在穩(wěn)定通量階段，50 nm膜通量水平略高于其它3種膜，這是由于20nm的膜孔徑小，滲透阻力大通量低；100 nm和200 nm膜孔徑大，過濾過程中直徑較小或具有彈性的顆粒在過濾壓力作用下會(huì)進(jìn)入膜孔隙中，導(dǎo)致膜組件污染。
感官評(píng)價(jià)小組從色澤、香氣、滋味和典型性四方面對(duì)過濾后的黑莓果酒進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，經(jīng)50nm陶瓷膜過濾后黑莓果酒酒體清澈透明，與過濾前相比外觀有明顯改善，且在滋味和香氣上變化不明顯，但20 nm過濾后果酒香氣和滋味有一定損失。綜合考慮以上試驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為選擇過濾膜孔徑在50 nm較為合適。
過濾操作參數(shù)對(duì)過濾通量的影響試驗(yàn)選擇50 nm孔徑膜組件為試驗(yàn)對(duì)象，考察膜面流速、操作壓差、操作溫度對(duì)膜通量變化的影響。
膜面流速的影響 在20℃，操作壓差為0.3 MPa，控制膜面流速分別為1，2，3 m/s，考察以上膜面流速對(duì)膜通量的變化影響。試驗(yàn)結(jié)果隨著膜面流速增加，過濾通量增加。這是因?yàn)橐环矫婺っ媪魉俚脑龃?，增?qiáng)了物料的剪切效應(yīng)，減少污染物在膜表面的沉積，另一方面流速增加可以提高傳質(zhì)系數(shù)，減少邊界層的厚度，減少濃差極化的影響。但過高的流速對(duì)泵的要求高，能耗增加，鑒于膜面流速增加至2m/s以上，穩(wěn)定狀態(tài)下的過濾通量增加幅度不明顯，考慮選擇膜面流速為2m/s左右。
結(jié)論
陶瓷膜屬于無機(jī)膜，可耐受的pH值范圍較廣，物料溫度變化對(duì)膜結(jié)構(gòu)幾乎無影響，適合食品成分復(fù)雜的體系的澄清操作，具有很廣闊的應(yīng)用前景。試驗(yàn)對(duì)比了不同孔徑的膜對(duì)黑莓果酒的澄清效果，并考察了過濾參數(shù)對(duì)過濾過程的影響，結(jié)果表明陶瓷膜對(duì)黑莓果酒具有較好的澄清作用。由于陶瓷膜一般為高溫?zé)疲さ慕Y(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，過濾前物料的預(yù)處理方式等因素會(huì)導(dǎo)致過濾過程的變化，因此生產(chǎn)中要結(jié)合設(shè)備和物料實(shí)際情況進(jìn)行修正。