澄清黑莓果酒饮料配方的工艺研究

黑莓于20世纪80年代引种进入中国，目前在江苏、陕西、贵州、北京、山东和黑龙江等地均有种植1.1，作为一种营养价值很高的加工型水果，黑莓相关产品陆续出现，如黑莓果汁、黑莓果酒、黑莓果酱等3-0，其中，黑莓果洒是以新鲜黑莓或其果汁经发酵酿制而成的低度水果饮料酒。它果香突出，色泽诱人，基本上保留了黑莓的全部营养物质和花色苷、多酚等功能因子，是一种具有市场潜力的营养保健型酒。但是黑莓果酒体系相对复杂，蛋内质、胶体、多酚等物质含量丰富，虽然沉淀或混浊是果酒常见的现象，但果酒的澄清度对于消费者的选择还是具有重要的影响。近年来.利用膜技术澄清果酒饮料已有文献报道，取得了较好的效果。陶瓷膜属于无机膜，具有良好的化学稳定性和热稳定性，十分适合作为食品生产中的过滤介质。目前已有将陶瓷膜用于黄酒过滤的研究报道，研究发现陶瓷膜过滤后黄酒中可溶性蛋白质含量有所下降，冷浑浊情况和品质得到改善。针对黑莓果酒酸度高，体系复杂等特点，本试验将陶瓷膜应用于黑莓果洒澄清，考察不同孔径膜组件对黑莓果酒澄清效果，确定相应的过滤操作参数条件，为黑莓果酒生产提供参考。
试验方法
 黑莓果酒制备 黑每鲜果经清洗后打浆，加10%（以黑莓鲜果质量计）白砂糖，接入活性于酵母，控制温度25 ℃发酵15 d，取上层清液，用板框过滤机纸板过滤，滤后清液转入空酒罐备用。
 膜孔径选择 选择200，100，50，20 nm 4种孔径的膜作为过滤介质，考察对黑莓果酒的澄清效果。过滤时间控制为180 min，连续记录膜通量，绘制膜通量变化曲线。


过滤操作参数的确定 以过滤通量为指标，考察膜面流速、操作温度和操作压差变化对过滤通量的影响，并根据单因素试验结果进行正交试验确定最优的过滤操作参数。
 显著性差异分析 采用SPSS 18.0统计软件Duncan法进行多组样本间差异显著性分析。
结果与分析
膜孔径对过滤效果的影响：试验所用陶瓷膜是以压力为过滤驱动的微孔膜，过滤过程符合筛分理模型。因此膜孔径的大小和均匀性是硬性过滤效果的支配因素。直径大于微孔的微粒和溶质分子被截留下来，达到过滤的目的。试验考察了孔径分别为200，100，50，20 nm的膜对黑莓果酒的过滤效果，测定其透光率、蛋白质含量等理化指标，结果可知，过滤后果酒中总糖、总酸、总酚、蛋白质、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。其中对蛋白质具有较好的截留效果，总糖、总酸在过滤过程中损失不大，总酚损失相对较高，这主要是因为这部分酚类物质留存在组织细胞碎片中，而这部分微粒在过滤时被截留导致。
试验对比这4种膜通量随时间变化情况，见图1。在同等操作压差条件下，孔径大，通量高；孔径小，初始通量低。孔径较大的膜，通量衰减的幅度也大于孔径小的膜，并且其通量达到稳定的时间也较长。在稳定通量阶段，50 nm膜通量水平略高于其它3种膜，这是由于20nm的膜孔径小，渗透阻力大通量低；100 nm和200 nm膜孔径大，过滤过程中直径较小或具有弹性的颗粒在过滤压力作用下会进入膜孔隙中，导致膜组件污染。
感官评价小组从色泽、香气、滋味和典型性四方面对过滤后的黑莓果酒进行了评价。结果表明，经50nm陶瓷膜过滤后黑莓果酒酒体清澈透明，与过滤前相比外观有明显改善，且在滋味和香气上变化不明显，但20 nm过滤后果酒香气和滋味有一定损失。综合考虑以上试验结果，认为选择过滤膜孔径在50 nm较为合适。
过滤操作参数对过滤通量的影响试验选择50 nm孔径膜组件为试验对象，考察膜面流速、操作压差、操作温度对膜通量变化的影响。
膜面流速的影响 在20℃，操作压差为0.3 MPa，控制膜面流速分别为1，2，3 m/s，考察以上膜面流速对膜通量的变化影响。试验结果随着膜面流速增加，过滤通量增加。这是因为一方面膜面流速的增大，增强了物料的剪切效应，减少污染物在膜表面的沉积，另一方面流速增加可以提高传质系数，减少边界层的厚度，减少浓差极化的影响。但过高的流速对泵的要求高，能耗增加，鉴于膜面流速增加至2m/s以上，稳定状态下的过滤通量增加幅度不明显，考虑选择膜面流速为2m/s左右。
结论
陶瓷膜属于无机膜，可耐受的pH值范围较广，物料温度变化对膜结构几乎无影响，适合食品成分复杂的体系的澄清操作，具有很广阔的应用前景。试验对比了不同孔径的膜对黑莓果酒的澄清效果，并考察了过滤参数对过滤过程的影响，结果表明陶瓷膜对黑莓果酒具有较好的澄清作用。由于陶瓷膜一般为高温烧制，膜的结构相对复杂，过滤前物料的预处理方式等因素会导致过滤过程的变化，因此生产中要结合设备和物料实际情况进行修正。