（发酵工程专业论文）无添加二氧化硫枣酒酿造技术的研究.pdf

。 天津科技大学 学位论文原创性声明 i i i i i i i i i i i i i i ii i i r l l l li i i l li i i i i i i i i iifill y 17 9 7 4 6 9 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集 体已经发表或撰写的成果内容。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期：年月日 专利权声明 本人郑重声明：所呈交的论文涉及的创造性发明的专利权及使用权完全归天 津科技大学所有。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 、 作者签名： 日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权天津科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密 1 ( 请在方框内打“，) ，在年解密后适用本授权 书。 本学位论文属于， ， 不保密翻( 请在方框内打“”) 。 作者签名：孝挣酞日期：矽7 年f 明 日 导师签名： 日期：年月日 摘要 乳酸链球菌素n i s i n 是由某些乳酸乳球菌( l a c t o c o c c u sl a c t i ss s p i a c t i s ) 在代谢过 程中合成和分泌的具有较强抑菌作用的小分子肽，是被国际上普遍接受的食品防腐 剂。二氧化硫是果酒中广泛使用的添加剂，具有漂白、抗氧化和抑菌防腐等作用，在 发酵酒中主要是作为一种防腐剂和抗氧化剂使用。虽然二氧化硫在果酒的酿造过程中 具有非常重要的地位，但由于过量二氧化硫对人体的危害性，世界卫生组织一直要求 降低食品中的二氧化硫浓度。并且，随着人类生活水平的提高，绿色、健康的食品越 来越受到消费者的欢迎。澄清处理作为果酒酿造过程中的关键工序，对成品酒的质量 起着至关重要的作用，而它的澄清效果同样受到多种因素的制约。因此，本课题将从 发酵、澄清、贮藏等几个主要方面研究用安全无毒的生物性制品在枣酒酿造中替代或 部分替代二氧化硫的可能性与可行性。 酵母生长培养基中添加不同量n i s i n ，通过对酵母细胞出芽率、死亡率和细胞总 数的测定来观察n i s i n 对酵母细胞生长能力的影响。结果发现，和二氧化硫相比，n i s i n 对酵母细胞生长没有抑制作用。通过实验测定发酵过程中发酵液失重、p h 、发酵温度 等理化指标来确定n i s i n 对酵母细胞发酵能力的影响，实验结果证明，n i s i n 作为防腐 剂应用于果酒生产中，其对酵母生长及发酵能力均没有抑制作用，并通过实验确定 n i s i n 在枣酒发酵过程中的最适添加量为0 0 2 9 l 。枣酒的澄清技术的实验研究中，通 过单因素和正交实验确定其最佳澄清剂为皂土，并确定最适添加量为0 5 9 l ，并使酒 液透光率达到了9 5 以上。n i s i n 可以很好地抑制枣酒贮藏中腐败菌的生长繁殖，但 不能提高枣酒的抗氧化能力，因此我们对能用于枣酒且能与n i s i n 复合使用的抗氧化 剂进行筛选。实验结果表明，当o 0 2 9 l n i s i n 、0 0 6 的7 0 植酸、o 0 6 茶多酚溶液 和2 0 0 m g le d t a 二钠复合使用时，同时达到了防腐和抗氧化的双重效果。最后得到 了具有良好理化、微生物指标和感官评价的枣酒。 关键词：二氧化硫；乳酸链球菌素；枣酒；防腐剂；抗氧化剂 w e l c o m e db ym o r ea n dm o r ec o n s u m e r s c l a r i f i c a t i o nt r e a t m e n ta sak e yp r o c e s so f b r e w i n gp r o c e s s e s ，i tp l a y sav i t a lr o l ef o rt h eq u a l i t yo ft h ef i n i s h e dw i n e ，a n di t s c l a r i f i c a t i o ne f f e c t sa r ec o n t r a c t e db yv a r i o u sf a c t o r s t h e r e f o r e ，i nt h i sp a p e r ，w ew i l ls t u d y t h ef e r m e n t a t i o n ，c l a r i f i c a t i o na n ds t o r a g ep r o c e s sa n ds e v e r a lo t h e rm a j o ra s p e c t so fw i n e m a k i n ga n dr e s e a r c ht h ep o s s i b i l i t ya n df e a s i b i l i t yt ou s en o n t o x i cb i o l o g i c a ls a f e t y p r o d u c t st os u b s t i t u t eo f s u l f u rd i o x i d ei nt h ew i n eb r e w i n gc o m p l e t e l yo ri np a r t w eo b s e r v e dt h es p r o u t i n gr a t e ，m o r t a l i t yr a t ea n dt h et o t a ln u m b e ro fc e l l sb ya d d i n g d i f f e r e n ta m o u n t so fn i s i nt oy e a s tg r o w t hm e d i at od e t e r m i n et h ee f f e c to fn i s i no ny e a s t g r o w t h n l er e s u l t ss h o w e dt h a tn i s i nh a dn oi n h i b i t i o nt oy e a s tg r o w t hc o m p a r e d 嘶t l l s u l f u rd i o x i d e d e t e r m i n a t i o no fc a r b o nd i o x i d ew e i g h t l e s s n e s s ，p h ，t e m p e r a t u r ea n do t h e r p h y s i c a la n dc h e m i c a li n d i c a t o r si nt h ep r o c e s so ff e r m e n t a t i o nd e t e r m i n e dt h ee f f e c to f n i s i nt ot h ef e r m e n t a t i o na b i l i t yo fy e a s t e x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o w e dt h a tn i s i na s p r e s e r v a t i v e su s e di nt h ep r o d u c t i o no fw i n ed i dn o ti n h i b i tf e r m e n t a t i o nc a p a c i t yo fy e a s t d e t e r m i n e dt h eo p t i m a la d d i t i o no fn i s i nw a s0 0 2 9 li nt h ej u j u b ew i n ef e r m e n t a t i o n p r o c e s s s i n g l ea n do r t h o g o n a lf a c t o rc l a r i f i c a t i o ne x p e r i m e n t so fj u j u b ew i n ed e t e r m i n e d i t sb e s tc l a r i f i e rw a sb e n t o n i t ea n di t so p t i m a la d d i t i o ni s0 5g | l ，a n dt r a n s m i s s i o nr a t eo f j u j u b ew i n ew a so v e r9 5p e r c e n t d u r i n gs t o r a g eo fj u j u b ew i n e ，n i s i nc o u l dw e l li n h i b i t t h eg r o w t ha n dr e p r o d u c t i o no f c o r r u p t i o n ，b u ti tc o u l dn o tr a i s et h ea n t i o x i d a n tc a p a c i t y ，s o w es c r e e n e dt h ea n t i o x i d a n t st h a tc o u l db eu s e da n dc o m p o s i t eu s e d 、) l ，i mn i s i ni nt h e j u j u b ew i n e w h e n0 0 2g ln i s i n ，o 0 6p e r c e n to f7 0p e r c e n to fp h y t i ca c i d ，0 0 6p e r c e n t o ft e ap o l y p h e n o l ss o l u t i o na n d2 0 0m g | le d t ad i s o d i u mw a sc o m p o s i t eu s e d 。i tp l a y e d ac o u p l er o l e so fa n t i - c o r r o s i o na n da n t i o x i d a n t f i n a l l yw eg a i n e dj u j u b ew i n ew i t l lg o o d p h y s i c a la n dc h e m i c a l ，m i c r o b i o l o g i c a li n d i c a t o r sa n ds e n s o r ye v a l u a t i o n k e y w o r d s ：s u l f u rd i o x i d e ，n i s i n ，j u j u b ew i n e ，p r e s e r v a t i v e ，a n t i o x i d a n t 目录 l 前言1 1 1 果酒的概述1 1 2 红枣与枣酒1 1 2 1 红枣的营养价值和药用价值。l 1 2 2 红枣和枣酒的发展现状1 1 3 二氧化硫在果酒中的应用2 1 3 1 二氧化硫的应用及机理2 1 3 2 使用二氧化硫的优缺点3 1 4 乳酸链球菌素( n i s i n ) 3 1 4 1n i s i n 的性质3i 1 4 2n i s i n 的抑菌机理4 1 4 3n i s i n 的j 立用历史4 1 4 4n i s i n 在食品及发酵酒中的应用”4 1 5 澄清剂5 1 5 1 澄清剂的作用机理”6 1 5 2 澄清剂的种类及其在酒中的应用6 1 9 抗氧化剂9 1 6 1 抗氧化剂的选用9 1 5 2 酒中抗氧化剂的应用l o 1 6 本课题的选题依据及研究内容1 l 1 6 1 本课题的选题依据及意义1 1 1 6 2 本课题的研究内容”1 1 2 材料与方法”1 2 2 1 材料与仪器1 2 2 1 1 实验材料1 2 2 。1 - 2 主要试剂”1 2 2 1 3 主要仪器及设备”l3 2 1 4 培养基“1 3 2 2 测定项目及方法1 4 2 3 实验内容及方法“1 4 2 3 1n i s i n 对酵母生长的影响- 1 4 2 3 2n i s i n 对酵母发酵能力的影响1 4 2 3 3n i s i n 对枣酒发酵过程的影响15 2 3 4 枣酒澄清技术研究15 2 3 5 枣酒贮藏过程中抗氧化能力的测定。1 7 2 3 6 添加乳酸链球菌素的酿造的枣酒的感官评价1 7 3 结果与讨论。18 3 1n i s i n 对酵母生长的影响18 3 1 1n i s i n 对酵母细胞生长的影响1 8 3 1 2 小结。2 1 3 2n i s i n 对酵母细胞发酵力的影响2 l 3 2 1 枣汁培养基观察n i s i n 对酵母细胞发酵力的影响2 l 3 2 2 麦芽汁培养基观察n i s i n 对酵母细胞发酵力的影响2 2 3 2 3 添加过量n i s i n 对酵母细胞发酵能力的影响2 5 3 2 4d 、结”2 6 3 3n i s i n 对枣酒发酵过程的影响。2 6 3 4 枣酒澄清技术的研究2 9 3 4 1 原酒透光率的测定2 9 3 4 2 物理澄清- 2 9 3 4 3 澄清剂澄清3 0 3 4 4 枣酒最佳澄清技术的选择3 4 3 5n i s i n 对枣酒稳定性的影响实验3 5 3 5 1 自然条件下稳定性实验3 5 3 5 2 恒温箱条件下稳定性实验，- ”3 5 3 5 3n i s i n 在枣酒贮藏过程的影响”3 6 3 6 枣酒贮藏过程中抗氧化剂的选择3 8 3 6 1 植酸在枣酒贮藏过程中的抗氧化作用3 8 3 6 2 茶多酚在枣酒贮藏过程中的抗氧化作用”3 9 3 6 3e d t a 二钠在枣酒贮藏过程中的抗氧化作用”3 9 3 6 4 抗氧化剂之间的协同作用”4 0 3 6 5 防腐剂和抗氧化剂的协同增效作用4 2 3 6 6 二氧化硫和其它防腐剂、抗氧化剂复合使用对枣酒贮藏过程的影响4 5 3 6 7 ，j 、结”4 6 3 7 添加n i s i n 酿造枣酒的质量分析4 6 4 结论4 8 5 展望4 9 6 参考? 迂：献”5 0 7 论文发表情况5 5 8 致谢5 6 天津科技大学硕士学位论文 1 前言 1 1 果酒的概述 含有一定糖分和水分的果实，经破碎、压榨取汁、发酵或浸泡等工艺，精心酿制， 而成的各种低度饮料酒，都可称之为果酒。果酒的种类繁多，因各自原料的不同而风 味各异。其中，葡萄酒是最大宗的品种，属于国际型的饮料酒。 发酵型果酒是在酵母菌的作用下，充分利用水果中的糖分产生酒精而加工制成的 低度酒饮料。它不仅能将果实中大部分的营养成分保留下来，而且含有许多微生物代 谢合成的有益物质，对人体健康十分有利，因而深受消费者的喜爱。目前，我国用于 加工果酒的水果占总产量的比例还不i t i t j l o 1 1 ，因地制宜生产各种特色的果酒，不仅 为水果深加工提供了新思路，而且可以丰富市场供应，因而发展果酒业具有广阔前景。 本课题研究的果酒是以红枣为原料酿制而成的枣酒。 1 2 红枣与枣酒 1 2 1 红枣的营养价值和药用价值 红枣皮薄肉厚、香甜脆郁、营养丰富，素有“木本粮食 之称：富含蛋白质、糖 类、维生素、矿物质、皂苷、生物碱和黄酮类物质等，是一种优质食品 2 1 。鲜枣中含 维生素c3 8 0 - 6 0 0 m g 1 0 0 9 ，比苹果、桃子高8 0 9 0 倍，比柑桔高7 1 0 倍，甚至比以维生 素c 含量高而著称的中华猕猴桃还高，为目前栽培果木之冠【3 一o 】。另外，红枣中的维 生素p 含量也是百果之冠【6 7 】。红枣中含有环磷酸腺苷( c a m p ) ，其含量丰富、稳定， 每1 0 0 9 枣果中含有5 0 m g ，比动物肝脏中的含量高出许多倍【引。它具有抗过敏作用和抑 制癌症细胞生长并促进癌细胞转化成正常细胞的功能，同时对防治冠心病也有一定的 疗效。红枣是药食兼用的果品，素有“大补丸、活性维生素丸”之称 9 1 。因此，从人 类健康角度来讲，红枣是大有开发前途的果品资源。 我国是全世界最早将红枣用于医药的国家。现代中医认为：大枣味甘，性温，具 补中益气，养血安神，生津液，解药毒等功效。可用于脾胃虚弱，食欲不振，大便稀 烂，疲乏无力，气血不足，津液亏损，心悸失眠等症。 综上所述，红枣具有降低血液胆固醇，预防血管硬化，增强机体免疫力，延缓衰 老，防癌抑癌等功效，是药食同源的典型。 1 2 2 红枣和枣酒的发展现状 红枣又名大枣，原产于我国，中国枣品种现有7 0 4 个，在我国分布极广，北方各 省均有栽培，尤以黄河中下游地区产量较大。全国现有枣树栽培面积6 0 多万公顷，枣 果总产量达1 l o 万吨，其中河北、河南、山东、山西、陕西5 省的产量约占全国总产量 的9 0 以上。目前我国依然是商品枣的生产和出口贸易大国，栽培面积和产量均居世 界首位【i o 1 1 1 。 1 前言 本课题采用原产于宁夏的具有1 3 0 0 多年悠久历史的灵武长枣为原料，它果实长椭 圆形，口感酥脆爽口，营养丰富，品质极佳，最大单果重量达4 0 克，果皮紫红色，鲜 艳靓丽，可溶性固形物2 5 o ，总糖2 3 o ，总酸0 4 0 ，蛋白质2 5 ，脂肪0 3 ， 全锌1 4 m g k g ，全铁2 8 7 m g k g ，含有丰富的维生素c 、a 、b 、p 等，维生素c 含量 一3 4 5 m g l o o o g ，可食率9 0 0 ；灵武长枣在医学上有广泛的医疗功效，能润心肺、 止咳、补五脏，对高血压、动脉硬化等病有良好疗效，是集营养、保健、美容于一体 的“果中之宝 。灵武长枣被国家质量监督检验检疫局批准为地里标志保护产品，灵 武市被国家林业局命名为“中国灵武长枣之乡”。以红枣为原料开发研制发酵型果酒， 不仅是对红枣资源的充分利用，还可以提高其附加值，同时为果酒的发展提供一个新 的酒种，满足人们同益增长的物质文化需求，因此发展红枣果酒酿造潜力巨大。 长期以来，在果酒酿造中，二氧化硫因同时具有抗氧化和抑菌的特性，已成为保 证果酒质量的不可缺少的重要手段。 1 3 二氧化硫在果酒中的应用 1 3 1 二氧化硫的应用及机理 二氧化硫是果酒中广泛使用的添加剂，具有抗氧化和抑菌防腐等作用，在发酵酒 中主要是作为一种防腐剂使用。亚硫酸盐的杀菌生物机能活性一般有如下顺序：革 兰氏阴性菌 革兰氏阳性菌 霉菌 酵母【1 2 】。 二氧化硫在食品中有两种存在形式，当在醪液或酒中加入二氧化硫，它可以以游 离态和结合态两种形态存在。但只有游离态的二氧化硫具有杀菌能力和抗氧化能力。 关于二氧化硫的抑菌机理有多种理论。其中一种认为在有氧条件下，亚硫酸盐会 阻止酵母中a t p 的形成。同时也有说法是亚硫酸盐与核酸互相影响，中断酵母中的甘 油醛- 3 - 磷酸盐转化成l ，3 - - - 磷酸甘油酸的异构酯，同时它也阻碍n a d 依靠大肠杆菌 中苹果酸盐的草酸盐形成【i3 1 。 二氧化硫及亚硫酸具有极强的嗜氧性，与果酒中的其它成分比较，它们最容易与 氧发生反应而被氧化为硫酸或硫酸盐，从而抑制或推迟其它成分的氧化。这就是s 0 2 的抗氧化作用。 1 3 2 使用二氧化硫的优缺点 二氧化硫是果酒中广泛使用的添加剂，在整个酿造工艺过程中起着举足轻重的作 用。合理使用二氧化硫会使酒色、香、味俱全，达到较理想的风味；但应用不当反而 会起到事倍功半的作用。因此，s 0 2 的正确使用是果酒陈酿过程中一项基本技术，是 保证酒品质量的关键。 适量加入二氧化硫，对果酒能起到很好的抑菌、护色、抗氧化等作用，s 0 2 可促 使酒在木桶和瓶中长期储藏，保持果酒的水果风味和新鲜感。但s 0 2 有挥发性，具有 刺激性的“硫味 和“灼烧 感( 游离s 0 2 为1 5 4 0 m g l 时便可察觉出) 。另外，在酵 母的代谢过程中，也能产生h 2 s 。i - h s 通常含有臭味、大蒜味或洋葱味，对风味破坏极 天津科技大学硕t 学位论文 大，并会破坏酒体的细腻感，有损于果酒的感官特性，从而降低酒的品质。 此外，二氧化硫还可能影响到酵母的生长和繁殖。而且，二氧化硫也有一定的毒 性，会对人体造成危害。酒的成品中残留的s 0 2 过多，对亚硫酸盐敏感的人来说还会 产生一系列过敏反应【1 4 】。 虽然二氧化硫在果酒的酿造过程中具有非常重要的地位，但由于过量二氧化硫对 人体的危害性，世界卫生组织一直要求降低食品中的二氧化硫浓度。国际葡萄与葡萄 酒组织( o i v ) 和各国都规定了葡萄酒q b s 0 2 的最高限量【1 5 】。美国f d a ( 美国食品药物 管理局) 把s 0 2 从食品添加剂“g r a s ( 一般认为安全) 一类中去除，并规定如果产 品中游离s 0 2 含量超过l o p p m ，必须在标签上注b 凋s 0 2 的含量【1 6 】。一些国家对食品中残 留的s 0 2 作了一定的限量，如英国允许的最高使用量是7 0 m g k g 。我国对食品中残留的 s 0 2 也有一定的限制，发酵酒卫生标准( g b 2 7 5 8 8 1 ) 规定了以游离s 0 2 计的残留s 0 2 的限量。按照g b t 1 5 0 3 7 的规定，游离s 0 2 被划为b 类不合格，总s 0 2 被划为a 类不合格， 当葡萄酒中其它项目完全合格而仅仅总s 0 2 超标或两项b 类不合格时，该酒被划为合 格。近年来国内外有关少用或不用s 0 2 生产优质葡萄酒的报道较多【1 7 1 8 1 9 ，2 0 2 1 2 1 。 随着人们生活水平的提高，健康、绿色的食品越来越受到消费者的欢迎。利用安 全、无毒的生物添加剂代替化学添加剂已经成为一种趋势。经多年精心研究，现已开 发出乳酸链球菌素、溶菌酶、昆虫抗菌肽和鱼精蛋白等天然防腐剂，其中被广泛应用 的是乳酸链球菌素，即n i s i n 。 1 4 乳酸链球菌素( n i s i n ) n i s i n 是一种生物防腐剂，是从乳酸链球菌的发酵产物中提取的一类多肽类化合 物。它稳定性好，抗菌性强，应用广泛，不产生副作用。全世界很多国家在多种食品 加工中添加此种防腐剂，效果都很明显。 1 4 1n i s i n 的性质 1 4 1 1 结构 n i s i n 是一种由3 4 个氨基酸残基组成的多肽，分子量3 5 1 0 道尔。氨基酸末端为异亮 氨酸，羟基末端为赖氨酸。它含有4 种异常氨基：脱氢丙氨酸d h a ，脱氢丁氨酸d h b ， 羊毛硫氨酸a l a s a l a ，b 甲基羊毛硫氨酸a l a s a b a ，通过硫醚键形成5 个环，活 性分子常是二聚体或四聚体【2 3 2 4 1 。 1 4 1 2 稳定性 n i s i n 分子在酸性条件下呈现最大稳定性，在p h 较低时更易溶解。n i s i n 经l1 5 6 c 高压灭菌后在p h 值为2 时仍然是稳定的，但在p h 值为6 8 时失去9 0 的活性【2 5 1 。实验证 明，在热处理过程中，大分子物质如牛奶或肉汤等对n i s i n 分子有保护作用【2 酗。食品贮 存期间n i s i n 也会失活，特别是在高温和高p h 值下损失更明显。有关资料表明其损失 可能与热处理的温度、p h 值、底物、货架期的温度和时间有关。 1 4 1 3 抗菌性 1 前言 n i s i n 对许多革兰氏阳性菌，尤其是产生芽胞的革兰氏阳性菌具有抑制作用，如乳 杆菌属、链球菌属、葡萄球菌属及微球菌属等 2 7 1 ，而对于绝大多数革兰氏阴性菌则没 有作用，并且在一般抑菌生长的浓度范围内，对酵母霉菌也没有效果【2 & 2 9 1 。 1 4 2n i s i n 的抑菌机理 n i s i n 之所以能抑制细菌的生长及芽孢的萌发是基于其对细胞表面的强烈的吸附 进而引起细胞质的释放而实现的。n i s i n 是带有正电荷的疏水短肽，因而它可以作用在 革兰氏阳性菌细胞壁带负电荷的阴离子成分上，如磷壁酸、糖醛酸磷壁酸、酸性多糖 和磷脂。相互作用的结果是与细胞壁形成管状结构，使得小分子量的细胞组成成分从 孔道中泄露出来，导致细胞内外能差消失，对蛋白质、多糖等物质的生物合成产生抑 制作用 3 0 1 。而革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌相比，其细胞壁成分复杂而且结构致密， n i s i n 无法通过，因而对其不能发挥作用。但当经过处理改变革兰氏阴性菌的细胞壁通 透性后同样对n i s i n 敏感。 1 4 3n i s i n f l 勺应用历史 细菌素是一类具有生物活性的蛋白质或多肽类物质，对那些与产细菌素菌株亲缘 关系较近的菌种有杀菌或抑菌作用。n i s i n 是由某些乳酸乳球菌( l a c t o c o c c u sl a c t i s s s p 1 a c t i s ) 在代谢过程中合成和分泌的具有较强抑菌作用的小分子肽【3 ，是目前研究 最多，应用较广的由乳酸菌产生的唯一能应用于商业化生产的细菌素之一。早在1 9 2 8 年，r o g e r s 和w h i t t i e r 就发现乳酸乳球菌的代谢产物能够抑制部分革兰氏阳性菌的生 长。1 9 4 4 年m a t t i c k 和h i r s c h 发现血清学n 群中的一些乳酸乳球菌能产生蛋白类抑菌物 质，命名为n i n h i b i t o r ys u b s t a n c e ，即n 群抑菌物质，简称n i s i n 或乳链菌肽。1 9 5 1 年， h i r s c h 等f 3 2 】人应用n i s i n 至u 食品保藏中，成功的抑制了由产气梭状芽孢杆菌( c l o s t r i d i u m p e r f r i n g e n s ) 弓l 起的奶酪腐败，极大改善了奶酪的品质。1 9 5 2 年，c l i n t o c k 等人把产n i s i n 的乳酸乳球菌菌株直接加到酸奶中来控制由产气梭状芽孢杆菌引起的膨胀腐败。1 9 5 3 年，n i s i n 的第一种商业化产品n i s a p a l i n 在英国面世。对n i s i n 的毒性、致癌性、存 活性，再生性、血液化学、肾功能应激反应及动物器官病毒学等生物学研究证明，n i s i n 是安全的，它的l d 5 0 约为7 0 0 0m g k g 1 ，与普通食盐相近。n i s i n 允许使用的最大剂量 为3 3 0 0 01 u k f l ( 体重) 【3 3 】。因此，1 9 6 9 年世界粮农组织( f a o ) 和世界卫生组织( w h o ) 同意将n i s i n 作为一种生物型防腐剂应用于食品工业，以便提高食品的货架期。1 9 8 8 年，美国食品和药物管理局( f d a ) 也正式批准将n i s i n 应用于食品中。1 9 9 2 年3 月2 9 日我 国卫生部食品监督部门签发了n i s i n 在国内的使用合格证明，同时将n i s i n 列入1 9 9 2 年1 0 月l 实施的国标g b 2 7 6 0 8 6 中的增补品种，可用于罐藏食品、植物蛋白食品、乳制品和 肉制品的保藏中。迄今为止，n i s i n 已在全世界约6 0 多个国家和地区被用作食品保护剂， 并获得了广泛的应用。 1 4 4n i s i n 在食品及发酵酒中的应用 n i s i n 是被国际上普遍接受的一种食品级防腐剂，对n i s i n 的毒性、致癌性、存活性、 天津科技火学硕士学位论文 再生性、血液化学、肾功能、应激反应以及动物器官病毒学等生物学研究证明，n i s i n 是安全的。在食品中用n i s i n ，操作简便，对正常生产工艺没有影响 3 4 3 5 - 3 6 ，3 7 3 引。 n i s i n 由于能抑制大部分革兰氏阳性菌的生长，并可以和某些络合剂( 如e d t a 或 柠檬酸) 一起作用使部分革兰氏阴性菌变得敏感【3 9 1 ，所以，与其它乳酸菌产生的细菌 素相比，n i s i n 具有较宽的抑菌谱。除此之外，n i s i n 易于被人体消化道内蛋白酶降解( 在 洳胰凝乳蛋白酶作用下，n i s i n 的活性会丢失) ，并且n i s i n 有良好的热稳定性以及耐酸 和耐低温贮藏等特性，因此应用n i s i n 可降低食品的杀菌温度、减少热处理时间和保持 食品原有的营养与风味等特点，这些特点使它成为一种比较好的天然食品保护剂。目 前，n i s i n 已广泛应用于乳品、罐装食品、肉制品及酒精饮料产品的保存中。曹阳等 4 0 l 就n i s i n 在鲜奶中的应用做了较为详细的研究，结果表明，贮存温度为4 。c 时，在鲜奶 中添 l j s 0 m g k gn i s i n 保质期能达到1 6 天。唐琳等研究乳酸链球菌素对梨汁抑菌作 用，发现它对梨汁具有明显的抑菌作用，且与e d t a 联合使用抑菌效果更明显。刘月 琴等1 4 2 j 等通过实验证明，在啤酒酿造过程中，n i s i n 可有效地抑制革兰氏阳性细菌的生 长，并在整个发酵过程中都有一定的抑菌作用，从而提高啤酒的质量，保证i ：1 味的一 致性。宋柏等【4 3 l 将n i s i n 瓶装生啤酒的抑菌实验，发现n i s i n 对瓶装生啤酒可以起到一 定的抑菌作用。夏云梯】综述y n i s i n 在饮料中的应用，提出当每升醪液中n i s i n 含量 达0 0 3 - 0 1 0 9 ，就能够防止啤酒在发酵过程中乳酸菌的感染，在成品啤酒中，每升含 0 0 1 - 0 0 5 9n i s i n ，就可以抑制贮藏过程中细菌的繁殖，延长啤酒的保存期。 果酒产业作为一种朝阳产业，绿色生物制品n i s i n 的加入，会给它带来更加旺盛的 生机和活力，将使果酒行业朝着更安全、更健康的方向发展。 果酒作为一种商品，自然的色泽和良好的澄清度，显示了商品的魅力，给人以美 的享受，即使有轻微的失光，都认为是酒质不好，变坏的表现。当然，枣中含有较多 的果胶质和蛋白质，是多种有机成分的复合体，在发酵过程中果肉微粒与胶体物质形 成了稳定性很强的浑浊酒体，粘稠度高，因此在长期存放中，发生着复杂的物理的、 化学的、生物的变化，要想枣酒永远保持原有的色泽和稳定度是不可能的。因此，在 枣酒的生产过程中为了保证枣酒的稳定性和澄清度，常常需要澄清处理。 1 5 澄清剂 所谓澄清处理指通过加入能沉淀悬浮物的物质，或其它方法使酒得以澄清。主要 有自然澄清法、机械澄清法和加澄清剂澄清法。澄清剂与酒中的单宁、蛋白质、金属 复合物、某些色素以及果胶质等发生絮凝反应而将这些物质除去，使酒液澄清稳定。 目前，国内外常用的澄清剂主要分为两种：一种是和酒液相互作用的材料，如明胶、 蛋清、鱼胶等；另一种是不和酒液相互作用的材料，如纤维素、膨润土、硅藻土等。 另外，还有某些合成树脂，女i p v p ，p v p p ；多糖类，如琼脂、阿拉伯树胶以及硅胶等 也是常用澄清剂。 1 5 1 澄清剂的作用机理 1 前言 澄清剂的作用机理大致可分为三种【4 5 1 ：( 1 ) 澄清剂与酒中胶状混合物发生化学反 应，如果胶酶制剂是利用其水解果汁中的果胶物质，使果酒中其它胶体失去果胶的保 护作用而共同沉淀，达到澄清目的。( 2 ) 澄清剂溶解后产生强大的吸附力，吸附果酒 中分散的悬浮微粒产生胶体的凝聚作用，如皂土能吸附它本身重量8 1 0 倍的水分，形 成糊状粘质物，具有强大吸附力，加入酒中能吸附蛋白质、色素等悬浮微粒而产生胶 体的凝聚作用，使酒体澄清。( 3 ) 澄清剂所带正电荷与悬浮微粒所带负电荷相互作用 达到等电点，使其絮凝沉淀。例如，明胶的澄清机理是利用其本身带正电荷与带负电 荷的单宁相聚合而将果酒中其他悬浮微粒吸附下沉，达到澄清效果。每种澄清剂都具 有以上一种或两种作用机理，由于不同酒所含悬浮微粒不同，具有各自特性，所以选 用澄清剂前必须了解所需澄清的酒的特性，据此选择几种澄清剂，设不同浓度进行试 验，选用澄清效果最好的澄清剂及其最佳浓度进行澄清处理。 1 5 2 澄清剂的种类及其在酒中的应用 ( 1 ) 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，皂土的活性成分为蒙脱石( m o n t m o r r i l o n i t e ) ，是一种具有特殊晶体结构和高膨 胀力的矿物质。 皂土加量一般为6 0 1 2 0 9 l o o l 。要充分发挥皂土的澄清效果，必须搅拌酒液使其 和皂土充分接触混合。皂土在使用前，必须在5 7 倍水中充分浸泡膨胀至少2 4 d , 时，只 有这样，皂土才能充分发挥作用。处理时可用搅拌机将酒液搅动后，缓慢加入皂土悬 浮液。然后，再搅拌1 5 3 0 分钟。停止数小时后，再搅拌一次，效果更好。用皂土做澄 清剂，最好与过滤操作结合进行，一旦胶体开始凝集，即可加热过滤。 韩明波对苹果酒硅藻土的添加量进行试验认为，皂土的添加量对酒质的影响很 大，随着皂土添加量的增大，酒液澄清度越来越好，而干浸出物越来越低，口感也越 来越差。所以，皂土的添加量不是越多越好，并且绝对不能重复加皂土。综合质量与 口感等各方面因素，选择添加o 1 5 的皂土，苹果酒的质量比较稳定且口感较好。 李敏杰等【4 6 】用皂土澄清菠萝果酒确定当其添加量为o 1 1 时，澄清效果最好。丁 筑红等【4 7 l 在对壳聚糖、皂土澄清发酵酒的研究中发现，壳聚糖、皂土联用，效果优于 单一澄清剂，且澄清后酒体澄清透明、风味好、具有良好的贮藏稳定性。夏秀梅等【4 8 j 研究苹果酒皂土添加量试验，确定添加1 5 0 的皂土，苹果酒的质量比较稳定且口感较 好。赵建根等f 4 9 1 采用皂土硅胶作为澄清剂处理苹果酒，去除了蛋白质等大分子等 胶体物质，减轻了皂土的脱色作用，提高了产品的稳定性。 ( 2 ) 硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，主要由古代硅藻遗体组成。为一种多 孔物质，其表面积很大，它的主要化学成分是s i 0 2 ，含有少量的a 1 2 0 3 、f e 2 0 3 、c a o 、 m g o 、k 2 0 、n a 2 0 、p 2 0 5 和有机质。硅藻土的矿物成分主要是蛋白石及其变种，其次 是粘土矿物水云母、高岭石和矿物碎屑。矿物碎屑有石英、长石、黑云母及有机 质等。有机物含量从微量到3 0 以上。其颜色为白色、灰白色、灰色和浅灰褐色等， 6 天淬科技人学硕士学位论文 有细腻、松散、质轻、多孔、吸水和渗透性强的特性。目前国内的硅藻土种类很多， 其性质差异很大，应选择适当的硅藻土种类并加以应用。 由于硅藻土的特殊的结构构造，使得它具有较强的吸附性。用硅藻土处理酒，其 中的c a 、m g 等金属离子与果胶酸作用形成果胶酸盐，加速了果胶的沉淀，同时， 它还可以吸附部分的果胶、色素、酵母等其它固体悬浮物，从而达到澄清原酒的目的。 作为酒类的澄清剂使用时，通常用来消除蛋白质混浊，应边搅拌酒液边徐徐倾入硅藻 土。例如，较清的果酒，其用量为0 0 5 0 2 ；混浊的酒，用量为0 4 5 0 6 0 。杨 辉等1 5 0 j 研究苹果酒澄清工艺，发现硅藻土有很好的澄清效果，在加量合适时半小时内 酒液就可以达到澄清透明，透光率t 6 5 0 9 0 ，且对苹果酒的风味影响甚小。何正军 p l 】采用不同的吸附剂对雪山红景天酒进行澄清过滤，选择s x 一8 6 5 与硅藻土过滤机联 合处理的方式，收到了良好的效果。 ( 3 ) 聚乙烯吡咯酮( p v p p ) 为白色或近白色具有吸湿性易流动粉末，无臭或微臭， 不溶于水、碱、酸及常用有机溶剂。立体扫描照片显示其粒子之间有许多皱褶和2 1 0 n m 的微孔，有大的表面积。具有很强的膨胀性能和与多酚类、羧酸和小分子物质的络合 能力。酿造和饮料工业领域中，p v p p 因具有较强的选择吸附能力，能有效地除去植 物性饮料中的花色苷和众多酚，从而除去植物性饮料的非生物沉淀，保持口感和原风 味，提高清晰度，改善色泽，延长保持期，因此用作啤酒、白酒、葡萄酒、果汁等饮 料的稳定剂，延长其储存期。 李风1 5 z j 研究不同澄清剂澄清红葡萄酒的效果比较，确定p v p p 的最适用量为 3 0 0 m g l 。史清龙等p 列在对桑椹酒澄清工艺的研究中，确定p v p p 是较为理想的澄清剂， 并同时对p v p p 澄清桑椹酒的工艺条件进行了研究，发现p v p p 的量、原酒的p h 、温度 和澄清时间对澄清效果有较大影响。崔英德等【5 4 5 5 】采用自$ 1 j p v p p 吸附啤酒中的多酚 类物质，通过实验发现：p v p p 的交联度为o 3 用量为0 3 9 l 时，啤酒中多酚类物质 的残留率为1 8 2 5 ，回收再生p v p p 的吸附能力为新p v p p 吸附能力的9 8 5 3 。 ( 4 ) 壳聚糖是氨基葡萄糖的直链多聚糖，可由甲壳素( c h i t i n ) 脱去乙酰基制得【5 6 1 ， 是自然界中存在的唯一丰富的碱性多糖，其分子链上具有氨基、羟基官能团，比其它 高分子更适合在食品工业中应用，具有良好的生物降解性、相容性、吸附性、成膜性、 通透性、成纤性、吸湿性和保湿性，是一种新型的絮凝澄清剂，美国食品与医药卫生