劉小莉，仇小妹，王英，張麗霞，李瑩，周劍忠（江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇南京210014）

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藍(lán)莓果酒發(fā)酵工藝條件及品質(zhì)研究

劉小莉，仇小妹，王英，張麗霞，李瑩，周劍忠
（江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇南京210014）

摘要：為了研究開(kāi)發(fā)口感醇正的藍(lán)莓果酒，優(yōu)化藍(lán)莓果酒的最佳發(fā)酵工藝條件，并評(píng)估其品質(zhì)。在發(fā)酵溫度為20℃、加糖量為14%、酵母接入量為5%的條件下，陳釀3個(gè)月后藍(lán)莓果酒殘?zhí)橇繛椋?.75±0.15）g/L，pH為3.18±0.22，有機(jī)酸（以檸檬酸計(jì)）含量（8.68±0.22）g/L，酒精度為（12.00±1.00）%（體積分?jǐn)?shù)），花色苷含量為（521.50±4.50）g/L，總酚含量為（160.10±2.91）mg/100mL，總抗氧化能力為（113.57±2.43）U/mL。果酒抗超氧陰離子能力和抑制羥自由基能力與總酚含量具有顯著的相關(guān)性，而與花色苷含量的相關(guān)性略低于總酚。采用固相微萃取法（SPME）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜（GCMS）聯(lián)用技術(shù)確定了藍(lán)莓果酒主體風(fēng)味物質(zhì)包括醇類(lèi)化合物、酸類(lèi)化合物、酯類(lèi)化合物、醛類(lèi)化合物，還有少部分的芳香環(huán)類(lèi)物質(zhì)，相對(duì)含量超過(guò)1%的主要成分為苯乙醇、沉香醇、環(huán)庚三烯酚酮、2，6-二甲基安息香醛、十六烷酸、1，3-丁二醇、4-己烯酸乙酯、2-乙基-1-丁醇。

關(guān)鍵詞：藍(lán)莓果酒；發(fā)酵；抗氧化；風(fēng)味

藍(lán)莓原產(chǎn)美洲，是少有的藍(lán)色食物之一，除了常規(guī)的營(yíng)養(yǎng)成分之外，還富含花色苷、鞣花酸、熊果甙等特殊生物活性物質(zhì)，抗氧化活性極高，被國(guó)際糧農(nóng)組織列為五大健康食品之一，享有“漿果之王”的美譽(yù)［1］。隨著人們消費(fèi)水平的提高和健康理念的轉(zhuǎn)變，在眾多產(chǎn)品中果酒日益受到青睞，而且與其他產(chǎn)品相比果酒具有更高的附加值和經(jīng)濟(jì)效益，因此也倍受企業(yè)關(guān)注。鑒于藍(lán)莓鮮果原料具有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，藍(lán)莓干紅作為除葡萄以外的高檔特色小漿果果酒產(chǎn)品具有很好的市場(chǎng)發(fā)展前景。

果酒的品質(zhì)主要受水果品質(zhì)、釀酒酵母菌株及釀造工藝技術(shù)等因素影響［2］，所以確定最佳生產(chǎn)工藝條件對(duì)釀造出好的藍(lán)莓果酒至關(guān)重要。藍(lán)莓汁中有機(jī)酸含量豐富，尤其是蘋(píng)果酸，它是一種具有強(qiáng)烈辛酸味的雙羧酸，口感不佳［3］。我們?cè)谇捌谘芯恐袕淖匀话l(fā)酵的藍(lán)莓果酒中分離得到一株降酸酵母FM-sc-08，經(jīng)過(guò)誘變得到菌株FM-sc-08-2U，降L-蘋(píng)果酸比率達(dá)到（29.48±0.21）%，而且具有良好的發(fā)酵性能，適合發(fā)酵藍(lán)莓果酒［4-5］。本文以藍(lán)莓作為原料，以降酸酵母FM-sc-08-2U作為菌種，研制發(fā)酵型藍(lán)莓酒，考察發(fā)酵溫度、果汁起始糖度和酵母接種量對(duì)藍(lán)莓果酒品質(zhì)及抗氧化能力的影響，確定其最佳工藝條件，并以抑制羥自由基能力和抗超氧陰離子能力為抗氧化活性指標(biāo)，研究了花色苷和總酚含量與抗氧化活性之間的相關(guān)性。

1　材料與方法

1.1材料和試劑

速凍兔眼藍(lán)莓（-20℃保藏）：由南京溧水新得力食品有限公司提供；降酸酵母FM-cs-08-2U：江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所食品生物工程研究室保存；果漿酶、果膠酶（酶活力≥35 000 U/g）：諾維信生物技術(shù)有限公司；檸檬酸（食品級(jí)）：宜興市第二化學(xué)試劑廠；偏重亞硫酸鉀（食品級(jí)）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷：購(gòu)于Sigma-Aldrich公司；其他試劑均為分析純：購(gòu)于上?；瘜W(xué)試劑有限公司。

1.2主要儀器

UV-1600PC型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海美譜達(dá)儀器有限公司；SevenEasy plus pH儀：梅特勒-托利多儀器上海有限公司；TRACE氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用儀：Finnigan公司。

1.3方法

1.3.1藍(lán)莓果酒發(fā)酵工藝

冷凍藍(lán)莓原料于4℃解凍，沸水熱燙2 min后冷卻到常溫，高速勻漿機(jī)破碎打漿，分別添加0.3%（體積分?jǐn)?shù)）果膠酶和復(fù)合果漿酶，45℃水浴條件下酶解3.5 h后經(jīng)3 500 r/min離心30 min，收集上清液得到藍(lán)莓汁。加入終濃度75 mg/L的偏重亞硫酸鉀和適量蔗糖，接種活化好的釀酒酵母FM-sc-08-2U菌種，在適宜溫度下進(jìn)行發(fā)酵，當(dāng)殘?zhí)橇拷档?.4%時(shí)，發(fā)酵結(jié)束。于15℃～18℃下靜置陳釀3個(gè)月，分別以硅藻土和0.1 μm濾膜過(guò)濾，得澄清的藍(lán)莓果酒。測(cè)定果酒各理化指標(biāo)及果酒的抗氧化能力。

1.3.2藍(lán)莓酒酒品指標(biāo)測(cè)定

酒精度測(cè)定：GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中酒精計(jì)法；總糖測(cè)定：蒽酮比色法［6］；總酸測(cè)定：GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中電位滴定法，以檸檬酸計(jì)；pH測(cè)定：pH計(jì)直接測(cè)定；花色苷測(cè)定；pH示差法［7］；總酚含量測(cè)定：Folin-Ciocalteu法［8］；蛋白質(zhì)含量、總抗氧化能力、抑制羥自由基能力、抗超氧陰離子自由基活力測(cè)定：分別采用南京建材生物工程研究所的測(cè)定試劑盒進(jìn)行測(cè)定；感官評(píng)定：參照GB 15037-2006《葡萄酒》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定。

1.3.3香氣成分分析

采用固相微萃取-氣質(zhì)連用檢測(cè)樣品中的香氣成分［9］。將固相微萃?。⊿PME）的萃取頭在氣相色譜儀的進(jìn)樣口老化1 h，老化溫度為220℃。樣品置于裝有磁力攪拌器的頂空瓶中，加蓋密封，果酒樣品加NaCl 2 g后放入37℃水浴中平衡10 min。將老化好的萃取頭插入樣品瓶頂空部分，在磁力攪拌器上萃取30 min，萃取溫度為37℃，然后將萃取頭抽出插入氣質(zhì)聯(lián)用儀，于220℃解吸5 min，進(jìn)行GC/MS檢測(cè)分析。

氣相色譜檢測(cè)條件：以高純氦氣為載氣，流量1.0 mL/min；進(jìn)樣量0.3 μL，分流進(jìn)樣，分流比40∶1；氫火焰離子檢測(cè)器（FID）；加熱器溫度270℃；DB-5MS毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升溫程序?yàn)橐?0℃/min從40℃升到250℃（10 min）。

質(zhì)譜條件：電子轟擊（EI）離子源；電子能量70 eV，燈絲發(fā)射電流為200 μA，離子源溫度為200℃，接口溫度250℃，檢測(cè)器電壓350 V，掃描范圍35 amu～625 amu；NIST譜庫(kù)比對(duì)。

1.4數(shù)據(jù)分析

所有的測(cè)試平行測(cè)量3次，相關(guān)性與顯著性差異采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，以P＜0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2　結(jié)果與討論

2.1不同發(fā)酵溫度對(duì)藍(lán)莓果酒成分及總抗氧化能力的影響

溫度是影響酵母生長(zhǎng)、繁殖與發(fā)酵的主要環(huán)境因素，對(duì)酒精發(fā)酵及蘋(píng)果酸分解有很大影響［10］，因此對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味和口感有較大影響，對(duì)于發(fā)酵過(guò)程極為重要。在相同發(fā)酵條件下，控制藍(lán)莓汁的發(fā)酵溫度分別為20、25、30℃，發(fā)酵結(jié)束后的藍(lán)莓酒各種理化指標(biāo)及總抗氧化能力見(jiàn)表1。

表1　不同發(fā)酵溫度對(duì)藍(lán)莓酒品質(zhì)的影響Table 1　Physichemical parameters of blueberry wines at different temperatures

從表1可知，20℃和25℃條件下，酒精度無(wú)明顯差異，當(dāng)發(fā)酵溫度升高為30℃，酒精度僅為10.50%（體積分?jǐn)?shù)），這可能是因?yàn)楦邷叵掳l(fā)酵初期酵母生長(zhǎng)速度較快，迅速進(jìn)入衰亡期，不能在發(fā)酵后期將發(fā)酵液中的糖有效轉(zhuǎn)化成酒精。另外，低溫條件下果酒中的蛋白質(zhì)、花色苷、總酚含量以及總抗氧化能力也顯著高于高溫條件下發(fā)酵的果酒，因此選擇20℃發(fā)酵較為合適。Killian等［11］的研究結(jié)果也認(rèn)為，較低的發(fā)酵溫度有利于改善產(chǎn)品的質(zhì)量，這主要是因?yàn)榘l(fā)酵溫度升高會(huì)使果香揮發(fā)、氧化損失加大，還會(huì)引起高級(jí)醇、揮發(fā)酸、醛類(lèi)等副產(chǎn)物的增加，使酒的風(fēng)味劣變。

2.2不同加糖量對(duì)藍(lán)莓酒成分及總抗氧化能力的影響

果汁中的糖度直接影響酒精產(chǎn)量，酒精發(fā)酵本質(zhì)上是一個(gè)由微生物作用通過(guò)糖酵解途徑，將葡萄糖和果糖代謝為丙酮酸，丙酮酸先脫羧生成乙醛，乙醛再還原為乙醇的過(guò)程。糖量過(guò)低，產(chǎn)生酒精度過(guò)低，無(wú)法達(dá)到果酒標(biāo)準(zhǔn)；糖量過(guò)高，則會(huì)抑制酵母的生長(zhǎng)，影響整個(gè)發(fā)酵過(guò)程，所以添加的糖量需要在一定范圍內(nèi)［12］。在相同發(fā)酵條件下，分別加入12%、14%和16%的白砂糖，相應(yīng)起始糖度為22、24、26°Bx，研究不同起始糖量對(duì)藍(lán)莓酒品質(zhì)的影響，結(jié)果如表2所示。

表2　不同起始糖量對(duì)藍(lán)莓酒品質(zhì)的影響Table 2　Physichemical parameters of blueberry wines with different sugar concentrations

如表2所示，隨著糖度的增加，果酒酒精度和總酚含量逐漸增加，但花色苷和總抗氧化能力呈下降趨勢(shì)。綜合考慮，當(dāng)添加14%的白砂糖使起始糖度為24°Bx時(shí)，藍(lán)莓果酒的風(fēng)味、口感和抗氧化活性成分含量都處于較高的水平。

2.3不同的接種量對(duì)藍(lán)莓果酒成分及總抗氧化能力的影響

接種量與發(fā)酵周期有直接關(guān)系。接種量小，則發(fā)酵慢，產(chǎn)生酒精度低；接種量大，則發(fā)酵時(shí)間短，能夠減少染菌機(jī)會(huì)，但接種量過(guò)大，易產(chǎn)生酵母異味［13］。表3所示為不同酵母接種量對(duì)藍(lán)莓果酒各理化指標(biāo)的影響結(jié)果。

由表3可知，接種量低于5%時(shí)，酒精度低；接入量為7%時(shí)，發(fā)酵迅速，但酵母異味重；接種量為5%時(shí)，發(fā)酵平穩(wěn)，酒精度適宜，且沒(méi)有異味產(chǎn)生，故酵母添加量以5%為宜。

表3　不同酵母接種量對(duì)藍(lán)莓酒品質(zhì)的影響Table 3　Physichemical parameters of blueberry wines with different inoculums concentration

經(jīng)過(guò)上述單因素試驗(yàn)，確定最佳工藝條件為20℃低溫發(fā)酵，添加糖量為14%，酵母接種量5%。按最佳工藝條件，將FM-cs-08-2U酵母菌株接種到藍(lán)莓汁進(jìn)行酒精發(fā)酵，經(jīng)過(guò)3個(gè)月陳釀后對(duì)酒樣進(jìn)行感官評(píng)價(jià)及理化指標(biāo)測(cè)定，發(fā)酵的藍(lán)莓果酒色澤深紅，澄清透亮，口味協(xié)調(diào)，酸甜適口，后味較長(zhǎng)，具有純正、優(yōu)雅、怡悅、和諧的果香與酒香，同時(shí)符合國(guó)標(biāo)各項(xiàng)理化指標(biāo)，屬于平靜葡萄酒干葡萄酒，殘?zhí)橇浚ㄒ云咸烟怯?jì)）為（3.75±0.15）g/L，pH為3.18±0.22，有機(jī)酸（以檸檬酸計(jì)）含量（8.68±0.22 g/L），酒精度為（12.00±1.00）%（體積分?jǐn)?shù)），花色苷含量為（521.50±4.50）g/L，總酚含量為（160.10±2.91）mg/100 mL，總抗氧化能力為（113.57±2.43）U/mL。

2.4藍(lán)莓果酒中花色苷、總酚與抗氧化能力的相關(guān)性分析

測(cè)定發(fā)酵過(guò)程中花色苷含量、總酚含量及果酒抗超氧陰離子能力及清除羥自由基能力的變化，研究其相關(guān)性，結(jié)果如圖1所示。

圖1結(jié)果顯示，抗超氧陰離子自由基活力與花色苷含量和總酚含量相關(guān)系數(shù)分別為0.794 3和0.941 4，抑制羥自由基能力與花色苷含量和總酚含量相關(guān)系數(shù)分別為0.807 6和0.956 6，可見(jiàn)抗氧化能力與總酚含量的相關(guān)性較與花色苷含量的相關(guān)性更為顯著，可通過(guò)其總酚的含量的測(cè)定有效預(yù)測(cè)其抗氧化能力，與Velioglu等［14］的研究結(jié)論一致。

2.5藍(lán)莓果酒香氣成分分析

藍(lán)莓果汁與果酒的GC-MS分析結(jié)果見(jiàn)表4、表5。

圖1　藍(lán)莓酒中花色苷含量、總酚含量與抗超氧陰離子自由基能力、抑制羥自由基能力之間的相關(guān)性Fig.1　Correlation between O2-·And hydroxyl free radical（·OH）inhibition activity and contents of total phenol and anthocyanins in blueberry wine

表4　藍(lán)莓果汁樣品香氣成分分析Table 4　Flavor components analysis of blueberry juice

續(xù)表4　藍(lán)莓果汁樣品香氣成分分析Continue table 4　Flavor components analysis of blueberry juice

表5　 藍(lán)莓果酒樣品香氣成分分析Table 5　Flavor components analysis of blueberry wine

續(xù)表5　藍(lán)莓果酒樣品香氣成分分析Cuntinue table 5　Flavor components analysis of blueberry wine

由表4、表5可以看出，藍(lán)莓果汁經(jīng)發(fā)酵后，香氣成分有明顯變化。香氣成分主要是醇類(lèi)化合物、酸類(lèi)化合物、酯類(lèi)化合物、醛類(lèi)化合物，還有少部分的芳香環(huán)類(lèi)物質(zhì)。分別從果汁和果酒中鑒定出49、34種香氣成分，對(duì)比顯示藍(lán)莓果汁中有13種香氣成分在果酒中仍可檢測(cè)到，分別為1-己醇、2-庚醇、正辛醇、沉香醇、苯乙醇、癸酸、正十二烷醇、2，4-二回（1，1-二甲基乙基吡咯）苯酚、十四烷酸、十六酸、十六酸乙酯、9-十八碳烯酸和硬脂酸，但百分含量均有所變化。藍(lán)莓果酒中相對(duì)含量超過(guò)1%的主要成分為苯乙醇、沉香醇、環(huán)庚三烯酚酮、2，6-二甲基安息香醛、十六烷酸、1，3-丁二醇、苯甲酸乙酯、丁二酸二乙酯、1-甲醇-3-環(huán)己烯、乙酸-2-苯基乙酯、2-乙基-1-丁醇。

3　結(jié)論

通過(guò)單因素試驗(yàn)，優(yōu)化藍(lán)莓酒發(fā)酵工藝參數(shù)，確定發(fā)酵溫度為20℃，加糖量為14%，酵母接入量為5%。在此條件下，能夠釀出高品質(zhì)且具有較強(qiáng)抗氧化能力的藍(lán)莓果酒。陳釀3個(gè)月的藍(lán)莓果酒酒液色澤深紅，酸甜適口，后味較長(zhǎng)，具有純正、優(yōu)雅、怡悅、和諧的果香與酒香。其中殘?zhí)橇浚ㄒ云咸烟怯?jì)）（3.75±0.15）g/L，pH為3.18± 0.22，有機(jī)酸（以檸檬酸計(jì)）含量（8.68±0.22）g/L，酒精度為（12.00±1.00）%（體積分?jǐn)?shù)），花色苷含量為（521.50± 4.50）g/L，總酚含量為（160.10±2.91）mg/100 mL，總抗氧化能力為（113.57±2.43）U/mL。

藍(lán)莓酒的抗超氧陰離子能力和抑制羥自由基能力與總酚含量具有顯著的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.941 4和0.956 6；與花色苷含量的相關(guān)性略低于總酚，相關(guān)系數(shù)分別為0.794 3和0.807 6。采用固相微萃取法（SPME）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)確定了藍(lán)莓果酒主體風(fēng)味物質(zhì)包括醇類(lèi)化合物、酸類(lèi)化合物、酯類(lèi)化合物、醛類(lèi)化合物，還有少部分的芳香環(huán)類(lèi)物質(zhì)，相對(duì)含量超過(guò)1%的主要成分為苯乙醇、沉香醇、環(huán)庚三烯酚酮、2，6-二甲基安息香醛、十六烷酸、1，3-丁二醇、4-己烯酸乙酯、2-乙基-1-丁醇。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.11.020

基金項(xiàng)目：江蘇省科技支撐項(xiàng)目（BE2014302）

作者簡(jiǎn)介：劉小莉（1981—），女（漢），副研究員，博士，研究方向：食品科學(xué)。

收稿日期：2015-05-12

Study on the Fermentation Optimization and Quality of Blueberry Wine

LIU Xiao-li，QIU Xiao-mei，WANG Ying，ZHANG Li-xia，LI Ying，ZHOU Jian-zhong
（Institution of Agro-product Processing，Jiangsu Academy of Agricultural Sciences，Nanjing 210014，Jiangsu，China）

Abstract：In order to produce good blueberry wine，the best fermentation parameters were optimized，and the quality was evaluated.After 3 months of post-fermentation under the condition of temperature 20℃，sugar addition 14%and yeast inocula 5%，the blueberry wine contains（3.75±0.15）g/L residual sugar，（8.68± 0.22）g/L organic acids，（521.50±4.50）g/L anthocyanins and（160.10±2.91）mg/100 mL total phenol，with pH 3.18±0.22 and alcohol content（12.00±1.00）%（V/V）.Compared to anthocyanin content，the total phenol content contributes more to the anti-superoxide anion ability and anti-hydroxyl free radical ability.Solidphase microextraction（SPME）and gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS）were carried out to analyze the flavor compounds in blueberry wine.The key flavor compounds were alcohols，acids，esters，aldehydes and aromatic ring compounds.The compounds with the content of above 1%were phenethyl alcohol，linalool，tropolone，2，6-dimethyl benzaldehyde，hexadecanoic acid，1，3-butanediol，4-hexene acid ethyl ester，2-ethyl-1-butanol.

Key words：blueberry wine；fermentation；anti-oxidant；flavor