劉樹(shù)勛,劉恩超,陳　晨,王紹陽(yáng),歐陽(yáng)驍宇,張柏林,朱保慶

(北京林業(yè)大學(xué) 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 食品科學(xué)與工程系,北京 100083;林業(yè)食品加工與安全北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083)

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橡木片對(duì)篤斯越橘果酒顏色和酚類(lèi)物質(zhì)含量的影響

劉樹(shù)勛,劉恩超,陳晨,王紹陽(yáng),歐陽(yáng)驍宇,張柏林,朱保慶*

(北京林業(yè)大學(xué) 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 食品科學(xué)與工程系,北京 100083;林業(yè)食品加工與安全北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083)

采用分光光度法和CIELab法,檢測(cè)不同濃度橡木片陳釀的篤斯越橘果酒酚類(lèi)物質(zhì)含量和顏色參數(shù)的變化。結(jié)果表明:添加橡木片的篤斯越橘果酒,其總酚和總花色苷含量在不同陳釀階段均顯著提高,總類(lèi)黃酮含量在陳釀1個(gè)月和3個(gè)月時(shí)顯著高于不添加組,陳釀6個(gè)月后無(wú)顯著性差異;橡木片能夠提高輔色類(lèi)花色苷的比率,降低聚合類(lèi)花色苷比率;相對(duì)于不添加組,橡木片陳釀的篤斯越橘果酒在各陳釀階段L*值、b*和H*值均顯著降低,a*值顯著上升。添加2 g/L和4 g/L橡木片之間,陳釀1個(gè)月和3個(gè)月各項(xiàng)指標(biāo)均具有顯著性差異,陳釀6個(gè)月,差異性不顯著。研究表明橡木片對(duì)篤斯越橘果酒酚類(lèi)物質(zhì)含量和顏色具有重要影響且添加量為4 g/L時(shí)效果更明顯。

橡木片,篤斯越橘果酒,陳釀,多酚,顏色參數(shù)

篤斯越橘(VacciniumuliginosumL.,又稱Bog bilberry),屬于杜鵑花科越橘屬,是一種生長(zhǎng)在北半球低溫地區(qū)的矮叢野生藍(lán)莓[1],在我國(guó)大小興安嶺地區(qū)分布廣泛。其果實(shí)中含有大量花色苷和黃酮醇等酚類(lèi)物質(zhì),被證實(shí)具有抗氧化、抗癌、增強(qiáng)免疫力等功效[2-4]。篤斯越橘果實(shí)有機(jī)酸含量極高,不宜鮮食,常加工成果干銷(xiāo)售。糖漬處理時(shí)部分果實(shí)因皮薄不可避免地破碎至糖漬液中,由此產(chǎn)生的野生藍(lán)莓果漿,含有豐富的糖酸及酚類(lèi)物質(zhì),可以作為發(fā)酵野生藍(lán)莓酒的原料[5]。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),以篤斯越橘果漿為原料發(fā)酵的果酒,總酚含量較高,但與葡萄酒差異很大,尤其是不含黃烷三醇類(lèi)單體。篤斯越橘果酒在陳釀過(guò)程中顏色不穩(wěn)定,其典型的藍(lán)紫色調(diào)褪化速度較快[5],使產(chǎn)品的感官品質(zhì)受到很大影響。

實(shí)踐表明,在陳釀過(guò)程應(yīng)用橡木制品對(duì)葡萄酒顏色具有重要影響,梁迎萍[6]等人的研究表明橡木塊陳釀的赤霞珠葡萄酒相較于不銹鋼罐陳釀,其色度值提高了8.33%;Gortzi O[7]等研究了橡木片對(duì)希臘紅葡萄酒品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)抗氧化性和顏色飽和度均顯著提高;Oberholster A[8]等在不同陳釀方式對(duì)葡萄酒質(zhì)量的影響的研究中指出,橡木制品和微氧環(huán)境的共同作用能夠顯著提高葡萄酒的紅色色調(diào);Gallego L[9]采用不同產(chǎn)地和類(lèi)型的橡木制品陳釀葡萄酒,相對(duì)于美國(guó)和法國(guó)橡木制品,微氧條件下西班牙橡木片穩(wěn)定葡萄酒花色苷結(jié)構(gòu)和顏色的效果最好;Pérez-Magario S[10]研究發(fā)現(xiàn)橡木制品中的酚酸和橡木水解單寧能夠穩(wěn)定單體花色苷的結(jié)構(gòu),進(jìn)而影響葡萄酒的顏色。但目前有關(guān)橡木制品穩(wěn)定保護(hù)藍(lán)莓酒顏色的報(bào)道很少,本實(shí)驗(yàn)擬通過(guò)在篤斯越橘果酒中添加不同濃度的橡木片,研究陳釀過(guò)程中多酚、類(lèi)黃酮、花色苷含量以及顏色相關(guān)指標(biāo)的變化,為藍(lán)莓酒陳釀過(guò)程中顏色保護(hù)提供參考。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

篤斯越橘果漿內(nèi)蒙古興安獵神原生態(tài)制品有限公司;red fruit活性干酵母、偏重亞硫酸鉀意大利Enartis公司;03VL橡木片中度烘烤,大小規(guī)格一致(1 cm×0.5 cm×0.2 cm),上海杰兔工貿(mào)有限公司;食用小蘇打市售。

4802-UV/VIS紫外分光光度計(jì)尤尼柯(上海)儀器有限公司;FA2004電子天平上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;PHS-3C pH計(jì)上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;TGL-16G臺(tái)式高速離心機(jī)上海菲恰爾分析儀器有限公司;發(fā)酵容器500 L控溫不銹鋼發(fā)酵罐。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1工藝流程篤斯越橘果漿→原料調(diào)整→加入活化好的red fruit活性干酵母→控溫發(fā)酵→倒罐→澄清→調(diào)硫、控溫終止發(fā)酵→過(guò)濾。

1.2.2操作要點(diǎn)

1.2.2.1原料要求要求挑選的原料無(wú)霉變現(xiàn)象。

1.2.2.2原料調(diào)整由于原料糖度和酸度較高,使用飲用水調(diào)整糖度至200 g/L,食用小蘇打調(diào)整pH至3.3。

1.2.2.3控溫發(fā)酵發(fā)酵溫度控制為20～22 ℃。

1.2.2.4倒灌、澄清主要除去沉入容器底部的酒腳和酵母雜質(zhì)等,以免過(guò)多的沉淀物影響發(fā)酵風(fēng)味。

1.2.2.5終止發(fā)酵待發(fā)酵至殘?zhí)沁_(dá)到所需要求時(shí),立即調(diào)硫至40 mg/L并降溫至4 ℃終止發(fā)酵。

1.2.2.6過(guò)濾采用錯(cuò)流式過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾。

1.2.3橡木片添加實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在1 L密閉玻璃容器中分別加入0、2、4 g/L的橡木片和1 L篤斯越橘果酒;在酒窖中(溫度15±2 ℃)避光陳釀6個(gè)月,分別在1個(gè)月,3個(gè)月和6個(gè)月取樣分析,每種添加方式均重復(fù)3次。

1.2.4總酚含量測(cè)定采用Folin-Ciocaltous法測(cè)定[11],以沒(méi)食子酸作為標(biāo)準(zhǔn)品。

1.2.5總類(lèi)黃酮含量測(cè)定采用硝酸鋁絡(luò)合分光光度法測(cè)定[12],以蘆丁作為標(biāo)準(zhǔn)品。

1.2.6花色苷總量測(cè)定采用Association of Analytical Communities(AOAC)頒布的pH試差法測(cè)定[13],用下列公式計(jì)算花色苷總量。

其中:A=(A521 nm-A700 nm)pH1.0-(A521 nm-A700 nm)pH4.5,MW為二甲花翠素-3-葡萄糖苷的相對(duì)分子質(zhì)量(493.2 g/mol);ε為二甲花翠素-3-葡萄糖苷的摩爾消光系數(shù)(28000);Df為稀釋因子(樣品總的稀釋倍數(shù)),1=比色皿光程(cm)。

1.2.7不同種類(lèi)花色苷的組成測(cè)定根據(jù)Boulton[14]發(fā)表的方法測(cè)定輔色類(lèi),游離類(lèi)和聚合類(lèi)花色苷占總花色苷比例。待測(cè)酒樣首先經(jīng)0.45 μm水相膜過(guò)濾并調(diào)整至pH3.6。

Aacet:4 mL待測(cè)酒樣,加入40 μL 10%(V/V)乙醛溶液,反應(yīng)45 min,520 nm處的吸光度值;A20:200 μL樣品用模擬酒溶液(0.125 g酒石酸氫鉀溶解在6 mL無(wú)水乙醇和44 mL去離子水的混合溶液中,并用HCl,NaOH溶液調(diào)整pH至3.6)稀釋20倍,520 nm處的吸光度值;ASO2:取4 mL過(guò)濾后的篤斯越橘果酒樣品,加入320 μL 5% SO2,520 nm處的吸光度值。

輔色類(lèi)花色苷CA%=(Aacet-A20)/Aacet×100

游離類(lèi)花色苷FA%=(A20-ASO2)/Aacet×100

聚合類(lèi)花色苷PA%=ASO2/Aacet×100

1.2.8篤斯越橘果酒顏色參數(shù)測(cè)定采用CLELab空間法測(cè)定篤斯越橘果酒顏色參數(shù)[15-16]。各個(gè)參數(shù)在CLELab空間中的定義為:L*(亮度),紅綠色調(diào)a*(a*>0紅色色調(diào),a*<0綠色色調(diào)),藍(lán)黃色調(diào)b*(b*>0黃色色調(diào),b*<0藍(lán)色色調(diào)),C*(飽和度)和H*(色調(diào)角)。計(jì)算公式如下:

L*=116(Y/Y0)1/3-16;

a*=500[(X/X0)1/3-(Y/Y0)1/3];

b*=200[(Y/Y0)1/3-(Z/Z0)1/3];

C*=(a*2+b*21/2);

H*=arctan(b*/a*);

其中:

X=14.172T440+28.583T530+52.727T600-0.462;

Y=9.005T440+62.965T530+28.168T600-0.063;

Z=94.708T440+15.889T530-5.233T600+1.777;

X0=97.29;Y0=100;Z0=116.14;

T440=10A440;T530=10A530;T600=10A600;

表1　陳釀過(guò)程中各組篤斯越橘果酒總酚、總類(lèi)黃酮和總花色苷含量變化Table 1　Total phenol,flavonoids and anthocyanins contents of different aging bog bilberry wines

注:大寫(xiě)字母表示不同陳釀時(shí)間、相同處理酒樣在0.05水平上的顯著性差異分析結(jié)果,小寫(xiě)字母表示相同陳釀時(shí)間、不同處理酒樣在0.05水平上的顯著性差異分析結(jié)果。

A440,A530,A600分別為440,530,600 nm波長(zhǎng)下吸光度值。

1.3數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析采用Microsoft Excel 2007和SPSS 20.0進(jìn)行。

2　結(jié)果與分析

2.1添加橡木片對(duì)篤斯越橘果酒總酚、總類(lèi)黃酮及總花色苷含量的影響

由表1可知,陳釀1月和3月,添加橡木片的篤斯越橘果酒總酚含量均顯著高于無(wú)添加組,且與橡木片添加量成正相關(guān)關(guān)系;在此期間,無(wú)添加組總酚含量下降比例(4.72%)大于2 g/L組(2.13%)和4 g/L組(2.63%)。主要是由于橡木片自身含有的酚類(lèi)物質(zhì)(包括揮發(fā)性多酚,酚酸和鞣花單寧等)通過(guò)浸泡進(jìn)入到篤斯越橘果酒中,導(dǎo)致總酚含量的增加[17-18]。陳釀6個(gè)月后,3種處理樣品之間總酚含量差異減小。在整個(gè)陳釀階段,所有酒樣總酚含量呈下降趨勢(shì),主要原因是:多酚的氧化降解;多酚物質(zhì)之間或者與其他小分子物質(zhì),如乙醛和丙酮酸,發(fā)生不可逆的聚合反應(yīng)[19-21],產(chǎn)生沉淀。

根據(jù)多酚結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的不同,可以把藍(lán)莓酒中多酚分為類(lèi)黃酮(Flavonoids)和非類(lèi)黃酮(Nonflavonoids)兩大類(lèi),利用硝酸鋁絡(luò)合分光光度法測(cè)定的黃酮總量為類(lèi)黃酮濃度?；ㄉ疹?lèi)(Anthocyanidin)、黃酮醇類(lèi)(Flavonols)、黃酮類(lèi)(Flavones)、黃烷醇類(lèi)(Flavanols)、黃烷酮類(lèi)(Flavanones)是類(lèi)黃酮物質(zhì)的五種主要形式[22]。由于氧化、水解以及高分子聚合物的產(chǎn)生,無(wú)添加組總類(lèi)黃酮含量隨著陳釀時(shí)間的延長(zhǎng)而降低;在1和3月,添加橡木片處理總類(lèi)黃酮含量均顯著高于對(duì)照組(p<0.05),且在這個(gè)階段,橡木片組類(lèi)黃酮含量下降速度(2 g/L組:187.93至177.83 mg/L,4 g/L組:191.50至180.00 mg/L)低于無(wú)添加組(168.67至155.95 mg/L),可能是因?yàn)?橡木片中類(lèi)黃酮物質(zhì)的浸出;浸出物酚酸與花色苷發(fā)生輔色反應(yīng)生成結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的輔色類(lèi)花色苷[23],減緩總花色苷含量的降解速度;橡木片浸出物與溶解氧氣反應(yīng),消耗了部分溶氧,從而在一定程度上抑制了篤斯越橘果酒中自身類(lèi)黃酮物質(zhì)的氧化。陳釀6個(gè)月后,各種類(lèi)黃酮物質(zhì)形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),3種處理的篤斯越橘果酒總類(lèi)黃酮含量之間無(wú)顯著差異。

花色苷是影響紅酒顏色最主要的物質(zhì)。與多酚和類(lèi)黃酮相似,添加橡木片對(duì)篤斯越橘果酒花色苷總量有積極的影響,且橡木片添加量越大,花色苷含量越高。在整個(gè)陳釀階段,三組篤斯越橘果酒花色苷總量均下降,但添加橡木片組總花色苷含量值始終顯著高于無(wú)添加組(p<0.05)。在陳釀過(guò)程中,環(huán)加成反應(yīng)、聚合反應(yīng)或者氧化反應(yīng)的發(fā)生導(dǎo)致花色苷降解和沉淀[24],但是由于橡木片中酚酸的浸出以及添加橡木片組高濃度的黃酮醇與花色苷發(fā)生輔色反應(yīng),生成結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的輔色類(lèi)花色苷,抑制花色苷的降解[23]。

2.2添加橡木片篤斯越橘果酒花色苷組成的影響

根據(jù)花色苷結(jié)構(gòu)和生成形式的不同可把花色苷分為輔色類(lèi)、聚合類(lèi)和游離類(lèi)花色苷。劉婷婷[25]研究表明,發(fā)生輔色化反應(yīng)的花色苷溶液會(huì)出現(xiàn)紅移現(xiàn)象和增色效應(yīng),輔色作用對(duì)于年輕紅酒的色澤強(qiáng)度和穩(wěn)定性具有重要的意義。不同類(lèi)型花色苷占總花色苷的比例(分別記為CA%、PA%和FA%)如圖1所示。

圖1　陳釀過(guò)程中各組篤斯越橘果酒 不同種類(lèi)花色苷占總花色苷比例Fig.1　Proportion of different forms of anthocyanins in different aging bog bilberry wines

表2　不同處理篤斯越橘果酒顏色參數(shù)的變化Table 2　Color parameters of different aging bog bilberry wines

注:大寫(xiě)字母表示不同陳釀時(shí)間、相同處理酒樣在0.05水平上的顯著性差異分析結(jié)果,小寫(xiě)字母表示相同陳釀時(shí)間、不同處理酒樣在0.05水平上的顯著性差異分析結(jié)果。

陳釀1個(gè)月,添加橡木片組輔色類(lèi)花色苷比例(CA)顯著大于無(wú)添加組(p<0.05),但游離類(lèi)花色苷(FA)相反,說(shuō)明在篤斯越橘果酒中添加橡木片能夠促進(jìn)游離花色苷發(fā)生輔色反應(yīng)生成輔色類(lèi)花色苷。隨著陳釀時(shí)間的增加,輔色類(lèi)和游離類(lèi)花色苷在酒中微量氧氣的作用下與乙烯基化合物(4-乙烯基苯酚和4-乙烯基愈創(chuàng)木酚)、橡木單寧等發(fā)生聚合反應(yīng)生成吡喃花色苷(pyranoanthocyanins)[26]和花色苷-單寧聚合物(anthocyano-ellagitannin)[27],導(dǎo)致CA、FA的降低,PA的升高;添加橡木片的樣品中呈紅紫色調(diào)的輔色類(lèi)花色苷比率大于無(wú)添加組,顯橙黃色的聚合類(lèi)花色苷比率小于對(duì)照組。在此期間,三種不同處理中游離類(lèi)花色苷所占比率無(wú)明顯差異(3月:10.04% vs 10.37% vs 10.80%;6月:7.15% vs 8.76% vs 7.58%)。

2.3添加橡木片對(duì)篤斯越橘果酒顏色的影響

表2表示不同處理篤斯越橘果酒在陳釀過(guò)程中顏色參數(shù)的變化規(guī)律。L*值越大表示酒顏色越淺,反之越深。前人研究發(fā)現(xiàn),葡萄酒陳釀過(guò)程中L*值的大小與總酚含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(相關(guān)系數(shù)為-0.67)[28-29],對(duì)比三種處理篤斯越橘果酒,由于橡木片中酚類(lèi)物質(zhì)的浸出,4 g/L組篤斯越橘果酒L*最小,顏色最深。隨著陳釀時(shí)間的延長(zhǎng),多酚總量呈下降趨勢(shì),導(dǎo)致樣品L*值均逐漸升高。

從表2可以看出,添加橡木片能夠明顯提高篤斯越橘果酒a*值,降低b*值,且添加濃度為4 g/L時(shí)a*最大,b*值最小,在6個(gè)月的陳釀過(guò)程中,篤斯越橘果酒a*值呈下降趨勢(shì),b*值呈上升趨勢(shì)。Boulton[30]關(guān)于葡萄酒中輔色類(lèi)花色苷對(duì)顏色影響的研究表明,輔色類(lèi)花色苷比游離態(tài)花色苷結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,且輔色類(lèi)花色苷含量越大,葡萄酒的紅紫色調(diào)和藍(lán)色色調(diào)越高。橡木片浸出物氧化分解時(shí)會(huì)消耗酒中溶解的部分氧氣,能夠在一定程度上抑制了篤斯越橘果酒中顯紅色花色苷物質(zhì)的氧化分解[31],所以相同陳釀時(shí)間添加橡木片的篤斯越橘果酒相對(duì)于無(wú)添加組a*值較大,b*值較小。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的陳釀,顯橙黃色澤的吡喃花色苷類(lèi)物質(zhì)的生成[32]以及呈紅色輔色類(lèi)花色苷含量的降解[33]導(dǎo)致篤斯越橘果酒紅色色調(diào)(a*)的下降和黃色色調(diào)(b*)的升高。

從表2可以看出,H*的變化與b*變化趨勢(shì)相同,與a*值相反。Darias-Martín[34]研究發(fā)現(xiàn),H*值大小與酒中輔色類(lèi)花色苷濃度有關(guān),輔色類(lèi)花色苷含量越高,H*值越小;隨著陳釀時(shí)間的增加,輔色類(lèi)花色苷和游離類(lèi)花色苷含量降低,聚合類(lèi)花色苷含量上升,導(dǎo)致H*值的上升。García-Peía[35]指出隨著H*值的增大,酒體顏色由紅紫色轉(zhuǎn)變?yōu)閷毷t色最后向磚紅色轉(zhuǎn)變。

3　結(jié)論

在陳釀1個(gè)月和3個(gè)月,橡木片能夠顯著提高篤斯越橘果酒中總酚、總類(lèi)黃酮、總花色苷含量以及輔色類(lèi)花色苷的比率,同時(shí)降低聚合花色苷比率,且添加量為4 g/L作用更明顯,陳釀6個(gè)月后,差異性不顯著。三種不同處理的酒樣之間,添加4 g/L橡木片的酒樣顏色更深,紅、藍(lán)色調(diào)更高,而黃色色調(diào)和色度角更低。研究結(jié)果表明橡木片對(duì)篤斯越橘果酒酚類(lèi)物質(zhì)含量和顏色具有重要影響且添加量為4 g/L時(shí)整體效果最好。

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Influence of oak chips on chromatic characteristics and phenolics compounds of bog bilberry wine during aging

LIU Shu-xun,LIU En-chao,CHEN Chen,WANG Shao-yang,OUYANG Xiao-yu,ZHANG Bo-lin,ZHU Bao-qing*

(Department of Food Science and Engineering,School of Biological Science & Technology,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China;Beijing Key Laboratory of Forestry Food Processing and Safety,Beijing 100083,China)

Spectrophotometry and CIELab methods were used to detect the changes of phenolics levels and chromatic characteristics in aged bog bilberry wines where different densities of oak chips were added.The results indicated that the wines with oak chips showed significant increase in total phenols and anthocyanins compounds during various aging periods.Total flavonoids level was significant higher than control groups in the first and the third month but present no significant difference after 6 months.The proportion of copigmented anthocyanin increased and the ratio of polymeric pigment reduced when added oak chips to bog bilberry wines.Compared with control groups,theL*,b*andH*levels markedly decreased whilea*level increased in the wines aged with oak chips.The differences of every index were significant between 2 g/L and 4 g/L oak chips added during 1 month and 3months aging,but showing no significant difference after 6 months aging.The research indicated that oak chips played an important role in influencing phenols and chromatic characteristics of bog bilberry wines,and the addition of oak chips in 4 g/L had more remarkable effect.

oak chip;bog bilberry wine;aging;polyphenols;color parameters

2015-11-30

劉樹(shù)勛(1991-)，男，碩士研究生，研究方向：果酒釀造與加工，E-mail：liushuxun123@126.com。

朱保慶(1982-)，男，博士，講師，研究方向：食品生物技術(shù)，E-mail：zhubaoqing@gmail.com。

國(guó)家林業(yè)局“引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)林業(yè)科學(xué)技術(shù)”948項(xiàng)目(2015-4-49)；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(YX2015-15；2015ZCQ-SW-04)；北京林業(yè)大學(xué)2015年度本科生科技創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目(XS201511；X201510022031)。

TS201.1

A

1002-0306(2016)09-0150-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.09.021