不同藍莓品種釀酒特性的比較研究

董月 ，王英 ，范琳琳 ，周劍忠 ，高瑀瓏

（1.南京財經(jīng)大學食品科學與工程學院，江蘇省現(xiàn)代糧食流通與安全協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇高校糧油質(zhì)量安全控制及深加工重點實驗室，江蘇南京210023；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇南京210014）

藍莓（Blueberry）意為藍色的漿果，最早栽培于美國，其栽培史不到100年的時間[1]。在我國，藍莓主要產(chǎn)于長白山、大興安嶺和小興安嶺林區(qū)，屬于純野生的，近幾年來才成功進行人工馴化培植；主要分布于山東、吉林、遼寧、江蘇、貴州、云南等。因其具有較高的營養(yǎng)價值和極強的藥用價值，防止腦神經(jīng)老化、保護視力、強心、抗癌、軟化血管、增強人機體免疫等功能，是世界糧農(nóng)組織推薦的5大健康水果之一[2]。

藍莓果實富含維生素、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、熊果苷、蛋白質(zhì)、食用纖維以及豐富的鉀、鐵、鋅、鈣等礦物質(zhì)元素[3]。藍莓提取物中主要呈色物質(zhì)為花色苷，是其重要的生物活性成分，且含量豐富。不同品種的藍莓所含花色苷的種類與含量是不同的，同時受年份、栽培地域的土質(zhì)、樹齡、收割期等因素的影響，對藍莓中的花色苷種類和含量也有影響[4]。

藍莓果實成熟期集中于每年6～8月份，由于天氣炎熱，微生物活動劇烈，不利于果實的儲藏，其存放時間較短，因此，大部分藍莓果實用以果酒、果醬、飲料等深加工產(chǎn)品。藍莓發(fā)酵果酒酒精度低，營養(yǎng)價值高，風味獨特[5-7]，是藍莓深加工的良好材料。藍莓果酒的品質(zhì)與藍莓的色澤、酸度、營養(yǎng)成分等緊密相關(guān)。而藍莓品種眾多，藍莓果實本身的差異會導致發(fā)酵果酒的口感、色澤、香氣和成份等存在較大的差異。

本研究在課題組對不同種藍莓果實理化性質(zhì)前期研究的基礎(chǔ)上，選用6種性狀良好的藍莓果實，研究其在發(fā)酵過程中的特性，旨在選定一種發(fā)酵性能優(yōu)良，果酒顏色鮮艷穩(wěn)定的藍莓果品，為藍莓果酒工業(yè)化發(fā)酵果品的篩選提供科學理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

藍莓主要有粉藍、園藍、梯芙藍、燦爛、頂峰和芭爾得溫6種藍莓果實，采自江蘇省南京市溧水區(qū)藍莓種植基地；釀酒酵母Saccharomyces cerevisiae Lmb1：江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所食品生物工程研究室速凍保存；果膠酶：諾維信生物科技試劑有限公司；固體焦亞硫酸鉀（K2S2O5）（食品級）：國藥集團化學試劑有限公司；硫酸、鹽酸、氯化鉀、醋酸鈉等試劑均為分析純；白砂糖：市售食品級。

pH 1.0緩沖液1：將0.2 mol/L KCl與0.2 mol/L HCl按照體積比25∶67的比例配制；pH 4.5緩沖液2：將1 mol/L NaAc、1 mol/L HCl與H2O按照體積比100∶60∶90 的比例配制。

1.1.2 儀器與設備

UV-1600PC分光光度計：上海美普達儀器有限公司；LC-210.2精密電子天平：德國賽多利斯股份有限公司；TGL-16C臺式離心機：上海安亭科學儀器廠；WSCS測色色差計：上海精科科學儀器有限公司；FYL-YS-258控溫冰箱：北京福意聯(lián)電器有限公司；SW-CJ-2G超凈工作臺：蘇州蘇凈凈化設備廠；LRH-150生化培養(yǎng)箱：上海一恒科技有限公司；DSX-280B手提式蒸汽滅菌器：上海申安醫(yī)療器械廠；HI84532微電腦可滴定酸度測定儀：哈納沃德儀器有限公司；XY-073酒精計：上海玻璃儀器廠等。

1.2 方法

1.2.1 藍莓果酒發(fā)酵步驟

藍莓果實解凍→破碎→在果實原有含糖量的基礎(chǔ)上添加16%糖→加0.1%果膠酶→加150 mg/L偏重亞硫酸鉀→接種→26℃發(fā)酵

1.2.2 出汁率的測定

取6種藍莓果實各500 g，經(jīng)清洗、破碎、壓榨取汁，無菌紗布進行過濾，對過濾后的果汁進行稱重，測定其出汁率。

1.2.3 藍莓果酒花色苷含量的測定-按照pH示差法[8]

取兩個10 mL棕色容量瓶，加入1 mL蒸餾水，分別加入9 mL pH 1.0緩沖液1和pH 4.5緩沖液2，搖勻，靜置2 h，分別測定510 nm和700 nm處的吸光度，作為對照組；而對于樣品測定時，將藍莓果酒離心，取1 mL果酒上清液，代替對照組中1 mL的蒸餾水，其余操作均與對照組一樣。

花色苷含量測定按照公式（1）：

式 中 ：A=（A510-A700）pH1.0-（A510-A700）pH 4.5；MW為矢車菊素-3-葡萄糖苷的分子量（在此取449.2）；DF為稀釋因子；ε為矢車菊素-3-葡萄糖苷的摩爾消光系數(shù)（在此取26900）；1為比色皿光程（1 cm）。

1.2.4 藍莓果酒總糖的測定-按照蒽酮硫酸法[9]

藍莓果酒總糖的測定標準曲線的制作：精密稱取105℃烘干至恒重的葡萄糖0.100 0 g，置于100 mL容量瓶中，加水使其溶解，稀釋至刻度搖勻，得到1 mg/mL葡萄糖溶液，再將其稀釋至0.1 mg/mL。配制成質(zhì)量濃度為 0、10、20、30、40、50、60、70、80 mg/L 的葡萄糖溶液，標號分別為1到9號管，分別取1 mL于試管中，延壁加入4 mL蒽酮硫酸試劑（2.0 g/L），蓋塞搖勻，置于沸水浴中10 min。取出，待冰水浴至室溫，在620 nm波長下，以1號管為空白，測定其余各管吸光度。以葡萄糖溶液濃度（mg/L）為橫坐標，OD620為縱坐標，制作標準曲線。

藍莓果酒總糖的測定：將藍莓果酒樣品稀釋至合適梯度，取1 mL樣品進行測定，操作同上。

1.2.5 藍莓果酒色差的測定[10]

將適量的藍莓果酒樣品離心，取上清液1 mL，用WSC-S測色色差計測定藍莓果酒的L、a、b值。L表示果酒的亮度，a表示果酒的紅/綠，b表示果酒的黃/藍。

1.2.6 藍莓果酒酒精度的測定[11]

用兩支量筒分別量取100 mL藍莓果酒和蒸餾水，依次倒入500 mL的蒸餾瓶中，加入適量玻璃珠。用一個100 mL的容量瓶作為接收瓶，打開冷凝水和電熱套，進行加熱蒸餾藍莓果酒。當接收瓶內(nèi)溶液達到100 mL刻度線時，結(jié)束蒸餾。用溫度計測定其溫度，并用酒精計測定酒精度。

1.2.7 藍莓果酒可滴定酸的測定[12]

準確量取5.0 mL藍莓酒液加入100 mL燒杯中，再在燒杯中加去離子水或蒸餾水至50 mL，放入轉(zhuǎn)子，用HI84532微電腦可滴定酸度測定儀測定其酸度，滴定結(jié)束后儀器將顯示測定讀數(shù)。

1.2.8 藍莓果酒總酚的測定-按照福林酚法[13]

藍莓果酒總酚測定標準曲線的制作：將10.0 mL乙醇溶解0.500 0 g沒食子酸，定容至100 mL，分別取0、1.0、2.0、3.0、5.0、10.0 mL 至 100 mL 容量瓶中，以去離子水定容，則得此系列沒食子酸溶液的濃度分別為0、50、100、150、250、500 mg/L。從此不同濃度的沒食子酸溶液中分別移取1.0 mL加入到10 mL容量瓶中，分別加入1.5 mL去離子水，混勻；再加入0.5 mL Folin-Ciocalteu試劑，混勻；1 min后，加入1.0 mL 20%碳酸鈉溶液，混勻。將上述標準溶液在20℃下放置2 h后，于765 nm波長下用UV-1600PC分光光度計測定其OD值，以沒食子酸溶液濃度為橫坐標，OD765為縱坐標，制作標準曲線。

藍莓果酒樣品總酚測定：將藍莓果酒離心，稀釋到適宜濃度。取1.0 mL，按照上述總酚測定標準曲線測定方法，測定其吸光值。用測得樣品的吸光度，根據(jù)標準曲線計算出藍莓果酒樣品中總酚含量。

1.2.9 數(shù)據(jù)分析

利用Excel和SPSS18.0數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析，采用Duncan新復極差法（SSR）進行多重比較，結(jié)果以±SD表示，P＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種藍莓的感官品質(zhì)比較

精選江蘇省南京市溧水區(qū)藍莓種植基地的粉藍、園藍、梯芙藍、燦爛、頂峰、芭爾得溫等6個品種，并在相同的處理條件下，比較了出汁率、含糖量、花色苷含量、總酚、可滴定酸度等品質(zhì)指標，結(jié)果見表1。對比6個品種的藍莓出汁率，發(fā)現(xiàn)頂峰出汁率最高，其次是燦爛，芭爾得溫的出汁率最低。

表1 不同藍莓品種的加工特性比較Table 1 Comparison of processing characteristics of different blueberry cultivars

藍莓果酒釀造過程中，藍莓果中的糖作為酵母Lmb1生長所需碳源，用于合成酵母自身物質(zhì)，或作為底物，被Lmb1氧化產(chǎn)生能量和乙醇等。藍莓果實的含糖量與發(fā)酵酒體的口感、風味物質(zhì)成分等相關(guān)。本研究對比分析了6個品種藍莓，發(fā)現(xiàn)頂峰的含糖量最高（P＜0.05），其它芭爾得溫、園藍、粉藍、燦爛和梯芙藍的含糖量差異不顯著（P＞0.05）。

藍莓果酒的色澤主要受酒中花色苷和多酚成分的影響；同時，果實中花色苷的含量也間接影響了果酒的品質(zhì)[14]。本研究通過對6個藍莓品種中花色苷含量的測定發(fā)現(xiàn)，梯芙藍的花色苷含量最高（P＜0.05），達463.56 mg/L，粉藍的花色苷含量最低（P＜0.05），為293.11 mg/L，芭爾得溫、頂峰、園藍和燦爛中花色苷的含量差異不顯著（P＞0.05）。

藍莓果酒中的功能性成分與其藍莓果類似，主要為酚類物質(zhì)中的花色苷及酚酸類物質(zhì)[15]。本研究通過對6個品種藍莓總酚含量的測定發(fā)現(xiàn)，梯芙藍的總酚含量最高（P＜0.05），達 1 855.41 mg/L，總酚含量最低的是芭爾得溫（P＜0.05），這與其中花色苷含量多少有關(guān)。研究表明，多酚類物質(zhì)與果酒的抗氧化性能密切相關(guān)。劉玉田等[16]對包含藍莓果酒在內(nèi)的12種果酒中的總酚含量進行了測定，結(jié)果表明藍莓果酒中的總酚含量遠遠高于其它品種的果酒，且藍莓果酒的抗氧化能力最強，而果酒中酚的總含量與其還原能力呈正相關(guān)，說明藍莓果酒的抗氧化能力與其所含酚類物質(zhì)有關(guān)。因此，從總酚含量角度來看，本研究中梯芙藍品種最適合用以發(fā)酵抗氧化能力強的藍莓果酒。

藍莓果入口后有明顯酸味，是因為其含大量的有機酸成分。有機酸的存在有利于維生素C的保存，對維持藍莓果實較低的pH值起決定作用[17]。另外，果酒中有機酸的存在還能夠豐富酒品的口感。本研究通過對6種藍莓有機酸的測定發(fā)現(xiàn)，芭爾得溫的可滴定酸含量最高（P＜0.05），達 0.90%，其次分別為粉藍、梯芙藍、頂峰、燦爛，園藍的可滴定酸含量最低（P＜0.05），只有0.37%。

2.2 藍莓果酒發(fā)酵過程中糖含量的變化

為了明確不同藍莓品種的發(fā)酵特性，對粉藍、園藍、梯芙藍、燦爛、頂峰和芭爾得溫等6個品種在釀酒酵母Lmb1發(fā)酵過程中的含糖量等指標進行了測定。

對6種不同藍莓品種在釀酒酵母Lmb1發(fā)酵過程中的總糖含量的變化見圖1所示。

圖1 不同藍莓品種的Lmb1果酒發(fā)酵過程中總糖含量的變化Fig.1 Total sugar changes of different blueberry cultivars during wine fermentation by Lmb1

從圖1可以看出，粉藍和圓藍品種較類似，前3天的發(fā)酵緩慢，總糖消耗量較少；從第3天到第21天為快速發(fā)酵階段，糖含量顯著降低（P＜0.05）；從第24天到第30天總糖含量變化不顯著（P＞0.05）；發(fā)酵30 d結(jié)束時，粉藍果酒殘?zhí)橇繛?7.19 g/L，酒精度為13°，園藍果酒殘?zhí)橇繛?3.32 g/L，酒精度也為13°。

梯芙藍前3天發(fā)酵速度較為緩慢，從第3天到第18天發(fā)酵速度顯著增大（P＜0.05），從第18天到第30天，總糖含量幾乎無明顯變化（P＞0.05），達到發(fā)酵終點，殘?zhí)橇繛?4.25 g/L，酒精度為13°。燦爛前6天發(fā)酵速度較快，糖含量消耗了約200 g/L，從第6天到第18天發(fā)酵速度稍有降低，從第21天到第30天總糖含量變化不顯著（P＞0.05），最終殘?zhí)橇繛?22.89 g/L，其果酒酒精度為14°。頂峰含糖量在前9天幾乎呈直線型下降，糖含量消耗迅速，第9天到第21天，糖含量下降的比前9天緩慢，第24到第30天糖含量變化才不顯著（P＞0.05），糖消耗較少，發(fā)酵30天后，殘?zhí)橇繛?9.15 g/L，頂峰果酒酒精度為15°。芭爾得溫發(fā)酵前3天與粉藍相似，總糖含量幾乎無變化（P＞0.05），酵母Lmb1此時處于大量繁殖期間，從第3天到第21天，果酒中總糖含量一直在顯著下降（P＜0.05），酒精度上升，糖轉(zhuǎn)化為酒精，從第21天到第30天，總糖含量變化不顯著（P＞0.05），到第 30 天時，殘?zhí)橇繛?11.94 g/L，酒精度為 14.5°。

通過圖1所示的比較可以看出，頂峰和梯芙藍的發(fā)酵速度較快，糖含量下降迅速。頂峰的初始含糖量較高，殘?zhí)橇康?，酒精度較高，糖和酒精的轉(zhuǎn)化率最高。梯芙藍的殘?zhí)橇枯^高，口感較甜，酒精度相對較低。

2.3 藍莓果酒發(fā)酵過程中花色苷含量的變化

藍莓及其制品中含有豐富的花色苷，花色苷有抗脂質(zhì)過氧化、抗發(fā)炎性、抗氧化、預防心血管疾病、調(diào)節(jié)免疫功能、預防癌癥和抑制腫瘤細胞生長等功能[18-21]。此外，花色苷還是呈色物質(zhì)，花色苷含量越高，藍莓果酒的顏色越深。本研究對6個品種藍莓的果酒發(fā)酵過程中花色苷含量的變化進行了測定，結(jié)果見圖2所示。

圖2 不同藍莓品種的花色苷含量在果酒發(fā)酵過程中的變化Fig.2 Changes of anthocyanin content of different blueberry cultivars in the process of wine fermentation

由圖2可知，粉藍、燦爛、頂峰和芭爾得溫品種發(fā)酵果酒的花色苷含量具有相同的變化趨勢，隨著發(fā)酵時間的延長持續(xù)下降，這是因為發(fā)酵過程中花色苷被分解，所以含量一直呈下降趨勢。尤其從發(fā)酵開始到第18天，花色苷含量的降低速度較快。第18天以后花色苷含量仍然在減少，但是下降速度變慢。梯芙藍和園藍的花色苷含量先上升，后下降，且兩者的變化趨勢相同。從0天到第9天，花色苷含量顯著上升（P＜0.05），可能是由于這兩個品種的藍莓外皮中所含的較多的花色苷在發(fā)酵的前9天不斷溶解出來，且比Lmb1發(fā)酵分解的花色苷含量多，所以曲線呈上升趨勢；從第9天到第15天，Lmb1消耗的花色苷的量增大，所以曲線突然呈下降的趨勢；第15天之后，花色苷含量明顯降低（P＜0.05）。

由圖2還可以看出，6個品種的藍莓果酒發(fā)酵過程中，花色苷含量整體呈降低的趨勢，但降低的多少與藍莓果實的品種有關(guān)。其中，梯芙藍果實中所含的花色苷含量是最高的，發(fā)酵結(jié)束后含量還是最高的。園藍、燦爛、頂峰和芭爾得溫果實的花色苷含量差異不顯著（P＞0.05），但是發(fā)酵過程中降解的量不一樣，發(fā)酵結(jié)束時，園藍的花色苷含量最高（P＜0.05）；粉藍果實花色苷含量是6種果實中最少的，不過，發(fā)酵結(jié)束時，其與燦爛、頂峰和芭爾得溫果實3種花色苷的含量相差不顯著（P＞0.05）。

2.4 藍莓品種對藍莓果酒色澤的影響

顏色是藍莓果酒一個重要的感官指標。不同藍莓品種酚類物質(zhì)組分及含量有所差異，從而導致色澤差異[22-23]。本研究采用6個不同品種的藍莓進行果酒發(fā)酵，研究發(fā)酵過程中6個不同品種藍莓酒的色澤變化規(guī)律。藍莓品種對果酒L值的影響見圖3。

圖3 藍莓品種對果酒L值的影響Fig.3 The effects of blueberry cultivars on the value of L

L值代表果酒的明亮度。果酒的明暗度與花色苷總含量呈負相關(guān)，與色素的含量呈線性負相關(guān)，明亮度越高，花色苷和色素含量越低。

如圖3所示，所有果酒的L值都在緩慢上升，明度在變大，說明果酒中的色素含量再降低，花色苷等呈色物質(zhì)在減少，與圖2中花色苷含量的變化一致。粉藍的初始明度最高，隨著發(fā)酵時間的延長，L值不斷上升，發(fā)酵結(jié)束，30天后，明度也是6種藍莓果酒中最高的，因為粉藍的花色苷等呈色物質(zhì)在6種果實中含量最少，說明其在發(fā)酵過程中降解也較多。燦爛、頂峰和芭爾得溫的初始L值差異不顯著（P＞0.05）且上升趨勢一致，隨著發(fā)酵時間的延長，明度均在緩慢上升，這三者最終明度比粉藍?。≒＜0.05），比園藍和梯芙藍大（P＜0.05），說明它們的顏色居中。園藍和梯芙藍的初始明度最低，由于這兩種果實的初始顏色最深，花色苷等呈色物質(zhì)的含量最高；發(fā)酵過程中，L值上升緩慢，果酒的顏色變淺較慢，發(fā)酵結(jié)束30天后，園藍和梯芙藍的顏色仍然較深，花色苷含量也最高。

藍莓果酒中的顏色a值反映了酒中紅色物質(zhì)的多少，a值為正數(shù)時表示所測酒為紅色，a值為負數(shù)時表示所測酒為綠色。本研究中6種藍莓果酒的a值均為正數(shù)，可見這6種藍莓果酒均呈現(xiàn)紅色。藍莓中富含花色苷，花色苷在酸性條件下呈現(xiàn)紅色。藍莓品種對果酒a值的影響見圖4。

從圖4可知，這6種藍莓酒在30天的發(fā)酵過程中，a呈緩慢上升的趨勢。這可能與發(fā)酵前加入的K2S2O5有關(guān)[24]，K2S2O5加入果酒后，與水化合立即生成亞硫酸，部分花色苷與亞硫酸鹽在酸性pH值下會形成磺酸加合物而變成無色，果酒顏色變淺，氧化后可使磺酸根脫除，花色苷顏色又恢復；發(fā)酵開始之后K2S2O5的作用逐漸消失，藍莓果酒中紅色物質(zhì)增加，a值變大[25]。不同品種藍莓果酒色品值差異顯著（P<0.05），梯芙藍的a值最大，表示梯芙藍發(fā)酵果酒中含有的紅色物質(zhì)最多，其次是園藍，燦爛，芭爾得溫和頂峰，粉藍的紅色物質(zhì)最少。

藍莓果酒中的色品b值反映了溶液中黃色物質(zhì)的多少，b值為正數(shù)時表示所測酒樣為黃色，b值為負數(shù)時表示所測酒樣為藍色。藍莓品種對果酒b值的影響見圖5。

圖5 藍莓品種對果酒b值的影響Fig.5 The effects of blueberry cultivars on the value of b

從圖5中可以看出，藍莓果酒發(fā)酵過程中的b值呈緩慢上升趨勢，且均為正值，這表明藍莓果酒均處于黃色色品中。梯芙藍的b值最大，園藍次之，其次是頂峰、燦爛和芭爾得溫，粉藍的b值最小。通過L、a、b三個值的比較，我們發(fā)現(xiàn)梯芙藍藍莓果酒透光性最小，果酒顏色呈現(xiàn)紅色，顏色最深，外觀品質(zhì)最好。

3 結(jié)論

本研究通過對粉藍、園藍、梯芙藍、燦爛、頂峰和巴爾得溫等6種藍莓果實的出汁率、含糖量和花色苷等含量的測定，以及對其在發(fā)酵過程中糖、花色苷以及色差進行了測定，研究了此6種藍莓果實的發(fā)酵特性。試驗結(jié)果表明，藍莓果實的營養(yǎng)和加工性質(zhì)與其發(fā)酵特性及發(fā)酵后果酒的品質(zhì)密切相關(guān)。通過對藍莓果實性質(zhì)測定發(fā)現(xiàn)，梯芙藍果實的總酚含量和花色苷含量最高，出汁率、可滴定酸度居中，綜合考慮，本研究的6種藍莓果實中梯芙藍果實作為發(fā)酵果酒特性最好，其次是園藍。在藍莓果酒發(fā)酵過程中，從糖含量及酒精度的變化來看，梯芙藍和園藍的酒精度適中，殘?zhí)橇枯^高，口感好；從花色苷的含量來看，梯芙藍發(fā)酵果酒品色好，紅色物質(zhì)含量最多，花色苷含量最高，園藍次之。綜上，6種藍莓中梯芙藍最適合用來發(fā)酵營養(yǎng)價值高、品質(zhì)優(yōu)良的藍莓果酒。

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