高酒精度蓝莓酒的发酵工艺

屈嫒，满都拉，孙子羽，徐娜，张璐瑶，陈忠军*

内蒙古农业大学食品科学与工程学院（呼和浩特 010018）

蓝莓果肉细腻，风味独特，是越桔中营养成分最丰富的类型[1]，其营养价值远远高于其他水果，蓝莓果实风味独特，营养丰富，被誉为“浆果之王”。蓝莓果富含花青素[2]，低糖、低脂肪，抗氧化能力强，因其独特的营养价值和保健作用，被国际粮农组织列为人类大健康食品之一[3]。蓝莓果中的营养成分对于人体内自由基的清除、抑制及逆转人体衰老有密切关系[4-5]，使其具有优异的保健功能[6]。

蓝莓为浆果类水果，不耐藏[7]，因此蓝莓采摘后一般釆用冻藏的方法，大幅降低蓝莓品质[8]。果酒生产立足于突出地方特色的果酒品种，就地取材，这就既可保证水果的新鲜度及酿酒品质[9]，又可减少长途运输所带来的损失，最终降低生产成本[10]。根据酿造的原料不同可分为蓝莓果酒和复合蓝莓果酒，有黑加仑蓝莓复合酒、蓝莓猕猴桃酒、蓝靛果蓝莓复合酒、火龙果-蓝莓酒、蓝莓人参酒、蓝莓花酒、蓝莓红茶酒、蓝莓金银花发酵酒等多种复合蓝莓酒。根据发酵蓝莓果酒的保健功效可分为润肺蓝莓果、健脑益智蓝莓果酒、抗衰老蓝莓果酒、富硒蓝莓果酒等。根据蓝莓果酒发酵的酒精度可以分为蓝莓零度果酒、蓝莓低度果酒，目前市场上还没有研制出高酒精度的蓝莓果酒，为了弥补蓝莓果酒这一市场空白，因此，试验以蓝莓为主要原料，开发高发酵度蓝莓果酒，对于促进蓝莓种植，提高农产品附加值，丰富中国果酒市场，提高蓝莓酒耐藏性及增进人体健康具有重大意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

野生蓝莓（内蒙古根河野生资源开发公司）；T1、FK3-2、GF3（实验室筛选改良酿酒酵母菌株）；葡萄糖（天津大茂化学试剂厂）；酵母提取粉、大豆蛋白胨（分析纯，广东环凯微生物科技有限公司）；柠檬酸、柠檬酸钠（食品级，天津大茂化学试剂厂）；白砂糖（市售）；草酸、酒石酸、D-苹果酸、L-苹果酸、α-酮戊二酸、乳酸、冰乙酸、柠檬酸、L-焦谷氨酸、琥珀酸，液相标准溶液（呼和浩特市泽生生物科技有限公司）。

1.2 设备与仪器

HZQ-F100型全温振荡培养箱（苏州培英实验设备有限公司）；PAL-1糖度仪（日本ATAGO公司）；PHS-3C型pH计（上海佑科仪器仪表有限公司）；G7129A液相色谱分析仪（Agilent Technologies Singapore）。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

野生冷冻蓝莓筛选→常温解冻→破碎打浆→添加果胶酶→调整成分（SO2、糖分、初始pH）→接种酵母→主发酵→倒罐→后发酵→陈酿→澄清→原酒→检验→灌装→成品[11]

1.3.2 酵母菌株对蓝莓酒的影响

按照料液体积比1︰1制得蓝莓果汁，添加0.002%果胶酶，40 ℃恒温水浴酶解2 h后，添加120 mg/L的SO2，按照32.2 Brix补糖，调节蓝莓汁pH 3.8，分别按照7%接种量添加活化好的T1、FK3-2、GF3酵母，摇匀，25 ℃恒温主发酵，28 d后，各个酒样进行电子舌上样测定风味物质，并组织评定小组对主发酵结束的蓝莓酒进行感官评定，每组试验都设有3组平行。

1.3.3 高酒精度蓝莓酒工艺优化单因素试验

在其他发酵条件不变的情况下，分别探究蓝莓发酵液料液体积比（1︰1.0，1︰1.5，1︰2.0，1︰2.5和1︰3.0）、接种量（3%，5%，7%，9%和11%）、初始pH（pH 2.5，3.0，3.5，4.0，4.5和5.0）和主发酵温度（18，20，25，28和30 ℃）对蓝莓酒理化指标及感官评定的影响。

1.3.4 响应面法优化蓝莓酒发酵工艺

根据单因素试验，选取显著因素的最优试验范围，以蓝莓酒感官评分为优化指标，对初始pH、接种量、主发酵温度3个影响因素利用Design Expert 10.0.7软件设计模型开展响应面分析，获取最适工艺参数。响应面模型因素与水平设计见表1。

表1 Box-Behnken试验水平设计表

1.3.5 感官评定

评定方法参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》，如表2。

表2 蓝莓酒感官评定标准表

1.3.6 检测方法

糖度，使用手持糖度计进行测定；pH，使用酸度计进行测定；酒精度测定，蒸馏法[12]。

2 结果与分析

2.1 酵母菌株对蓝莓酒的影响

由图1和表3可知，不同酵母发酵的蓝莓酒中的风味物质含量的差别明显，理化指标与感官评分也有区别。GF3酵母发酵的蓝莓酒的风味物质含量最高，其次分别是T1、FK3-2。结合理化指标与感官评分表可知，GF酵母发酵的蓝莓酒，残糖最低，酒精度最高，酒体中9种有机酸含量高，感官评分最优。所以，选定GF3为发酵蓝莓酒的酵母。

2.2 料液体积比对蓝莓酒的影响

由图2和表4可知，随着料液体积比增加，蓝莓酒的风味物质含量、理化指标及感官评分都随着有相应变化。料液体积比1︰1时发酵的蓝莓酒残糖含量最低，酒精度最高，酒体中9种有机酸的含量最高，风味物质含量最高，酒体风味物质的丰富度最佳，感官评分最高。料液体积比高于1︰1时，发酵醪液中的营养成分被稀释，不能为酵母发酵提高充足的营养，导致发酵速度缓慢，酒体有机成分含量低，影响风味物质的形成[12]。所以发酵蓝莓酒最佳料液体积比1︰1。

图1 酵母菌株对蓝莓酒风味物质含量的影响

表3 不同酵母菌株发酵蓝莓酒的理化指标及感官评分

图2 料液体积比对蓝莓酒风味物质含量的影响

表4 不同料液体积比发酵蓝莓酒的理化指标及感官评分

2.3 接种量对蓝莓酒的影响

由图3和表5可知，接种量7%时发酵的蓝莓酒中残糖最低，发酵完全，酒精度最高，酒体中9种有机酸的含量最高，酒体风味物质的丰富度最佳，感官评分最高；接种量低于7%时，发酵不完全，酒精度低，酒体中9种有机酸的含量低，有机物含量欠缺[13]，导致风味物质含量低，口感欠佳感官评定分数低；接种量高于7%时，菌密度大，菌体之间的生长代谢受到抑制，发酵效果不好，酒精度低，酒体pH较低，影响酵母菌代谢风味物质，导致风味物质的含量低，酒体口感欠佳，感官评分较低。所以，发酵蓝莓酒最佳接种量为7%。

图3 接种量对蓝莓酒风味物质含量的影响

表5 不同接种量发酵蓝莓酒的理化指标及感官评分

2.4 初始pH对蓝莓酒的影响

由图4和表6可知，初始pH 4.0时，发酵完全，酒精度最高，酒体中9种有机酸含量最高，酒体pH适中，丰富度最佳，口感丰满，感官评分最高；初始pH低于4.0时，发酵醪液的低pH环境抑制酵母生长繁殖，导致发酵缓慢，主发酵结束时残糖含量高，酒精度低，酒体中9种有机酸含量低，有机物丰富度欠缺，导致蓝莓酒口味欠佳，感官评分较低；初始pH高于4.0时，发酵醪液的花青素容易在高pH环境下被氧化分解，导致酒体中的抗氧化物质被破坏，则酒体中的有机酸、风味物质等含量降低，影响蓝莓酒的口感及风味。

图4 初始pH对蓝莓酒风味物质形成的影响

2.5 主发酵温度对蓝莓酒的影响

由图5和表7可知，主发酵温度25 ℃时，发酵完全，酒精度最高，酒体中9种有机酸含量最高，酒体风味物质的丰富度最佳，感官评分最高；主发酵温度低于25 ℃时，发酵醪液的低温环境抑制酵母菌的生长繁殖，导致发酵缓慢，主发酵结束时残糖含量高，酒精度低，酒体中9种有机酸的含量较低，导致蓝莓酒口味欠佳；主发酵温度高于25 ℃时，发酵醪液的有效成在高温情况下分解，则酒体中的有机酸、风味物质等含量降低，影响蓝莓酒的口感和风味。

图5 主发酵温度对蓝莓酒风味物质形成的影响

表7 不同主发酵温度发酵蓝莓酒的理化指标及感官评分

2.6 响应面法优化蓝莓酒发酵工艺

2.6.1 响应面优化结果

根据单因素试验分析结果，以感官评分（Y）为响应值，采用Design Expert 10.0.7设计三因素三水平的Box-Behnken试验。Box-Behnken试验设计与结果如表8所示。

2.6.2 回归方程的建立

利用Design Expert 10.0.7统计分析软件，对所得3个因素拟合得到感官评定评分（Y）的回归方程为：Y=90.68+4.85A-1.85B-0.05C-8.73AB+0.32AC-4.68BC-7.63A2-7.28B2-6.53C2。

2.6.3 方差分析

从表9中可以看出，该模型极显著（p＜0.01），失拟项不显著（p＞0.05），模型的决定系数R2=0.975 2，模型的调整确定系数R2adj=0.943 4，表明该方程对试验的拟合程度良好，可运用此模型对响应值有效预测和分析[14]。各因素对蓝莓酒感官评分影响程度顺序为C＞B＞A，即主发酵温度＞接种量＞初始pH。

由表9可知，初始pH对蓝莓酒感官评分影响极显著（各二次方项p＜0.01）。接初始pH与接种量、接种量与主发酵温度的交互作用极显著（p＜0.01），初始pH与主发酵温度的交互作用不显著（p＞0.05）。

表8 Box-Behnken试验设计与结果

表9 响应面试验方差分析结果

从图6可以看出，AC之间交互作用对于感官评分影响不显著（等高线接近圆形），其余各因素之间两两交互作用对感官评分的影响显著（等高线为椭圆形）[15]，各因素之间两两交互作用对感官评分的影响强度由强到弱依次为AB＞BC＞AC，这与方差分析的结果是一致的。

图6 接种量、主发酵温度、初始pH交互作用对感官评分影响的响应面图

通过回归方程求解优化后的最佳工艺参数为：初始pH 4.133，接种量6.401 g/L，主发酵温度26.011℃。此条件下蓝莓酒的感官评分可达92.842分。经过验证试验，此条件下的生产干酪的感官评分平均为93.1±1.13分，接近于预测分数，说明模型可以较好地预测实际情况[16]。

2.7 最优工艺发酵蓝莓酒的成分测定结果

由图7和表10可知，最优工艺发酵的蓝莓酒酒精度高，酒体中9种有机酸的含量丰富，酒体pH适中，酒体风味醇香，果香味浓郁，口感丰满。

图7 最优工艺发酵蓝莓酒的风味物质含量

表10 最优工艺发酵蓝莓酒的理化指标及感官评分

3 结论

蓝莓是越桔属中营养成分最丰富的类型，果实风味独特，富含花青素，低糖、低脂肪，抗氧化能力强，因其独特的营养价值和保健作用，被国际粮农组织列为人类大健康食品之一，其高酒精度蓝莓酒产品的开发更具有经济价值和营养健康意义。高酒精度蓝莓的最佳工艺参数为：初始pH 4.1，接种量6.4%，主发酵温度26 ℃。在此工艺参数下的产品酒体风味醇香，果香味浓郁，口感丰满，感官评分明显提高。该产品的残糖含量为4.1±0.23 Brix，pH 4.02±0.31，酒精度16.5%±0.2%vol，9种有机酸总含量为20.56±0.37 g/L，感官评分为93.1±1.13分。高酒精度的蓝莓酒不仅可以延长贮藏期，还可以填补高酒精度果酒的市场空白。