蓝莓酒澄清过程中护色工艺研究

吴林生，王子迎，高 琦，王志远

(合肥师范学院 生命科学学院，安徽 合肥 230601)

蓝莓，杜鹃花科越橘属多年生低灌木，为落叶或常绿灌木，株高从0.1 m到4 m不等。原生于北美洲与东亚，分布于北美洲、欧洲、朝鲜、日本、蒙古、俄罗斯、以及中国的东北地区，生长于海拔900～2300 m的地区。蓝莓富有营养物质，拥有较高的营养与保健功能，也拥有增加免疫力、抗衰老等功能，对于抑制癌症，预防心脑血管疾病也有着良性的作用[1-3]。蓝莓因为具有较高的营养价值所以在世界范围广泛流行，是世界粮食及农业组织推荐的五大健康水果之一。目前蓝莓在全国的种植面积逐年升高，亩产值较高，经济效益较为可观，蓝莓营养价值远高于苹果、橘子、葡萄等水果产品，即可鲜食又是水果加工的良好原料。由此可见，蓝莓产业具有十分广阔而且光明的发展前景[4-6]。蓝莓行业属于新兴发展行业，有广阔的产业发展前景。由于蓝莓自身富有营养价值和良好的风味，渐渐被大众所喜爱。但是，蓝莓具有不耐贮运，易腐败的特点，采摘后，如果不及时进行销售或加工，就会烂掉。要想发展蓝莓，必须进行蓝莓的深加工利用，但蓝莓在我国的发展时间比较短，加工产业还不够成熟[7]。因此，将蓝莓发酵成蓝莓果酒并工业化是蓝莓业发展的一个重要的方向，但是目前市场上蓝莓果酒有许多问题急需解决。蓝莓果酒本身呈深宝石红色，色泽明亮诱人，但在澄清和贮藏的过程中极易容易变色褪色，直接影响蓝莓酒的品质。因此本实验主要针对蓝莓酒在人工澄清的过程中寻找最适合的护色剂，以期蓝莓酒在澄清过程中受到最小的影响，为蓝莓果酒加工产业提供参考帮助[8-11]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蓝莓(安徽徽王农业有限公司提供)、果酒酵母、果胶酶、白蔗糖、偏重亚硫酸钾、没食子酸、单宁、芦丁、Vc、咖啡酸、槲皮素、碳酸钠(所有试剂均为食品级)；盐酸、氯化钾、醋酸钠、福林酚试剂(所有试剂为分析纯)；国药集团化学试剂有限公司提供。

1.2 仪器与设备

TDL-5-A离心机(台式)上海安亭科学仪器厂制造；FA2204电子天平 上海市安亭电子仪器厂；BL55颗粒制冰机无锡沃性仪器有限公司；HH-S恒温水浴锅 国胜实验仪器厂；SPX-150B-Z生化培养箱 上海博迅实业医疗设备厂；UV-3200S紫外可见分光光度计 上海美普达仪器有限公司；NR10QC色差计 深圳市三恩时科技有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 蓝莓酒发酵工艺流程及操作要点

蓝莓酒发酵工艺流程如图1所示。

图1 蓝莓酒发酵工艺流程

工艺操作要点：

原料预处理：蓝莓解冻、破碎入罐，破碎的过程中添加偏重亚硫酸钾进行发酵前的灭菌，破碎前留样检测原料中的糖含量、总酸以及出汁率。

入罐、果胶酶的添加：蓝莓破碎灭菌后直接入罐添加果胶酶进行低温酶解浸香，最佳浸渍温度8 ℃。

主发酵：酶解结束，接入酵母，立即升温快速进入主发酵阶段，蓝莓酒最佳发酵温度25 ℃，超过30 ℃蓝莓酒品质严重破坏，酵母大部分死亡，发酵甚至终止；皮渣分离：当灌中发酵醪酒精度为12±1度，含糖量≤4 g/L，皮渣分离。

陈酿：最佳陈酿温度18 ℃。

1.3.2 护色剂种类与浓度的选择及添加

取100 mL蓝莓果酒若干组，分别加入3 mg/L的芦丁、单宁、Vc、槲皮素、咖啡酸和没食子酸，以不添加任何护色剂的蓝莓酒为对照，然后再向所有样中加入1%(质量分数)膨润土溶液1 mL充分摇匀，20℃静止澄清2天后，3次平行实验，5000转/分钟，离心15分钟，取澄清酒样测定花色苷、总酚、明亮值、吸光度，DPPH清楚自由基能力、SOD酶活性，以及感官评分。通过对数据的分析得出最合适的护色剂种类，再将此种护色剂分别以0 mg/L、1 mg/L、2 mg/L、3 mg/L、4 mg/L、5 mg/L的浓度添加至100 mL蓝莓果酒中，同时加入1%(质量分数)膨润土溶液1 mL充分摇匀，平行3次实验，5000转/分钟，离心15分钟，取澄清酒样测定花色苷、总酚、明亮值、吸光度，DPPH清楚自由基能力、SOD酶活性，以及感官评分。最后分析得出最此种护色剂的最适添加量。

1.3.3 营养物质和抗氧化能力的测定

花青素含量测定[12-14]：pH示差法；总酚含量的测定[15-16]：福林酚比色法；色差(明亮值L)的测定：色差计法；吸光度的测定：分光光度法(波长为680 nm)；SOD酶活性测定[17-19]：邻苯三酚法；DPPH清除自由基能力测定[20]：参考韦献雅等人的方法；感官评价[21]：随机选取10人(男女各5人)通过感觉器官对蓝莓酒的一些感官特性进行检测，即对蓝莓酒的色泽、香气、滋味及其典型风味等方面进行分析与判定，设感官评价满分100分，标准见表1。

表1 蓝莓酒感官评分标准

2 结果与分析

2.1 不同护色剂对蓝莓果酒花色苷含量的影响

蓝莓果酒中含有丰富的花色苷，花色苷有提高免疫力、抗氧化等功能，还对心血管疾病与癌症有抑制作用。花色苷含量的多少直接影响蓝莓果酒的颜色，花色苷含量越高，蓝莓果酒的颜色越深[22-23]。图2是研究蓝莓酒人工澄清的过程中添加不同种类护色剂来减少花色苷的损失。以不添加任何护色剂直接人工澄清为对照，添加6种不同的护色剂后分别对蓝莓酒进行人工澄清，澄清后对蓝莓酒中的花色苷含量进行测定，结果如图2，添加护色剂澄清后，澄清酒中花色苷含量高低依次为：咖啡酸(548.59 mg/L>单宁(503.79 mg/L)>槲皮素(502.03 mg/L)>芦丁(483.71 mg/L)>没食子酸(482.16 mg/L)>Vc(462.67 mg/L)>对照(460.73 mg/L)，这说明护色剂在蓝莓酒人工澄清阶段，对花色苷的损失都有一定的抑制作用。其中添加单宁、槲皮素、芦丁、没食子酸以及Vc的蓝莓果酒花色苷含量差异不显著(P>0.05),咖啡酸的作用效果最好，并且花色苷含量最高(P<0.05)。

图2 不同护色剂对蓝莓果酒花色苷含量的影响

2.2 不同护色剂对蓝莓果酒色差的影响

蓝莓果酒最大的优点之一就是具有独特的深宝石红色，色泽明亮诱人，深受消费者欢迎。本实验研究了添加不同种类护色剂对蓝莓果酒色差的影响。L值为蓝莓果酒的明亮度。果酒中所含花色苷多少直接决定这果酒明亮度L的大小，其中花色苷含量越高，L越大，反之L越小。由图3可知，没有添加护色剂的对照酒样明度最高(52.71)，添加护色剂后明亮值L由大到小依次为单宁、芦丁、没食子酸、槲皮素、Vc以及咖啡酸，这说明以咖啡酸为护色剂澄清处理后明亮度最低，酒中保留的花色苷最多(此实验趋势与实验3.1的结论基本吻合)。因此从色泽角度考虑，添加了咖啡酸作为护色剂的酒样呈现酒红色，颜色较深，色泽最好，外观品质最好，是更为合适的护色剂选择。

图3 不同护色剂种类对蓝莓果酒色差的影响

2.3 不同护色剂对蓝莓果酒吸光度的影响

由图4可知，添加咖啡酸的酒样在680 nm下吸光度最高，颜色最深，单宁次之，没有添加护色剂的对照酒样最低。因此，从色泽角度考虑，添加护色剂对蓝莓果酒中成色物质有一定的保护作用，且效果显著(P<0.05)。综合实验2-1，2-2，2-3所得结论，咖啡酸作为护色剂所得澄清酒样呈现酒红色，颜色较深，色泽最好，外观品质最好，是比较合适的护色剂选择。

图4 不同种类护色剂对蓝莓果酒吸光度的影响

2.4 不同护色剂对蓝莓果酒总酚含量的影响

蓝莓果酒中含有丰富的酚类物质，营养价值非常丰富。酚类物质广泛存在于各种水果蔬菜中，对心血管疾病与癌症的抑制有着良性的作用。本实验研究了添加不同种类护色剂对蓝莓果酒总酚含量的影响。由图3可知，以不添加任何护色剂直接人工澄清为对照，添加6种不同的护色剂后分别对蓝莓酒进行人工澄清，澄清后对蓝莓酒中的总酚含量的检测发现，添加护色剂的酒样总酚含量依次为咖啡酸(1189.88 mg/L)、没食子酸(1116.46 mg/L)、Vc(1085.42 mg/L)、槲皮素(1063.8 mg/L)、单宁(1059.09 mg/L)、芦丁(1046.96 mg/L)、以及对照(975.41 mg/L)，以对照为判断基础。其他护色剂具有一定程度的护色效果且差异不显著(P>0.05)，以咖啡酸为护色剂时，澄清后蓝莓酒中的多酚含量最高(P<0.05)。

图5 不同护色剂对蓝莓果酒总酚含量的影响

2.5 不同护色剂对蓝莓果酒抗氧化能力的影响

DPPH具有很强的还原力，它和SOD歧化酶活常用于考察物质的抗氧化能力，所以最大限度地保持蓝莓酒中的DPPH和SOD酶，确保蓝莓酒的保健功能[24-25]。由表2可以看出蓝莓酒的抗氧化能力的大小依次为：咖啡酸>Vc>单宁>芦丁>没食子酸>槲皮素>对照。其中添加咖啡酸作为护色剂的酒样中DPPH清除自由基的能力为90.78%，SOD酶活力为60.83 U/mL，均为最高。

表2 不同护色剂对蓝莓果酒抗氧化能力的影响

2.6 不同护色剂对蓝莓果酒感官的影响

蓝莓果酒的口感也是蓝莓果酒一个重要的指标。本实验研究了添加不同种类护色剂的蓝莓果酒对口感的影响。由表3可知，添加了咖啡酸的酒样口感最高，为88.6，芦丁次之，为83.5，单宁最低为77.9几乎和对照一样。因此从口感的角度考虑，咖啡酸是更为合适的护色剂。

表3 不同护色剂对蓝莓果酒感官评价得分

2.7 不同浓度护色剂对蓝莓果酒各项理化指标的影响

上述蓝莓酒护色剂种类的筛选的实验中，最终选择咖啡酸作为最佳的护色剂，在此实验的基础上进一步对咖啡酸的添加量进行确定实验。由图6可以看出，蓝莓酒中花色苷的含量随着咖啡酸的添加量的增加是先上升后下降最后趋于稳定。其中咖啡酸的添加浓度在3 mg/L时，花色苷含量达到最大548.59 mg/L。图7中总酚含量随着咖啡酸含量的增加也是先增加后减少的，当咖啡酸的添加浓度在3 mg/L时，蓝莓果酒中总酚含量高达1189.88 mg/L，图8，图9中L值和吸光度都是与图6保持一致性。因此，最终确定咖啡酸的添加最适合浓度为3 mg/L。

图6 咖啡酸的添加量对蓝莓果酒花色苷含量的影响

图7 咖啡酸的添加量对蓝莓果酒总酚含量的影响

图8 咖啡酸的添加量对蓝莓果酒明亮值的影响

图9 咖啡酸的添加量对蓝莓果酒吸光度的影响

3 结论

本实验在蓝莓酒人工澄清阶段通过对添加咖啡酸、没食子酸、槲皮素、芦丁、单宁、Vc6中不同的护色剂，以不添加护色剂直接澄清组为参照，蓝莓果酒澄清后花色苷、总酚、色差、吸光度、DPPH清除自由基能力、SOD酶活力和感官评分进行了测定。实验结果表明，选用质量浓度为3 mg/L的咖啡酸为最优良的护色剂，最终所得蓝莓果酒总酚含量为1170.26 mg/L；花色苷含量为548.59 mg/L；在波长为680 nm下，澄清果酒吸光度为0.366，明亮值为44.57，超氧化歧化酶含量为60.83 U/ml，DPPH清除自由基能力为90.78%，综合酒的口感得分最高为88.6分。效果显著高于其他护色剂。本研究为企业解决蓝莓果酒在陈酿与贮藏的过程中的褪色问题提供了理论依据和参考价值。