藍莓酒發酵過程中主要成分變化規律研究

陳祖滿

（浙江醫藥高等專科學校，浙江 寧波 315100）

藍莓又稱越橘，屬杜鵑花科越橘多年生落葉或常綠灌木。其果實為漿果，呈深藍色、披白霜、近圓形、皮薄籽小，具有極高的營養價值[1]。藍莓除含有豐富的碳水化合物、蛋白質、維生素、礦物質外，還含有大量的抗氧化物（VA、VC、VE）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、花色苷、鞣酸、葉酸、黃酮類化合物，使藍莓具有防止神經衰老、增強心臟功能、明目及抗癌的獨特功效[2-5]。藍莓種植主要集中在我國的北方長白山地區，近年來在南方也迅速發展，目前我國藍莓種植面積達到867萬公頃，總產量10萬噸。李立功等[1-6]對北方藍莓酒的加工進行了不同角度的研究，為藍莓酒加工提供了一定的理論指導和技術支撐，但研究尚不夠系統，特別是針對南方藍莓酒加工的研究更少，對發酵過程中各種物質的變化規律未見系統研究，無法滿足南方藍莓快速發展的需要，因此本研究旨在以南方藍莓酒發酵過程中總糖、總酸、乙醇、pH值、花色苷、單寧、揮發酸、甲醇、高級醇和酯等的變化規律研究，為南方藍莓酒的加工提供理論依據和技術指導，促進南方藍莓產業的快速發展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

藍莓（圓藍）：奉化以勒食品有限公司藍莓基地；酵母：湖北安琪酵母有限公司生產的優質葡萄酒活性干酵母；二氧化硫（食品級）：天津化工廠；白砂糖（一級）：廣東江門甘蔗化工廠。0.1mol/L NaOH，0.1%酚酞，A、B斐林試劑，碘化鉀、重鉻酸鉀、硫酸溶液（分析純）：浙江仙居縣興達化工廠。

1.2 儀器和設備

SP-2000型氣相色譜儀：山東魯南瑞虹化工儀器公司；VARIAN-100C紫外分光光度計：澳大利亞VARIAN公司；Delta 320pH計、分析天平：梅特勒一托利多儀器公司；蒸餾裝置、酒精度計：上海精密儀器儀表有限公司；DYJ-3榨汁機：靖江前衛食品機械廠；XSK500-A硅藻土過濾機：揚州潤明輕工機械廠；20L發酵缸、陳釀貯存罐：寧波象山滬江食品機械廠。

1.3 實驗方法

1.4 測定方法

酒精度、總糖、總酸（以檸檬酸計）、揮發酸和單寧的測定參照參考文獻[7]；pH值用pH計測定；花色苷用pH示差法測定[8]。甲醇、高級醇、酯類及其他物質測定采用氣相色譜儀測定。測定條件為氫火焰檢測器（flame ionization detector，FID），PEG—20000填充柱；柱溫、進樣器和檢測器溫度分別為115℃、140℃和160℃；氮氣（N2）、氫氣和空氣流速分別為35mL/min、35mL/min和400mL/min；進樣量為2μL，采用內標（乙酸正丁酯）峰面積法計算各成分含量。

2 結果與討論

2.1 藍莓酒主發酵過程中總糖、總酸、乙醇和pH值的變化

藍莓酒在主發酵10d的過程中總糖、總酸、乙醇和pH值均呈現不同的變化規律（見圖1）。南方藍莓原汁自身含糖10.8%，無法滿足最終產品酒精度（體積分數11.5%～12.0%）的要求，在發酵第3天補加糖9.6%，因此總糖在第4天出現次高峰，發酵初期，酵母活性較高，產酒能力極強，總糖含量急劇下降，至第7天發酵液殘糖低于3.0g/L，表明主發酵過程已完成。藍莓原汁加入活性干酵母后，第2天產生乙醇，隨后酒精度體積分數迅速上升至10.8%，第7天之后，乙醇含量增加較慢，最后酒精度體積分數穩定在11.8%，符合實際生產中17.0g/L（理論為16.3g/L，但實際生產中有酒精損耗及糖殘留）糖產生體積分數1.0%的酒精的計算。總酸前期較平穩，中期由于酵母菌發酵，產生了丙酮酸、乙酸乳、酸等代謝產物，使總酸含量上升，到后期可能進行乳酸發酵，多元酸轉變成一元酸，使總酸又有所回落[5]。pH值在整個主發酵過程中中期略有下降，變化不大，總體略降。主發酵之后，藍莓原酒酒精體積分數達到11.8%，總酸7.53g/L，pH2.95，主要指標都達到了果酒原酒生產的技術指標[7，9]。

2.2 藍莓酒發酵過程中花色苷、單寧含量的變化

花色苷是藍莓的重要特性營養成分之一。從試驗結果（圖2）可以看出，花色苷在藍莓酒主發酵過程中總體呈下降趨勢，主發酵前期變化較小，中后期呈快速下降趨勢并漸趨平穩，發酵保存率達64%。這主要是發酵前期，花色苷存在的環境與鮮果比較接近，酵母需氧量較大，發酵液中氧含量較低，但隨著發酵的進行，酸度逐漸增加，酒精大量產生，酵母生長受到抑制，耗氧量減少，發酵液中含氧量增加，氧化作用相對較強[5]，環境的改變，使花色苷在酸、氧、光、熱等共同因素作用下而分解，同時由于部分酵母自溶產生的酵母泥、果皮吸附部分花色苷，從而使花色苷在主發酵的中后期出現快速減少現象。

圖1 藍莓酒主發酵過程中乙醇、糖度、總酸和pH的變化Fig.1 Changes of ethanol,total sugar,total acid and pH during blueberry wine main fermentation

單寧是果酒苦、澀味的來源，是構成果酒骨架的重要成分，果酒中缺乏單寧，酒味就會平淡，含量過高又會使酒味發澀。藍莓單寧含量相對較高，在發酵過程中變化較小，主發酵前期含量基本上無變化，后期含量逐漸減少，這是單寧類等物質聚合、酚類物質氧化作用的結果[4]，同時也說明發酵過程對單寧含量影響不大（見圖2）。

圖2 藍莓酒發酵過程中花色苷和單寧含量的變化Fig.2 Changes of anthocyanins and tannin during blueberry wine fermentation

2.3 藍莓酒發酵過程中甲醇、揮發酸含量的變化

甲醇是水果酒和水果蒸餾酒和生產中不可避免的有毒副產物，過量攝取甲醇會導致失明甚至死亡，GB/T15037—2006《葡萄酒新標準》[11]規定果酒中的甲醇≤400mg/L。果酒中的甲醇主要來源于原料果實中的果膠，果膠脫甲氧基生成低甲氧基果膠時，同時形成甲醇[12]。從試驗結果（見圖3）可以看出，甲醇發酵開始時就存在，隨著發酵的進行，部分果膠脫甲氧基生成果膠酸時，生成少量甲醇，使含量略有增加，之后由于發酵產生的大量二氧化碳帶走部分甲醇，使甲醇含量略有下降，最后一直維持在相對較穩定的水平，總體含量可以控制在國家規定的指標范圍內，這與葡萄酒的研究報道相一致[10]，說明藍莓酒中的甲醇并不是伴隨著果酒發酵而形成的產物，而是原料本身的果膠在果膠甲酯酶的作用下水解產生果膠酸和甲醇而形成的[10]，因此果酒中的甲醇含量與原料的果膠含量有一定相關性。

圖3 藍莓酒發酵過程中甲醇、揮發酸含量的變化Fig.3 Changes of methanol and volatile acid during blueberry wine fermentation

揮發酸是衡量果酒發酵質量好壞的重要指標之一，主要成分是醋酸。從圖3可以看出，藍莓酒主發酵前階段，揮發酸含量較低，隨后隨著酒精發酵進行而逐漸上升，在發酵中期增加十分顯著，最后漸趨穩定。這主要是在乙醇發酵過程中，部分乙醇被醋酸菌氧化而生成醋酸，少量乙醛氧化生成醋酸所致[12]。總體比葡萄酒略高，最終仍可控制在0.8g/L（國標≤1.2g/L）以內。

2.4 藍莓酒發酵過程中高級醇的變化

表1 藍莓酒發酵過程中主要高級醇含量的變化Table 1 Changes of main higher alcohol during blueberry wine fermentationg/L

高級醇也稱為雜醇油，大多數高級醇都是酵母發酵的副產物，主要通過2條途徑生成：一是酵母以糖為基質由糖代謝合成自身必需的氨基酸，其中間體酮酸在酶的作用下可以生成高級醇。二是由原料中氨基酸的還原脫氨形成[13]。高級醇是酒香氣的重要組成成分，主要包括正丙醇、活性戊醇、異丁醇、異戊醇和2-苯乙醇等[13]。從表1可知，異丁醇和苯乙醇是藍莓酒的主要香氣成分，分別賦予藍莓酒悅人的植物香、玫瑰香和茉莉花香。該4種高級醇均是在發酵第3天才被檢測出的，除正丙醇含量在主發酵后期略有下降外，其余均隨著發酵時間的延長而不斷增加，表明了高級醇是在藍莓酒主發酵過程中逐步形成的，是伴隨著酵母發酵而產生的副產物，符合一般果酒適當陳釀后香氣更濃、更醇的規律。這與嚴紅光等[14]研究的基本相符，但由于藍莓品種的不同，導致香氣成分及含量不盡相同。

表2 藍莓酒發酵過程中主要酯類物質含量的變化Table 2 Changes of main esters during blueberry wine fermentation

2.5 藍莓酒發酵過程中酯類的生成

酯類物質也是酵母在發酵過程中的代謝產物，在酒的果香味方面發揮著重要作用[15]。藍莓酒中產生的苯甲酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯分別賦予藍莓悅人的花果香和葡萄香味[14]，戊酸乙酯是鮮果香的重要成分，己酸乙酯是濃香型酒的主體香氣，乙酸乙酯是酒的基礎芳香物質，是最重要的主體酯類[15]。從表2可以看出，在藍莓剛開始發酵時就檢測到少量苯甲酸乙酯，隨后依次也檢測到乙酸乙酯、己酸乙酯、癸酸乙酯、辛酸乙酯和戊酸乙酯等香氣成分，苯甲酸乙酯、乙酸乙酯、己酸乙酯、癸酸乙酯是藍莓酒香氣的主要成分，因此，藍莓酒果香純正，酒香濃郁，典型性特出，這與嚴紅光等[14]研究的基本相符。由于標樣成分的局限性，尚有多種未知物質無法確定，有待今后進一步深入研究。

3 結論

3.1 南方藍莓加糖后、經酵母發酵，酒精體積分數可達到11.8%，總酸7.53g/L，pH2.95，這些主要指標達到了原酒生產的標準要求，同時也符合市場需求，說明通過合理加工工藝，南方藍莓生產出優質藍莓原酒是可行的。

3.2 花色苷含量在發酵過程中前期較穩定，中后期下降較快，發酵后的保存率達64%；單寧含量在藍莓中發酵過程中變化較小，總體略降，說明發酵過程對單寧影響較小。

3.3 藍莓酒發酵過程中甲醇含量有變化，但基本穩定，且在國家標準（≤400mg/L）允許范圍內。揮發酸呈逐步上升趨勢，結束時為0.58g/L，遠低于國標（≤1.20g/L）。

3.4 藍莓酒高級醇中的異丁醇和苯乙醇是藍莓酒的主要香氣成分，約占香氣成分的60%以上；苯甲酸乙酯、乙酸乙酯、己酸乙酯、癸酸乙酯是藍莓酒香氣的主要成分，在發酵過程中高級醇和酯都不斷增加，發酵過程中還檢測到一些未知成分。

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