蓝莓酒是以蓝莓果或蓝莓汁为主要原料经加工发酵后形成富含氨基酸、有机酸、多酚、多糖等功能性成分的酒精性饮料[1]。随着存贮时间的延长,蓝莓酒逐渐出现浑浊变色等现象,影响蓝莓酒的外观品质,进而影响其成品酒的售卖。花色苷、类黄酮、单宁等多酚类物质在蓝莓酒加工或贮存过程中容易发生化学聚合或降解,产生苦涩味,导致沉淀和颜色的不稳定性[2]。颜色是蓝莓酒品质评价最重要的指标之一,而花色苷是蓝莓酒中最主要的呈色物质,有研究表明,花色苷与其他多酚物质之间的辅色作用可提高蓝莓酒的颜色稳定性[3]。

风味是决定蓝莓酒品质、感官属性及其市场价值的关键因素,对消费者的接受度起着重要作用,虽然蓝莓酒整体风味的贡献包括味道和香气,但香气通常被认为在蓝莓酒风味质量中起着主导的作用[4]。蓝莓酒在贮存过程中除了色泽与多酚类物质的变化,其风味也发生较大的变化。蓝莓酒的风味主要由酯类、酸类、高级醇、萜烯类、醛类和酚类等挥发性风味物质组成,其中,酯类和高级醇是蓝莓酒风味物质中最丰富的两类挥发性物质[5]。此外,醇与羧酸反应形成的酯类化合物是重要的挥发性香气化合物,有助于增加果酒的风味特征[6],故探究蓝莓酒贮存过程中的多酚类物质、抗氧化活性、颜色变化及风味特征对提高蓝莓酒贮存过程中的品质尤为重要。

本实验以蓝莓成品酒为研究对象,将其置于不同环境条件下进行贮存,并检测酒液中的多酚类物质、抗氧化活性、色泽变化、风味成分,同时进行感官评价以确定蓝莓酒的贮存条件。通过探究蓝莓酒在不同环境贮存下的品质变化,在一定程度上为蓝莓酒的品质提升提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蓝莓酒样由贵州茅台(集团)生态农业产业发展有限公司提供;硝酸铝、氯化钠、氯化钾、乙酸钠(均为分析纯),成都金山化学试剂有限公司;氢氧化钠、盐酸(均为分析纯),重庆川东化工有限公司;没食子酸(分析纯),天津市科密欧化学试剂有限公司;乙酸(分析纯),上海麦克林生化科技有限公司;亚硝酸钠(分析纯),重庆茂业化学试剂有限公司;碳酸钠(分析纯),天津永大化学试剂有限公司;福林酚试剂、芦丁,北京索莱宝科技有限公司;标准品:叔戊醇(内标),上海阿拉丁生化科技有限公司;DPPH自由基,梯希爱(上海)化成工业发展有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 实验设计

将同批次生产的6瓶蓝莓酒混匀,装入顶空瓶中,设置16 ℃、28 ℃、避光、自然光、满瓶、1/2装液量不同贮存条件,贮存35 d,检测贮存过程中的总酚、总黄酮、总花色苷、色度、色调、DPPH自由基清除率,最后对贮存结束后的蓝莓酒进行感官评价并检测风味成分。

1.2.2 蓝莓酒基本理化指标的检测

总酚采用福林酚法测定[7],以没食子酸标准品绘制标准曲线,所得回归方程为:y=95.259x+0.030 1,R2=0.998 1,酒样的总酚含量根据标准曲线计算;总黄酮采用氯化铝比色法测定[8],以芦丁标准品绘制标准曲线,所得回归方程为:y=7.255 2x+0.019 7,R2=0.998 2,酒样的总黄酮含量根据标准曲线计算;总花色苷采用pH示差法测定[8];色度色调采用分光光度计法测定[7],将稀释10倍的蓝莓酒样用可见分光光度计测其在420、520、620 nm下的吸光值,其中,色度为420、520、620 nm处的吸光度之和,色调为420 nm与520 nm处的吸光度之比;DPPH自由基清除率根据吉俊臣[8]的方法测定。

1.2.3 感官评价

采用定量描述分析法对蓝莓酒的香气成分进行评价:10位经过专业培训的感官品评员按照预先定义的方案对蓝莓酒的颜色、涩感、酸度、清澈度、酒体、香气浓郁度、香气持久性、典型性8个指标进行感官评价,每一个指标分为3个等级,从0～10分依次打分。

1.2.4 风味物质检测

固相微萃取条件:采用顶空固相微萃取法,将5 mL蓝莓酒样、2 g氯化钠和100 μL内标(叔戊醇)加入到15 mL的顶空瓶中,在50 ℃下孵育10 min后连续搅拌,然后将挥发性化合物顶空提取40 min,提取后使用自动进样器进样。

GC条件:DB-WAX色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);载气为高纯氦气(99.999%),流速1.00 mL/min;进样口温度为250 ℃;不分流进样;溶剂延迟2 min;升温程序:初始温度40 ℃,以1 ℃/min到45 ℃,然后以3 ℃/min到200 ℃,再以5 ℃/min 到230 ℃。

MS条件:电子轰击离子源;离子温度230 ℃;四极杆温度150 ℃;电离能重70 eV;全扫描(Scan)模式。

定性定量方法:通过挥发性化合物的质谱与标准品和NIST11库的质谱进行匹配,确定挥发性化合物。蓝莓酒样以内标定量(叔戊醇),挥发性物质的浓度的计算方法为挥发性物质峰面积与内标峰面积比值乘以内标物浓度。

1.3 数据处理

采用Microsoft Office Excel 2010进行数据整理,利用IBM SPSS Statistics 23做单因素方差分析,使用Origin 2018绘图。

2 结果与分析

2.1 不同贮存条件对蓝莓酒酚类物质的影响

2.1.1 不同贮存条件对蓝莓酒总酚的影响

如图1所示,不同贮存条件下的蓝莓酒总酚含量均呈下降趋势,其原因可能是具有一元酚邻位羟基的酚类物质被多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)催化生成醌类物质后,通过自聚合或与其他大分子结合形成褐色的多聚体所致[9]。其中,28 ℃组的总酚含量高于16 ℃组的总酚含量,与郭营营等[10]研究结果一致。避光组的蓝莓酒经35 d的贮存其总酚含量(696.94 mg/L)远高于自然光组的总酚含量(675.95 mg/L),主要是因为避光处理在一定程度上避免了蓝莓酒中酚类物质的光反应。对于装液量,满瓶组的总酚含量略高于1/2装液量组的总酚含量,说明满瓶处理有助于蓝莓酒的贮存。

2.1.2 不同贮存条件对蓝莓酒总黄酮的影响

黄酮类物质是一类存在于自然界的化合物,主要包括花青素、黄酮醇、黄烷-3-醇和原花青素,在很大程度上对果酒的颜色和口感有重要的影响。如图2所示,经过35 d的贮存,不同环境贮存的蓝莓酒总黄酮含量均呈下降趋势,与总酚含量变化趋势一致,其中28 ℃组的总黄酮含量高于16 ℃组的总黄酮含量。有研究表明果酒在长时间贮存时,花色苷-单宁复合物或其他花色苷缩合产物的部分解聚导致总黄酮的增加[11],高温可能导致花色苷-单宁复合物或其他花色苷缩合产物的部分解聚。对于光照和装液量,避光组的总黄酮含量明显高于自然光组的总黄酮含量,满瓶组的总黄酮含量略高于1/2装液量组的总黄酮含量。

2.1.3 不同贮存条件对蓝莓酒总花色苷的影响

红酒中的花色苷主要由单体花色苷、辅色花色苷以及聚合花色苷组成,这些花色苷是影响红酒颜色变化的主要原因。如图3所示,不同贮存条件下的蓝莓酒总花色苷含量均呈下降趋势,其中,16 ℃与28 ℃贮存的蓝莓酒相比,其总花色苷含量下降较为缓慢,说明低温处理能够提高蓝莓酒中花色苷的稳定性,抑制花色苷的分解,这与ZHANG等[12]观察杨梅酒贮藏过程中的研究结果一致。对于光照和装液量的处理酒样,避光组的总花色苷含量显著高于自然光组的总花色苷含量,满瓶组的总花色苷含量高于1/2装液量组的总花色苷含量。有研究表明,在葡萄酒贮存期间花色苷的损失是由缩合反应和聚合色素形成引起的化学降解或衍生化的结果[13]。

2.2 不同贮存条件对蓝莓酒色度色调及抗氧化活性的影响

2.2.1 不同贮存条件对蓝莓酒色度的影响

色度和色调可判断红酒的质量和氧化程度,是红酒外观品质的重要指标[7]。其中,色度可反映酒体色泽的深浅,主要与红酒中的花色苷和聚合色素有关[14]。有研究表明,由于单体花青素的损失和大分子聚合色素的缓慢沉淀,葡萄酒的色度会随着陈酿时间的推移而逐渐降低[15]。如图4所示,不同贮存条件下的蓝莓酒色度呈下降趋势,贮存35 d后,28 ℃组的色度一直高于16 ℃组的色度,避光组的色度显著高于自然光组的色度,满瓶组的色度略高于1/2装液量组的色度。

2.2.2 不同贮存条件对蓝莓酒色调的影响

色调可反映酒体在红色色调与黄色色调之间的比例,色调越高代表酒体越黄,反之,越低则酒体越红。有研究表明当花色苷化合物含量达到一定水平后,葡萄酒的色调增加,颜色从鲜红色变为红棕色是正常的现象,是由于酚类物质氧化导致的棕色色素以及聚合色素的形成所致[16]。此外,酒体色调增加还与酒中vitisins型吡喃花色苷、辅色类花色苷以及直接缩合产物的含量有关,辅色类花色苷含量越高,色调值越小,直接缩合产物含量越高,色调值越大[17-18]。如图5所示,不同贮存条件下的蓝莓酒色调呈上升趋势,与色度的趋势相反,14 d前上升幅度较大,14 d后缓慢上升,28 ℃组的色调值显著高于16 ℃组的色调值,自然光组的色调值高于避光组的色调值,1/2装液量组的色调值略高于满瓶组的色调值。

2.2.3 不同贮存条件对蓝莓酒DPPH自由基清除率的影响

蓝莓酒由蓝莓原料发酵而成,更多的生物活性化合物(多酚、类黄酮、黄烷醇等)通常导致更高的抗氧化活性。如图6所示,不同贮存条件下蓝莓酒的DPPH自由基清除率呈下降趋势,16 ℃组与28 ℃组在28 d之前的DPPH自由基清除率基本一致,在35 d后16 ℃组的DPPH自由基清除率大于28 ℃组的DPPH自由基清除率;对于光照和装液量,经过35 d的贮存,避光组的DPPH自由基清除率大于自然光组的DPPH自由基清除率,满瓶组的DPPH自由基清除率略大于1/2装液量组的DPPH自由基清除率。有研究表明,蓝莓酒中的清除DPPH自由基能力的强弱与花色苷的浓度呈正相关,酰化的花色苷的DPPH自由基清除率大于未酰化的花色苷的DPPH自由基清除率[19]。由于在果酒的酿造和贮存过程中,多酚类物质是复杂且不断发展的,其抗氧化活性通过各种机制发挥,因此某些多酚的发展和相互作用对抗氧化能力的影响还需进一步的研究。

2.3 不同贮存条件对蓝莓酒风味物质的影响

如表1所示,本研究共检测出36种风味物质,包括17种酯类、7种醇类、5种烯类、3种酸类以及4种其他类。蓝莓酒酯类物质含量较高为辛酸乙酯、山梨酸乙酯、癸酸乙酯等,其中,不同贮存条件组间的差异物质为辛酸乙酯、癸酸乙酯、癸酸3-甲基丁酯和丁二酸单乙酯。16 ℃组的辛酸乙酯和癸酸乙酯含量均高于28 ℃组的辛酸乙酯和癸酸乙酯含量,可能是由于辛酸和癸酸与乙醇经过酯化反应生成辛酸乙酯和癸酸乙酯所致。对于光照和装液量,自然光组的辛酸乙酯含量高于避光组(满瓶组)和1/2装液量组的辛酸乙酯含量,而避光组(满瓶组)的癸酸乙酯含量高于自然光组和1/2装液量组的癸酸乙酯含量。辛酸乙酯和癸酸乙酯是蓝莓酒风味物质含量较高的2种酯类化合物,由于辛酸乙酯在蓝莓酒中的高含量、低阈值(5 μg/L),对蓝莓酒风味的影响最大,能赋予蓝莓酒菠萝、梨和花香,癸酸乙酯对整体风味也有显著影响,直接促进样品的果香和花香[20-21]。

果酒中的醇类物质通常以高级醇(也称杂醇)的形式存在,当总质量浓度低于300 mg/L时,较高含量的高级醇可以增加果酒的果香和花香,而当质量浓度超过400 mg/L时,会引起辛辣和令人不快的气味的负面影响[22]。如表1所示,醇类物质含量较高的为异戊醇、苯乙醇,不同处理组间的差异醇类物质为异丁醇,与SALINAS等[23]异戊醇、异丁醇和苯乙醇等是果酒瓶贮过程高级醇中较丰富的醇类化合物研究结果一致。28 ℃组的异戊醇和苯乙醇含量均高于16 ℃组的异戊醇和苯乙醇含量,对于光照和装液量,避光组(满瓶组)的异戊醇含量高于自然光组和1/2装液量组的异戊醇含量,而自然光组的苯乙醇含量高于避光组(满瓶组)和1/2装液量组的苯乙醇含量。有研究表明,苯乙醇具有香辣、刺激的特征[21],而异戊醇、异丁醇等杂醇与陈酿红葡萄酒的植物香和胡椒香呈正相关[24]。此外,加热会导致苯乙醇以及乙酸异戊酯的增加[2],与本研究28 ℃组的苯乙醇含量高于16 ℃组的苯乙醇含量结果相符。

酸类物质含量较高的为辛酸、癸酸,而无其他差异酸类物质,说明不同贮存条件对蓝莓酒的酸类物质影响不是很大。其中,28 ℃组的辛酸和癸酸含量高于16 ℃组的辛酸和癸酸含量,对于光照和装液量,自然光组的辛酸和癸酸含量均高于避光组(满瓶组)和1/2装液量组的辛酸和癸酸含量。有研究表明,辛酸、癸酸、己酸及其乙酯是葡萄酒发酵过程中的潜在标志物,高浓度的辛酸、癸酸、己酸及其乙酯会降低葡萄酒的感官质量,只有在适当浓度下脂肪酸浓度也很高时,才能观察到高浓度的酯类化合物[6]。此外,这些酸的增加或减少与其前体及产物的相应增加或减少有关[21]。

如图7所示,不同贮存条件下的蓝莓酒风味物质以酯类、醇类、酸类为主,其中,酯类最高,醇类次之,烯类和其他类物质含量最少。16 ℃组的酯类含量高于28 ℃组的酯类含量,而醇类和酸类含量低于28 ℃组的醇类和酸类含量,这与史红梅等[28]发现葡萄酒的酯类物质总量随浸渍温度增高而递减,而醇类物质则相反的研究结果一致。对于光照和装液量,避光组(满瓶组)的酯类含量高于自然光组和1/2装液量组的酯类含量,而醇类和酸类含量则反之。醇类和酸类含量的减少而酯类含量相应的增加,可能归因于醇类化合物和脂肪酸经过酯化反应形成相应的酯类化合物所致。

2.4 不同贮存条件对蓝莓酒感官指标的影响

传统的感官评价方法是基于一种特定领域的语言所描述的视觉、嗅觉和味觉感知,是描述和判断蓝莓酒品质最直观的指标。如图8所示,28 ℃组的蓝莓酒在颜色和清澈度的评分高于16 ℃组的蓝莓酒,而16 ℃组的蓝莓酒在典型性、香气持久性、香气浓郁度、酒体以及酸度的评分高于28 ℃组的蓝莓酒,说明低温有利于香气物质的维持,与上述GC-MS检测结果相符。避光组(满瓶组)的蓝莓酒在颜色和酒体的评分高于自然光和1/2装液量组的蓝莓酒,说明避光满瓶处理更利于蓝莓酒的贮存。

3 结论

为探究蓝莓酒贮存过程中的品质变化,研究不同贮存条件对蓝莓酒贮存过程中总酚、总黄酮、总花色苷、色度色调、抗氧化活性、风味物质以及感官评价的影响。结果表明,蓝莓酒在贮存过程中其总酚、总黄酮、总花色苷含量、色度及抗氧化活性均呈下降趋势,而色调呈上升趋势,相比高温(28 ℃)、自然光和1/2装液量处理组,低温(16 ℃)、避光和满瓶处理更利于蓝莓酒的贮存;通过GC-MS技术共检测出36种风味成分,酯类、醇类和酸类是蓝莓酒风味物质的重要组成部分,与高温(28 ℃)、自然光和1/2装液量处理组相比,低温(16 ℃)、避光和满瓶处理具有较高的酯类化合物,而醇类和酸类化合物则反之。感官评价表明,低温(16 ℃)处理的蓝莓酒具有突出的香气持久性和香气浓郁度,与GC-MS检测结果相符,更有利于蓝莓酒的贮存和香气物质的维持。综上,低温(16 ℃)、避光和满瓶处理更利于蓝莓酒的贮存。

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Effects of storage conditions on phenolic substances, flavor components, and sensory indexes of blueberry wine

CHEN Shaoyi1, ZENG Wenwen2, ZHAO Manman2, LUO Peiqin2, ZHOU Hongxiang1*

1(School of Brewing and Food Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China)

2(Kweichow Moutai (Group) Ecological Agriculture Industry Development Co.Ltd., Danzhai 557500, China)

ABSTRACT To explore the quality changes of blueberry wine during storage, phenolic substances, chroma and hue, antioxidant activity, flavor components, and sensory indexes of the finished blueberry wine during storage were detected.Results showed that the scavenging rates of total phenols, total flavonoids, total anthocyanins, chroma and DPPH free radicals of blueberry wine showed a downward trend under different storage conditions of temperature, light and liquid loading, while the tint showed an upward trend.Among them, low temperature (16 ℃) to avoid light and full bottle treatment is more conducive to the storage of blueberry wine.A total of 36 kinds of flavor compounds were detected by GC-MS, including 17 kinds of esters, 7 kinds of alcohols, 5 kinds of alkenes, 3 kinds of acids, and 4 kinds of other compounds.Among them, ethyl caprylate, ethyl sorbate, ethyl caprylate, isoamyl alcohol, and phenyl ethanol were volatile compounds with high content.Sensory evaluation showed that the low temperature treatment group had better aroma persistence and aroma intensity than other treatment groups, which was consistent with the results of flavor components detection.

Key words blueberry wine; phenolic substances; chroma hue; antioxidant activity; flavor components; sensory evaluation

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036129

引用格式：陈绍依,曾稳稳,赵漫漫,等.贮存条件对蓝莓酒酚类物质、风味成分和感官指标的影响[J].食品与发酵工业,2024,50(8):154-160.CHEN Shaoyi,ZENG Wenwen,ZHAO Manman, et al.Effects of storage conditions on phenolic substances, flavor components, and sensory indexes of blueberry wine[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(8):154-160.

第一作者：硕士研究生(周鸿翔副教授为通信作者,E-mail:zhou-hx@163.com)

基金项目：贵州省科技计划项目(黔科合支撑[2022]重点006号)

收稿日期：2023-05-13,改回日期：2023-06-12