磁化催陳對藍莓酒理化指標的影響

胡文澤，李金鳳，李淼，岳國鑫，郭東旭，石瑩，馬鳳鳴

磁化催陳對藍莓酒理化指標的影響

胡文澤，李金鳳，李淼，岳國鑫，郭東旭，石瑩，馬鳳鳴

（沈陽農業大學 食品學院, 沈陽 110866）

針對陳釀時間長、資源消耗嚴重等問題，探究磁化催陳藍莓酒的可行性。設計并制作磁化催陳裝置，并分析磁化處理關鍵工藝參數（磁化處理次數、頻率和溫度）對藍莓新酒的pH值、電導率、總酸含量、總酚含量、總糖含量和顏色等催陳效果指標的影響。經磁化處理后，藍莓酒的pH值、電導率和色調會上升，總酸含量、總酚含量、總糖含量、色度等均不同程度地下降。藍莓酒磁化后各項指標的變化趨勢與未磁化酒的變化趨勢一致，表明磁化處理可以起到催陳藍莓酒的作用。

藍莓酒；人工催陳；磁化；理化指標

藍莓為杜鵑花科越橘屬植物，富含花青素、黃烷- 3-醇、黃酮醇等多酚類生物活性物質[1]，具有抗氧化、保護心腦血管、輔助降血脂、增強記憶、增強免疫力、抗腫瘤和緩解視疲勞等保健功效[2-7]，因此受到消費者的重視與喜愛。以藍莓為原料發酵成的藍莓酒，被稱為“液體黃金”[8]，其不僅酒香濃郁、口感香醇、色澤飽滿，而且營養十分豐富，富含各種黃酮、酚類、氨基酸、維生素及有機酸等，酒內豐富的花色苷、鞣花酸等更是賦予了藍莓酒極強的抗氧化性和清除自由基能力。作為保健功能型飲品，藍莓酒還具有調節新陳代謝、改善視力、預防心血管疾病、防癌抗癌、美容養顏、抗菌消炎、改善睡眠、提高免疫力等多重益處[9]。

陳釀是提高果酒品質的重要環節，可以使果酒的生澀味減弱，形成穩定、色香味俱全的酒體。傳統陳釀方法主要以橡木桶陳釀為主，存在陳釀時間太長、成本太高等問題[10]，因此國內外學者試圖開發人工催陳技術，即采用人工方法加速果酒的陳化，縮短陳釀時間，使其品質在較短時間內得到改善[11-12]。磁場催陳技術是一種操作簡便、作用溫和的非熱加工技術，近年來其被國內外逐漸關注。產生磁場的方式有電磁場和磁石磁場等2種。Zeng和張斌等[13-16]運用電磁場分別對葡萄酒和白蘭地進行催陳，結果表明，具有催陳新酒的能力。若想實現工業化，則電量的使用也會造成不必要的資源浪費，使成本增加。磁石磁場具有價格低廉、操作簡便、作用溫和等優點，可以很好地解決電磁場的不足。由于磁石產生的磁場能否替代電磁場，以及應用磁石磁場對新鮮果酒進行催陳的研究鮮有報道，因此文中擬采用磁石磁化管對新鮮藍莓酒進行處理，以探究磁石磁場對藍莓新酒的催陳效果。

1 實驗

1.1 材料和試劑

主要材料與試劑：藍莓，沈陽市售；釀酒酵母，RW，安琪酵母股份有限公司；果膠酶，食品級；白砂糖，食品級；焦亞硫酸鉀，食品級；福林酚試劑，北京索萊寶科技科技有限公司；DNS試劑，北京索萊寶科技科技有限公司；氫氧化鈉，分析純；碳酸鈉，分析純；沒食子酸，分析純；葡萄糖，分析純。

1.2 儀器和設備

主要儀器和設備：磁化裝置，沈陽農業大學自制，結構見圖1，磁感應強度為0.1 T；UV-5100型紫外分光光度計，上海分析儀器有限公司；PHS-3C型pH計，上海雷磁·創益儀器儀表有限公司；DDS-11A型數顯電導率儀，上海雷磁·創益儀器儀表有限公司；HH-4型數顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司；GFL-70型電熱鼓風干燥箱，天津市萊玻特瑞儀器設備有限公司；手持折射儀，上海力辰邦西儀器科技有限公司；電子天平，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；全營養破壁料理機，佛山市歐麥斯電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 藍莓酒的釀造

取去梗、完好的藍莓鮮果10 kg，清洗后自然晾干，輕度壓榨后加入0.6 g果膠酶放置60 min，添加白糖至白利糖度值（°Bx）為30，添加焦亞硫酸鉀1.2 g后靜置12 h，加入釀酒酵母2 g后避光30 ℃，放置10 d（每天攪拌1次）后過濾，除去酒渣后即為藍莓新酒[3-4, 17-18]，其基本指標：pH值為3.25，總酸含量為9.79 g/L。

圖1 磁化裝置結構

1.3.2 磁化處理方法

1.3.2.1 磁化處理次數

取5個磁化裝置，向每個不銹鋼罐中注滿藍莓新酒（約500 mL）。在室溫下，每次分別磁化0、5、10、15、20次，每天磁化3次，第2天對各指標進行 檢測。

1.3.2.2 磁化處理頻率

取5個磁化裝置，向每個不銹鋼罐中注滿藍莓新酒（約500 mL）。在室溫下，每次分別磁化10次，每天分別磁化0、1、2、3、4次，第2天對各指標進行檢測。

1.3.2.3 磁化處理溫度

取5個磁化裝置，向每個不銹鋼罐中注滿藍莓新酒（約500 mL）。分別在室溫、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃下水浴，每次磁化10次，每天磁化3次，第2天對各指標進行檢測。

1.3.3 理化指標的檢測方法

1.3.3.1 pH的測定

取5 mL酒樣于100 mL錐形瓶中，加入50 mL蒸餾水，采用pH計測定稀釋液的pH值。

1.3.3.2 電導率的測定

采用電導率儀直接測定酒樣的電導率。

1.3.3.3 總酸的測定

總酸的測定根據國標[19]中的電位滴定法略作調整，首先取5 mL酒樣于100 mL錐形瓶中，加入50 mL蒸餾水，再用0.05 mol/L的NaOH溶液滴定稀釋液至pH值為8.2，記錄消耗NaOH溶液的體積。

1.3.3.4 總酚的測定

采用福林酚法[20-21]測定總酚含量。取0.05 g/L的沒食子酸標準溶液0.0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 mL于6支25 mL試管中，分別加入福林酚試劑1 mL，靜置30 s，再加入質量分數為15%的碳酸鈉溶液1 mL，混勻，加蒸餾水至25 mL，避光放置2 h后，用紫外可見分光光度計測定酒樣在765 nm下的吸光值。以沒食子酸的量為橫軸，對應的吸光值為縱軸，制作標準曲線，見圖2。

圖2 總酚標準曲線

由圖2可知，獲得的標準曲線方程（以沒食子酸計）為=0.2369+0.0142，相關系數2=0.9964，該方程可以用于酒樣中總酚含量的測定。取樣液1 mL，按照標準曲線制備中的步驟進行測定，根據標準曲線方程計算總酚含量。

1.3.3.5 總糖的測定

采用3,5-二硝基水楊酸法（DNS法）[22-24]測定總糖含量。取1 g/L葡萄糖標準溶液0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL于6支25 mL試管中，分別加入蒸餾水1.0、0.8、0.6、0.4、0.2、0.0 mL，DNS試劑2 mL，在95 ℃以上準確水浴8 min，取出用自來水冷卻至室溫后，分別加入9 mL蒸餾水，用紫外可見分光光度計測定酒樣在765 nm下的吸光值。以葡萄糖的量（用體積表示）為橫軸，對應的吸光值為縱軸，制作標準曲線，見圖3。

圖3 總糖標準曲線

由圖3可知，獲得的標準曲線方程（以葡萄糖計）為=1.2769?0.0244，相關系數2=0.9988，該方程可以用于酒樣中總糖含量的測定。取1 mL酒樣加入9 mL蒸餾水，取1 mL稀釋液，按照標準曲線制備的步驟進行測定，根據標準曲線計算總糖含量。

1.3.4 顏色的測定

采用紫外可見分光光度計法[25-27]測定顏色。取1 mL酒樣加入9 mL蒸餾水，用紫外可見分光光度計測定稀釋液在420、520、620 nm下的吸光值，色度（Color density, CD）為三者之和，色調（Color hue, CH）為前兩者之比，即：

色度=420﹢520﹢620

色調=420/520

1.4 數據處理

所有試驗均重復3次，并取平均值，采用軟件Origin 2020進行繪圖分析。

2 結果與分析

2.1 磁化處理對pH值的影響

果酒的酸味主要由總酸決定，但在總酸含量一定的情況下，酸味會隨著pH值的降低而變濃，由此可見在果酒陳釀過程中，pH值是影響果酒生化反應的主要因素[20]?；谝陨显?，文中研究了不同磁化處理條件對藍莓酒pH值的影響，結果見圖4。

由圖4可知，未經磁化處理的藍莓酒pH值基本保持不變，而經磁化處理后的藍莓酒pH值均呈上升趨勢，其中，磁化處理4次/d組的pH值變化最大，比對照組上升了42.1%。這可能是因磁化處理促進了藍莓酒中的酯化反應，使藍莓酒中的有機酸轉化成了相應的醇和酯，從而導致酸性降低。藍莓果實本身含有較多的有機酸，釀造后的藍莓酒容易過酸，磁化處理后pH上升，口感更為協調。在相同磁化頻率和溫度的條件下，隨著磁化次數的增多，pH值呈下降趨勢；在相同磁化次數和溫度的條件下，隨著磁化頻率的增多，pH值也隨之升高；在相同磁化次數和頻率的條件下，隨著溫度升高，pH值下降明顯。由此可知，磁化次數和溫度與pH值呈負相關關系，與磁化頻率呈正相關關系。

2.2 磁化處理對藍莓酒電導率的影響

電導率表征溶液的導電能力，其受酒體中離子濃度和性質的影響。酒類在儲藏期間酒體內物質發生的氧化聚合、酯化等各種反應都會使電導率發生變 化[28]。一般在穩定的酒體系中，其電導率基本固定不變，故電導率可作為評價酒體穩定性的重要指標之 一[29]?；谝陨显?，文中研究了不同磁化處理條件對藍莓酒電導率的影響，結果見圖5。

圖4 磁化次數、頻率和溫度對pH的影響

由圖5可知，不論是否磁化，藍莓酒電導率的變化均不穩定，但總體呈上升趨勢。其中，在60 ℃磁化處理下藍莓酒的電導率上升最大，比對照組上升了11.6%，說明酒中自由離子數目或離子種類發生了變化，酒體并未達到穩定狀態，并且磁化處理后藍莓酒的電導率上升趨勢更加明顯。在相同條件下，隨著磁化次數、磁化頻率和磁化溫度的增多，其電導率也逐步增大。由此可知，磁化次數、頻率和溫度與電導率呈正相關關系。

圖5 磁化次數、頻率和溫度對電導率的影響

2.3 磁化處理對藍莓酒總酸的影響

藍莓酒的總酸即可滴定酸，指藍莓酒中游離酸的含量。藍莓酒中的酸類以有機酸居多，多數以游離狀態存在，少數以鹽類形式存在，有機酸有的來源于藍莓本身，如蘋果酸、檸檬酸和蘋果酸；有的則來源于工藝生產過程，如乳酸、醋酸和琥珀酸。除有機酸之外，藍莓酒中還含有其他酸，其含量較少，因此在計算總酸時通常以酒石酸計[20]?；谝陨显?，文中研究了不同磁化處理條件對藍莓酒總酸的影響，結果見圖6。

圖6 磁化次數、頻率和溫度對總酸的影響

由圖6可知，未磁化藍莓酒的總酸變化并不明顯，這可能因陳釀時間太短，而磁化處理后，藍莓酒總酸均呈下降趨勢。其中，磁化處理4次/d組的總酸含量下降幅度最大，約為對照組的43.7%。有機酸類通常會在陳釀期酯化為相應的酯類，從而使總酸含量下降，而酯化反應是一個緩慢的過程。由于文中實驗周期較短，所以導致未磁化酒的總酸含量變化不大?？偹岷拷档?，使得酒體更加柔和、圓潤。在相同磁化頻率和溫度的條件下，隨著磁化次數的增多，總酸含量呈下降趨勢；在相同磁化次數和溫度的條件下，隨著磁化頻率的增多，總酸含量也隨之升高；在相同磁化次數和頻率的條件下，隨著溫度的升高，總酸下降明顯。由此可知，磁化次數和溫度與總酸呈負相關關系，與磁化頻率呈正相關關系。

2.4 磁化處理對藍莓酒總酚的影響

藍莓酒中的多酚物質種類繁多、結構復雜，這些物質具有收斂、苦澀、粗糙等特性，它不僅可以賦予藍莓酒一定色澤，而且可以使藍莓酒的口感更加豐滿、厚實，并且具有顯著的生物活性，是藍莓酒具有良好保健功效的保證[30]?；谝陨显?，文中研究了不同磁化處理條件對藍莓酒總酚的影響，結果見圖7。

由圖7可知，未磁化藍莓酒的總酚含量變化很小，但磁化處理后的藍莓酒總酚含量均略小于未磁化酒。這可能是由于酒中某些多酚類物質被氧化造成，總體來說，總酚下降的趨勢并不明顯。如果磁化處理后，酒的其他指標均顯示良好，則對總酚含量的影響可以忽略不計。因為總酚含量的下降可以使藍莓酒的澀感降低，從而使酒液更適于飲用。

2.5 磁化處理對藍莓酒總糖的影響

果酒在釀造過程中，一部分被酵母轉化為酒精，另一部分作為殘糖（即剩余的總糖）留在果酒里，果酒中的甜味主要來源于酒中的殘糖。根據殘糖量的高低可以將果酒分為干型、半干型、半甜型和甜型等4種類型。干型酒中的殘糖量最低，而甜型酒中的含糖量最高[31]?；谝陨显?，文中研究了不同磁化處理條件對藍莓酒總糖的影響，結果見圖8。

由圖8可知，未磁化酒的總糖含量呈微弱上升趨勢，而經磁化處理后，酒的總糖含量均呈下降趨勢。其中，磁化處理5次時總糖含量下降得最多，約為對照組的31.5%。藍莓酒中總糖含量的下降可能是因磁化處理使還原糖繼續發酵生成酒精，使酒液的酒精度升高，這樣能夠更充分地利用糖分生產出酒精度更高的酒液。在相同磁化頻率和溫度的條件下，隨著磁化次數的增多，總糖含量呈下降趨勢；在相同磁化次數和溫度的條件下，隨著磁化頻率的增多，總糖也隨之升高；在相同磁化次數和頻率的條件下，隨著溫度的升高，總糖下降明顯。由此可知，磁化次數和溫度與總糖呈負相關關系，與磁化頻率呈正相關關系。

2.6 磁化處理對藍莓酒顏色的影響

顏色是評價果酒外觀質量的重要指標之一。根據果酒的色度和色調，能夠判斷果酒的質量和氧化程 度[32]。色度反映酒樣顏色的飽和程度，主要由果酒酒中的酚類物質（如單寧、花色素等）決定，并隨著酚類物質含量的升高而增加。果酒黃色因素的強弱主要由420 nm處的吸光值體現，紅色因素主要由520 nm處的吸光值決定[20]。色調與酒中輔色類花色苷濃度有關，輔色類花色苷含量越高，色調值越小[33]?；谝陨显?，文中研究了不同磁化處理條件對藍莓酒顏色的影響，結果見表1。

圖7 磁化次數、頻率和溫度對總酚含量的影響

由表1可知，未經磁化處理的藍莓酒色調變化并不明顯，色調值呈微弱上升趨勢，而磁化處理后色度均呈下降趨勢，色調值均呈上升趨勢。陳釀果酒中所有的顏色均來源于聚合色素，而磁化處理后的酒樣色度均呈下降趨勢。說明在磁化作用下不利于聚合反應的進行，使得聚合色素的比例降低，酒體顏色變淡。也可能是磁場使色素聚合得更加劇烈，在盛放酒液的錐形瓶底部發現大量類似于酒泥的細膩沉淀，從而使色素析出，導致色度下降。在相同磁化頻率和溫度的條件下，隨著磁化次數的增多，色度呈下降趨勢，色調值呈下降趨勢；在相同磁化次數和溫度的條件下，隨著磁化頻率的增多，色度呈下降趨勢，色調值呈上升趨勢；在相同磁化次數和頻率的條件下，不同磁化溫度下，色度呈上升趨勢，色調值呈下降趨勢。由此可知，磁化次數與色度和色調值呈負相關關系，磁化頻率與色度呈負相關關系，與色調值呈正相關關系，磁化溫度與色度呈正相關關系，與色調值呈負相關關系。

圖8 磁化次數、頻率和溫度對總糖的影響

表1 磁化次數、頻率和溫度對顏色的影響

Tab.1 Effects of magnetization times, frequency and temperature on color

3 結語

基于磁場陳釀的原理，通過磁場對果酒中的乙醇和水分子產生附加磁矩，增加了分子取向，有利于2個分子的相互極化，促進了乙醇與水之間結合形成更多的氫鍵，因此具有更好的“親和性”，減少對乙醇的刺激，增加了柔軟度，并呈現出類似自然老化的效果。此外，在有外磁場的環境中，水中較大的締合分子群會變成較小的締合分子群，從而加強了分子群之間的氫鍵連接，使整個水系統更加穩定。此外，水分子具有抗磁性，磁場會感應磁偶極矩，這與內能有關，在一定程度上影響水分子的相變潛熱和導熱系數等熱力學參數。

文中實驗探究了磁化處理對藍莓酒的影響，發現磁化處理后藍莓酒的pH值、電導率和色調值上升，總酸含量、總酚含量、總糖含量和色度下降，各項指標的變化趨勢與未磁化酒的變化趨勢一致，使磁化后藍莓酒的成熟度高于未磁化酒，表明磁化處理可以起到催陳藍莓酒的作用。其中，大部分指標與磁化次數和溫度呈負相關關系，與磁化頻率呈正相關關系，是一種值得研究的催陳新方式。在以后的研究中，應繼續擴大磁化次數、頻率和溫度的范圍，同時，應規避氧氣在實驗中的影響，建立密閉、更完善的專業磁化催陳設備。另外，文中研究僅以國家標準中最重要的一些理化指標為參考，未來應對磁化后藍莓酒的香氣成分和感官評定進行測定，以更全面地分析磁化催陳藍莓酒的可行性。

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Effects of Magnetization Aging on Physichemical Indexes of Blueberry Wine

HU Wen-ze, LI Jin-feng, LI Miao, YUE Guo-xin, GUO Dong-xu, SHI Ying, MA Feng-ming

(Food Science College, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China)

The work aims to explore the feasibility of applying magnetization to the aging of blueberry wine, so as to solve the problems of long aging time and serious resource consumption. A magnetization aging device was designed and made. The effects of key process parameters of magnetization treatment (times, frequency and temperature of magnetization treatment) on the aging indexes such as pH, conductivity, total acid content, total phenol content, total sugar content and color of blueberry wine were analyzed. After the magnetization treatment, the pH, conductivity and tone of blueberry wine increased, while the total acid, total phenol, total sugar and chroma decreased to varying degrees. The change trend of indexes of blueberry wine after magnetization is consistent with the change trend of unmagnetized wine, indicating that the magnetization treatment can play a role in accelerating the aging of blueberry wine.

blueberry wine; artificial aging; magnetization; physichemical indexes

TS262.7

A

1001-3563(2022)03-0135-09

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.03.017

2021-06-21

國家自然科學基金（31772011）

胡文澤（1996—），男，沈陽農業大學碩士生，主攻食品物理加工技術。

馬鳳鳴（1981—），男，博士，沈陽農業大學副教授，主要研究方向為食品物理加工技術。