貯存條件對藍莓酒酚類物質、風味成分和感官指標的影響

陳紹依,曾穩穩,趙漫漫,羅配琴,周鴻翔*

1(貴州大學 釀酒與食品工程學院,貴州 貴陽,550025)

2(貴州茅臺(集團)生態農業產業發展有限公司,貴州 丹寨,557500)

藍莓酒是以藍莓果或藍莓汁為主要原料經加工發酵后形成富含氨基酸、有機酸、多酚、多糖等功能性成分的酒精性飲料[1]。隨著存貯時間的延長,藍莓酒逐漸出現渾濁變色等現象,影響藍莓酒的外觀品質,進而影響其成品酒的售賣?；ㄉ?、類黃酮、單寧等多酚類物質在藍莓酒加工或貯存過程中容易發生化學聚合或降解,產生苦澀味,導致沉淀和顏色的不穩定性[2]。顏色是藍莓酒品質評價最重要的指標之一,而花色苷是藍莓酒中最主要的呈色物質,有研究表明,花色苷與其他多酚物質之間的輔色作用可提高藍莓酒的顏色穩定性[3]。

風味是決定藍莓酒品質、感官屬性及其市場價值的關鍵因素,對消費者的接受度起著重要作用,雖然藍莓酒整體風味的貢獻包括味道和香氣,但香氣通常被認為在藍莓酒風味質量中起著主導的作用[4]。藍莓酒在貯存過程中除了色澤與多酚類物質的變化,其風味也發生較大的變化。藍莓酒的風味主要由酯類、酸類、高級醇、萜烯類、醛類和酚類等揮發性風味物質組成,其中,酯類和高級醇是藍莓酒風味物質中最豐富的兩類揮發性物質[5]。此外,醇與羧酸反應形成的酯類化合物是重要的揮發性香氣化合物,有助于增加果酒的風味特征[6],故探究藍莓酒貯存過程中的多酚類物質、抗氧化活性、顏色變化及風味特征對提高藍莓酒貯存過程中的品質尤為重要。

本實驗以藍莓成品酒為研究對象,將其置于不同環境條件下進行貯存,并檢測酒液中的多酚類物質、抗氧化活性、色澤變化、風味成分,同時進行感官評價以確定藍莓酒的貯存條件。通過探究藍莓酒在不同環境貯存下的品質變化,在一定程度上為藍莓酒的品質提升提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

藍莓酒樣由貴州茅臺(集團)生態農業產業發展有限公司提供;硝酸鋁、氯化鈉、氯化鉀、乙酸鈉(均為分析純),成都金山化學試劑有限公司;氫氧化鈉、鹽酸(均為分析純),重慶川東化工有限公司;沒食子酸(分析純),天津市科密歐化學試劑有限公司;乙酸(分析純),上海麥克林生化科技有限公司;亞硝酸鈉(分析純),重慶茂業化學試劑有限公司;碳酸鈉(分析純),天津永大化學試劑有限公司;福林酚試劑、蘆丁,北京索萊寶科技有限公司;標準品:叔戊醇(內標),上海阿拉丁生化科技有限公司;DPPH自由基,梯希愛(上海)化成工業發展有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗設計

將同批次生產的6瓶藍莓酒混勻,裝入頂空瓶中,設置16 ℃、28 ℃、避光、自然光、滿瓶、1/2裝液量不同貯存條件,貯存35 d,檢測貯存過程中的總酚、總黃酮、總花色苷、色度、色調、DPPH自由基清除率,最后對貯存結束后的藍莓酒進行感官評價并檢測風味成分。

1.2.2 藍莓酒基本理化指標的檢測

總酚采用福林酚法測定[7],以沒食子酸標準品繪制標準曲線,所得回歸方程為:y=95.259x+0.030 1,R2=0.998 1,酒樣的總酚含量根據標準曲線計算;總黃酮采用氯化鋁比色法測定[8],以蘆丁標準品繪制標準曲線,所得回歸方程為:y=7.255 2x+0.019 7,R2=0.998 2,酒樣的總黃酮含量根據標準曲線計算;總花色苷采用pH示差法測定[8];色度色調采用分光光度計法測定[7],將稀釋10倍的藍莓酒樣用可見分光光度計測其在420、520、620 nm下的吸光值,其中,色度為420、520、620 nm處的吸光度之和,色調為420 nm與520 nm處的吸光度之比;DPPH自由基清除率根據吉俊臣[8]的方法測定。

1.2.3 感官評價

采用定量描述分析法對藍莓酒的香氣成分進行評價:10位經過專業培訓的感官品評員按照預先定義的方案對藍莓酒的顏色、澀感、酸度、清澈度、酒體、香氣濃郁度、香氣持久性、典型性8個指標進行感官評價,每一個指標分為3個等級,從0～10分依次打分。

1.2.4 風味物質檢測

固相微萃取條件:采用頂空固相微萃取法,將5 mL藍莓酒樣、2 g氯化鈉和100 μL內標(叔戊醇)加入到15 mL的頂空瓶中,在50 ℃下孵育10 min后連續攪拌,然后將揮發性化合物頂空提取40 min,提取后使用自動進樣器進樣。

GC條件:DB-WAX色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);載氣為高純氦氣(99.999%),流速1.00 mL/min;進樣口溫度為250 ℃;不分流進樣;溶劑延遲2 min;升溫程序:初始溫度40 ℃,以1 ℃/min到45 ℃,然后以3 ℃/min到200 ℃,再以5 ℃/min 到230 ℃。

MS條件:電子轟擊離子源;離子溫度230 ℃;四極桿溫度150 ℃;電離能重70 eV;全掃描(Scan)模式。

定性定量方法:通過揮發性化合物的質譜與標準品和NIST11庫的質譜進行匹配,確定揮發性化合物。藍莓酒樣以內標定量(叔戊醇),揮發性物質的濃度的計算方法為揮發性物質峰面積與內標峰面積比值乘以內標物濃度。

1.3 數據處理

采用Microsoft Office Excel 2010進行數據整理,利用IBM SPSS Statistics 23做單因素方差分析,使用Origin 2018繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同貯存條件對藍莓酒酚類物質的影響

2.1.1 不同貯存條件對藍莓酒總酚的影響

如圖1所示,不同貯存條件下的藍莓酒總酚含量均呈下降趨勢,其原因可能是具有一元酚鄰位羥基的酚類物質被多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)催化生成醌類物質后,通過自聚合或與其他大分子結合形成褐色的多聚體所致[9]。其中,28 ℃組的總酚含量高于16 ℃組的總酚含量,與郭營營等[10]研究結果一致。避光組的藍莓酒經35 d的貯存其總酚含量(696.94 mg/L)遠高于自然光組的總酚含量(675.95 mg/L),主要是因為避光處理在一定程度上避免了藍莓酒中酚類物質的光反應。對于裝液量,滿瓶組的總酚含量略高于1/2裝液量組的總酚含量,說明滿瓶處理有助于藍莓酒的貯存。

a-溫度處理組;b-光照處理組;c-裝液量處理組

2.1.2 不同貯存條件對藍莓酒總黃酮的影響

黃酮類物質是一類存在于自然界的化合物,主要包括花青素、黃酮醇、黃烷-3-醇和原花青素,在很大程度上對果酒的顏色和口感有重要的影響。如圖2所示,經過35 d的貯存,不同環境貯存的藍莓酒總黃酮含量均呈下降趨勢,與總酚含量變化趨勢一致,其中28 ℃組的總黃酮含量高于16 ℃組的總黃酮含量。有研究表明果酒在長時間貯存時,花色苷-單寧復合物或其他花色苷縮合產物的部分解聚導致總黃酮的增加[11],高溫可能導致花色苷-單寧復合物或其他花色苷縮合產物的部分解聚。對于光照和裝液量,避光組的總黃酮含量明顯高于自然光組的總黃酮含量,滿瓶組的總黃酮含量略高于1/2裝液量組的總黃酮含量。

a-溫度處理組;b-光照處理組;c-裝液量處理組

2.1.3 不同貯存條件對藍莓酒總花色苷的影響

紅酒中的花色苷主要由單體花色苷、輔色花色苷以及聚合花色苷組成,這些花色苷是影響紅酒顏色變化的主要原因。如圖3所示,不同貯存條件下的藍莓酒總花色苷含量均呈下降趨勢,其中,16 ℃與28 ℃貯存的藍莓酒相比,其總花色苷含量下降較為緩慢,說明低溫處理能夠提高藍莓酒中花色苷的穩定性,抑制花色苷的分解,這與ZHANG等[12]觀察楊梅酒貯藏過程中的研究結果一致。對于光照和裝液量的處理酒樣,避光組的總花色苷含量顯著高于自然光組的總花色苷含量,滿瓶組的總花色苷含量高于1/2裝液量組的總花色苷含量。有研究表明,在葡萄酒貯存期間花色苷的損失是由縮合反應和聚合色素形成引起的化學降解或衍生化的結果[13]。

a-溫度處理組;b-光照處理組;c-裝液量處理組

2.2 不同貯存條件對藍莓酒色度色調及抗氧化活性的影響

2.2.1 不同貯存條件對藍莓酒色度的影響

色度和色調可判斷紅酒的質量和氧化程度,是紅酒外觀品質的重要指標[7]。其中,色度可反映酒體色澤的深淺,主要與紅酒中的花色苷和聚合色素有關[14]。有研究表明,由于單體花青素的損失和大分子聚合色素的緩慢沉淀,葡萄酒的色度會隨著陳釀時間的推移而逐漸降低[15]。如圖4所示,不同貯存條件下的藍莓酒色度呈下降趨勢,貯存35 d后,28 ℃組的色度一直高于16 ℃組的色度,避光組的色度顯著高于自然光組的色度,滿瓶組的色度略高于1/2裝液量組的色度。

a-溫度處理組;b-光照處理組;c-裝液量處理組

2.2.2 不同貯存條件對藍莓酒色調的影響

色調可反映酒體在紅色色調與黃色色調之間的比例,色調越高代表酒體越黃,反之,越低則酒體越紅。有研究表明當花色苷化合物含量達到一定水平后,葡萄酒的色調增加,顏色從鮮紅色變為紅棕色是正常的現象,是由于酚類物質氧化導致的棕色色素以及聚合色素的形成所致[16]。此外,酒體色調增加還與酒中vitisins型吡喃花色苷、輔色類花色苷以及直接縮合產物的含量有關,輔色類花色苷含量越高,色調值越小,直接縮合產物含量越高,色調值越大[17-18]。如圖5所示,不同貯存條件下的藍莓酒色調呈上升趨勢,與色度的趨勢相反,14 d前上升幅度較大,14 d后緩慢上升,28 ℃組的色調值顯著高于16 ℃組的色調值,自然光組的色調值高于避光組的色調值,1/2裝液量組的色調值略高于滿瓶組的色調值。

2.2.3 不同貯存條件對藍莓酒DPPH自由基清除率的影響

藍莓酒由藍莓原料發酵而成,更多的生物活性化合物(多酚、類黃酮、黃烷醇等)通常導致更高的抗氧化活性。如圖6所示,不同貯存條件下藍莓酒的DPPH自由基清除率呈下降趨勢,16 ℃組與28 ℃組在28 d之前的DPPH自由基清除率基本一致,在35 d后16 ℃組的DPPH自由基清除率大于28 ℃組的DPPH自由基清除率;對于光照和裝液量,經過35 d的貯存,避光組的DPPH自由基清除率大于自然光組的DPPH自由基清除率,滿瓶組的DPPH自由基清除率略大于1/2裝液量組的DPPH自由基清除率。有研究表明,藍莓酒中的清除DPPH自由基能力的強弱與花色苷的濃度呈正相關,?；幕ㄉ盏腄PPH自由基清除率大于未?；幕ㄉ盏腄PPH自由基清除率[19]。由于在果酒的釀造和貯存過程中,多酚類物質是復雜且不斷發展的,其抗氧化活性通過各種機制發揮,因此某些多酚的發展和相互作用對抗氧化能力的影響還需進一步的研究。

a-溫度處理組;b-光照處理組;c-裝液量處理組

2.3 不同貯存條件對藍莓酒風味物質的影響

如表1所示,本研究共檢測出36種風味物質,包括17種酯類、7種醇類、5種烯類、3種酸類以及4種其他類。藍莓酒酯類物質含量較高為辛酸乙酯、山梨酸乙酯、癸酸乙酯等,其中,不同貯存條件組間的差異物質為辛酸乙酯、癸酸乙酯、癸酸3-甲基丁酯和丁二酸單乙酯。16 ℃組的辛酸乙酯和癸酸乙酯含量均高于28 ℃組的辛酸乙酯和癸酸乙酯含量,可能是由于辛酸和癸酸與乙醇經過酯化反應生成辛酸乙酯和癸酸乙酯所致。對于光照和裝液量,自然光組的辛酸乙酯含量高于避光組(滿瓶組)和1/2裝液量組的辛酸乙酯含量,而避光組(滿瓶組)的癸酸乙酯含量高于自然光組和1/2裝液量組的癸酸乙酯含量。辛酸乙酯和癸酸乙酯是藍莓酒風味物質含量較高的2種酯類化合物,由于辛酸乙酯在藍莓酒中的高含量、低閾值(5 μg/L),對藍莓酒風味的影響最大,能賦予藍莓酒菠蘿、梨和花香,癸酸乙酯對整體風味也有顯著影響,直接促進樣品的果香和花香[20-21]。

表1 不同貯存條件下藍莓酒香氣成分的種類及含量Table 1 Types and contents of aroma components in blueberry wine under different storage conditions

果酒中的醇類物質通常以高級醇(也稱雜醇)的形式存在,當總質量濃度低于300 mg/L時,較高含量的高級醇可以增加果酒的果香和花香,而當質量濃度超過400 mg/L時,會引起辛辣和令人不快的氣味的負面影響[22]。如表1所示,醇類物質含量較高的為異戊醇、苯乙醇,不同處理組間的差異醇類物質為異丁醇,與SALINAS等[23]異戊醇、異丁醇和苯乙醇等是果酒瓶貯過程高級醇中較豐富的醇類化合物研究結果一致。28 ℃組的異戊醇和苯乙醇含量均高于16 ℃組的異戊醇和苯乙醇含量,對于光照和裝液量,避光組(滿瓶組)的異戊醇含量高于自然光組和1/2裝液量組的異戊醇含量,而自然光組的苯乙醇含量高于避光組(滿瓶組)和1/2裝液量組的苯乙醇含量。有研究表明,苯乙醇具有香辣、刺激的特征[21],而異戊醇、異丁醇等雜醇與陳釀紅葡萄酒的植物香和胡椒香呈正相關[24]。此外,加熱會導致苯乙醇以及乙酸異戊酯的增加[2],與本研究28 ℃組的苯乙醇含量高于16 ℃組的苯乙醇含量結果相符。

酸類物質含量較高的為辛酸、癸酸,而無其他差異酸類物質,說明不同貯存條件對藍莓酒的酸類物質影響不是很大。其中,28 ℃組的辛酸和癸酸含量高于16 ℃組的辛酸和癸酸含量,對于光照和裝液量,自然光組的辛酸和癸酸含量均高于避光組(滿瓶組)和1/2裝液量組的辛酸和癸酸含量。有研究表明,辛酸、癸酸、己酸及其乙酯是葡萄酒發酵過程中的潛在標志物,高濃度的辛酸、癸酸、己酸及其乙酯會降低葡萄酒的感官質量,只有在適當濃度下脂肪酸濃度也很高時,才能觀察到高濃度的酯類化合物[6]。此外,這些酸的增加或減少與其前體及產物的相應增加或減少有關[21]。

如圖7所示,不同貯存條件下的藍莓酒風味物質以酯類、醇類、酸類為主,其中,酯類最高,醇類次之,烯類和其他類物質含量最少。16 ℃組的酯類含量高于28 ℃組的酯類含量,而醇類和酸類含量低于28 ℃組的醇類和酸類含量,這與史紅梅等[28]發現葡萄酒的酯類物質總量隨浸漬溫度增高而遞減,而醇類物質則相反的研究結果一致。對于光照和裝液量,避光組(滿瓶組)的酯類含量高于自然光組和1/2裝液量組的酯類含量,而醇類和酸類含量則反之。醇類和酸類含量的減少而酯類含量相應的增加,可能歸因于醇類化合物和脂肪酸經過酯化反應形成相應的酯類化合物所致。

圖7 不同貯存條件下藍莓酒的風味物質百分比圖

2.4 不同貯存條件對藍莓酒感官指標的影響

傳統的感官評價方法是基于一種特定領域的語言所描述的視覺、嗅覺和味覺感知,是描述和判斷藍莓酒品質最直觀的指標。如圖8所示,28 ℃組的藍莓酒在顏色和清澈度的評分高于16 ℃組的藍莓酒,而16 ℃組的藍莓酒在典型性、香氣持久性、香氣濃郁度、酒體以及酸度的評分高于28 ℃組的藍莓酒,說明低溫有利于香氣物質的維持,與上述GC-MS檢測結果相符。避光組(滿瓶組)的藍莓酒在顏色和酒體的評分高于自然光和1/2裝液量組的藍莓酒,說明避光滿瓶處理更利于藍莓酒的貯存。

圖8 不同貯存條件下藍莓酒的感官評價雷達圖

3 結論

為探究藍莓酒貯存過程中的品質變化,研究不同貯存條件對藍莓酒貯存過程中總酚、總黃酮、總花色苷、色度色調、抗氧化活性、風味物質以及感官評價的影響。結果表明,藍莓酒在貯存過程中其總酚、總黃酮、總花色苷含量、色度及抗氧化活性均呈下降趨勢,而色調呈上升趨勢,相比高溫(28 ℃)、自然光和1/2裝液量處理組,低溫(16 ℃)、避光和滿瓶處理更利于藍莓酒的貯存;通過GC-MS技術共檢測出36種風味成分,酯類、醇類和酸類是藍莓酒風味物質的重要組成部分,與高溫(28 ℃)、自然光和1/2裝液量處理組相比,低溫(16 ℃)、避光和滿瓶處理具有較高的酯類化合物,而醇類和酸類化合物則反之。感官評價表明,低溫(16 ℃)處理的藍莓酒具有突出的香氣持久性和香氣濃郁度,與GC-MS檢測結果相符,更有利于藍莓酒的貯存和香氣物質的維持。綜上,低溫(16 ℃)、避光和滿瓶處理更利于藍莓酒的貯存。