藍(lán)靛果酒化學(xué)降酸工藝及對(duì)花色苷組成的影響

梁敏，包怡紅，徐福成

（1.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150040）（2.黑河市中俄林業(yè)科技合作園，黑龍江黑河 164300）

藍(lán)靛果為忍冬科（Caprifoliaceae）忍冬屬（Lonicera L）的多年生落葉小灌木[1]，其果實(shí)內(nèi)含有多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如有機(jī)酸、糖、維生素、礦物質(zhì)、黃酮、多酚和花色苷等，特別是花色苷。研究表明，藍(lán)靛果中的花色苷具有美容養(yǎng)顏、抗氧化[2]、降脂[3]、抗腫瘤[4]和抑菌[5]等功效。因其口味酸澀，很少用來(lái)直接食用，此外由于藍(lán)靛果不易保藏，常常加工成果汁、果酒、果醬、糖果、膨化零食、果干、罐頭和冷凍水果等產(chǎn)品[6～8]。可滴定酸度是影響葡萄酒、果酒風(fēng)味的重要因素，對(duì)果酒的感官品質(zhì)起著非常重要的作用。若酸度過(guò)高，會(huì)使果酒變得刺口、粗糙，而酸度過(guò)低，又會(huì)使果酒變得平淡、欠清爽[9]，通常果酒的可滴定酸度介于7～9 g/L。藍(lán)靛果作為營(yíng)養(yǎng)豐富的小漿果，其含酸量較高（通常在16.8～27.1 g/kg[10]）。此外，在酵母發(fā)酵成果酒的過(guò)程中會(huì)因?yàn)殓晁?、乳酸、葡萄糖酸和乙酸等的形成而使得可滴定酸度升高，且酸度增加通常?～2.5 g/L。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于果汁和果酒的降酸方法有很多種，主要包括生物降酸法[11]、物理降酸法[12]、離子交換樹(shù)脂法、電滲析降酸法[13,14]和化學(xué)降酸法[15]，但使用比較廣泛的還是化學(xué)降酸法，其具有降酸速度快、成本低、效果顯著等諸多優(yōu)點(diǎn)，但是要注意降酸劑的選擇和使用量以免造成酒體失衡[16]。

藍(lán)靛果釀造所得果酒的可滴定酸度較高，采用生物降酸或物理降酸很難達(dá)到一般的果酒滴定酸度范圍（7～9 g/L）。因此，本試驗(yàn)選擇化學(xué)降酸法進(jìn)行降酸，并選擇復(fù)合降酸劑進(jìn)行果酒降酸處理，確定最優(yōu)降酸工藝并分析降酸處理對(duì)花色苷含量及組成的影響，為高品質(zhì)藍(lán)靛果酒的生產(chǎn)提供理論依據(jù)和參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料與實(shí)驗(yàn)試劑

藍(lán)靛果由黑河市中俄林業(yè)科技合作園提供；甲酸（色譜級(jí)）、甲醇（色譜級(jí)），天津市福晨化學(xué)試劑廠；無(wú)水碳酸鈉、無(wú)水碳酸鉀，天津市博迪化工股份有限公司；碳酸氫鈉，沈陽(yáng)含怡食品有限公司；碳酸鈣，天津市科密歐化學(xué)試劑開(kāi)發(fā)中心；酒石酸鉀，天津市巴斯夫化工有限公司；氯化鉀、乙酸鈉，天津市天力化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

FA2004B電子天平、721可見(jiàn)光分光光度計(jì)、FA-2004B電子分析天平，上海佑科儀器儀表有限公司；PHS-3E雷磁pH計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；H/T20MM 臺(tái)式高速離心機(jī)，湖南赫西儀器裝備有限公司；Agilent 1290液相色譜和6430串聯(lián)四級(jí)桿液質(zhì)聯(lián)用儀，美國(guó)Aglient。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 藍(lán)靛果酒化學(xué)降酸

取藍(lán)靛果酒100 mL，分別加入6種不同的化學(xué)降酸劑（碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、酒石酸鉀）進(jìn)行降酸試驗(yàn)，充分?jǐn)嚢韬?，于室溫下放? d[9]后，每個(gè)處理重復(fù)3次，測(cè)定不同化學(xué)降酸劑對(duì)藍(lán)靛果果酒總酸、pH、花色苷含量及果酒感官品質(zhì)的影響。

1.2.2 藍(lán)靛果酒碳酸鈣和碳酸鈉聯(lián)合降酸

表1 碳酸鈣和碳酸鈉降酸組合表Table 1 Table of combination of Calcium carbonate and sodium carbonate

根據(jù)上述降酸劑的試驗(yàn)，選擇降酸效果好，對(duì)果酒pH影響較小，且盡可能保留發(fā)酵液中花色苷的降酸劑：碳酸鈣和碳酸鈉進(jìn)行聯(lián)合降酸。

1.2.3 降酸對(duì)藍(lán)靛果酒花色苷組成的影響

將藍(lán)靛果酒經(jīng)復(fù)合降酸劑降酸后，采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜對(duì)藍(lán)靛果酒的花色苷組成進(jìn)行分析。

1.2.4 總酸和pH值的測(cè)定

總酸：參照GB/T 12456-2008 食品中總酸的測(cè)定中的酸堿滴定法；pH值：pH計(jì)測(cè)定。

1.2.5 花色苷含量測(cè)定

采用pH示差法[17]。將藍(lán)靛果酒樣品于4000 r/min離心15 min，取上清液進(jìn)行稀釋。取1 mL稀釋液，分別添加9 mL pH 1.0的KCl-HCl溶液和pH 4.5的CH3COONa-HCl溶液，室溫避光放置20 min。采用可見(jiàn)光分光光度計(jì)于波長(zhǎng)510 nm和700 nm處測(cè)定吸光度，以蒸餾水調(diào)零?；ㄉ蘸勘硎緸槊可{(lán)靛果上清液中矢車菊素-3-葡萄糖苷當(dāng)量（mg/L），計(jì)算公式如下：

花色苷含量(mg/L)=(?A×MW×DF×1000)/(ε×1)

式中：ΔA=（A510-A700）pH 1.0-（A510-A700）pH 4.5；MW=449.2 g/mol，是矢車菊素-3-葡萄糖苷的摩爾質(zhì)量；DF為稀釋倍數(shù)；l為比色皿的光程長(zhǎng)度，通常為1；ε為矢車菊素-3-葡萄糖苷的摩爾消光系數(shù)，26900 L/(mol·cm)。

1.2.6 鈣離子含量測(cè)定

吸取樣品0.5 mL和49.5 mL蒸餾水于250 mL三角瓶?jī)?nèi)，加1+1鹽酸3滴，混勻，加熱煮沸半分鐘，冷卻至50 ℃以下，加入5 mL KOH，再加80 mg鈣黃綠素酚酞指示劑（0.2 g鈣黃綠素+0.07 g酚酞+20 g KCl，研磨混勻）放置20 min，在暗處背對(duì)光線，用0.01 mol/L EDTA滴定熒光黃綠色消失，出現(xiàn)紅色即為終點(diǎn)，一個(gè)樣品處理三次。

樣品中Ca2+含量X（mg/L）：

其中，V-滴定EDTA的消耗體積，mL；V0-滴定空白樣消耗的體積，mL；C-EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液，mol/L；Vw-樣品體積，mL；40.08-Ca2+摩爾質(zhì)量，g/mol。

1.2.7 花色苷組成的測(cè)定

采用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)測(cè)定：

（1）樣品準(zhǔn)備：將樣品在6000 r/min下離心15 min，取上清液經(jīng)0.45 μm的濾膜過(guò)濾，于-4 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

（2）高效液相色譜條件：色譜柱：UHPAQ C18（2.1×50 mm，1.9 μm）。柱溫 27 ℃，進(jìn)樣體積 5 μL。流動(dòng)相：0.1%甲酸溶液（A）和甲醇（B），梯度洗脫條件：0 min，85%A；1～2 min，50%A，4～6 min，20%A；7 min，85%A。流速：0.30 mL/min。

（3）質(zhì)譜條件：采用正離子采集模式。掃描范圍為400～1000 m/z；毛細(xì)管溫度：300 ℃；毛細(xì)管電壓：4 kV；干燥氣壓力：15 psi；流速：11 L/min。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

所有試驗(yàn)均進(jìn)行三次重復(fù)，采用Origin 8進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析及畫圖，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，采用SPSS 22進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 碳酸鉀降酸效果對(duì)藍(lán)靛果酒品質(zhì)的影響

由表2可知，隨著碳酸鉀添加量的增大，藍(lán)靛果酒的總酸不斷降低，降酸量不斷增加。添加1 g/L碳酸鉀可以降低藍(lán)靛果酒約1.10 g/L酸度。隨著碳酸鉀的增加，藍(lán)靛果酒pH逐漸增大，花色苷含量不斷降低。但是，當(dāng)碳酸鉀添加量＞1 g/L時(shí)，藍(lán)靛果酒的品質(zhì)會(huì)逐漸變差，產(chǎn)生明顯的苦澀味，破壞了藍(lán)靛果酒原有的香味和口感，所以碳酸鉀不適合作為藍(lán)靛果酒的降酸劑。

2.2 碳酸鈣降酸效果對(duì)藍(lán)靛果酒品質(zhì)的影響

由表3可知，隨著碳酸鈣添加量的增加，藍(lán)靛果酒的總酸逐漸降低，降酸效果比碳酸鉀更明顯，當(dāng)碳酸鈣添加量為1.0 g/L時(shí)，總酸降低了1.69 g/L，降幅達(dá)10.97%，隨后，隨著碳酸鈣的繼續(xù)加入，總酸仍處于逐漸下降的趨勢(shì)。通過(guò)感官評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碳酸鈣的添加量＜3 g/L時(shí)，碳酸鈣的加入對(duì)果酒品質(zhì)影響較小，當(dāng)繼續(xù)增加碳酸鈣用量時(shí)，不僅會(huì)增加藍(lán)靛果酒的澀味，還會(huì)帶入濃厚的石灰味，減弱藍(lán)靛果酒的果香和酒香。藍(lán)靛果酒中的花色苷含量隨著碳酸鈣的添加量而逐漸降低，這主要是因?yàn)樘妓徕}的加入使得藍(lán)靛果酒的pH逐漸升高，而花色苷在較高pH時(shí)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易降解。綜合考慮，碳酸鈣降酸操作簡(jiǎn)單，成本較低，但是，單獨(dú)使用碳酸鈣達(dá)不到藍(lán)靛果酒滿意的酸度，需與其他降酸劑聯(lián)合使用，且碳酸鈣添加量不能超過(guò)3 g/L。

表2 碳酸鉀的降酸結(jié)果Table 2 The deacidification results of Potassium carbonate

表3 碳酸鈣的降酸結(jié)果Table 3 The deacidification results of Calcium carbonate

2.3 碳酸鈉降酸效果對(duì)藍(lán)靛果酒品質(zhì)的影響

經(jīng)不同添加量的碳酸鈉處理的藍(lán)靛果酒的總酸、降酸量、降幅、pH、花色苷含量及藍(lán)靛果酒香氣和口感的變化如表 4。由表可以看出，碳酸鈉的降酸效果較好，1 g/L碳酸鈉可以降低1.68 g/L總酸，藍(lán)靛果酒香氣濃郁、無(wú)其他不良?xì)馕?，隨著碳酸鈉的添加，總酸不斷下降，當(dāng)碳酸鈉添加量達(dá)到5.0 g/L時(shí)，總酸下降7.00 g/L，降幅達(dá)45.45%，此時(shí)藍(lán)靛果酒酸度達(dá)到果酒的理想范圍，香氣較淡，酸度適中。隨著碳酸鈉添加量的增加，花色苷含量在逐漸降低，但是與碳酸鈣、碳酸鉀相比，添加量為6 g/L時(shí)，碳酸鈉降酸所保留的花色苷更多。因此，綜合考慮，碳酸鈉適用于藍(lán)靛果酒的降酸。

表4 碳酸鈉的降酸結(jié)果Table 4 The deacidification results of sodium carbonate

2.4 酒石酸鉀降酸效果對(duì)藍(lán)靛果酒品質(zhì)的影響

采用酒石酸鉀對(duì)藍(lán)靛果酒進(jìn)行降酸，結(jié)果見(jiàn)表5。隨著酒石酸鉀添加量的增大，藍(lán)靛果酒的總酸不斷降低，但是降酸效果不佳，當(dāng)添加6 g/L的酒石酸鉀，總酸降低量?jī)H為0.58 g/L。酒石酸鉀的加入對(duì)藍(lán)靛果酒的花色苷含量影響較小，能夠保留更多的花色苷。但是，若想將藍(lán)靛果酒降到合適的酸度，需要繼續(xù)添加酒石酸鉀，成本較高，且添加量過(guò)多會(huì)給藍(lán)靛果酒增加澀味，綜合評(píng)價(jià)酒石酸鉀不適用于藍(lán)靛果酒的降酸。

表5 酒石酸鉀的降酸結(jié)果Table 5 The deacidification results of potassium tartrate

2.5 碳酸氫鈉降酸效果對(duì)藍(lán)靛果酒品質(zhì)的影響

采用碳酸氫鈉對(duì)藍(lán)靛果酒降酸，降酸結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可以看出，碳酸氫鈉添加量為6 g/L時(shí)，藍(lán)靛果酒酸度降低了5.07 g/L，藍(lán)靛果酒酸澀感降低、香氣較濃。與碳酸鈉和碳酸鈣相比，降酸能力較低，若想將酸度降到理想水平，需要增大其用量，但是，繼續(xù)增大碳酸氫鈉用量會(huì)使藍(lán)靛果酒花色苷含量繼續(xù)降低，因此，碳酸氫鈉不能單獨(dú)作為藍(lán)靛果酒的降酸劑，需與其他進(jìn)行復(fù)配使用。

表6 碳酸氫鈉的降酸結(jié)果Table 6 The deacidification results of sodium bicarbonate

2.6 碳酸氫鉀降酸效果對(duì)藍(lán)靛果酒品質(zhì)的影響

不同添加量的碳酸氫鉀對(duì)藍(lán)靛果酒降酸效果、pH、花色苷及感官品質(zhì)的影響見(jiàn)表7。由表7可知，與碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈣等化學(xué)降酸劑相比，碳酸氫鉀對(duì)高酸度的藍(lán)靛果酒的降酸效果較差。當(dāng)碳酸氫鉀添加量＜3 g/L時(shí)，隨著碳酸氫鉀添加量的增大，藍(lán)靛果酒總酸呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，對(duì)藍(lán)靛果酒的品質(zhì)影響較小，但當(dāng)碳酸氫鉀的添加量＞3 g/L，會(huì)影響藍(lán)靛果酒的香味和口感。此外，碳酸氫鉀的加入使得果酒pH升高，花色苷含量下降。因此，碳酸氫鉀不可單獨(dú)作為藍(lán)靛果酒的降酸劑，需與其他降酸劑復(fù)合進(jìn)行降酸。

2.7 碳酸鈉與碳酸鈣聯(lián)合降酸效果對(duì)藍(lán)靛果酒品質(zhì)的影響

采用6種化學(xué)降酸劑進(jìn)行降酸發(fā)現(xiàn)六種降酸劑的降酸效果依次為：碳酸鈉＞碳酸鈣＞碳酸鉀＞碳酸氫鈉＞碳酸氫鉀＞酒石酸鉀，每6 g/L的降酸劑分別可以降低8.29、7.04、6.26、5.07、4.01、0.58 g/L的總酸。且碳酸鈉和碳酸鈣對(duì)果酒pH的影響較小，此外，碳酸鈣的加入可以增加藍(lán)靛果酒有機(jī)鈣離子的含量。結(jié)合感官評(píng)價(jià)和花色苷含量最終選擇碳酸鈣和碳酸鈉為復(fù)合降酸劑對(duì)藍(lán)靛果酒進(jìn)行降酸，降酸結(jié)果見(jiàn)表8。

表7 碳酸氫鉀的降酸結(jié)果Table 7 The deacidification results of potassium bicarbonate

表8 碳酸鈣與碳酸鈉聯(lián)合降酸結(jié)果Table 8 Results of Calcium carbonate combined with sodium carbonate

由表8可見(jiàn)，三種組合均可將藍(lán)靛果酒酸度降至7～9 g/L，經(jīng)過(guò)對(duì)比其pH、花色苷含量及感官評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，雖然組合1降酸效果更佳，但是較低的酸度會(huì)造成果酒香氣的損失，因此與組合2和3相比，其口感略差。

對(duì)比組合2和3發(fā)現(xiàn)，碳酸鈣的加入改善了果酒的品質(zhì)，且使得果酒內(nèi)鈣離子含量增加，但是過(guò)多的碳酸鈣會(huì)給藍(lán)靛果酒引入較為明顯的石灰味，因此，綜合考慮，選擇組合2為最佳降酸組合。

2.8 降酸對(duì)藍(lán)靛果酒花色苷組成的影響結(jié)果

圖1 TIC總色譜圖Fig.1 TIC total chromatogram of blue honeysuckle wine

經(jīng)化學(xué)降酸前后藍(lán)靛果酒的花色苷組成的總離子流色譜圖和一級(jí)質(zhì)譜圖見(jiàn)圖1～圖3。降酸對(duì)各個(gè)花色苷峰面積的影響見(jiàn)表9。

由圖2、圖3和表9可以看出，藍(lán)靛果酒內(nèi)的花色苷在經(jīng)降酸后可以檢測(cè)到8種花色苷，但各自的峰面積發(fā)生了一些變化，且總峰面積減少了19.92%。其中，矢車菊素-3-己糖苷衍生物，芍藥素-3-蕓香苷，矢車菊素-3-葡萄糖苷，芍藥素-3-葡萄糖苷，天竺葵素-3-葡萄糖苷和矢車菊素-3-乙?；姨擒盏姆迕娣e均發(fā)生不同程度的降低，其降低范圍在41.05%～67.63%之間，而矢車菊素-3,5-二己糖苷和芍藥素-3,5-二己糖苷的峰面積有所上升，特別是芍藥素-3,5-二己糖苷的峰面積是降酸前峰面積的10.42倍。

這可能是因?yàn)椴煌ㄉ帐躳H的影響程度不同，在降酸過(guò)程中隨pH的升高，藍(lán)靛果酒內(nèi)矢車菊素-3-葡萄糖苷和芍藥素-3-葡萄糖苷這兩種單糖苷花色苷逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槠鋵?duì)應(yīng)的二糖苷花色苷。

圖2 降酸前花色苷一級(jí)質(zhì)譜圖Fig.2 Mass spectrometry of blue honeysuckle wine before deacidification

圖3 藍(lán)靛果酒降酸后一級(jí)質(zhì)譜圖Fig.3 Mass spectrometry of blue honeysuckle wine after deacidification

表9 降酸對(duì)花色苷組成的影響Table 9 Effect of deacidification on anthocyanins composition

6 1.559 463 301 芍藥素-3-葡萄糖苷[19] 2015057 653307 7 1.413 449 287 矢車菊素-3-葡萄糖苷[19] 10333353 4476000.5 8 1.528 433 271 天竺葵素-3-葡萄糖苷[19,20] 79549 31135.5總峰面積 15332325 12277464.5

3 結(jié)論

3.1 本試驗(yàn)采用碳酸鉀、碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉、酒石酸鉀鈉對(duì)藍(lán)靛果酒進(jìn)行降酸，降酸效果依次為：碳酸鈉＞碳酸鈣＞碳酸鉀＞碳酸氫鈉＞碳酸氫鉀＞酒石酸鉀。其中碳酸鈉的降酸效果最佳，其次為碳酸鈣，由于碳酸鈣的加入可以增加藍(lán)靛果酒內(nèi)鈣離子的含量，選擇了碳酸鈣與碳酸鈉為復(fù)合降酸劑對(duì)藍(lán)靛果酒進(jìn)行降酸，經(jīng)過(guò)對(duì)比得到的最佳降酸組合為 2 g/L碳酸鈣和3 g/L碳酸鈉，在此條件下，藍(lán)靛果酒的可滴定酸度可以降至7～9 g/L，且具有高濃度的有機(jī)鈣離子和較好的感官品質(zhì)。

3.2 經(jīng)過(guò)碳酸鈣和碳酸鈉的聯(lián)合降酸后，采用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對(duì)花色苷組成及峰面積進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果顯示降酸前后的藍(lán)靛果酒樣品內(nèi)均可以檢測(cè)到 8種花色苷，即矢車菊素-3-己糖苷衍生物、芍藥素-3,5-二己糖苷、矢車菊素-3,5-二己糖苷、芍藥素-3-蕓香苷、矢車菊素-3-乙?；姨擒铡⑸炙幩?3-葡萄糖苷、矢車菊素-3-葡萄糖苷和天竺葵素-3-葡萄糖苷，但是這8種花色苷的總峰面積降低了19.92%，且各個(gè)花色苷的峰面積均發(fā)生了改變。其中，矢車菊素-3,5-二己糖苷和芍藥素-3,5-二己糖苷的峰面積有所上升，特別是芍藥素-3,5-二己糖苷的峰面積是降酸前峰面積的 10.42倍，其余6種花色苷峰面積均發(fā)生了不同程度的降低。