藍莓酒釀造關鍵技術研究進展

徐青柳，張杰，趙洋溢，陳安均，張志清，申光輝，劉興艷

(四川農業大學 食品學院，四川 雅安，625000)

藍莓(Vacciniumspp.)屬于杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬(Vaccinium)植物，起源于北美，目前全世界約有400多種藍莓，主要分布于北美、南美、東南亞、歐洲等地區。我國于1983年從美國引種藍莓，2000年開始商業種植，2018年我國藍莓年產量約為18.4萬t，主要分布于貴州、遼寧、山東、吉林、四川等省份。藍莓鮮果呈藍色，近圓形，單果質量為0.5～2.5 g，最大可達3.5～5 g，富含維生素、蛋白質、碳水化合物、多酚類化合物等[1]，具有減少心血管疾病，預防老年癡呆，保護視力，治療肥胖癥、2型糖尿病和慢性炎癥等功效[2-3]。藍莓營養豐富，果肉細膩，種子極小，可溶性固形物含量6.0%～18.5%[4]，可滴定酸含量0.35%～1.27%[5]，適合加工成藍莓醬、藍莓干、藍莓汁、藍莓酒等多種產品。

藍莓酒是以藍莓為原料發酵而成的類似于干紅葡萄酒的新興果酒，它不僅具有藍莓發酵產生的特殊香氣，還富含花色苷、有機酸等生物活性物質，具有多種健康益處。俗話說，果酒品質七分靠原料，三分靠釀造，因此釀酒原料、發酵菌株、釀造工藝對果酒的品質具有重要影響。目前國內外圍繞藍莓適釀品種篩選，藍莓酒適釀菌株篩選以及釀造工藝優化等開展了一系列研究，本文將對上述幾個涉及藍莓酒釀造關鍵技術的研究進展進行概述，并在此基礎上提出未來研究方向，以期為藍莓酒的發展提供一定理論參考。

1 藍莓適釀品種篩選研究進展

根據藍莓生長環境和發展演變過程，可將藍莓分為兔眼藍莓、矮叢藍莓和高叢藍莓三大種類，其中兔眼藍莓原產于北美洲亞熱帶地區，抗逆性強，豐產，適合中國南方地區栽培；矮叢藍莓以野生資源為主，適宜栽植在北方寒冷地區；高叢藍莓主產于北美溫帶、亞熱帶，是目前全世界人工栽植面積最大的藍莓種類，它又可分為北高叢藍莓、南高叢藍莓和半高叢藍莓[6]。我國藍莓主要產區包括貴州、山東、遼寧、吉林等省份，主栽品種主要有兔眼藍莓“燦爛(Britewell)”“園藍(Gardenblue)”“巴爾德溫(Baldwin-T-117)”等；矮叢藍莓“美登(Blomidon)”“芬蒂(Fundy)”等；南高叢藍莓“奧尼爾(O′Neal)”“薄霧(Misty)”“夏普蘭(Sharpblue)”等；北高叢藍莓“藍豐(Bluecrop)”“布里吉塔(Brigitta)”“埃利奧特(Elliott)”等；半高叢藍莓“北空(Northsky)”“北藍(Northblue)”等。

不同藍莓品種的漿果成分存在差異，其中藍莓的糖度和酸度是影響果酒品質最重要的指標，此外花色苷是藍莓酒中主要的呈色物質，具有抗癌、消炎、減少肥胖和糖尿病、預防神經退行性疾病和心血管疾病等功能[7]，因此用于發酵果酒的藍莓品種應具有合適的酸度、糖度以及豐富的花色苷含量。

WANG等[8]對2008年美國新澤西州種植的兔眼藍莓、北高叢藍莓等42種藍莓的可溶性固形物、可滴定酸、糖(果糖、葡萄糖、蔗糖)和有機酸(檸檬酸、蘋果酸)含量進行測定，發現果糖和葡萄糖是藍莓中主要的糖，占藍莓總固形物的61.6%，其中兔眼藍莓的平均可溶性固形物含量高達16.1%，平均可滴定酸含量為0.57%，主要有機酸為蘋果酸，而北高叢藍莓的可溶性固形物含量為14.8%，可滴定酸含量為0.7%，主要有機酸為檸檬酸。GüNDüZ等[9]對2012年美國俄勒岡州種植的北高叢藍莓、南高叢藍莓和兔眼藍莓的果實品質和植物化學特性進行分析，試驗結果表明，兔眼藍莓品種的平均可溶性固形物含量為15.83%，高于北高叢藍莓(12.51%)和南高叢藍莓(13.27%)，而北高叢藍莓品種的平均可滴定酸含量為0.7%，高于兔眼藍莓(0.51%)和南高叢藍莓(0.39%)。藍莓表皮富含花色苷，STEVENSON等[10]對世界不同地區的不同藍莓品種的花色苷含量進行測定，結果表明，兔眼藍莓的平均花色苷含量最高，其中兔眼藍莓“Ono”的花色苷含量高達347.5 mg/100 g。彭麗等[11]對浙江寧波產區和貴州麻江產區的7個兔眼藍莓品種的糖、酸含量進行分析，發現浙江寧波產區的兔眼藍莓的糖酸比明顯高于貴州產區，品質更佳。

李娜[12]以安徽合肥和南陵2個產地的14種藍莓為原料釀造藍莓酒，根據原料基本理化指標和成品酒綜合感官品評，篩選出產自合肥的兔眼藍莓“園藍”為最適的釀酒藍莓品種。陽翠等[13]對四川地區11個藍莓品種(奧尼爾、明星、雙豐、比洛克西、密斯梯、綠寶石、萊格西、布里吉塔、紅粉佳人、燦爛和巴爾德溫)的品質特性進行研究，結果表明，不同藍莓品種的可溶性固形物含量為10.97%～15.30%，其中比洛克西的含量最高，其次是雙豐和燦爛；可滴定酸含量為0.139%～0.456%，其中奧尼爾、燦爛、紅粉佳人的可滴定酸含量較低；花色苷含量為4.04～251.00 mg/100g FW，其中燦爛的含量最高；因此認為兔眼藍莓“燦爛”具有低酸高糖，富含花色苷等特點，適合用于藍莓酒加工。謝國芳等[14-15]對貴州主栽的12個早熟藍莓品種和5個晚熟藍莓品種的品質特性進行分析，結果表明，早熟藍莓品種的可溶性固形物含量為8.19～10.16 °Brix，可滴定酸含量為0.60%～1.22%，其中“藍源”的糖酸比最高，為15.42；晚熟藍莓品種的可溶性固形物含量為10.77～13.47 °Brix，可滴定酸含量為0.32%～0.77%，其中“燦爛”的固酸比最高，達36.14；因此認為“燦爛”可溶性固形物含量、糖酸比相對較高，是果酒加工和鮮銷的理想品種。ZHANG等[16]以產自中國的10個藍莓品種為原料釀造藍莓酒，并對不同藍莓酒的花色苷含量進行測定，其中以兔眼藍莓“燦爛”釀造的藍莓酒花色苷含量最高，達316.44 mg/L。張杰[17]以北高叢藍莓“藍豐”，南高叢藍莓“薄霧”“夏普蘭”“安娜”，兔眼藍莓“燦爛”“杰兔”6個品種為原料釀造藍莓酒，其中“安娜”釀造的藍莓酒的酯類化合物顯著高于其他品種，并以乙酸異戊酯、己酸乙酯和辛酸乙酯的含量最高。YUAN等[18]以南高叢藍莓“奧尼爾”和“薄霧”為原料釀造藍莓酒，采用氣相色譜-四極桿-飛行時間質譜(gas chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry，GC-O/TOF-MS)并結合固相萃取和固相微萃取兩種提取技術分析藍莓品種對藍莓酒揮發性化合物的影響，結果表明，“薄霧”藍莓酒中肉桂醇和苯丙醇的含量較高，而“奧尼爾”藍莓酒中苯甲酸乙酯、苯乙醇和3-羥基苯乙醇的含量較高。FU等[19]以南高叢藍莓“夏普蘭”“薄霧”“安娜”，兔眼藍莓“燦爛”“杰兔”，北高叢藍莓“藍豐”6個品種為原料釀造藍莓酒，并采用高效液相色譜對藍莓汁及其發酵酒中的有機酸含量進行測定，其中“燦爛”藍莓酒中的乳酸含量明顯高于其他藍莓酒，使釀造的果酒口感更為柔和。因此，不同藍莓品種可影響藍莓酒的花色苷、香氣、有機酸等指標。

綜上，與高叢藍莓和矮叢藍莓相比，兔眼藍莓一般具有更高的含糖量，適中的酸度，且花色苷含量豐富，是釀造藍莓酒的優質原料。而在兔眼藍莓中，不同產地的藍莓品質也存在差異，因此，篩選適合釀酒的藍莓品種時還需考慮產地因素。

2 藍莓酒適釀菌株研究進展

酵母在果酒釀造中的傳統作用是將葡萄糖轉化為乙醇，隨著現代釀酒微生物學的發展，酵母的代謝特征和生理特性被深入研究，其對果酒香氣、顏色和其他復雜成分的影響備受關注。蓋禹含等[20]采用不同酵母發酵藍莓酒并對藍莓酒的揮發性風味成分進行分析，試驗結果表明，釀酒活性干酵母發酵的藍莓酒的主要揮發性化合物為3-甲基-1-丁醇、苯乙醇和壬酸乙酯，葡萄酒活性干酵母發酵的酒中主要揮發性化合物為辛酸乙酯、3-甲基-1-丁醇和癸酸乙酯。張杰[17]采用F33、F15和Fermirouge三種商業釀酒酵母發酵藍莓酒，發現F33酵母釀造的藍莓酒中酯類和醇類物質的含量明顯高于其他兩種酵母，且以異戊醇、苯乙醇、香茅醇和乙酸乙酯含量相對較高，其中乙酸乙酯質量濃度高達97.34 μg/L。

目前，藍莓酒的釀造通常采用葡萄酒酵母，而葡萄酒酵母生產的藍莓酒風味常常過于平淡，不能充分體現藍莓的發酵香氣，因此分離、篩選具有優良發酵性能的藍莓酒專用酵母菌株是當前的一個研究熱點。例如，任春光等[21]在貴州麻江藍莓栽培基地土壤、藍莓葉、藍莓鮮果、自然發酵不同階段的發酵液中篩選藍莓酒專用酵母，發現土壤、葉片、鮮果表皮和發酵液中分離的酵母數量存在差異，其數量為不同階段的自然發酵液>鮮果表皮>土壤>藍莓葉。本文匯總了目前藍莓酒發酵菌株篩選的相關研究結果，具體如表1所示。

表1 藍莓酒發酵菌株的篩選及其發酵性能Table 1 Screening and fermentation performance of blueberry wine fermentation strains

綜上，目前篩選出的藍莓酒發酵菌株大多為釀酒酵母，耐受能力突出，且在藍莓汁中具有較好的發酵能力。非釀酒酵母已被證實可賦予果酒獨特的口感和香氣且在自然發酵前期廣泛存在，但目前針對藍莓醪中非釀酒酵母的研究較少，混菌發酵藍莓酒也未見報道，因此未來可針對藍莓中的非釀酒酵母進行篩選，以提高藍莓酒品質。

3 藍莓酒釀造工藝研究進展

3.1 原料處理

原料處理是藍莓酒釀造工藝的關鍵環節，首先挑選成熟度較高的新鮮藍莓剔除梗、葉雜質及生青、腐爛果后進行打漿，然后添加60～80 mg/kg偏重亞硫酸鉀、20 mg/kg果膠酶進行殺菌和酶解處理。藍莓常存在含糖量不足、含酸量較高和部分營養缺乏等問題，因此經殺菌和酶解后的藍莓漿通常還需進行成分調整以及添加營養發酵助劑。

目前通常采用蔗糖來增加藍莓的含糖量，使用降酸酵母發酵藍莓漿，以達到對藍莓漿進行降酸的目的。仇小妹等[26]通過紫外誘變和60Co誘變篩選出可降解L-蘋果酸的釀酒酵母，降酸率達29.48%。李迪等[27]通過自然篩選和紫外誘變篩選從藍莓表皮篩出降酸量達5.2 g/L的降酸酵母。

經成分調整后的藍莓漿可直接進行皮渣浸漬發酵，也可通過離心取汁后進行清汁發酵。SU等[28]發現皮渣浸漬發酵的藍莓酒比清汁發酵的藍莓酒含有更多花色苷，這是因為花色苷主要存在于藍莓表皮，浸漬過程可以促進花色苷的釋放。許昆[29]研究了清汁發酵和皮渣浸漬發酵對藍莓酒品質的影響，結果發現皮渣浸漬發酵的藍莓酒殘糖量低于清汁發酵，而花青素和單寧含量均高于清汁發酵，因此認為皮渣浸漬優于清汁發酵。

果酒生產常存在發酵緩慢和發酵停滯等問題，其中酵母菌株選擇及其生理活性，營養缺乏(氮源、維生素、礦物質等)，發酵生成的抑制物(乙醇、乙酸、脂肪酸等)，環境因素(溫度、pH、氧氣)，微生物不兼容，過度澄清都是造成發酵緩慢的主要原因[30-31]。研究發現，在釀酒原料中添加適量的發酵助劑可以有效緩解發酵問題。維生素是促進酵母發酵的關鍵生長因子，果酒發酵中必不可少的維生素有生物素(B7)、泛酸(B5)、肌醇和硫胺素(B1)等，其中B1在發酵期間易被SO2、亞硫酸鹽等還原性物質破壞，造成酵母酒精發酵的停滯[32]。氮源是果酒發酵過程中酵母重要的生長限制底物，其中銨態氮、游離α-氨基酸(脯氨酸除外)、小分子多肽等能被酵母同化的氮稱為酵母可同化氮(yeast assimilable nitrogen, YAN)，原料的YAN含量低于150 mg/L會限制酵母的生長和發酵速度。GUZZON等[33]研究發現在葡萄酒生產中同時加入氮源和硫胺素可表現出最高的發酵速率和微生物豐度。因此，氮源和維生素是果酒生產中最常使用的發酵助劑。傅紅雪[34]研究了不同種類及含量的氮源和維生素對藍莓酒發酵的影響，試驗結果表明，向藍莓汁中添加334 mg/L磷酸氫銨和0.345 mg/L硫胺素能顯著提高藍莓酒糖代謝速率，增加酒精含量，改善藍莓酒品質。香蕉富含維生素，每100g成熟香蕉果肉中約含2.6 mg生物素、0.04 mg硫胺素和0.28 mg泛酸[35]，SEO等[36]研究了不同香蕉添加量對藍莓酒發酵的影響，發現添加2%(質量分數)的香蕉可使藍莓酒發酵過程的每日糖消耗量提高1.3倍，乙醇生產率提高1.32倍，且生成的氨基甲酸乙酯含量最低。

藍莓原料中的花色苷不穩定，易受pH、溫度、光照、氧氣、溶劑、花色苷濃度和化學結構、酶、蛋白質、金屬離子等因素的影響[37]。甘露糖蛋白是酵母細胞壁中提取的一種可溶性糖蛋白，SUN等[38]研究發現，在藍莓漿中添加0.3 g/L的甘露糖蛋白可以抑制藍莓酒發酵過程中花色苷含量的下降。

3.2 浸漬工藝

目前葡萄酒、果酒的浸漬方式主要包括低溫浸漬和二氧化碳浸漬。低溫浸漬法是在酒精發酵開始之前，在低溫和非酒精環境中將發酵固體(皮、籽)與果汁充分接觸，以促進水溶性化合物(如花色苷、單寧、香氣前體物質)的提取，通常采用5～15 ℃，浸漬3～5 h至10～12 d[39-40]。低溫浸漬還可以促進一些耐低溫酵母的生長，如在(14±1) ℃浸漬7 d有助于葡萄汁有孢漢遜酵母(Hanseniosporauvarum)和澤西假絲酵母(Candidazemplinina)的生長，而(8±1) ℃下浸漬7 d有助于釀酒酵母的生長[41]。張偉麗[42]將接種酵母的藍莓漿置于18 ℃低溫浸漬預發酵7 d，與25 ℃主發酵相比，低溫浸漬預發酵的藍莓酒中花色苷含量增加17.8%。袁曉紅等[43]通過GC-MS對比分析了藍莓酒16 ℃低溫浸漬預發酵與25 ℃主發酵后的風味成分，發現低溫浸漬預發酵有利于酯類物質的富集，同時還可降低藍莓酒的酸度，賦予藍莓酒更濃郁的花香風味。

二氧化碳浸漬法由Michel Flanzy于1934年發明，該方法是將完整的葡萄置于充滿二氧化碳的密閉容器中，漿果隨后無需酵母干預即可進行細胞內發酵。二氧化碳浸漬過程能將少量的糖轉化為酒精(酒精度1.5%vol～2%vol)，使蘋果酸含量約降低50%[44]，使果酒的氣味活性值(odor activity values, OAV)升高，賦予酒體成熟水果的果香[45]。吳皓玥等[46]發現二氧化碳浸漬可降低藍莓酒的酸度，增加酚酸物質的浸出，且總黃酮與總花色苷含量均高于傳統釀造工藝。董瑩璨等[47]發現二氧化碳浸漬法釀造的藍莓酒中酯類和萜烯類化合物含量整體高于傳統釀造法，且最佳浸漬時間為15 d。

3.3 主發酵工藝

釀酒酵母在酒精發酵過程中通常可適應復雜的環境條件，其中可利用糖的質量濃度為220～240 g/L，可耐受SO2的質量濃度為50～150 mg/L，最適發酵溫度為18～25 ℃[48]。不同釀酒原料的pH值差異較大，而發酵的初始pH值會影響發酵速度[49]、花色苷含量[50]、澀感[51]等指標，而不同酵母可耐受pH值的范圍也有所不同，一般果酒發酵選取的初始pH值為3.3～3.5。此外，酵母接種量也會影響發酵速率、果酒香氣[52]等。因此，研究者通常會對主發酵過程的發酵溫度、發酵醪初始pH值、初始糖度、SO2添加量、酵母接種量等進行優化。

YAN等[53]采用響應面法優化藍莓酒發酵參數，得到主發酵的最佳條件為發酵溫度22.65 ℃，初始pH 3.53，酵母接種量7.37 g/L，在此條件下發酵的藍莓酒酒精度為7.63%vol、揮發酸為0.34 g/L。孫德坤[54]采用響應面法優化藍莓酒發酵條件，結果表明，酵母接種量1 g/L、初始糖度21.9 °Brix、初始pH 3.41、發酵溫度25 ℃為藍莓酒最佳發酵條件，在此條件下藍莓酒酒精度為10.9%vol。劉彩婷等[55]以初始糖濃度、SO2添加量、酵母接種量以及發酵溫度為自變量，花色苷保存率為響應值，通過響應面法優化藍莓酒發酵工藝，試驗發現發酵溫度23 ℃，初始糖質量濃度230 g/L，SO2添加量67 mg/L，酵母接種量0.36 g/L最佳，在此條件下藍莓酒的花色苷保存率可達64.4%。薛桂新等[56]以野生藍莓為原料釀造藍莓酒，并對釀造藍莓酒的最佳酶解條件和發酵工藝進行優化，發現最佳酶解條件為添加0.3 mL/kg、35 ℃、酶解150 min，出汁率為78.43%；最佳發酵工藝條件為采用Fermivin酵母，酵母接種量為1.1 g/L，發酵溫度24 ℃，藍莓酒的酒精度為12.4%vol。

3.4 澄清工藝

藍莓中含有較多的果膠及蛋白質等大分子物質，容易形成絮狀物，造成藍莓酒出現渾濁、失光、沉淀等問題，經離心、下膠、過濾、熱處理、冷處理、添加穩定劑等澄清處理可以除去上述大部分的易沉淀成分，使藍莓酒獲得較高的澄清度及保持長期的穩定性。隋秀芳等[57]采用明膠、單寧、硅藻土、膨潤土、殼聚糖、果膠酶6種澄清劑對藍莓酒進行單一澄清處理和復合澄清處理，在單一澄清劑中，膨潤土的效果最好，其最佳添加量為6%，透光率為77.3%；復合澄清劑中，明膠/單寧/膨潤土復合處理的澄清效果最好，其最佳添加量為2%明膠+2%單寧+3%膨潤土，透光率可達94.5%。王芳等[58]利用殼聚糖、皂土、明膠和硅藻土4種澄清劑對藍莓酒進行澄清處理，其中殼聚糖/皂土復合澄清效果最好，當m(殼聚糖)∶m(皂土)=2∶1(復合澄清劑總量為0.048 g)、50 ℃、水浴50 min時為最佳澄清條件，在此條件下藍莓酒的透光率為90.02%，與未經澄清的藍莓酒相比提高了37.80%。

3.5 陳釀工藝

果酒在陳釀期間會發生一系列物理化學變化，包括酒中果膠、蛋白質、色素的聚合沉淀，有機酸、醇類、酚類化合物的氧化，單寧、花色苷兩兩之間的聚合，聚合物之間的解離，醛、酯等化合物(香氣物質)的生成[59]。研究發現，影響果酒陳釀的因素主要有陳釀環境的溫濕度、光照強度、瓶儲顏色、貯酒器、陳釀時間、裝瓶量、SO2添加量和橡木片種類等。李娜[12]研究了陳釀溫度、H2SO3添加量、單色光、裝液量、橡木片等因素對藍莓酒陳釀期間花色苷、黃酮、單寧和總酚等成分的影響，試驗結果表明，16 ℃、180 mg/L H2SO3、綠光(綠色)、滿瓶及2 g/L重度烘焙橡木片是藍莓酒最佳陳釀條件。MENDES-FERREIRA等[60]將藍莓新酒置于18 ℃的地窖中陳釀16個月，采用GC-MS分析陳釀過程對藍莓酒揮發性化合物的影響，發現陳釀過程使具有蘋果香的琥珀酸酯類物質的含量增加，而易氧化的芳樟醇、β-香茅醇等萜類物質的濃度顯著降低。王芳[61]采用GC-MS分析了新釀、自然陳釀和超聲-微波復合陳釀的藍莓酒中的揮發性化合物。結果表明，經自然陳釀和復合陳釀后，藍莓酒中揮發性化合物含量總體增加，苯乙醇為藍莓酒中最主要的香氣成分，其中經復合陳釀的藍莓酒還產生了具有果香味的十一醇、紫丁香味的松油醇和具有愉快芳香氣味和果香味的二氫-β-紫羅蘭酮，其陳釀效果強于自然陳釀。

4 結論與展望

綜上所述，藍莓品種會影響藍莓酒的香氣、顏色、口感，而兔眼藍莓品種的含糖量普遍較高，酸度適中，是釀造藍莓酒的優質原料。為突出藍莓酒自身風味，需篩選藍莓酒適釀酵母，而適合發酵藍莓酒的優良酵母大多選自藍莓自然發酵醪，且以釀酒酵母為主。發酵緩慢或發酵停滯是藍莓酒生產中的常見問題，調整原料的糖酸含量、添加適量的發酵助劑如氮源和維生素、優化主發酵工藝參數均有助于促進酵母的酒精發酵，提高藍莓酒品質。澄清處理可提高藍莓酒的穩定性，陳釀處理可增加藍莓酒香氣，采用合適的澄清工藝和陳釀工藝可提高藍莓酒的綜合品質。

目前，酵母菌株對藍莓酒揮發性化合物影響的研究較為深入，但不同酵母菌株對藍莓酒有機酸、花色苷影響的研究較少。藍莓酒適釀菌株的篩選工作正如火如荼開展，但就藍莓酒發展而言，還遠遠不足，如尚未有商品化的藍莓酒專用發酵菌株上市。同時，釀酒酵母和非釀酒酵母混菌發酵生產葡萄酒、蘋果酒、荔枝酒、木瓜酒等已被證實可增加酒的香氣、提高酒的品質，但目前尚未見到藍莓酒相關文獻報道，未來混菌發酵生產藍莓酒值得深入研究。此外，藍莓價格昂貴，果酒生產過程會產生大量副產物，提高副產物的綜合利用將有助于推動藍莓酒產業的健康持續發展。