蓝莓酒酿造关键技术研究进展

徐青柳，张杰，赵洋溢，陈安均，张志清，申光辉，刘兴艳

(四川农业大学 食品学院，四川 雅安，625000)

蓝莓(Vacciniumspp.)属于杜鹃花科(Ericaceae)越橘属(Vaccinium)植物，起源于北美，目前全世界约有400多种蓝莓，主要分布于北美、南美、东南亚、欧洲等地区。我国于1983年从美国引种蓝莓，2000年开始商业种植，2018年我国蓝莓年产量约为18.4万t，主要分布于贵州、辽宁、山东、吉林、四川等省份。蓝莓鲜果呈蓝色，近圆形，单果质量为0.5～2.5 g，最大可达3.5～5 g，富含维生素、蛋白质、碳水化合物、多酚类化合物等[1]，具有减少心血管疾病，预防老年痴呆，保护视力，治疗肥胖症、2型糖尿病和慢性炎症等功效[2-3]。蓝莓营养丰富，果肉细腻，种子极小，可溶性固形物含量6.0%～18.5%[4]，可滴定酸含量0.35%～1.27%[5]，适合加工成蓝莓酱、蓝莓干、蓝莓汁、蓝莓酒等多种产品。

蓝莓酒是以蓝莓为原料发酵而成的类似于干红葡萄酒的新兴果酒，它不仅具有蓝莓发酵产生的特殊香气，还富含花色苷、有机酸等生物活性物质，具有多种健康益处。俗话说，果酒品质七分靠原料，三分靠酿造，因此酿酒原料、发酵菌株、酿造工艺对果酒的品质具有重要影响。目前国内外围绕蓝莓适酿品种筛选，蓝莓酒适酿菌株筛选以及酿造工艺优化等开展了一系列研究，本文将对上述几个涉及蓝莓酒酿造关键技术的研究进展进行概述，并在此基础上提出未来研究方向，以期为蓝莓酒的发展提供一定理论参考。

1 蓝莓适酿品种筛选研究进展

根据蓝莓生长环境和发展演变过程，可将蓝莓分为兔眼蓝莓、矮丛蓝莓和高丛蓝莓三大种类，其中兔眼蓝莓原产于北美洲亚热带地区，抗逆性强，丰产，适合中国南方地区栽培；矮丛蓝莓以野生资源为主，适宜栽植在北方寒冷地区；高丛蓝莓主产于北美温带、亚热带，是目前全世界人工栽植面积最大的蓝莓种类，它又可分为北高丛蓝莓、南高丛蓝莓和半高丛蓝莓[6]。我国蓝莓主要产区包括贵州、山东、辽宁、吉林等省份，主栽品种主要有兔眼蓝莓“灿烂(Britewell)”“园蓝(Gardenblue)”“巴尔德温(Baldwin-T-117)”等；矮丛蓝莓“美登(Blomidon)”“芬蒂(Fundy)”等；南高丛蓝莓“奥尼尔(O′Neal)”“薄雾(Misty)”“夏普兰(Sharpblue)”等；北高丛蓝莓“蓝丰(Bluecrop)”“布里吉塔(Brigitta)”“埃利奥特(Elliott)”等；半高丛蓝莓“北空(Northsky)”“北蓝(Northblue)”等。

不同蓝莓品种的浆果成分存在差异，其中蓝莓的糖度和酸度是影响果酒品质最重要的指标，此外花色苷是蓝莓酒中主要的呈色物质，具有抗癌、消炎、减少肥胖和糖尿病、预防神经退行性疾病和心血管疾病等功能[7]，因此用于发酵果酒的蓝莓品种应具有合适的酸度、糖度以及丰富的花色苷含量。

WANG等[8]对2008年美国新泽西州种植的兔眼蓝莓、北高丛蓝莓等42种蓝莓的可溶性固形物、可滴定酸、糖(果糖、葡萄糖、蔗糖)和有机酸(柠檬酸、苹果酸)含量进行测定，发现果糖和葡萄糖是蓝莓中主要的糖，占蓝莓总固形物的61.6%，其中兔眼蓝莓的平均可溶性固形物含量高达16.1%，平均可滴定酸含量为0.57%，主要有机酸为苹果酸，而北高丛蓝莓的可溶性固形物含量为14.8%，可滴定酸含量为0.7%，主要有机酸为柠檬酸。GÜNDÜZ等[9]对2012年美国俄勒冈州种植的北高丛蓝莓、南高丛蓝莓和兔眼蓝莓的果实品质和植物化学特性进行分析，试验结果表明，兔眼蓝莓品种的平均可溶性固形物含量为15.83%，高于北高丛蓝莓(12.51%)和南高丛蓝莓(13.27%)，而北高丛蓝莓品种的平均可滴定酸含量为0.7%，高于兔眼蓝莓(0.51%)和南高丛蓝莓(0.39%)。蓝莓表皮富含花色苷，STEVENSON等[10]对世界不同地区的不同蓝莓品种的花色苷含量进行测定，结果表明，兔眼蓝莓的平均花色苷含量最高，其中兔眼蓝莓“Ono”的花色苷含量高达347.5 mg/100 g。彭丽等[11]对浙江宁波产区和贵州麻江产区的7个兔眼蓝莓品种的糖、酸含量进行分析，发现浙江宁波产区的兔眼蓝莓的糖酸比明显高于贵州产区，品质更佳。

李娜[12]以安徽合肥和南陵2个产地的14种蓝莓为原料酿造蓝莓酒，根据原料基本理化指标和成品酒综合感官品评，筛选出产自合肥的兔眼蓝莓“园蓝”为最适的酿酒蓝莓品种。阳翠等[13]对四川地区11个蓝莓品种(奥尼尔、明星、双丰、比洛克西、密斯梯、绿宝石、莱格西、布里吉塔、红粉佳人、灿烂和巴尔德温)的品质特性进行研究，结果表明，不同蓝莓品种的可溶性固形物含量为10.97%～15.30%，其中比洛克西的含量最高，其次是双丰和灿烂；可滴定酸含量为0.139%～0.456%，其中奥尼尔、灿烂、红粉佳人的可滴定酸含量较低；花色苷含量为4.04～251.00 mg/100g FW，其中灿烂的含量最高；因此认为兔眼蓝莓“灿烂”具有低酸高糖，富含花色苷等特点，适合用于蓝莓酒加工。谢国芳等[14-15]对贵州主栽的12个早熟蓝莓品种和5个晚熟蓝莓品种的品质特性进行分析，结果表明，早熟蓝莓品种的可溶性固形物含量为8.19～10.16 °Brix，可滴定酸含量为0.60%～1.22%，其中“蓝源”的糖酸比最高，为15.42；晚熟蓝莓品种的可溶性固形物含量为10.77～13.47 °Brix，可滴定酸含量为0.32%～0.77%，其中“灿烂”的固酸比最高，达36.14；因此认为“灿烂”可溶性固形物含量、糖酸比相对较高，是果酒加工和鲜销的理想品种。ZHANG等[16]以产自中国的10个蓝莓品种为原料酿造蓝莓酒，并对不同蓝莓酒的花色苷含量进行测定，其中以兔眼蓝莓“灿烂”酿造的蓝莓酒花色苷含量最高，达316.44 mg/L。张杰[17]以北高丛蓝莓“蓝丰”，南高丛蓝莓“薄雾”“夏普兰”“安娜”，兔眼蓝莓“灿烂”“杰兔”6个品种为原料酿造蓝莓酒，其中“安娜”酿造的蓝莓酒的酯类化合物显著高于其他品种，并以乙酸异戊酯、己酸乙酯和辛酸乙酯的含量最高。YUAN等[18]以南高丛蓝莓“奥尼尔”和“薄雾”为原料酿造蓝莓酒，采用气相色谱-四极杆-飞行时间质谱(gas chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry，GC-O/TOF-MS)并结合固相萃取和固相微萃取两种提取技术分析蓝莓品种对蓝莓酒挥发性化合物的影响，结果表明，“薄雾”蓝莓酒中肉桂醇和苯丙醇的含量较高，而“奥尼尔”蓝莓酒中苯甲酸乙酯、苯乙醇和3-羟基苯乙醇的含量较高。FU等[19]以南高丛蓝莓“夏普兰”“薄雾”“安娜”，兔眼蓝莓“灿烂”“杰兔”，北高丛蓝莓“蓝丰”6个品种为原料酿造蓝莓酒，并采用高效液相色谱对蓝莓汁及其发酵酒中的有机酸含量进行测定，其中“灿烂”蓝莓酒中的乳酸含量明显高于其他蓝莓酒，使酿造的果酒口感更为柔和。因此，不同蓝莓品种可影响蓝莓酒的花色苷、香气、有机酸等指标。

综上，与高丛蓝莓和矮丛蓝莓相比，兔眼蓝莓一般具有更高的含糖量，适中的酸度，且花色苷含量丰富，是酿造蓝莓酒的优质原料。而在兔眼蓝莓中，不同产地的蓝莓品质也存在差异，因此，筛选适合酿酒的蓝莓品种时还需考虑产地因素。

2 蓝莓酒适酿菌株研究进展

酵母在果酒酿造中的传统作用是将葡萄糖转化为乙醇，随着现代酿酒微生物学的发展，酵母的代谢特征和生理特性被深入研究，其对果酒香气、颜色和其他复杂成分的影响备受关注。盖禹含等[20]采用不同酵母发酵蓝莓酒并对蓝莓酒的挥发性风味成分进行分析，试验结果表明，酿酒活性干酵母发酵的蓝莓酒的主要挥发性化合物为3-甲基-1-丁醇、苯乙醇和壬酸乙酯，葡萄酒活性干酵母发酵的酒中主要挥发性化合物为辛酸乙酯、3-甲基-1-丁醇和癸酸乙酯。张杰[17]采用F33、F15和Fermirouge三种商业酿酒酵母发酵蓝莓酒，发现F33酵母酿造的蓝莓酒中酯类和醇类物质的含量明显高于其他两种酵母，且以异戊醇、苯乙醇、香茅醇和乙酸乙酯含量相对较高，其中乙酸乙酯质量浓度高达97.34 μg/L。

目前，蓝莓酒的酿造通常采用葡萄酒酵母，而葡萄酒酵母生产的蓝莓酒风味常常过于平淡，不能充分体现蓝莓的发酵香气，因此分离、筛选具有优良发酵性能的蓝莓酒专用酵母菌株是当前的一个研究热点。例如，任春光等[21]在贵州麻江蓝莓栽培基地土壤、蓝莓叶、蓝莓鲜果、自然发酵不同阶段的发酵液中筛选蓝莓酒专用酵母，发现土壤、叶片、鲜果表皮和发酵液中分离的酵母数量存在差异，其数量为不同阶段的自然发酵液>鲜果表皮>土壤>蓝莓叶。本文汇总了目前蓝莓酒发酵菌株筛选的相关研究结果，具体如表1所示。

表1 蓝莓酒发酵菌株的筛选及其发酵性能Table 1 Screening and fermentation performance of blueberry wine fermentation strains

综上，目前筛选出的蓝莓酒发酵菌株大多为酿酒酵母，耐受能力突出，且在蓝莓汁中具有较好的发酵能力。非酿酒酵母已被证实可赋予果酒独特的口感和香气且在自然发酵前期广泛存在，但目前针对蓝莓醪中非酿酒酵母的研究较少，混菌发酵蓝莓酒也未见报道，因此未来可针对蓝莓中的非酿酒酵母进行筛选，以提高蓝莓酒品质。

3 蓝莓酒酿造工艺研究进展

3.1 原料处理

原料处理是蓝莓酒酿造工艺的关键环节，首先挑选成熟度较高的新鲜蓝莓剔除梗、叶杂质及生青、腐烂果后进行打浆，然后添加60～80 mg/kg偏重亚硫酸钾、20 mg/kg果胶酶进行杀菌和酶解处理。蓝莓常存在含糖量不足、含酸量较高和部分营养缺乏等问题，因此经杀菌和酶解后的蓝莓浆通常还需进行成分调整以及添加营养发酵助剂。

目前通常采用蔗糖来增加蓝莓的含糖量，使用降酸酵母发酵蓝莓浆，以达到对蓝莓浆进行降酸的目的。仇小妹等[26]通过紫外诱变和60Co诱变筛选出可降解L-苹果酸的酿酒酵母，降酸率达29.48%。李迪等[27]通过自然筛选和紫外诱变筛选从蓝莓表皮筛出降酸量达5.2 g/L的降酸酵母。

经成分调整后的蓝莓浆可直接进行皮渣浸渍发酵，也可通过离心取汁后进行清汁发酵。SU等[28]发现皮渣浸渍发酵的蓝莓酒比清汁发酵的蓝莓酒含有更多花色苷，这是因为花色苷主要存在于蓝莓表皮，浸渍过程可以促进花色苷的释放。许昆[29]研究了清汁发酵和皮渣浸渍发酵对蓝莓酒品质的影响，结果发现皮渣浸渍发酵的蓝莓酒残糖量低于清汁发酵，而花青素和单宁含量均高于清汁发酵，因此认为皮渣浸渍优于清汁发酵。

果酒生产常存在发酵缓慢和发酵停滞等问题，其中酵母菌株选择及其生理活性，营养缺乏(氮源、维生素、矿物质等)，发酵生成的抑制物(乙醇、乙酸、脂肪酸等)，环境因素(温度、pH、氧气)，微生物不兼容，过度澄清都是造成发酵缓慢的主要原因[30-31]。研究发现，在酿酒原料中添加适量的发酵助剂可以有效缓解发酵问题。维生素是促进酵母发酵的关键生长因子，果酒发酵中必不可少的维生素有生物素(B7)、泛酸(B5)、肌醇和硫胺素(B1)等，其中B1在发酵期间易被SO2、亚硫酸盐等还原性物质破坏，造成酵母酒精发酵的停滞[32]。氮源是果酒发酵过程中酵母重要的生长限制底物，其中铵态氮、游离α-氨基酸(脯氨酸除外)、小分子多肽等能被酵母同化的氮称为酵母可同化氮(yeast assimilable nitrogen, YAN)，原料的YAN含量低于150 mg/L会限制酵母的生长和发酵速度。GUZZON等[33]研究发现在葡萄酒生产中同时加入氮源和硫胺素可表现出最高的发酵速率和微生物丰度。因此，氮源和维生素是果酒生产中最常使用的发酵助剂。傅红雪[34]研究了不同种类及含量的氮源和维生素对蓝莓酒发酵的影响，试验结果表明，向蓝莓汁中添加334 mg/L磷酸氢铵和0.345 mg/L硫胺素能显著提高蓝莓酒糖代谢速率，增加酒精含量，改善蓝莓酒品质。香蕉富含维生素，每100g成熟香蕉果肉中约含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对蓝莓酒发酵的影响，发现添加2%(质量分数)的香蕉可使蓝莓酒发酵过程的每日糖消耗量提高1.3倍，乙醇生产率提高1.32倍，且生成的氨基甲酸乙酯含量最低。

蓝莓原料中的花色苷不稳定，易受pH、温度、光照、氧气、溶剂、花色苷浓度和化学结构、酶、蛋白质、金属离子等因素的影响[37]。甘露糖蛋白是酵母细胞壁中提取的一种可溶性糖蛋白，SUN等[38]研究发现，在蓝莓浆中添加0.3 g/L的甘露糖蛋白可以抑制蓝莓酒发酵过程中花色苷含量的下降。

3.2 浸渍工艺

目前葡萄酒、果酒的浸渍方式主要包括低温浸渍和二氧化碳浸渍。低温浸渍法是在酒精发酵开始之前，在低温和非酒精环境中将发酵固体(皮、籽)与果汁充分接触，以促进水溶性化合物(如花色苷、单宁、香气前体物质)的提取，通常采用5～15 ℃，浸渍3～5 h至10～12 d[39-40]。低温浸渍还可以促进一些耐低温酵母的生长，如在(14±1) ℃浸渍7 d有助于葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniosporauvarum)和泽西假丝酵母(Candidazemplinina)的生长，而(8±1) ℃下浸渍7 d有助于酿酒酵母的生长[41]。张伟丽[42]将接种酵母的蓝莓浆置于18 ℃低温浸渍预发酵7 d，与25 ℃主发酵相比，低温浸渍预发酵的蓝莓酒中花色苷含量增加17.8%。袁晓红等[43]通过GC-MS对比分析了蓝莓酒16 ℃低温浸渍预发酵与25 ℃主发酵后的风味成分，发现低温浸渍预发酵有利于酯类物质的富集，同时还可降低蓝莓酒的酸度，赋予蓝莓酒更浓郁的花香风味。

二氧化碳浸渍法由Michel Flanzy于1934年发明，该方法是将完整的葡萄置于充满二氧化碳的密闭容器中，浆果随后无需酵母干预即可进行细胞内发酵。二氧化碳浸渍过程能将少量的糖转化为酒精(酒精度1.5%vol～2%vol)，使苹果酸含量约降低50%[44]，使果酒的气味活性值(odor activity values, OAV)升高，赋予酒体成熟水果的果香[45]。吴皓玥等[46]发现二氧化碳浸渍可降低蓝莓酒的酸度，增加酚酸物质的浸出，且总黄酮与总花色苷含量均高于传统酿造工艺。董莹璨等[47]发现二氧化碳浸渍法酿造的蓝莓酒中酯类和萜烯类化合物含量整体高于传统酿造法，且最佳浸渍时间为15 d。

3.3 主发酵工艺

酿酒酵母在酒精发酵过程中通常可适应复杂的环境条件，其中可利用糖的质量浓度为220～240 g/L，可耐受SO2的质量浓度为50～150 mg/L，最适发酵温度为18～25 ℃[48]。不同酿酒原料的pH值差异较大，而发酵的初始pH值会影响发酵速度[49]、花色苷含量[50]、涩感[51]等指标，而不同酵母可耐受pH值的范围也有所不同，一般果酒发酵选取的初始pH值为3.3～3.5。此外，酵母接种量也会影响发酵速率、果酒香气[52]等。因此，研究者通常会对主发酵过程的发酵温度、发酵醪初始pH值、初始糖度、SO2添加量、酵母接种量等进行优化。

YAN等[53]采用响应面法优化蓝莓酒发酵参数，得到主发酵的最佳条件为发酵温度22.65 ℃，初始pH 3.53，酵母接种量7.37 g/L，在此条件下发酵的蓝莓酒酒精度为7.63%vol、挥发酸为0.34 g/L。孙德坤[54]采用响应面法优化蓝莓酒发酵条件，结果表明，酵母接种量1 g/L、初始糖度21.9 °Brix、初始pH 3.41、发酵温度25 ℃为蓝莓酒最佳发酵条件，在此条件下蓝莓酒酒精度为10.9%vol。刘彩婷等[55]以初始糖浓度、SO2添加量、酵母接种量以及发酵温度为自变量，花色苷保存率为响应值，通过响应面法优化蓝莓酒发酵工艺，试验发现发酵温度23 ℃，初始糖质量浓度230 g/L，SO2添加量67 mg/L，酵母接种量0.36 g/L最佳，在此条件下蓝莓酒的花色苷保存率可达64.4%。薛桂新等[56]以野生蓝莓为原料酿造蓝莓酒，并对酿造蓝莓酒的最佳酶解条件和发酵工艺进行优化，发现最佳酶解条件为添加0.3 mL/kg、35 ℃、酶解150 min，出汁率为78.43%；最佳发酵工艺条件为采用Fermivin酵母，酵母接种量为1.1 g/L，发酵温度24 ℃，蓝莓酒的酒精度为12.4%vol。

3.4 澄清工艺

蓝莓中含有较多的果胶及蛋白质等大分子物质，容易形成絮状物，造成蓝莓酒出现浑浊、失光、沉淀等问题，经离心、下胶、过滤、热处理、冷处理、添加稳定剂等澄清处理可以除去上述大部分的易沉淀成分，使蓝莓酒获得较高的澄清度及保持长期的稳定性。隋秀芳等[57]采用明胶、单宁、硅藻土、膨润土、壳聚糖、果胶酶6种澄清剂对蓝莓酒进行单一澄清处理和复合澄清处理，在单一澄清剂中，膨润土的效果最好，其最佳添加量为6%，透光率为77.3%；复合澄清剂中，明胶/单宁/膨润土复合处理的澄清效果最好，其最佳添加量为2%明胶+2%单宁+3%膨润土，透光率可达94.5%。王芳等[58]利用壳聚糖、皂土、明胶和硅藻土4种澄清剂对蓝莓酒进行澄清处理，其中壳聚糖/皂土复合澄清效果最好，当m(壳聚糖)∶m(皂土)=2∶1(复合澄清剂总量为0.048 g)、50 ℃、水浴50 min时为最佳澄清条件，在此条件下蓝莓酒的透光率为90.02%，与未经澄清的蓝莓酒相比提高了37.80%。

3.5 陈酿工艺

果酒在陈酿期间会发生一系列物理化学变化，包括酒中果胶、蛋白质、色素的聚合沉淀，有机酸、醇类、酚类化合物的氧化，单宁、花色苷两两之间的聚合，聚合物之间的解离，醛、酯等化合物(香气物质)的生成[59]。研究发现，影响果酒陈酿的因素主要有陈酿环境的温湿度、光照强度、瓶储颜色、贮酒器、陈酿时间、装瓶量、SO2添加量和橡木片种类等。李娜[12]研究了陈酿温度、H2SO3添加量、单色光、装液量、橡木片等因素对蓝莓酒陈酿期间花色苷、黄酮、单宁和总酚等成分的影响，试验结果表明，16 ℃、180 mg/L H2SO3、绿光(绿色)、满瓶及2 g/L重度烘焙橡木片是蓝莓酒最佳陈酿条件。MENDES-FERREIRA等[60]将蓝莓新酒置于18 ℃的地窖中陈酿16个月，采用GC-MS分析陈酿过程对蓝莓酒挥发性化合物的影响，发现陈酿过程使具有苹果香的琥珀酸酯类物质的含量增加，而易氧化的芳樟醇、β-香茅醇等萜类物质的浓度显著降低。王芳[61]采用GC-MS分析了新酿、自然陈酿和超声-微波复合陈酿的蓝莓酒中的挥发性化合物。结果表明，经自然陈酿和复合陈酿后，蓝莓酒中挥发性化合物含量总体增加，苯乙醇为蓝莓酒中最主要的香气成分，其中经复合陈酿的蓝莓酒还产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气味和果香味的二氢-β-紫罗兰酮，其陈酿效果强于自然陈酿。

4 结论与展望

综上所述，蓝莓品种会影响蓝莓酒的香气、颜色、口感，而兔眼蓝莓品种的含糖量普遍较高，酸度适中，是酿造蓝莓酒的优质原料。为突出蓝莓酒自身风味，需筛选蓝莓酒适酿酵母，而适合发酵蓝莓酒的优良酵母大多选自蓝莓自然发酵醪，且以酿酒酵母为主。发酵缓慢或发酵停滞是蓝莓酒生产中的常见问题，调整原料的糖酸含量、添加适量的发酵助剂如氮源和维生素、优化主发酵工艺参数均有助于促进酵母的酒精发酵，提高蓝莓酒品质。澄清处理可提高蓝莓酒的稳定性，陈酿处理可增加蓝莓酒香气，采用合适的澄清工艺和陈酿工艺可提高蓝莓酒的综合品质。

目前，酵母菌株对蓝莓酒挥发性化合物影响的研究较为深入，但不同酵母菌株对蓝莓酒有机酸、花色苷影响的研究较少。蓝莓酒适酿菌株的筛选工作正如火如荼开展，但就蓝莓酒发展而言，还远远不足，如尚未有商品化的蓝莓酒专用发酵菌株上市。同时，酿酒酵母和非酿酒酵母混菌发酵生产葡萄酒、苹果酒、荔枝酒、木瓜酒等已被证实可增加酒的香气、提高酒的品质，但目前尚未见到蓝莓酒相关文献报道，未来混菌发酵生产蓝莓酒值得深入研究。此外，蓝莓价格昂贵，果酒生产过程会产生大量副产物，提高副产物的综合利用将有助于推动蓝莓酒产业的健康持续发展。