磁化催陈对蓝莓酒理化指标的影响

胡文泽，李金凤，李淼，岳国鑫，郭东旭，石莹，马凤鸣

磁化催陈对蓝莓酒理化指标的影响

胡文泽，李金凤，李淼，岳国鑫，郭东旭，石莹，马凤鸣

（沈阳农业大学 食品学院, 沈阳 110866）

针对陈酿时间长、资源消耗严重等问题，探究磁化催陈蓝莓酒的可行性。设计并制作磁化催陈装置，并分析磁化处理关键工艺参数（磁化处理次数、频率和温度）对蓝莓新酒的pH值、电导率、总酸含量、总酚含量、总糖含量和颜色等催陈效果指标的影响。经磁化处理后，蓝莓酒的pH值、电导率和色调会上升，总酸含量、总酚含量、总糖含量、色度等均不同程度地下降。蓝莓酒磁化后各项指标的变化趋势与未磁化酒的变化趋势一致，表明磁化处理可以起到催陈蓝莓酒的作用。

蓝莓酒；人工催陈；磁化；理化指标

蓝莓为杜鹃花科越橘属植物，富含花青素、黄烷- 3-醇、黄酮醇等多酚类生物活性物质[1]，具有抗氧化、保护心脑血管、辅助降血脂、增强记忆、增强免疫力、抗肿瘤和缓解视疲劳等保健功效[2-7]，因此受到消费者的重视与喜爱。以蓝莓为原料发酵成的蓝莓酒，被称为“液体黄金”[8]，其不仅酒香浓郁、口感香醇、色泽饱满，而且营养十分丰富，富含各种黄酮、酚类、氨基酸、维生素及有机酸等，酒内丰富的花色苷、鞣花酸等更是赋予了蓝莓酒极强的抗氧化性和清除自由基能力。作为保健功能型饮品，蓝莓酒还具有调节新陈代谢、改善视力、预防心血管疾病、防癌抗癌、美容养颜、抗菌消炎、改善睡眠、提高免疫力等多重益处[9]。

陈酿是提高果酒品质的重要环节，可以使果酒的生涩味减弱，形成稳定、色香味俱全的酒体。传统陈酿方法主要以橡木桶陈酿为主，存在陈酿时间太长、成本太高等问题[10]，因此国内外学者试图开发人工催陈技术，即采用人工方法加速果酒的陈化，缩短陈酿时间，使其品质在较短时间内得到改善[11-12]。磁场催陈技术是一种操作简便、作用温和的非热加工技术，近年来其被国内外逐渐关注。产生磁场的方式有电磁场和磁石磁场等2种。Zeng和张斌等[13-16]运用电磁场分别对葡萄酒和白兰地进行催陈，结果表明，具有催陈新酒的能力。若想实现工业化，则电量的使用也会造成不必要的资源浪费，使成本增加。磁石磁场具有价格低廉、操作简便、作用温和等优点，可以很好地解决电磁场的不足。由于磁石产生的磁场能否替代电磁场，以及应用磁石磁场对新鲜果酒进行催陈的研究鲜有报道，因此文中拟采用磁石磁化管对新鲜蓝莓酒进行处理，以探究磁石磁场对蓝莓新酒的催陈效果。

1 实验

1.1 材料和试剂

主要材料与试剂：蓝莓，沈阳市售；酿酒酵母，RW，安琪酵母股份有限公司；果胶酶，食品级；白砂糖，食品级；焦亚硫酸钾，食品级；福林酚试剂，北京索莱宝科技科技有限公司；DNS试剂，北京索莱宝科技科技有限公司；氢氧化钠，分析纯；碳酸钠，分析纯；没食子酸，分析纯；葡萄糖，分析纯。

1.2 仪器和设备

主要仪器和设备：磁化装置，沈阳农业大学自制，结构见图1，磁感应强度为0.1 T；UV-5100型紫外分光光度计，上海分析仪器有限公司；PHS-3C型pH计，上海雷磁·创益仪器仪表有限公司；DDS-11A型数显电导率仪，上海雷磁·创益仪器仪表有限公司；HH-4型数显恒温水浴锅，国华电器有限公司；GFL-70型电热鼓风干燥箱，天津市莱玻特瑞仪器设备有限公司；手持折射仪，上海力辰邦西仪器科技有限公司；电子天平，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；全营养破壁料理机，佛山市欧麦斯电器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 蓝莓酒的酿造

取去梗、完好的蓝莓鲜果10 kg，清洗后自然晾干，轻度压榨后加入0.6 g果胶酶放置60 min，添加白糖至白利糖度值（°Bx）为30，添加焦亚硫酸钾1.2 g后静置12 h，加入酿酒酵母2 g后避光30 ℃，放置10 d（每天搅拌1次）后过滤，除去酒渣后即为蓝莓新酒[3-4, 17-18]，其基本指标：pH值为3.25，总酸含量为9.79 g/L。

图1 磁化装置结构

1.3.2 磁化处理方法

1.3.2.1 磁化处理次数

取5个磁化装置，向每个不锈钢罐中注满蓝莓新酒（约500 mL）。在室温下，每次分别磁化0、5、10、15、20次，每天磁化3次，第2天对各指标进行 检测。

1.3.2.2 磁化处理频率

取5个磁化装置，向每个不锈钢罐中注满蓝莓新酒（约500 mL）。在室温下，每次分别磁化10次，每天分别磁化0、1、2、3、4次，第2天对各指标进行检测。

1.3.2.3 磁化处理温度

取5个磁化装置，向每个不锈钢罐中注满蓝莓新酒（约500 mL）。分别在室温、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃下水浴，每次磁化10次，每天磁化3次，第2天对各指标进行检测。

1.3.3 理化指标的检测方法

1.3.3.1 pH的测定

取5 mL酒样于100 mL锥形瓶中，加入50 mL蒸馏水，采用pH计测定稀释液的pH值。

1.3.3.2 电导率的测定

采用电导率仪直接测定酒样的电导率。

1.3.3.3 总酸的测定

总酸的测定根据国标[19]中的电位滴定法略作调整，首先取5 mL酒样于100 mL锥形瓶中，加入50 mL蒸馏水，再用0.05 mol/L的NaOH溶液滴定稀释液至pH值为8.2，记录消耗NaOH溶液的体积。

1.3.3.4 总酚的测定

采用福林酚法[20-21]测定总酚含量。取0.05 g/L的没食子酸标准溶液0.0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 mL于6支25 mL试管中，分别加入福林酚试剂1 mL，静置30 s，再加入质量分数为15%的碳酸钠溶液1 mL，混匀，加蒸馏水至25 mL，避光放置2 h后，用紫外可见分光光度计测定酒样在765 nm下的吸光值。以没食子酸的量为横轴，对应的吸光值为纵轴，制作标准曲线，见图2。

图2 总酚标准曲线

由图2可知，获得的标准曲线方程（以没食子酸计）为=0.2369+0.0142，相关系数2=0.9964，该方程可以用于酒样中总酚含量的测定。取样液1 mL，按照标准曲线制备中的步骤进行测定，根据标准曲线方程计算总酚含量。

1.3.3.5 总糖的测定

采用3,5-二硝基水杨酸法（DNS法）[22-24]测定总糖含量。取1 g/L葡萄糖标准溶液0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL于6支25 mL试管中，分别加入蒸馏水1.0、0.8、0.6、0.4、0.2、0.0 mL，DNS试剂2 mL，在95 ℃以上准确水浴8 min，取出用自来水冷却至室温后，分别加入9 mL蒸馏水，用紫外可见分光光度计测定酒样在765 nm下的吸光值。以葡萄糖的量（用体积表示）为横轴，对应的吸光值为纵轴，制作标准曲线，见图3。

图3 总糖标准曲线

由图3可知，获得的标准曲线方程（以葡萄糖计）为=1.2769−0.0244，相关系数2=0.9988，该方程可以用于酒样中总糖含量的测定。取1 mL酒样加入9 mL蒸馏水，取1 mL稀释液，按照标准曲线制备的步骤进行测定，根据标准曲线计算总糖含量。

1.3.4 颜色的测定

采用紫外可见分光光度计法[25-27]测定颜色。取1 mL酒样加入9 mL蒸馏水，用紫外可见分光光度计测定稀释液在420、520、620 nm下的吸光值，色度（Color density, CD）为三者之和，色调（Color hue, CH）为前两者之比，即：

色度=420﹢520﹢620

色调=420/520

1.4 数据处理

所有试验均重复3次，并取平均值，采用软件Origin 2020进行绘图分析。

2 结果与分析

2.1 磁化处理对pH值的影响

果酒的酸味主要由总酸决定，但在总酸含量一定的情况下，酸味会随着pH值的降低而变浓，由此可见在果酒陈酿过程中，pH值是影响果酒生化反应的主要因素[20]。基于以上原因，文中研究了不同磁化处理条件对蓝莓酒pH值的影响，结果见图4。

由图4可知，未经磁化处理的蓝莓酒pH值基本保持不变，而经磁化处理后的蓝莓酒pH值均呈上升趋势，其中，磁化处理4次/d组的pH值变化最大，比对照组上升了42.1%。这可能是因磁化处理促进了蓝莓酒中的酯化反应，使蓝莓酒中的有机酸转化成了相应的醇和酯，从而导致酸性降低。蓝莓果实本身含有较多的有机酸，酿造后的蓝莓酒容易过酸，磁化处理后pH上升，口感更为协调。在相同磁化频率和温度的条件下，随着磁化次数的增多，pH值呈下降趋势；在相同磁化次数和温度的条件下，随着磁化频率的增多，pH值也随之升高；在相同磁化次数和频率的条件下，随着温度升高，pH值下降明显。由此可知，磁化次数和温度与pH值呈负相关关系，与磁化频率呈正相关关系。

2.2 磁化处理对蓝莓酒电导率的影响

电导率表征溶液的导电能力，其受酒体中离子浓度和性质的影响。酒类在储藏期间酒体内物质发生的氧化聚合、酯化等各种反应都会使电导率发生变 化[28]。一般在稳定的酒体系中，其电导率基本固定不变，故电导率可作为评价酒体稳定性的重要指标之 一[29]。基于以上原因，文中研究了不同磁化处理条件对蓝莓酒电导率的影响，结果见图5。

图4 磁化次数、频率和温度对pH的影响

由图5可知，不论是否磁化，蓝莓酒电导率的变化均不稳定，但总体呈上升趋势。其中，在60 ℃磁化处理下蓝莓酒的电导率上升最大，比对照组上升了11.6%，说明酒中自由离子数目或离子种类发生了变化，酒体并未达到稳定状态，并且磁化处理后蓝莓酒的电导率上升趋势更加明显。在相同条件下，随着磁化次数、磁化频率和磁化温度的增多，其电导率也逐步增大。由此可知，磁化次数、频率和温度与电导率呈正相关关系。

图5 磁化次数、频率和温度对电导率的影响

2.3 磁化处理对蓝莓酒总酸的影响

蓝莓酒的总酸即可滴定酸，指蓝莓酒中游离酸的含量。蓝莓酒中的酸类以有机酸居多，多数以游离状态存在，少数以盐类形式存在，有机酸有的来源于蓝莓本身，如苹果酸、柠檬酸和苹果酸；有的则来源于工艺生产过程，如乳酸、醋酸和琥珀酸。除有机酸之外，蓝莓酒中还含有其他酸，其含量较少，因此在计算总酸时通常以酒石酸计[20]。基于以上原因，文中研究了不同磁化处理条件对蓝莓酒总酸的影响，结果见图6。

图6 磁化次数、频率和温度对总酸的影响

由图6可知，未磁化蓝莓酒的总酸变化并不明显，这可能因陈酿时间太短，而磁化处理后，蓝莓酒总酸均呈下降趋势。其中，磁化处理4次/d组的总酸含量下降幅度最大，约为对照组的43.7%。有机酸类通常会在陈酿期酯化为相应的酯类，从而使总酸含量下降，而酯化反应是一个缓慢的过程。由于文中实验周期较短，所以导致未磁化酒的总酸含量变化不大。总酸含量降低，使得酒体更加柔和、圆润。在相同磁化频率和温度的条件下，随着磁化次数的增多，总酸含量呈下降趋势；在相同磁化次数和温度的条件下，随着磁化频率的增多，总酸含量也随之升高；在相同磁化次数和频率的条件下，随着温度的升高，总酸下降明显。由此可知，磁化次数和温度与总酸呈负相关关系，与磁化频率呈正相关关系。

2.4 磁化处理对蓝莓酒总酚的影响

蓝莓酒中的多酚物质种类繁多、结构复杂，这些物质具有收敛、苦涩、粗糙等特性，它不仅可以赋予蓝莓酒一定色泽，而且可以使蓝莓酒的口感更加丰满、厚实，并且具有显著的生物活性，是蓝莓酒具有良好保健功效的保证[30]。基于以上原因，文中研究了不同磁化处理条件对蓝莓酒总酚的影响，结果见图7。

由图7可知，未磁化蓝莓酒的总酚含量变化很小，但磁化处理后的蓝莓酒总酚含量均略小于未磁化酒。这可能是由于酒中某些多酚类物质被氧化造成，总体来说，总酚下降的趋势并不明显。如果磁化处理后，酒的其他指标均显示良好，则对总酚含量的影响可以忽略不计。因为总酚含量的下降可以使蓝莓酒的涩感降低，从而使酒液更适于饮用。

2.5 磁化处理对蓝莓酒总糖的影响

果酒在酿造过程中，一部分被酵母转化为酒精，另一部分作为残糖（即剩余的总糖）留在果酒里，果酒中的甜味主要来源于酒中的残糖。根据残糖量的高低可以将果酒分为干型、半干型、半甜型和甜型等4种类型。干型酒中的残糖量最低，而甜型酒中的含糖量最高[31]。基于以上原因，文中研究了不同磁化处理条件对蓝莓酒总糖的影响，结果见图8。

由图8可知，未磁化酒的总糖含量呈微弱上升趋势，而经磁化处理后，酒的总糖含量均呈下降趋势。其中，磁化处理5次时总糖含量下降得最多，约为对照组的31.5%。蓝莓酒中总糖含量的下降可能是因磁化处理使还原糖继续发酵生成酒精，使酒液的酒精度升高，这样能够更充分地利用糖分生产出酒精度更高的酒液。在相同磁化频率和温度的条件下，随着磁化次数的增多，总糖含量呈下降趋势；在相同磁化次数和温度的条件下，随着磁化频率的增多，总糖也随之升高；在相同磁化次数和频率的条件下，随着温度的升高，总糖下降明显。由此可知，磁化次数和温度与总糖呈负相关关系，与磁化频率呈正相关关系。

2.6 磁化处理对蓝莓酒颜色的影响

颜色是评价果酒外观质量的重要指标之一。根据果酒的色度和色调，能够判断果酒的质量和氧化程 度[32]。色度反映酒样颜色的饱和程度，主要由果酒酒中的酚类物质（如单宁、花色素等）决定，并随着酚类物质含量的升高而增加。果酒黄色因素的强弱主要由420 nm处的吸光值体现，红色因素主要由520 nm处的吸光值决定[20]。色调与酒中辅色类花色苷浓度有关，辅色类花色苷含量越高，色调值越小[33]。基于以上原因，文中研究了不同磁化处理条件对蓝莓酒颜色的影响，结果见表1。

图7 磁化次数、频率和温度对总酚含量的影响

由表1可知，未经磁化处理的蓝莓酒色调变化并不明显，色调值呈微弱上升趋势，而磁化处理后色度均呈下降趋势，色调值均呈上升趋势。陈酿果酒中所有的颜色均来源于聚合色素，而磁化处理后的酒样色度均呈下降趋势。说明在磁化作用下不利于聚合反应的进行，使得聚合色素的比例降低，酒体颜色变淡。也可能是磁场使色素聚合得更加剧烈，在盛放酒液的锥形瓶底部发现大量类似于酒泥的细腻沉淀，从而使色素析出，导致色度下降。在相同磁化频率和温度的条件下，随着磁化次数的增多，色度呈下降趋势，色调值呈下降趋势；在相同磁化次数和温度的条件下，随着磁化频率的增多，色度呈下降趋势，色调值呈上升趋势；在相同磁化次数和频率的条件下，不同磁化温度下，色度呈上升趋势，色调值呈下降趋势。由此可知，磁化次数与色度和色调值呈负相关关系，磁化频率与色度呈负相关关系，与色调值呈正相关关系，磁化温度与色度呈正相关关系，与色调值呈负相关关系。

图8 磁化次数、频率和温度对总糖的影响

表1 磁化次数、频率和温度对颜色的影响

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

3 结语

基于磁场陈酿的原理，通过磁场对果酒中的乙醇和水分子产生附加磁矩，增加了分子取向，有利于2个分子的相互极化，促进了乙醇与水之间结合形成更多的氢键，因此具有更好的“亲和性”，减少对乙醇的刺激，增加了柔软度，并呈现出类似自然老化的效果。此外，在有外磁场的环境中，水中较大的缔合分子群会变成较小的缔合分子群，从而加强了分子群之间的氢键连接，使整个水系统更加稳定。此外，水分子具有抗磁性，磁场会感应磁偶极矩，这与内能有关，在一定程度上影响水分子的相变潜热和导热系数等热力学参数。

文中实验探究了磁化处理对蓝莓酒的影响，发现磁化处理后蓝莓酒的pH值、电导率和色调值上升，总酸含量、总酚含量、总糖含量和色度下降，各项指标的变化趋势与未磁化酒的变化趋势一致，使磁化后蓝莓酒的成熟度高于未磁化酒，表明磁化处理可以起到催陈蓝莓酒的作用。其中，大部分指标与磁化次数和温度呈负相关关系，与磁化频率呈正相关关系，是一种值得研究的催陈新方式。在以后的研究中，应继续扩大磁化次数、频率和温度的范围，同时，应规避氧气在实验中的影响，建立密闭、更完善的专业磁化催陈设备。另外，文中研究仅以国家标准中最重要的一些理化指标为参考，未来应对磁化后蓝莓酒的香气成分和感官评定进行测定，以更全面地分析磁化催陈蓝莓酒的可行性。

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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

国家自然科学基金（31772011）

胡文泽（1996—），男，沈阳农业大学硕士生，主攻食品物理加工技术。

马凤鸣（1981—），男，博士，沈阳农业大学副教授，主要研究方向为食品物理加工技术。