李甜，王越，安家彥

(大連工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院，遼寧 大連，116034)

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紫薯酒發(fā)酵過(guò)程顏色變化規(guī)律及顏色特征

李甜，王越，安家彥

(大連工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院，遼寧 大連，116034)

研究紫薯酒發(fā)酵過(guò)程與顏色相關(guān)的花色苷含量、褐變指數(shù)、聚合色度、總色度及CIELab(Commission Internationale de L'Eclairage制定的L*、a*和b*測(cè)量色值的方法)參數(shù)變化規(guī)律及其相關(guān)性，利用CIELab顏色空間比較紫薯酒與藍(lán)莓酒、紅白葡萄酒的顏色。結(jié)果表明：發(fā)酵過(guò)程中，褐變指數(shù)和聚合色度呈上升趨勢(shì)，花色苷含量先上升后略下降；總色度與花色苷含量的變化一致且顯著正相關(guān)性；亮度L*與花色苷含量和色度的變化相反；色度a*和b*分別與褐變指數(shù)、聚合色度呈顯著負(fù)相關(guān)性和正相關(guān)性。不同種類(lèi)的酒樣，CIELab顏色空間參數(shù)不同，表現(xiàn)出不同的顏色特征。

紫薯酒；顏色；CIELab

酒的顏色是果酒重要的感官品質(zhì)之一，其顏色的物質(zhì)基礎(chǔ)是花色苷?；ㄉ丈珴甚r艷[1]，是紫薯酒、葡萄酒等主要的呈色成分，賦予酒體紫色色調(diào)。紫薯中的花色苷種類(lèi)主要有矢車(chē)菊素和芍藥素，與有機(jī)酸酰化后形成不同種類(lèi)的花青素[2-3]。由于花色苷本身的不穩(wěn)定性，發(fā)酵初期乙醇、糖、肽和類(lèi)黃酮等物質(zhì)與游離的花色苷和花色素發(fā)生反應(yīng)，趨于穩(wěn)定，顏色增強(qiáng)，隨著酒的老熟，逐漸呈現(xiàn)出黃紅、棕黃、黃和磚紅色等[4]。

本文主要探索紫薯酒發(fā)酵過(guò)程中花色苷、褐變指數(shù)和聚合色度、色度等顏色相關(guān)指標(biāo)的變化規(guī)律及相關(guān)性，以調(diào)控發(fā)酵過(guò)程酒體顏色的變化。基于CIELab顏色空間參數(shù)，研究紫薯酒與藍(lán)莓酒、葡萄酒顏色的不同，以獲得紫薯酒顏色特征。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

紫薯粉(黑濟(jì)一號(hào))、藍(lán)莓酒樣，實(shí)驗(yàn)室制備；紅和白葡萄酒樣，某酒莊酒樣；釀酒酵母(S.cerevisiae)、米曲霉(Aspergillusoryzae)，均為實(shí)驗(yàn)室保藏菌種；HCl、NaCl、CH3COOH、CH3COONa·3H2O、NaHSO3(均為國(guó)產(chǎn)分析純)；V5000型可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海元析儀器有限公司；0.2 cm光程比色皿，宜興市譜析光學(xué)元件廠(chǎng)。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1紫薯酒發(fā)酵工藝

在25和30 ℃下發(fā)酵，兩個(gè)溫度條件下分別設(shè)有3組平行，發(fā)酵周期為8 d。

1.2.2紫薯酒花色苷的測(cè)定

采用pH示差法[5-7]，取1 mL離心后的酒樣，用pH1.0緩沖液(0.2 mol/L KCl - HCl (25∶67，體積比)、pH4.5緩沖溶液(0.2 mol/L NaAc·3H2O-0.2 mol/L HAc(1∶1，體積比)稀釋至10 mL，40 ℃水浴20 min平衡后，以去離子水為空白，于529 nm和700 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，結(jié)果以mg/L計(jì)，花色苷含量按公式(1)和公式(2)式計(jì)算。

(1)

ΔA=(A529nm-A700nm)pH1.0-(A529nm-A700nm)pH4.5

(2)

式中，MW為矢車(chē)菊素葡萄糖苷的相對(duì)分子質(zhì)量，484.82 mg/mol；ε為矢車(chē)菊素葡萄糖苷的摩爾消光系數(shù)，24 825 mol-1；Df為稀釋因子(樣品總的稀釋倍數(shù))；A529nm為529 nm波長(zhǎng)下吸光值；A700nm為700 nm波長(zhǎng)下吸光值。

1.2.3紫薯酒顏色褐變指數(shù)和聚合色度的測(cè)定

取2 mL經(jīng)離心、0.45 μm膜過(guò)濾后的酒樣，加10 mg NaHSO3，1 min后用0.2 cm比色皿，以去離子水為參比，在420 nm和520 nm波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度[8]，褐變指數(shù)和聚合色度按公式(3)計(jì)算[9]。

(3)

(4)

1.2.4紫薯酒色澤的測(cè)定

T. Chris Somers和Margaret A. Cliff等[8，10]研究表明，酒樣花色苷平衡被稀釋干擾程度很大，因此，OD值的測(cè)量必須使用適當(dāng)路徑的光學(xué)元件測(cè)量未稀釋的酒樣，然后校正到1 cm光程下。將紫薯酒樣經(jīng)離心、0.45 μm膜過(guò)濾處理后，直接用0.2 cm光程的比色皿分別在420 nm、520 nm、620 nm波長(zhǎng)下測(cè)吸光值，即A420nm、A520nm、A620nm?？偵群虲IELab顏色空間參數(shù)[11]分別根據(jù)公式(5)和公式(6)～(12)計(jì)算。

總色度=(A420nm+A520nm+A620nm)×5

(5)

τ=10-A

(6)

X=4.6613 τ420nm+41.7525 τ520nm+58.3436 τ620nm-4.4334

(7)

Y=-12.4813 τ420nm+77.9680 τ520nm+44.3334 τ620nm-1.891

(8)

Z=89.5037 τ420nm+41.7932 τ520nm-15.7674 τ620nm+7.6903

(9)

(10)

(11)

(12)

式中，A為吸光度；τ為透光值；X0=97.29；Y0=100；Z0=116.1；L*為光澤度；a*為紅色/綠色，a*>0為紅色色調(diào)，a*<0為綠色色調(diào)；b*為黃色/藍(lán)色，b*>0為黃色色調(diào)，b*<0為藍(lán)色色調(diào)。

2　結(jié)果與討論

2.1紫薯酒發(fā)酵過(guò)程顏色相關(guān)指標(biāo)的變化

2.1.1紫薯酒發(fā)酵過(guò)程總色度和花色苷的變化

花色苷是紫薯酒顏色的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。發(fā)酵前期，由于酒精的浸漬作用，利于花色苷的溶出，25 ℃下發(fā)酵較緩慢，花色苷含量第5天達(dá)到峰值164.185 g/L；30 ℃下發(fā)酵較快，花色苷含量第3天達(dá)到峰值164.868 g/L；而后由于花色苷的聚合和氧化作用(見(jiàn)圖3)其含量緩慢降低。結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1　發(fā)酵過(guò)程花色苷含量的變化Fig.1　The change of totle anthocyanins during the fermentation

CIELab顏色空間參數(shù)僅包括亮度L、色度a*和色度b*，缺少整體性參數(shù)評(píng)價(jià)酒體顏色，因此需要使用OIV方法[12]定義的1.2.4色度公式(5)計(jì)算出酒體的總色度?？偵缺硎揪茦宇伾顪\的程度。顏色越深，色度越高；反之，總色度就低。紫薯酒發(fā)酵過(guò)程，總色度與花色苷的變化趨勢(shì)相同，見(jiàn)圖1和2。發(fā)酵初期，隨著花色苷的浸出，總色度逐漸升高，第3天達(dá)到峰值，總色度為6左右。之后，由于褐變指數(shù)和聚合色度得升高(圖3)，酒體總色度開(kāi)始緩慢下降。說(shuō)明紫薯酒顏色的主要受花色苷影響。

圖2　發(fā)酵過(guò)程總色度的變化Fig.2　The change of total color during the fermentation

2.1.2紫薯酒發(fā)酵過(guò)程中褐變指數(shù)和聚合色度的變化關(guān)系

褐變是單體花色苷的氧化和聚合作用形成褐色色素，在420 nm處具有最大吸收波長(zhǎng)。紫薯酒中的單體花色苷易被SO2脫色，而聚合色素不受SO2影響。在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，褐變指數(shù)和聚合色度的變化趨勢(shì)相同。隨著紫薯酒發(fā)酵的進(jìn)行，由于單寧等物質(zhì)的聚合、酚類(lèi)物質(zhì)的氧化作用，花色苷褐變指數(shù)和聚合色度呈上升趨勢(shì)；發(fā)酵溫度升高，褐變指數(shù)和聚合色度也隨著升高。結(jié)果見(jiàn)圖3(a)和(b)。

2.1.3紫薯酒發(fā)酵過(guò)程CIELab顏色空間參數(shù)的變化

紫薯酒發(fā)酵過(guò)程，CIELab顏色空間參數(shù)L*、a*和b*的變化規(guī)律如圖4(a)、(b)和(c)所示。

圖3　發(fā)酵過(guò)程褐變指數(shù)和聚合色度的變化Fig.3　The change of browning index and DP color during the fermentation

圖4　紫薯酒釀造過(guò)程中CIELab參數(shù)的變化Fig.4　The change of CIELab parameters during the fermentation

從圖4(a)可以看出，亮度L*先下降后上升，在71～74之間變化，變化幅度較?。粓D4(b)可知，在發(fā)酵前3 d色度a*降幅為1～2，變化較緩慢，在發(fā)酵后5 d，紅色色度變化明顯，降幅為6左右；由圖4(c)可知，在發(fā)酵過(guò)程中，色度b*(黃色色調(diào))明顯增加，增幅為8～10；在30℃的發(fā)酵的條件下L*、a*和b*的變化幅度比25 ℃的稍大，說(shuō)明發(fā)酵溫度對(duì)酒液的顏色有一定的影響。

2.2花色苷、褐變指數(shù)和聚合色度與紫薯酒色澤之間相關(guān)性分析

利用SPSS 19，統(tǒng)計(jì)分析紫薯酒發(fā)酵過(guò)程中花色苷、褐變指數(shù)、聚合色度與總色度、CIELab顏色空間參數(shù)之間的相關(guān)性，如表1所示。

由表1可知，紫薯酒在25 ℃和30 ℃發(fā)酵過(guò)程中，總色度與花色苷、褐變指數(shù)、聚合色度均呈極顯著正相關(guān)，花色苷、褐變指數(shù)和聚合色度越高，紫薯酒顏色越深；色度a*與褐變指數(shù)和聚合色度呈顯著性負(fù)相關(guān)，褐變指數(shù)和聚合色度越低，紫薯酒顏色越紅；色度b*與花色苷呈顯著性負(fù)相關(guān)、與褐變指數(shù)和聚合色度均呈極顯著正相關(guān)，花色苷含量越少，褐變指數(shù)和聚合色度越高，黃色越深。

結(jié)果表明，花色苷、褐變指數(shù)和聚合色度在很大程度上影響紫薯酒顏色；酒液的總色度主要受花色苷含量的影響，色度亮度L*主要受總色度的影響，色度a*和b*主要受褐變指數(shù)和聚合度的影響。

2.3紫薯酒與其它水果酒顏色特征的比較

利用CIELab顏色空間比較紫薯酒與藍(lán)莓酒、紅葡萄酒和白葡萄酒等水果酒顏色特征如表2所示。

由表2可以看出，(1)總色度最大的是紅葡萄酒樣，為10左右，顏色最深，其次是紫薯和藍(lán)莓酒樣，白葡萄酒樣的最小，小于0.5，顏色最淺。(2)亮度L*最大的是白葡萄酒樣，大于99，顏色最亮，其次是藍(lán)莓和紫薯酒樣，最小的是紅葡萄酒樣，顏色最暗。(3)色度a*表示酒樣的紅色色調(diào)，最大為40.461的1號(hào)紅葡萄酒樣，其次是紫薯與藍(lán)莓酒樣，最小的為2號(hào)白葡萄酒樣為1.403。(4)色度b*最大的是2號(hào)紅葡萄酒樣，黃色色調(diào)最深，其次是藍(lán)莓和紫薯酒樣，1號(hào)白葡萄酒最小為-0.323，b*<0呈現(xiàn)藍(lán)色色調(diào)。(5)飽和度Cab表示酒樣的鮮艷的程度，紅葡萄酒樣的飽和度最大，其次為紫薯和藍(lán)莓酒樣，白葡萄酒樣的飽和度最小。(6)色度角Hab接近零，越接近紫紅色，受色度a*和b*的綜合影響，2個(gè)藍(lán)莓酒樣最大，1號(hào)紅葡萄酒樣最小，最接近紫紅色。

表1　花色苷、褐變指數(shù)、聚合色度與紫薯酒各色澤值之間Pearson顯著性相關(guān)性分析

注：*表示P<0.05，**表示P<0.01。

表2　紫薯酒、藍(lán)莓酒、紅葡萄酒和白葡萄酒總色度和CIELab參數(shù)值

結(jié)果表明，CIELab顏色空間能很好地評(píng)價(jià)多種酒樣顏色，4種不同種類(lèi)酒樣的顏色存在明顯的差異。紫薯酒的各顏色值基本介于紅葡萄酒和白葡萄酒之間，與藍(lán)莓酒的色澤值相當(dāng)；其總色度是紅葡萄酒的1/2；紅色色調(diào)較高，黃色色調(diào)較低，總色調(diào)呈鮮亮的紫紅色。

3　結(jié)論

在紫薯酒發(fā)酵過(guò)程中，花色苷含量和總色度先上升后略下降，褐變指數(shù)和聚合色度呈上升趨勢(shì)?；ㄉ罩饕绊懢企w總色度，褐變指數(shù)和聚合色度的升高會(huì)使紅色色度減小，黃色色度升高。紫薯酒色澤與其他水果酒相比，呈較鮮艷的紫紅色。在發(fā)酵過(guò)程中，可以通過(guò)改變發(fā)酵條件來(lái)調(diào)控花色苷的含量或氧化褐變程度，從而改變酒體顏色。在成品酒的調(diào)配中，可以應(yīng)用總色度和CIELab顏色空間參數(shù)調(diào)配酒的色澤，使成品酒色澤達(dá)到理想的顏色。

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Research on color change rules and color features of purple sweet potato wine during fermentation

LI Tian，WANG Yue，AN Jia-yan

(School of Biological Engineering, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China)

The change of color-related indicators, including free anthocyanins, browning index, DP color, total color and CIELab parameters, and their correlations were studied in Purple sweet potato wines. CIELab color space was used to compare color features of purple sweet potato wine, blueberry wine, Red and White wine. The results showed that during the fermentation, browning index and DP color were both decreased, while free anthocyanins were increased firstly and then decreased. The change of total color was consistent with the change of content of free anthocyanins and showed a significantly positive correlation. The changeL*was opposite. Color parametersa*andb*showed a significant correlation with browning index and DP color. And different wine samples had different CIELab parameters showing individual color features.

purple sweet potato wine; color; CIELab

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201601009

碩士研究生。

2015-09-17，改回日期：2015-10-13