加速货架期试验下玻璃瓶、铝罐及PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)瓶中蓝莓果酒品质变化的评估

《Beverages》：Assessment of Florida Blueberry Wine Packaged in Glass Bottles, Cans, and Plastic Bottles Throughout Accelerated Shelf-Life Testing

　　

摘要：数千年来，玻璃包装因被视为品质象征且惰性、可回收而被传统用于葡萄酒包装。近年来，铝罐和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET, polyethylene terephthalate)瓶因其成本较低、可回收性较高及消费者接受度提升而逐渐受到关注。罐内涂层(liner)技术的进步使铝罐成为酒庄可行的包装选项，但不同包装类型对灌装后果酒品质影响的数据仍较匮乏。本研究评估了充气(carbonated)蓝莓果酒在加速条件(35 °C)下储存于玻璃瓶、铝罐及PET瓶中的理化性质。三种包装的总酸度、糖度和pH无显著差异；但在色泽、花色苷(total anthocyanin)含量及挥发性有机化合物(VOC, volatile organic compound)谱图上出现了具统计学意义的差异。Pearson相关性分析显示，所有包装类型的颜色(色度与色调)衰减与花色苷浓度随时间下降均呈强线性关系，且降解程度依赖于包装类型。结果表明，尽管某些品质属性随容器而异，蓝莓果酒的总体化学变化在玻璃、铝罐和PET瓶中具可比性。因此，铝罐包装是蓝莓果酒生产商可行且具成本效益的替代包装方案。

《Beverages》刊载论文解读：加速货架期条件下玻璃瓶、铝罐与PET瓶中蓝莓充气果酒的品质变化评估

一、研究背景与意义

蓝莓因货架期短常加工为果酒以拓展市场。蓝莓果酒的颜色、抗氧化活性及部分风味来源于果皮中的花色苷(anthocyanins)，其稳定性受光照、氧气、温度及pH等因素影响。传统玻璃瓶加软木塞虽被视为高端且惰性，但存在软木污染(cork taint)风险且运输成本高。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET, polyethylene terephthalate)瓶质轻价廉但氧透过率(oxygen transmission rate, OTR)较高，可能导致氧化及货架期缩短。铝罐内壁覆有涂层(liner, 通常为BPANI型丙烯酸基内涂层)可阻隔氧气与光线，防止酸性酒液与铝反应，且密封性好，但关于其对果酒——特别是含花色苷易降解的蓝莓充气果酒——长期品质影响的研究较少。此外，风味吸附(flavor scalping)是PET及部分包装材料与非玻璃容器相关的主要担忧。为此，研究人员开展加速货架期试验(accelerated shelf-life testing, 35 °C，60天)，对比玻璃瓶、铝罐及PET瓶对充气蓝berry wine理化指标、花色苷、色泽及挥发性有机化合物(VOC, volatile organic compound)谱图的影响，以评估替代包装的可行性。

二、主要关键技术方法概述

研究人员以佛罗里达当地酒庄提供的已发酵、稳定化并回甜的南方高丛蓝莓(Southern highbush blueberry)充气果酒（CO₂约5.9 g/L）为样本，采用反向压力灌装法分别装入187 mL玻璃香槟瓶（天然软木塞+带吸氧内衬皇冠盖）、355 mL铝罐（BPANI内涂层，双缝密封）及375 mL PET螺口瓶，各设三重复，于35 °C避光加速贮存，于第0、30、60天取样检测。主要检测技术包括：pH计测定pH；NaOH滴定法测定可滴定酸度(TA, titratable acidity)并以酒石酸计；Anton Paar仪测定酒精度(ABV, alcohol by volume)、可溶性固形物(TSS, total soluble solids)及比重(SG, specific gravity)；Ripper滴定法测定游离及总二氧化硫(SO₂)；Glories法于420、520、620 nm测吸光度计算色度(color intensity, CI = A₄₂₀+A₅₂₀+A₆₂₀)与色调(hue = A₄₂₀/A₅₂₀)；pH示差法测定单体总花色苷并以矢车菊素-3-葡萄糖苷当量(cyanidin-3-glucoside equivalents, mg/L)表示；傅里叶变换红外光谱(FTIR, Fourier-transform infrared spectroscopy)附衰减全反射(ATR, attenuated total reflectance)分析罐内衬及PET瓶壁以检测风味吸附；顶空固相微萃取-气相色谱-质谱(SPME-GC-MS, solid-phase microextraction gas chromatography–mass spectrometry)结合内标(2-庚醇)及线性保留指数(LRI, linear retention index)鉴定与半定量挥发性及半挥发性化合物。数据统计采用单因素方差分析(one-way ANOVA)与Tukey HSD检验(p<0.05)，Pearson相关系数评估线性相关性。

三、研究结果

3.1. pH和总酸度(TA)

三种包装间pH与TA在0、30、60天均无显著差异(p>0.05)，蓝莓果酒初始及全程pH<3.3，表明包装类型未引起酸度体系变化，无二次发酵或污染迹象。

3.2. 酒精度(ABV)、可溶性固形物(TSS)与比重(SG)

酒精度、TSS及SG在各包装间及贮存期间均无显著差异，进一步证实酒体基本组成未受包装影响。

3.3. FTIR分析

对比第0天与第60天铝罐内衬及PET瓶壁的FTIR-ATR谱图，未见特征峰位移或新吸收峰出现，说明60天加速期内未发生明显的风味吸附(flavor scalping)或内衬溶出/反应。

3.4. 亚硫酸盐(Sulfites)

总SO₂与游离SO₂在所有包装中均随贮存时间线性下降(Pearson系数：玻璃?0.92，铝罐?0.94，PET?0.99)。PET瓶中总及游离SO₂下降速率最快(p<0.05)，归因于PET较高氧透过率致氧化消耗；玻璃瓶中较小灌装体积导致总包装氧(TPO, total packaged oxygen)占比偏高也有影响；铝罐中SO₂损失最慢，表明其隔氧与密封性能最优。

3.5. 色泽(Colors)

色度(CI)在加速贮存中整体略降，玻璃瓶色度下降最缓（斜率最小），铝罐与PET呈强线性下降(Pearson: 铝罐?0.98，PET 0.98，玻璃?0.46)。色调(hue)随贮存升高（向黄调偏移，指示氧化），至第60天玻璃与PET无显著差异，铝罐色调变化斜率最小，即铝罐对蓝色果酒色泽褐变抑制效果最好。

3.6. 花色苷(Anthocyanins)

总单体花色苷浓度在三种包装中均随贮存下降，铝罐中下降斜率最小，第60天时铝罐中花色苷残留量显著高于玻璃与PET(p<0.05)，与色泽结果呼应，说明铝罐可更好阻遏花色苷降解。

3.7. 挥发性有机化合物(VOCs)

至第60天，PET瓶中多数挥发性化合物（醇类、烷烃、酯类、呋喃等）总浓度显著低于铝罐(p<0.05)，玻璃与PET间差异不显著。某些氧化相关产物（如2,2-二甲基-5-[(1E)-1-甲基-1-丙烯基]四氢呋喃、芳樟醇氧化物II、丁二酸二乙酯等）随贮存有所上升。FTIR已排除明显风味吸附，VOC变化被认为主要与包装氧透过率及顶空初始氧有关。浓度差异微小，感官上可能不易察觉。

四、讨论与结论翻译

研究人员指出，本研究局限包括未直接测定总包装氧(TPO)，玻璃瓶尺寸与其他包装不同导致顶空体积略有差异，且所用封口方式（软木+皇冠盖、双缝卷封、螺旋盖）本身亦可能影响氧传输，结论限于所测特定封口类型。未来需在常温常湿条件下验证。

结论（翻译）：

本研究通过60天35 °C加速货架期试验，评估了充气蓝莓果酒在玻璃瓶、铝罐及PET瓶中的稳定性与组分变化。pH、可滴定酸度(TA)、乙醇、总可溶性固形物及密度如预期无变化，排除污染或再发酵可能。FTIR显示包装完整性良好且无风味吸附发生。PET瓶中游离亚硫酸盐降幅大于玻璃瓶，亚硫酸盐降解关联氧化与长期变质风险。包装间色泽差异显著，玻璃与PET出现黄化倾向，铝罐色调变化最小。总花色苷（蓝莓果酒标志性成分）在所有条件下降解，但铝罐中残留最高，第60天时显著高于玻璃与PET，表明铝罐对蓝莓果酒色泽稳定性更优。第60天时PET瓶部分挥发性化合物（醇、烷烃、苯系物、酯类）浓度显著低于铝罐，支持优先选用玻璃或铝材。与既往替代包装研究一致，玻璃与铝罐中酒体稳定性变化相似，PET瓶中挥发性物质、亚硫酸盐及色泽劣变更快；但因显著差异多自第30天后出现，预期快速消费（即饮型）果酒可用PET包装且无明显劣变，此商业实践获本研究佐证。铝罐可作为蓝莓果酒生产商可行且经济的替代包装。