果酒生產(chǎn)技術(shù)研究進(jìn)展

葛軍，劉婷，劉建龍

（山東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東濟(jì)南 250000）

果酒生產(chǎn)技術(shù)研究進(jìn)展

葛軍，劉婷，劉建龍*

（山東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山東濟(jì)南 250000）

本文從果酒生產(chǎn)過程中酵母選育、褐變機(jī)理及其控制、降酸技術(shù)以及果酒穩(wěn)定性四個(gè)方面進(jìn)行了綜述，較為系統(tǒng)地總結(jié)了國(guó)內(nèi)外果酒生產(chǎn)過程的研究進(jìn)展。并針對(duì)目前我國(guó)果酒加工生產(chǎn)過程中存在的問題，提出了一些意見和建議，以期為果酒行業(yè)的發(fā)展提供有益參考。

果酒；酵母；褐變；降酸；穩(wěn)定性

果酒是以水果為原料經(jīng)過發(fā)酵而成的低酒精度飲料酒，富含糖、有機(jī)酸、醋類及多種維生素，特別是葡萄酒、刺梨酒，維生素C含量較高，并含有豐富的具有增強(qiáng)免疫功能的超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）[1]。果酒以低度、健康、營(yíng)養(yǎng)豐富等特點(diǎn)倍受廣大消費(fèi)者青睞，而且，經(jīng)常飲用果酒能夠有效預(yù)防動(dòng)脈硬化、腦血管等疾病，能夠有效治療貧血。我國(guó)地域遼闊，水果資源豐富，但是水果資源浪費(fèi)現(xiàn)象普遍存在，加強(qiáng)果品深加工技術(shù)研發(fā)，發(fā)展具有本國(guó)特色的果酒工業(yè)，不僅有利于促進(jìn)種植業(yè)的健康發(fā)展，也符合釀酒行業(yè)的發(fā)展方向。中國(guó)釀酒工業(yè)協(xié)會(huì)果酒專業(yè)委員會(huì)在其行業(yè)規(guī)劃中已明確指出：重點(diǎn)發(fā)展水果發(fā)酵酒和水果蒸餾酒，利用水果蒸餾酒逐步取代一部分糧食白酒；加強(qiáng)水果蒸餾酒生產(chǎn)技術(shù)與裝備的建設(shè)，提高產(chǎn)品質(zhì)量；逐步實(shí)現(xiàn)水果蒸餾酒的工業(yè)化生產(chǎn)和工業(yè)化管理。本文從果酒生產(chǎn)過程中酵母選育、褐變機(jī)理及其控制、降酸技術(shù)和果酒穩(wěn)定性四個(gè)方面系統(tǒng)地總結(jié)了國(guó)內(nèi)外果酒生產(chǎn)過程的研究進(jìn)展，并針對(duì)目前我國(guó)果酒加工生產(chǎn)過程中存在的問題，提出了一些意見和建議，以期為果酒行業(yè)的發(fā)展提供有益參考。

1 酵母選育

針對(duì)不同品類果酒生產(chǎn)工藝特點(diǎn)篩選出專一高效型發(fā)酵菌種，對(duì)于優(yōu)化果酒品質(zhì)、提高生產(chǎn)效率至關(guān)重要。近年來，在果酒酵母分離篩選方面已經(jīng)取得了一系列的進(jìn)展。

1.1 酵母的類型

果酒酵母可分為兩種不同的類型：純釀酒酵母和非釀酒酵母。研究表明，釀酒酵母是果汁發(fā)酵以及酒精生產(chǎn)過程中的主要菌種。目前有4種釀酒酵母與工業(yè)生產(chǎn)關(guān)系最為密切，即S.bayanus、S.cerevisiae、S.paradoxus和S.pastorianus。非釀酒酵母包括一些產(chǎn)香酵母、產(chǎn)脂酵母，如孢漢遜酵母屬、克勒克酵母屬，念珠菌以及畢赤酵母屬等。研究表明，酵母對(duì)葡萄酒的整體風(fēng)味會(huì)產(chǎn)生積極的影響。在果酒生產(chǎn)過程中，通過酵母發(fā)酵，可以產(chǎn)生大量的芳香物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)使果酒的風(fēng)味特征得到顯著提高。近年來，由于研究技術(shù)的不斷提高，關(guān)于不同酵母的研究越來越細(xì)化，李劍芳等[2]在獼猴桃汁中發(fā)現(xiàn)了一株產(chǎn)香酵母E-36，實(shí)驗(yàn)證明該酵母能夠明顯改善果汁的風(fēng)味。但是，由于果酒中存在的香氣成分太過復(fù)雜，很多的香氣特征和香氣閾值沒有研究透徹，難以確定針對(duì)某一果酒的最適酵母類型，這也使得專一酵母的研究成為新的研究熱點(diǎn)。汪立平等[3]通過研究酵母的類型對(duì)蘋果酒香的影響，得出，不同的酵母類型對(duì)蘋果酒香有不同的影響。

1.2 菌種的分離篩選

傳統(tǒng)的果酒酵母是從酵母菌生存的環(huán)境中直接進(jìn)行分離篩選，比如從成熟的水果果皮中以及果園附近的土壤中進(jìn)行酵母采集。但是，這些方法都很難得到理想的釀酒酵母。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，很多新的技術(shù)手段，比如誘變育種、雜交育種、原生質(zhì)體融合和基因工程等技術(shù)逐漸應(yīng)用到酵母菌種的選育中來，酵母的選育技術(shù)在不斷的豐富和提高。此外，離子束注入技術(shù)、激光誘變育種技術(shù)以及高壓靜電效應(yīng)等物理技術(shù)的應(yīng)用大大地推動(dòng)了菌種選育的發(fā)展進(jìn)程。宋安東等[4]對(duì)野生型蘋果酒酵母進(jìn)行了誘變處理,得到了突變的酵母菌株，該菌株性狀優(yōu)良，使得產(chǎn)酒量明顯提高。張智維[5]通過激光誘變技術(shù)獲得了一株雙乙酰值低的酵母，用該菌株釀造的果味啤酒的雙乙酰值為0.1253mg/L，極大的改善了產(chǎn)品的風(fēng)味。

2 褐變機(jī)理及其控制

褐變現(xiàn)象是果酒生產(chǎn)過程中常見的化學(xué)反應(yīng)，褐變的結(jié)果是生成深色物質(zhì)，使得果酒外觀顏色變暗發(fā)褐甚至出現(xiàn)氧化味，影響果酒原有的果香味，而且存放時(shí)間越長(zhǎng)，受到的破壞越大[6]。

2.1 褐變機(jī)理

從褐變的機(jī)制來劃分，褐變可以分為兩大類：酶促褐變和非酶促褐變。酶促褐變是酚類物質(zhì)在多酚氧化酶的作用下引起的黑色素沉積聚合的過程，通常發(fā)生于發(fā)酵前的果汁，隨著果酒的連續(xù)發(fā)酵，酶促褐變會(huì)逐漸停止，主要轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑敲复俸肿優(yōu)橹鞯暮肿冞^程[7]。由于果酒成分的復(fù)雜性，各類物質(zhì)之間極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，酚類物質(zhì)之間的氧化聚合反應(yīng)，酚類物質(zhì)與乙醛和乙醛酸的反應(yīng)以及美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)等都可以引起非酶促褐變，所以，非酶促褐變會(huì)始終貫穿于果酒釀造的整個(gè)過程。

2.2 褐變控制

在傳統(tǒng)的果酒發(fā)酵中，主要通過添加SO2的方法進(jìn)行褐變控制。SO2既是抗氧化劑和微生物抑制劑，也是乙醛誘捕劑，特別是抗氧化和抑菌方面，在果酒生產(chǎn)中發(fā)揮著十分重要的作用[8]。但是，隨著科學(xué)研究的不斷深入，因攝入SO2引起的健康問題，日益引起人們的關(guān)注，其在食品中的最高添加量也在不斷受到限制[9]。因此，尋找無害化、天然抗氧化劑及抗菌劑已成為果酒領(lǐng)域研究者的重點(diǎn)關(guān)注問題。目前研究較多的抗氧化劑種類包括乙二胺四乙酸（EDTA）、維生素C、殼聚糖等。大量研究表明，EDTA具有穩(wěn)定酒色、殺菌抑菌、防止褐變等多種功效。同時(shí)，維生素C作為一種良好的還原劑和金屬離子螯合劑，在酶促褐變控制方面能夠發(fā)揮很好的作用。Rojas-Grau等[10]研究發(fā)現(xiàn)，用維生素C與天然的抗氧化劑混合處理蘋果汁，可以明顯抑制過氧化物酶的活性，有效控制褐變反應(yīng)。此外，大量研究表明，殼聚糖在提高果酒透明度和透光率方面具有很好的功效。Gomez-Rivas等[11]研究證明，殼聚糖可以有效抑制葡萄酒中野生酵母的生長(zhǎng)，從而提高果酒澄清度。王岸娜等[12]研究了殼聚糖在澄清獼猴桃果汁中的作用，研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)殼聚糖處理后果汁的顏色和透光率都顯著提高。最近幾年，有關(guān)天然抑制劑的報(bào)道越來越多，天然抑制劑的研究應(yīng)用為褐變的控制提供了新的途徑，有報(bào)道稱，可以將有降解乙醛能力的乳酸菌和高產(chǎn)二氧化硫的酵母進(jìn)行混合，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也為不添加二氧化硫進(jìn)行果酒的生產(chǎn)提供可能[13]。

3 降酸技術(shù)

果酒發(fā)酵過程會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸，果酒中的有機(jī)酸主要有三種：檸檬酸、蘋果酸以及酒石酸，其中酒石酸的酸感最強(qiáng)，而檸檬酸和蘋果酸則較為溫和。在果酒發(fā)酵過程中，這三種酸的含量也表現(xiàn)出不同的變化，檸檬酸在發(fā)酵過程中的含量最為穩(wěn)定，一般不會(huì)發(fā)生太大的變化；酒石酸在發(fā)酵過程中含量變化也不大，但是由于會(huì)生成酒石酸沉淀，使含量略微減少；而蘋果酸則會(huì)在發(fā)酵過程中被不斷降解。

3.1 有機(jī)酸對(duì)果酒品質(zhì)的影響

適量的有機(jī)酸能夠平衡果酒中的苦味，同時(shí)能夠抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，而過量的有機(jī)酸則會(huì)使得果酒口感下降，酒體渾濁。因此，提高降酸技術(shù)，有效控制果酒中有機(jī)酸含量，對(duì)于提高果酒品質(zhì)至關(guān)重要。

3.2 降酸方法

在果酒降酸方法的研究中，由于物理降酸法和化學(xué)降酸法對(duì)酒質(zhì)影響較大，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用很少。所以，現(xiàn)代降酸研究和發(fā)展方向主要是微生物降酸法[14]。利用微生物分解果酒中的蘋果酸能夠有效提高果酒風(fēng)味，微生物降解途徑主要有兩條：蘋果酸—乳酸發(fā)酵（MLF）和蘋果酸—乙醇發(fā)酵法（MAF）。然而，這兩種途徑在實(shí)際操作過程中面臨一些困難，仍需進(jìn)一步加強(qiáng)科學(xué)管理措施。此外，遺傳工程和原生質(zhì)體融合技術(shù)也被應(yīng)用于降酸的領(lǐng)域。通過基因工程手段將不同種屬乳酸菌的蘋果酸乳酸酶基因和蘋果酸通透酶基因進(jìn)行克隆重組，構(gòu)建同時(shí)表達(dá)兩種基因的轉(zhuǎn)化因子，以達(dá)到提高其降解蘋果酸的能力[15]。這種方法在國(guó)內(nèi)外研究較多。國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的是原生質(zhì)體融合技術(shù)，該技術(shù)是通過改變微生物細(xì)胞的遺傳性進(jìn)行育種[16]。高玉容[17]采用單親滅活原生質(zhì)體的方法篩選出一株融合子，該融合子發(fā)酵性能好、降酸率可以達(dá)到30.4%。兩種技術(shù)在提高降酸方面的研究都是提高降解蘋果酸的水平，相關(guān)其他兩種酸的水平還未見相關(guān)報(bào)道。

4 果酒穩(wěn)定性

果酒的穩(wěn)定性高低是評(píng)價(jià)果酒品質(zhì)的重要因素。一旦果酒的穩(wěn)定性發(fā)生破壞，酒體就會(huì)出現(xiàn)渾濁，沉淀還會(huì)有氣味的變化。果酒的穩(wěn)定性與澄清度不同，穩(wěn)定性指的是果酒長(zhǎng)期儲(chǔ)存的問題，而澄清只是短期的問題。

4.1 影響穩(wěn)定性的因素

影響果酒穩(wěn)定性的因素很多，其中，最主要的包括生物性因素和非生物性因素。生物性因素主要指破壞酒體成分的微生物，酒體中的微生物會(huì)引起酒體不同程度的沉淀。非生物性因素包括溫度、光照等物理因素以及酒體中含有的重金屬等化學(xué)因素，這些因素的存在也會(huì)影響酒體的穩(wěn)定性。

4.2 提高穩(wěn)定性的措施

針對(duì)引起果酒沉淀的因素，目前主要有兩類提高果酒穩(wěn)定性的方法，即生物性方法和非生物性方法。生物性控制措施主要通過抑制微生物的繁殖生長(zhǎng)提高酒體穩(wěn)定性，比較常見的方法有熱酒裝瓶和無菌裝瓶等。采用這種方法，會(huì)大大的減少酒體中微生物的含量，但是這個(gè)操作要求比較高，該方法要求裝瓶前的酒具有較好的穩(wěn)定性。非生物控制措施是加入凈化劑和澄清劑，或通過機(jī)械澄清的方法對(duì)酒體進(jìn)行凈化處理。在果酒中加入澄清劑，使它在酒液中與膠體物質(zhì)和蛋白質(zhì)、果膠質(zhì)、色素，單寧等發(fā)生絮凝反應(yīng)，并將本來浮在果酒中的大部分懸浮物，包括有害微生物，一起固定在膠體沉淀上，下沉至容器底部，然后過濾掉。常用的澄清劑有:明膠、酪蛋白、魚膠、白蛋白等蛋白類物質(zhì)，皂土、高嶺土等泥土性物質(zhì)，瓊脂、阿拉伯樹膠等多糖類物質(zhì)，聚乙烯聚吡咯烷酮（PVPP）、尼龍等合成聚合物以及碳、硅膠、果膠酶等物質(zhì)。機(jī)械澄清則主要通過過濾、離心分離、超慮法、錯(cuò)流微濾法以及冷凍處理法等方式對(duì)酒體進(jìn)行處理。這兩種方法在提高果酒穩(wěn)定性中發(fā)揮著重要作用。

5 問題及建議

5.1 水果品種缺乏

產(chǎn)品與原料有密切的聯(lián)系，果酒的質(zhì)量在很大程度上取決于水果的質(zhì)量。水果品種眾多，但是并非所有品種都適合釀酒使用。由于對(duì)釀酒型水果的研究與培育較少，在實(shí)際生產(chǎn)中，用于釀酒的水果都是比較常見的普通品種。而且，生產(chǎn)廠家并沒有對(duì)原料果進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，這在很大程度上影響了果酒的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此有效開展釀酒型水果的研究和培育對(duì)于提高果酒質(zhì)量，優(yōu)化果酒品質(zhì)至關(guān)重要。

5.2 專用發(fā)酵菌種缺乏

果酒作為發(fā)酵產(chǎn)品，品質(zhì)與釀酒酵母有很大的關(guān)系。理論上，應(yīng)該針對(duì)不同水果特點(diǎn)研發(fā)出專一釀造酵母。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，許多生產(chǎn)廠家直接選用葡萄酒酵母，葡萄酒酵母是根據(jù)葡萄酒的制作工藝研究開發(fā)的，應(yīng)用到其他果酒生產(chǎn)中效果并不樂觀。因此，為了優(yōu)化果酒生產(chǎn)工藝，提高果酒品質(zhì)，應(yīng)當(dāng)加大力度研究出針對(duì)不同水果特點(diǎn)的專用酵母。

5.3 專有工藝、設(shè)備缺乏

目前，我國(guó)果酒行業(yè)處于起步階段，有相當(dāng)一部分企業(yè)直接使用釀造啤酒或白酒的設(shè)備，由于果酒工藝與啤酒和白酒釀造差別很大，這無疑會(huì)降低生產(chǎn)效率，影響果酒品質(zhì)。或者部分企業(yè)剛剛引進(jìn)一些專門釀造果酒的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，但使用經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致果酒品質(zhì)低下。因此，果酒廠家需要不斷加強(qiáng)技術(shù)交流，借鑒國(guó)外先進(jìn)設(shè)備、技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)果酒釀造專用設(shè)備的發(fā)展。

6 展望

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們健康意識(shí)逐漸增強(qiáng)，飲酒觀念在發(fā)生著轉(zhuǎn)變。越來越多的追求營(yíng)養(yǎng)健康的消費(fèi)者正在逐漸把目光轉(zhuǎn)移到低度化、營(yíng)養(yǎng)化的果酒上來。果酒的銷量更是以15%～20%的速度逐年遞增。據(jù)預(yù)測(cè)，未來幾年，果酒將會(huì)迎來大發(fā)展，有望成為酒類市場(chǎng)的第三股力量。果酒生產(chǎn)的發(fā)展，不僅可以充分利用我國(guó)豐富的水果資源，調(diào)整糧食結(jié)構(gòu)，也可以迎合消費(fèi)者的需求，對(duì)國(guó)民體質(zhì)健康有積極的促進(jìn)作用。因此,不斷提升果酒工藝，研制出風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)健康的果酒是一項(xiàng)利國(guó)利民的重點(diǎn)課題。

[1]吳繼軍,肖更生,劉學(xué)銘,等.果酒新工藝進(jìn)展[J].釀酒,2005, 32(2):76.

[2]李劍芳,張灝,厲凡.獼猴桃之中產(chǎn)香酵母的分離、鑒定及生長(zhǎng)特性[J].無錫輕工大學(xué)學(xué)報(bào),2000,19(4):345-348.

[3]汪立平,徐巖,王棟,等.蘋果酒香氣成分研究進(jìn)展[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2002,28(7):59-65.

[4]宋安東,賈翠英,陳紅歌,等.蘋果酒酵母菌的誘變?cè)囼?yàn)[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào),2004,32(4):29-32.

[5]張智維,劉金平.激光誘變選育低雙乙酰啤酒酵母[J].食品工業(yè)科技,2004,25(11):67-68.

[6]陳堅(jiān)生,楊幼慧,詹金花,等.果酒中酚類物質(zhì)及其非酶褐變的研究進(jìn)展[J].食品科學(xué),2009,(7):281-284.

[7]Es-Safi N E,Cheynier V,Moutounet M.Implication of phenolic reactions infoodorganoleptic properties[J].Journal ofFood Composition and Analysis,2003,16(5):535-553.

[8]周德慶,張雙靈,辛勝昌.亞硫酸鹽在食品加工中的作用及其應(yīng)用[J].食品科學(xué),2004,25(12):198-201.

[9]Warner C S,Diachenko G W,Bailey C J.Sulfites:an important food safety issue[J].Food Testing&Analysis,2000,6(4):8-10.

[10]Rojas-Grau M A,Soliva-Fortuny R,Niartin-Belloso O.Effect of natural antibrowning agents on color and related enzymes in fresh-cut Fuji apples as an alternative to the use of ascorbic acid[J]. Journal of Food Science,2008,73(6):267-272.

[11]Go mez-Rivas L,Escudero-Abarca,et al.[J].Journal of Industrial of Industrial Microbiology and Biotechnology,2004,(31): 16-22.

[12］王岸娜,王璋,許時(shí)嬰.殼聚糖澄清獼猴桃果汁對(duì)果汁成分影響的研究[J].食品科學(xué),2004,25(2):91-95.

[13]張潔,董文賓,張大為.果酒行業(yè)中減少或替代二氧化硫方法的研究進(jìn)展[J].釀酒科技,2010,(3):96-102.

[14]王春霞,杜連祥,王敏,等.山楂干酒的降酸研究[J].天津科技大學(xué)學(xué)報(bào),2004,19(1):17-19.

[15]高年發(fā),李曉剛,楊楓.葡萄及葡萄酒中的有機(jī)酸及降酸研究[J].中外葡萄與葡萄酒,1999,(4):6-10.

[16]李華,劉曉晴.跨界融合在葡萄酒降酸微生物育種中的應(yīng)用前景[J].中外葡萄與葡萄酒,2006,27(1):204-206.

[17]高玉容.原生質(zhì)體融合葡萄酒酵母用于葡萄酒降酸[J].釀酒科技,2001,(3):59-60.

Progress in the Research of Production Technology on Fruit Wine

GE Jun,LIU Ting,LIU Jian-long*
(College of Life Science,Shandong Normal University,Jinan 250000,China)

The research progress of fruit wine production process both at home and abroad are systematically summarized in the paper form four different aspects:mechanism of yeast selection,browning mechanism and control acid descent technology and stability of wine.In addition,according to the problems which are in the process of fruit wine processing in China,some opinions and suggestions are put forward,which will provide helpful guidance for further research and development.

Fruit wine;yeast;browning;deacidification;stability

TS225.46

A

1008-1038(2017)01-0004-04

2016-09-19

山東師范大學(xué)2015年度國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201510445225）

葛軍（1996—），女，本科，專業(yè)方向?yàn)樯锟茖W(xué)

*通訊作者：劉建龍（1961—），男，博士，研究員，研究方向?yàn)槭称放c發(fā)酵技術(shù)