發(fā)酵果酒工藝技術(shù)的研究進展

林寧曉

（福建省輕工業(yè)研究所， 福建 福州 350005）

發(fā)酵果酒工藝技術(shù)的研究進展

林寧曉

（福建省輕工業(yè)研究所， 福建 福州 350005）

果酒是一種低酒精度，具有功能性的營養(yǎng)型酒品。果酒種類繁多，各具特色，果酒工藝技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展為果酒品質(zhì)的改善與新型果酒的研發(fā)提供了技術(shù)支撐。文章主要從發(fā)酵果酒生產(chǎn)中優(yōu)質(zhì)酵母的篩選、不同發(fā)酵果酒工藝技術(shù)的特點及優(yōu)化以及發(fā)酵果酒生產(chǎn)過程中常見的技術(shù)難題3個方面闡述了我國發(fā)酵果酒工藝技術(shù)的最新研究進展。

果酒；工藝技術(shù)；研究進展

果酒是基于新鮮的水果或者果汁為原材料，使用全部發(fā)酵或者部分發(fā)酵的方法制作而成的酒精濃度在體積分數(shù)為7%～18%的各種低度酒精飲料[1]。果酒種類繁多，按照釀制工藝主要分為釀造酒、蒸餾酒和配制酒3類。果酒中富含多種維生素、礦物質(zhì)、人體所需的各類氨基酸以及大量多酚類物質(zhì)，長期飲用具有促進血液循環(huán)、改善心腦血管功能、美容養(yǎng)顏等功效。

我國是世界水果生產(chǎn)大國，豐富的水果資源為果酒開發(fā)提供了豐富的原料基礎，如蘋果、葡萄、梨等。隨著隨著人們生活水平的提高，以水果為原料發(fā)酵加工的具有一定保健功能的各類果酒需求量逐漸增加，國家也將果酒作為酒類發(fā)展的重點，中國釀酒工業(yè)協(xié)會果露酒專業(yè)委員會在行業(yè)“十五”計劃及20年規(guī)劃中的指導思想己明確指出：重點發(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；加強水果蒸餾酒生產(chǎn)技術(shù)與裝備的建設，提高產(chǎn)品質(zhì)量；在“十五”期間至2015年，逐步實現(xiàn)水果蒸餾酒的工業(yè)化生產(chǎn)和工業(yè)化管理。目前酒類消費倡導以低度酒取代高度酒、果酒取代糧食酒，果酒的市場需要量呈現(xiàn)與日俱增的趨勢。

我國果酒的生產(chǎn)發(fā)展相比較于歐美、日本等發(fā)達國家起步較晚，生產(chǎn)設備、工藝技術(shù)相對落后，近些年雖已取得長足發(fā)展，但在工藝技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量、市場占有率等方面仍亟待改善。其中，果酒加工工藝技術(shù)處于主導地位，是當前酒類加工行業(yè)科研工作者關(guān)心的重點。

1 發(fā)酵果酒生產(chǎn)中優(yōu)質(zhì)酵母的篩選

酵母菌是果酒生產(chǎn)中的最為主要的微生物有機體，果酒的釀造都需要在酵母菌的作用下，采取用純種發(fā)酵的方法或者自然發(fā)酵的方法，將水果的果實中的各種潛在質(zhì)量在酒中充分表現(xiàn)出來。酵母的品質(zhì)對果酒的品質(zhì)和質(zhì)量影響非常之大，酵母性狀的好與壞直接影響到所釀果酒的風味與口感，決定果酒品質(zhì)的好與壞，因此果酒酵母篩選歷來倍受重視。果酒酵母菌種的篩選，根據(jù)不同的要求，篩選的目的也不一樣，對于已搜集到的優(yōu)良酵母，必須經(jīng)過多菌株的發(fā)酵比較，根據(jù)其發(fā)酵能力和發(fā)酵結(jié)果篩選出適合某種果酒生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)酵母。李衛(wèi)瑩等[2]通過GC/MS對蘆柑果酒的香氣成分進行了分析，從而對葡萄酒酵母和釀酒酵母釀造的蘆柑果酒的香味物質(zhì)含量進行比較，結(jié)果表明，葡萄酒酵母釀造的蘆柑果酒香氣突出，明顯優(yōu)于釀酒酵母釀造的果酒。熊元林等[3]為獲得適合橙汁果酒發(fā)酵的菌種，采用杜氏管法、CO2失重法及感官評定法從橙汁發(fā)酵醪液中純化出一株編號為FJ-20的綺麗酵母菌，并對其環(huán)境耐受力如酸、酒精、氯化鈉、蔗糖進行了詳細研究，該菌株發(fā)酵能力強、還原糖利用率高，較適合于橙汁果酒發(fā)酵。顧宗珠等[4]采用稀釋涂布法從釀酒用曲中篩選到16株產(chǎn)酯能力強、形態(tài)各異的酵母菌株，從中優(yōu)選產(chǎn)酯量最高的1株酵母菌為研究對象，進行產(chǎn)酯條件的研究。對產(chǎn)酯酵母進行耐酒精試驗結(jié)果表明，最高耐受酒精度為6%vol，有望將其應用到果酒生產(chǎn)中提高果酒品質(zhì)。李影等[5]以藍莓為原料，添加蜂蜜利用3種不同酵母(ST、F33、Fermivin)在相同的條件下發(fā)酵制作藍莓果酒。通過對發(fā)酵期間pH值、總酸、總糖、酒精度及發(fā)酵結(jié)束后的色度、DPPH消除率的測定分析，綜合感官評價結(jié)果確定酵母Fermivin最適于制作藍莓果酒。李秀萍等[6]利用甘蔗汁為培養(yǎng)基，對4種酵母菌株分別進行搖瓶發(fā)酵，通過酒精和殘?zhí)菧y定，篩選到一株適合甘蔗蔗汁發(fā)酵生產(chǎn)甘蔗果酒的酵母菌株32481。王燕等[7]針對于一株用于獼猴桃及橙子果酒發(fā)酵皆較優(yōu)的釀酒酵母GJ-JS1，對其各項發(fā)酵特性，最優(yōu)發(fā)酵條件的篩選，環(huán)境耐受力進行了研究，為該菌株工業(yè)化應用提供了詳實的理論參考。楊輝等[8]選取8種活性干酵母對海紅果酒進行了發(fā)酵實驗，以殘?zhí)呛途凭葹榭剂繀?shù)，篩選出適于海紅果酒釀造的最優(yōu)菌株Z2，并采用響應面法對其發(fā)酵工藝進行了優(yōu)化。仇小妹[9]等以能夠降解L-蘋果酸的釀酒酵母FM-cs-08為出發(fā)菌株，分別進行紫外誘變和60Co誘變，旨在誘變得到降酸能力顯著提高又具有良好發(fā)酵性能的釀酒酵母菌。最終篩選得到誘變菌株FM-cs-08-2U，降L-蘋果酸比率達到(29.48±0.21)%，比出發(fā)菌株提高了(25.44±0.89)%。并對誘變菌株FM-cs-08-2U的耐受性及發(fā)酵特性進行研究，結(jié)果證明菌株FM-cs-08-2U適合釀造藍莓果酒。

2 不同發(fā)酵果酒工藝技術(shù)的特點及優(yōu)化

發(fā)酵過程是果酒生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)之一，發(fā)酵條件控制的好與壞直接影響果酒的質(zhì)量和風味。其中發(fā)酵條件最主要的是溫度、pH值、接種量這3個因素，每一個主要發(fā)酵條件都會嚴重影響果酒的質(zhì)量和風味。酵母對溫度有著一個最適范圍，過低或過高都會對果酒發(fā)酵造成一定影響，溫度如果過低，酵母活性變差，影響發(fā)酵速率；溫度如果過高，也會影響發(fā)酵速率，最主要的還會影響果酒的風味和品質(zhì)。酵母對pH值也有一個適應范圍，過低或過高的pH值，會使酵母蛋白變性，細胞死亡或分解，即影響了發(fā)酵的速率，同時也影響了果酒的風味和品質(zhì)。接種量也有一定的范圍值，接種量如果過小，影響發(fā)酵速率；接種量如果過大，果酒渾濁、有酵母的味道，風味和品質(zhì)會嚴重下降。所以，要釀造優(yōu)質(zhì)果酒就必須對發(fā)酵條件進行優(yōu)化，才能得到澄清度高、口感醇和、香氣純正的果酒。張燕等[10]以大紅棗為原料進行大紅棗甜酒發(fā)酵工藝實驗。成品酒酒精度12%vol，總糖含量56 g. L-1，成品呈棗紅色、澄清透明，棗香濃郁，風味獨特，具有大紅棗甜酒的典型風格。肖麗瓊等[11]研究了桂圓酒的加工工藝及其關(guān)鍵技術(shù)，從原料的選擇、活性干酵母的應用、發(fā)酵果汁的起始糖度、發(fā)酵溫度等方面進行了研究，通過對比不同發(fā)酵條件得到桂圓酒的糖、酸、酒精度含量選出各單因素中理想發(fā)酵條件，最后采用正交試驗法優(yōu)選出發(fā)酵桂圓酒最適控制條件為溫度30 ℃，接種量0.30%，糖度180 g. L-1，發(fā)酵時間5 d，在此條件下發(fā)酵可得到果香濃郁、典型性突出的低度桂圓酒。王大為等[12]用發(fā)酵法生產(chǎn)沙棘果酒，在沙棘果汁發(fā)酵過程中加入糯米糖化醪以彌補沙棘果汁酸度過高、碳源嚴重不足之缺陷，通過正交試驗確定出發(fā)酵型沙棘果酒的最佳發(fā)酵條件及生產(chǎn)工藝參數(shù)，并采用菌種馴化、低溫成熟等工藝釀制出風味純正、酒體豐滿、營養(yǎng)豐富的發(fā)酵型沙棘果酒，為充分利用沙棘資源開辟了一條新途徑。趙叢枝等[13]以無花果為試驗試材，通過單因素試驗和正交試驗，研究無花果酒液態(tài)發(fā)酵工藝，得出最佳工藝條件為：選擇葡萄酒用高活性干酵母釀造，接種量為 0.04%（質(zhì)量分數(shù)），pH為3.5，在25 ℃的恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)7 d，最終測得酒精含量為 9.24%。栗亞男等[14]研究了山楂、紅棗和枸杞復合果酒的發(fā)酵工藝，確定了山楂汁、紅棗汁、枸杞汁的最佳混合體積比為7:2:1，酒精發(fā)酵的最佳條件為：初始糖度18%、接種量 0.6%、pH4. 0、發(fā)酵時間6 d。在此條件下所發(fā)酵的復合果酒顏色淺紅，有濃郁的山楂紅棗香味，澄清透亮，口感醇厚，風味獨特，酒精度可達 8.9%vol。顏雪輝等[15]研究了柑橘酒發(fā)酵過程中甲醇含量的變化及其影響因素。結(jié)果表明，柑橘汁中添加果膠后發(fā)酵得到的柑橘酒甲醇含量更高；添加果膠的柑橘果汁中添加一定量果膠酶或蔗糖，甲醇含量也有所增加；添加金屬離子，甲醇含量減少。正交試驗結(jié)果表明果膠酶、CaCl2、蔗糖的含量分別為40 mg. L-1、1.1 g. L-1、180 g. L-1時，柑橘酒中甲醇含量由150.48 mg. L-1降低到15 mg. L-1。李蘭等[16]以紅皮紅肉的火龍果為原料，通過不同酵母對其進行發(fā)酵實驗，篩選出合適的酵母，對篩選出酵母的發(fā)酵條件進行優(yōu)化實驗，并對實驗結(jié)果進行極差、方差分析。結(jié)果表明：葡萄酒活性干酵母適合火龍果干紅發(fā)酵；最佳發(fā)酵工藝條件為：發(fā)酵溫度為30 ℃，pH 4.3，發(fā)酵時間為5 d。廖林等[17]以新鮮香橙、蜜桔和蜜柚為原料，研究混合果酒的釀造工藝。

3 發(fā)酵果酒生產(chǎn)過程中常見的技術(shù)難題

3.1 果酒釀制過程中功能性成分的損失

部分漿果中富含多種天然功能性活性成分，如多酚類物質(zhì)、花青素類等。這些功能性成分在果酒釀制過程中，受pH、含氧量、溫度、酒精度等因素的影響，其含量呈現(xiàn)出下降趨勢。謝小花等[18]研究了黑莓果酒發(fā)酵過程中功能性成分的變化規(guī)律。試驗表明，單寧在主發(fā)酵期間呈上升趨勢，陳釀期間略有降低，陳釀180 d后單寧含量穩(wěn)定在5.58 g. L-1;總酚在主發(fā)酵期間呈緩慢下降趨勢，陳釀180 d 后總酚含量為 0.88 g. L-1；花青素在發(fā)酵2 d迅速下降，第3 d起下降速度變慢，陳釀期間花青素含量呈緩慢下降趨勢。掌握了果酒釀制過程中這些天然活性物質(zhì)的變化規(guī)律之后，為了能夠在果酒釀制過程中盡量保留其含量，可以對果酒的釀造工藝進行優(yōu)化。為降低藍莓加工產(chǎn)品中花青素的損失，丁春原等[19]研究了藍莓酒釀制過程中不同的發(fā)酵工藝及工藝參數(shù)對藍莓酒中花青素含量的影響。結(jié)果表明，花青素含量在藍莓酒發(fā)酵過程中呈下降趨勢，陳釀階段的損失大于主發(fā)酵階段；不同發(fā)酵工藝條件下釀制的藍莓酒中花青素含量不同，低溫浸漬發(fā)酵釀造工藝可比傳統(tǒng)工藝保存更多的花青素；添加3%的3#釀酒酵母時，可更好地保存藍莓酒中的花青素；發(fā)酵溫度在20～25℃、SO2添加量為150 mg. L-1時，藍莓酒中的花青素損失較小。

3.2 果酒的褐變

褐變現(xiàn)象是果酒生產(chǎn)中貫穿于整個加工和儲藏過程的常見化學反應，其結(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，而且存放時間越長，受到的破壞越大。按照引起褐變的機制，主要將果酒褐變劃分為酶促褐變以及非酶促褐變。對于酶促褐變而言，通常發(fā)生于發(fā)酵前的果汁中，而非酶促褐變則貫穿于果酒釀造的整個過程，隨著果酒的連續(xù)發(fā)酵，酶促褐變會逐漸停止，主要轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑敲复俸肿優(yōu)橹鞯暮肿冞^程。在果酒加工過程中，抑制果酒褐變的傳統(tǒng)工藝主要是采用二氧化硫法[20]或添加其他種類抗氧化劑如Vc、EDTA（乙二胺四乙酸）、己基間苯二酚等，通過抑制PPO（多酚氧化酶）活性和還原性以及螯合金屬離子，抑制氧化和電子傳遞的作用，防止由金屬離子引起的褐變等多個途徑，減少果酒的褐變現(xiàn)象。一些物理處理方式，如高壓處理、膜過濾技術(shù)等也能夠一定程度上的減少果酒的褐變現(xiàn)象[21]。

3.3 果酒的澄清及穩(wěn)定性

果酒在放置過程較易成濁，雖不影響其食用，但果酒的外觀作為其品質(zhì)的重要感官指標之一，沉淀渾濁將影響果酒的外觀與銷售。有研究表明[22]，導致果酒渾濁的渾濁物的成分復雜, 既含有蛋白質(zhì)、蘋果酸等有機物, 又含有少量的果實纖維類物質(zhì), 以及生產(chǎn)過程中殘余的少量硅藻土成分, 這些物質(zhì)在果酒放置過程中發(fā)生一系列復雜而緩慢的物理和化學變化，凝聚成大分子或其它的沉淀物而析出，導致果酒的渾濁。利用果膠酶、明膠、單寧、皂土對果酒進行單一和復合澄清處理[23]，添加殼聚糖[24]，以及膜過濾技術(shù)[25]的應用都能夠有效減少果酒渾濁，實現(xiàn)果酒澄清。

3.4 果酒中的苦味來源

果酒中的苦味物質(zhì)來源主要來自于：水果自身帶有的天然苦味物質(zhì)以及果酒釀制過程中酵母代謝物、異常發(fā)酵、發(fā)酵溫度過高、原輔材料發(fā)霉、原料蛋白質(zhì)含量過高等產(chǎn)生的苦味物質(zhì)。李安平等[26]采用溶劑萃取法提取紅棗果酒苦味成分，經(jīng) GC/MS鑒定，苯乙醇在紅棗酒中的含量高達 29.06%，是紅棗果酒中主要苦味物質(zhì)。同時檢測到酯類、醛類、酚類、酮類物質(zhì)等其它苦味物質(zhì)。江海等[27]利用超高效液相色譜-質(zhì)譜檢測柑橘果酒發(fā)酵工藝中橘汁發(fā)酵液的檸檬苦素，分析了橘子發(fā)酵加工產(chǎn)品中苦味變化趨勢。發(fā)酵液中檸檬苦素含量隨發(fā)酵時間變化而變化，保藏時間越長，檸檬苦素含量越低。因此，通過延長橘汁發(fā)酵液的貯存時間有利于苦味物質(zhì)的脫除。

3.5 果酒釀制中降酸工序

酸是果酒的構(gòu)架，是其風味物質(zhì)的重要組成部分。適量的有機酸可以賦予果酒醇厚感和清爽感，但過多的有機酸果酒有酸澀感，口味粗硬，酒體不協(xié)調(diào)，直接影響果酒的口感和品質(zhì)，必須進行降酸處理[28]。果酒中酸的來源主要有兩部分，一是水果本身就含有多種有機酸，如檸檬酸，酒石酸，蘋果酸，還有少量的草酸，水楊酸等; 二是發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酸，如乳酸、乙酸、琥珀酸等。目前國內(nèi)外用于果酒或果汁的降酸方法主要有化學降酸法[29]，物理降酸法如低溫冷凍法、離子交換樹脂降酸法[30]、電滲析降酸法[31]、殼聚糖吸附降酸法[32]，微生物降酸[33]等。此外，從果酒原料上著手，除果酒發(fā)酵時最好采用成熟的水果外，培育和選育一些果實含糖度高、酸度低的水果品種也是解決果酒酸度高的最有效的方法。不同果酒的主體酸不盡相同，因此應根據(jù)果酒的主體酸來選擇合適的降酸方法，達到既改善果酒的適口性，又能提高果酒品質(zhì)的目的。

4 結(jié)語

果酒的品質(zhì)受到諸多因素的影響，生產(chǎn)過程中應根據(jù)原料的特性選擇適當?shù)奶幚矸绞?，發(fā)酵方法及發(fā)酵條件，陳釀及澄清方式等。果酒的發(fā)展還需解決以下幾個問題：首先，有待培育出更優(yōu)良、更適合釀酒的水果品種；其次，采用現(xiàn)代生物技術(shù)育種手段進行優(yōu)良酵母菌種的選育，以提高果酒生產(chǎn)率，改善風味；第三，釀制過程中如何更好地控制甲醇與雜醇油的生成是深入研究的重點；第四，開發(fā)性能更優(yōu)良的澄清劑，以降低使用成本。隨著我國果酒加工技術(shù)的發(fā)展和研究的深入，果酒生產(chǎn)工藝會更加合理、科學，果酒的質(zhì)量也將越來越優(yōu)良。

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TS262.7

A

1007-550X（2015）08-0032-05

10.3969/j.issn.1007-550X.2015.08.003

2015-06-25

林寧曉（1969-）， 女，工程師， 主要從事發(fā)酵食品科研工作。