果酒主要成分及其功能性研究進展

張倩茹 - 殷龍龍 - 尹 蓉 王賢萍 - 梁志宏 -

(1. 山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所，山西 太原 030031； 2. 果樹種質(zhì)創(chuàng)制與利用山西省重點實驗室，山西 太原 030031； 3. 山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，山西 太原 030031)

果酒是用新鮮的水果或水果汁經(jīng)完全或部分發(fā)酵而成，酒精度在15% vol以下的酒精飲料。2000年以前，果酒作為中國酒類行業(yè)的一個小眾化產(chǎn)品，其知名度、影響力及消費市場遠遠不能和傳統(tǒng)的白酒、啤酒、黃酒等其他酒類所相比。1998年全國釀酒工作會議提出了果酒、水果蒸餾酒是國家重點發(fā)展的酒種；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”計劃中指出重點發(fā)展水果發(fā)酵酒及其蒸餾酒，逐步取代一部分糧食白酒。根據(jù)中國果酒市場前景調(diào)查報告，2013年中國果酒產(chǎn)量為1.31×109L，2014～2017年中國果酒每年增長率都保持在15%以上，2017年中國果酒產(chǎn)量為2.33×109L[1]。經(jīng)過近20年的發(fā)展，果酒行業(yè)雖然得到了國家政策的支持，消費者對飲酒營養(yǎng)與健康也越來越重視，酒類消費也有從高度糧食類白酒向低度果酒和啤酒方向轉(zhuǎn)變的趨勢，但2018年全國白酒產(chǎn)量8.71×109L，仍約為果酒產(chǎn)量的4倍，2017年中國啤酒產(chǎn)量為4.40×1010L，約為果酒產(chǎn)量的20倍[1-2]。相比法國葡萄酒產(chǎn)業(yè)，僅勃艮第地區(qū)就有釀酒葡萄種植面積2.7萬hm2，年產(chǎn)葡萄酒1.50×1010L，年產(chǎn)葡萄酒2億瓶[3]。

中國果酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，市場份額增長速率低。未來如何增加果酒消費量，尋找果酒賣點是重中之重。近年來越來越多消費者開始注重養(yǎng)生與健康，這一理念成為果酒消費的重要賣點即果酒的營養(yǎng)與保健作用。盡管各類果酒打著營養(yǎng)保健功能的旗號，流通于各大商圈、超市等消費市場，但并未明確其具體營養(yǎng)成分、含量及功能性，果酒賣點宣傳模糊，針對性不強，銷量欠佳。其實這些以葡萄、蘋果、山楂、獼猴桃、楊梅等各種水果為原料的果酒不僅保留了各類水果中原有的營養(yǎng)成分，在發(fā)酵過程中還生成了多種新的功能性成分，同時果香濃郁、色澤鮮艷，其消費市場前景廣闊。

文章擬分析各類果酒的主要成分及其保健功能，旨在為中國果酒企業(yè)細化明確營養(yǎng)成分、尋找果酒營養(yǎng)健康賣點、營銷理念、品牌建設等方面提供參考依據(jù)。

1 果酒主要成分及其變化分析

1.1 糖

水果中以葡萄糖、果糖、蔗糖為主，酵母菌可利用這些糖類以供自身生長繁殖，同時進行酒精發(fā)酵產(chǎn)生乙醇。隨著發(fā)酵的進行，糖類物質(zhì)不斷減少，在發(fā)酵后期由于乙醇的累積，酵母菌受到乙醇脅迫，同時酵母菌進入衰退期，加之核糖、多糖等一些糖類不能被酵母利用，導致果酒中普遍含有殘?zhí)荹4-6]。Whasley等[7]測定了多種水果釀造的果酒中，殘?zhí)侵饕ㄆ咸烟呛凸?，干紅果酒中含量<4 g/L。趙馳等[8]測定了李子果酒主發(fā)酵過程中總糖含量，呈先下降后趨于穩(wěn)定趨勢，主發(fā)酵結束后總糖含量為22.90 g/L。信思悅等[9]測得陳釀后無花果果酒的多糖含量為1.35 g/L。Yang等[10]以海棠果酒為原料，從中分離提純出3種水溶性多糖，其中多糖MWP-2由半乳糖、葡萄糖、甘露糖和果糖構成。黃佳[11]測定了獼猴桃酒中單糖和多糖組分主要為半乳糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、鼠李糖、半乳糖醛酸、甘露糖蛋白、阿拉伯半乳聚糖和同聚半乳糖醛酸。通過發(fā)酵可降低葡萄糖、果糖、蔗糖等的含量，而不能完全被酵母利用的多糖，如枸杞多糖、紅棗多糖等功能性多糖得到保留，經(jīng)過發(fā)酵還會產(chǎn)生一些原本水果中不含的功能性糖，如阿洛糖、阿洛酮糖等，相比水果，降低了果酒的含糖量，升高了功能性糖含量和種類。殘?zhí)呛繘Q定了果酒酒種，同時也是調(diào)節(jié)果酒柔和、圓潤、苦澀口感及黏稠度的重要物質(zhì)。

1.2 酸

對多數(shù)果酒而言，總酸含量在發(fā)酵過程中相對穩(wěn)定，一般在發(fā)酵前期總酸含量增加，發(fā)酵中后期總酸含量又有所降低。發(fā)酵前期，原料自身有機酸累積及產(chǎn)酸菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生丁酸、醋酸、乳酸，二氧化碳的產(chǎn)生導致碳酸含量增加均會使發(fā)酵前期總酸含量增加；發(fā)酵后期，蘋果酸乳酸發(fā)酵，乙醇和有機酸發(fā)生反應生成酯類，導致發(fā)酵后期總酸含量又有所降低[6,12]。葡萄酒中主要有機酸包括酒石酸、蘋果酸、琥珀酸、乳酸、乙酸、檸檬酸、抗壞血酸等，發(fā)酵過程中酒石酸、蘋果酸、抗壞血酸和檸檬酸含量不斷減少，草酸和琥珀酸含量先增高后降低，乳酸含量不斷增加[13-16]。蘋果酒中主要有機酸包括蘋果酸、草酸、酒石酸、檸檬酸、琥珀酸、乳酸等，發(fā)酵過程中蘋果酸、草酸、酒石酸含量降低，乳酸、檸檬酸、琥珀酸含量明顯升高[13,17-18]。獼猴桃酒中有機酸主要有蘋果酸、檸檬酸、奎寧酸、酒石酸，總酸含量逐漸降低，但降低趨勢不明顯[19-21]。鄧紅梅等[22]研究發(fā)現(xiàn)龍眼酒中含有8種有機酸，發(fā)酵前期酒石酸含量明顯減少，乳酸、蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸和草酰乙酸含量均明顯增加，草酸和α-酮戊二酸則無明顯變化，發(fā)酵后期除乳酸外，其余7種有機酸保持平穩(wěn)。蔣成等[23]發(fā)現(xiàn)無花果果酒發(fā)酵后有機酸總量升高，主要的有機酸包括乙酸、丁二酸、檸檬酸、馬來酸、蘋果酸、酒石酸、草酸等。對果酒而言，酒精發(fā)酵完成后，在乳酸菌的作用下進行蘋果酸乳酸發(fā)酵，使蘋果酸含量減少而乳酸增加，果酒口感變得柔和，相較于水果本身，發(fā)酵后的果酒中酸含量和種類相對穩(wěn)定，檸檬酸、抗壞血酸等均是具有生物活性的有機酸，一些果酒如木瓜酒、紅棗酒中還含有齊墩果酸、熊果酸等稀有有機酸。

1.3 氨基酸

果酒經(jīng)過發(fā)酵，蛋白質(zhì)被酶解，同時酵母自身代謝和自溶使得氨基酸種類增加，大部分變?yōu)橛坞x氨基酸，容易被人體吸收利用，且果酒中所含氨基酸種類全面，尤其是人體不能合成的必需氨基酸，因此，果酒是氨基酸的良好來源。葡萄酒中含有脯氨酸、蘇氨酸、賴氨酸等20種氨基酸，其中以脯氨酸含量最高[24-26]。蘋果酒中含有半胱氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸等17種氨基酸，發(fā)酵可以使蘋果酒中氨基酸比例均衡，提高必需氨基酸含量[27-28]。嚴超等[29]利用高效液相色譜法對紅棗白蘭地酒醅發(fā)酵過程中的氨基酸進行了測定，其中檢測到脯氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等16種氨基酸，且在發(fā)酵過程中氨基酸含量不斷增長。Sanoppa等[30]研究發(fā)現(xiàn)谷氨酸、精氨酸、丙氨酸、亮氨酸、脯氨酸和γ-氨基丁酸是龍眼酒中主要氨基酸。此外，荔枝酒[31]、歐李酒[32]、桑葚酒[33]、無花果酒[34]、枸杞干果酒[35]中均含有多種氨基酸，且基本包含了所有必需氨基酸。

1.4 酚類化合物

酚類化合物是果酒中主要的活性成分，影響果酒的色澤、香氣、結構感、苦澀的口感等，主要包括花青素、黃酮醇、黃酮-3-醇、原花青素、鞣花鞣質(zhì)和酚酸等。發(fā)酵過程中，果酒酚類物質(zhì)多呈先上升后下降的趨勢，隨著發(fā)酵的進行，酚類物質(zhì)再次增加，之后趨于穩(wěn)定。葡萄酒中酚類物質(zhì)主要包括沒食子酸、表兒茶素、兒茶素、槲皮素-3-葡萄糖苷、楊梅素、槲皮素、白藜蘆醇、錦葵花素葡萄糖苷、錦葵花素雙葡萄糖苷、愈創(chuàng)木酚、丁香酚、4-乙烯基苯酚、丁香醛、4-乙烯基愈創(chuàng)木酚、4-甲氧基苯乙酮等多種單體酚類物質(zhì)，隨著發(fā)酵時間的延長及陳釀，單體花色苷、黃酮醇苷顯著降低，總酚保持相對穩(wěn)定[36-37]。蘋果酒中主要含有原兒茶酸、綠原酸、p-香豆酸及咖啡酸、兒茶素、表兒茶素、根皮素等多酚類物質(zhì)，總酚在發(fā)酵過程中先減少再增加到最大值后又減少之后趨于穩(wěn)定[38-39]。梨酒中熊果苷、兒茶素和3,4-二羥基苯丙氨酸含量最高，發(fā)酵過程中不同酚類物質(zhì)單體的變化趨勢不同，其中熊果苷、沒食子酸、原兒茶酸、綠原酸和蘆丁含量在不同梨酒中呈下降趨勢，3,4-二羥基苯丙氨酸、兒茶素含量則顯著增加[40-41]?？梢?，單體酚在釀造過程中一部分會相互聚合形成新的聚合體酚，另一部分相對穩(wěn)定，得以保留。此外，草莓[42]、桑葚[43-44]、黑莓[45]、杏[46]、李子[46]、櫻桃[47]等水果釀造的果酒，因其本身含有多種酚類物質(zhì)，且在釀造過程中不會破壞酚類化合物在最終產(chǎn)品中的保留，同時由于糖的添加及酒精的產(chǎn)生，有助于果酒中酚類物質(zhì)含量的增加，因此這些果酒也都是酚類物質(zhì)的重要來源[46]。

1.5 香氣成分

香氣物質(zhì)是果酒中重要的功能性組成成分，也是評價果酒品質(zhì)的重要指標。果酒既保留了水果原有的芳香，又增加了陳釀的香味，其香氣成分主要包括醇類、醛類、酯類、酮類、酸類、萜類等物質(zhì)，成分不同，果酒的特征香氣不同，如異戊醇具有焦糊味、麥芽味；苯乙醇具有玫瑰香味；大部分酯類具有水果香氣；糠醛具有谷物香氣；苯甲醛具有花香等。葡萄酒中已鑒定出的香氣成分超過1 000種，醇類主要包括3-甲基-1丁醇、苯乙醇、2,3-丁二醇、2-甲基-1-丙醇、異戊醇等，酯類主要包括乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、2-羥基丙酸乙酯等，酮類物質(zhì)主要包括3-羥基-2-丁酮、大馬士酮、1-(2-呋喃基)-乙酮、反,反-3,5-庚二烯-2-酮等，醛類包括苯乙醛、苯甲醛、壬醛、葵醛、5-甲基-2-呋喃甲醛等，萜類物質(zhì)主要包括沉香醇、橙花醇、萜品醇、月桂烯金合歡醇等，葡萄中存在的各種前體分子、酵母發(fā)酵產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物、蘋果酸乳酸發(fā)酵、陳釀等都對葡萄酒的香氣和風味有顯著影響[48-49]。李凱等[50]采用SPME-GC-MS技術與GC-O法和OAV法結合，測定出紅心火龍果果酒中特征香氣物質(zhì)主要為己酸乙酯、乙酸異戊酯、辛酸乙酯、異戊醇、乙酸乙酯、苯乙醇等。郭靜等[51]采用GC-MS測定獼猴桃果酒發(fā)酵后的香氣成分，檢測出的酯類、醇類、羧酸類、醛酮類、羥類、雜環(huán)類化合物分別為43，23，6，4，5，1種。張明等[52]通過分析芒果果酒揮發(fā)性風味物質(zhì)發(fā)現(xiàn)其中共含有32種化合物，相對含量較高的為醇類和脂類，共占總揮發(fā)性成分的94.61%。此外，桑葚酒[53]、楊梅酒[54]、蘋果酒[55]、草莓酒[56]、李子酒[57]等果酒都含有獨特的香氣成分物質(zhì)，且品種、產(chǎn)地、年份、釀造工藝、陳釀時間等對果酒香氣成分的影響為近年來國內(nèi)外學者研究的熱點。

2 功能性研究

果酒中的多糖、有機酸、酚類物質(zhì)等成分都是功能性物質(zhì)，具有抗氧化活性、抗衰老、降膽固醇、降血脂、預防心血管疾病等作用。吳樹坤等[58]研究表明山葡萄酒的Fe3+還原能力、DPPH自由基和ABTS自由基清除能力分別比葡萄漿高出260.4%，200.0%，198.8%，總酚、黃酮含量與抗氧化活性呈極顯著相關(P<0.01)。Fernández-Pachón等[59]采用ORAC、ABTS和DPPH 3種方法分析了41種葡萄酒樣品，發(fā)現(xiàn)所有樣品都具有較高的抗氧化活性，其中紅葡萄酒的抗氧化活性高于白葡萄酒和雪利酒，可能是紅葡萄在釀造過程中保留了皮和籽，而葡萄皮和籽中酚類物質(zhì)含量遠高于果肉。Kharadze等[60]研究了佐治亞州5種不同葡萄酒樣品中單體花色苷含量與抗氧化活性，發(fā)現(xiàn)葡萄酒花色苷含量與抗氧化活性呈正比，隨著葡萄酒的老化，單體花色苷數(shù)量減少其抗氧化活性隨之降低。邱珊蓮等[61]采用DPPH法、ABTS法、鄰二氮菲法和FRAP法分析了3種干紅葡萄酒的抗氧化能力，發(fā)現(xiàn)樹葡萄紅酒對DPPH自由基的清除能力最強，法國干紅葡萄酒對羥基自由基的清除能力最強，中國干紅葡萄酒對ABTS自由基的清除能力及對鐵離子的還原能力最強。此外，草莓酒[62]、獼猴桃酒[63]、楊梅酒[64]、沙棘酒[65]、石榴酒[66]、百香果酒[67]、樹莓酒[68]等都表現(xiàn)出對ABTS自由基、羥基自由基、超氧陰離子等有較強的清除能力與抑制力，酚類物質(zhì)是使得果酒具有抗氧化活性的重要成分。

葡萄酒還具有降低心血管疾病風險、保護低密度脂蛋白免受氧化修飾、抗菌消炎等功能[69-70]。Yang等[10]研究發(fā)現(xiàn)海棠果酒中的多糖對羥基自由基、DPPH自由基、超氧化物自由基有不同程度的清除作用，且能顯著抑制衰老模型小鼠大腦皮層細胞的凋亡和脂質(zhì)過氧化物的形成，提高抗氧化酶系統(tǒng)的活性，發(fā)揮一定的抗衰老作用。Jungi等[71]研究發(fā)現(xiàn)兩種韓國黑樹莓酒濃縮物有顯著的抗氧化活性，且對所有癌細胞類型均顯示出顯著的抗增殖作用，細胞活力下降幅度超過50%。Jeong等[72]測定了黑莓酒提取物的抗氧化、抗增值和抗炎活性，發(fā)現(xiàn)黑莓酒提取物使HT-29細胞、LNCaP細胞活力降低13%～70%，經(jīng)過提取物處理的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶活性高于對照組。

果酒中既保留了釀造前水果中的各種營養(yǎng)物質(zhì)，同時在釀造過程中，酵母代謝及酶促作用分解了部分大分子物質(zhì)，使得果酒中含有豐富的功能成分，能降低膽固醇、抑制脂肪生成、減肥；可促進血液循環(huán)和新陳代謝，提高機體活力；具有利尿、激發(fā)肝功能作用；具有美容護膚、抗衰老的功效；特別是對于女性有調(diào)節(jié)激素水平、調(diào)節(jié)情緒的作用[1，73-74]。

3 結束語

隨著經(jīng)濟的快速增長，人們生活水平的不斷提升，“健康”變得越來越重要。2018年中國居民人均各項消費支出中，醫(yī)療保健支出同比增速最高，未來人們對于飲酒的習慣正在逐步向低度、營養(yǎng)、安全、個性方向轉(zhuǎn)變，消費升級、市場更新?lián)Q代、創(chuàng)新發(fā)展為中國酒水市場帶來了新的發(fā)展前景，果酒以其營養(yǎng)價值高、口感優(yōu)質(zhì)、種類豐富加之果酒廠商注重品牌建設、提升高端果酒品質(zhì)與口感、配合產(chǎn)品創(chuàng)新與精準營銷等特點，必然具有廣闊的市場潛力。同時果酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對充分利用水果資源，解決果品產(chǎn)能過剩、損傷及殘次果滯銷等問題，提高水果附加值及利用率，增加農(nóng)民收入，輻射周邊經(jīng)濟發(fā)展及提高企業(yè)收入具有重要意義。