低醇果酒生產(chǎn)技術(shù)及微生物控制方法研究進展

高紅芳

（渭南職業(yè)技術(shù)學院，陜西渭南 714026）

0 引言

果酒是由水果加工而成，水果營養(yǎng)成分完全溶解在果酒里面，含有豐富的維生素、人體所需的氨基酸和大量的多酚，長喝有益健康。但是，大量飲酒對人類健康（食道癌、口咽癌、肝病和胰腺炎的風險增加）和社會問題的負面影響促使世界范圍內(nèi)采取了減少飲酒的全球戰(zhàn)略。低醇及無醇發(fā)酵果酒是在保留果汁原有營養(yǎng)的同時，運用生物發(fā)酵技術(shù)賦予其一定的發(fā)酵風味，并將乙醇含量控制在較低水平的果酒[1]。

如何降低果酒中乙醇含量、提升果酒的品質(zhì)是低醇果酒需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。近年來，研究者采取了多種降醇技術(shù)，同時由于低醇果酒酒精度低，容易受到微生物的污染?；诖耍C述了國內(nèi)外近年來低醇果酒釀造中的降醇技術(shù)及微生物控制方法，以期為低醇果酒的進一步研究與發(fā)展提供一定的理論依據(jù)。

1 國內(nèi)外低醇果酒發(fā)展現(xiàn)狀

關(guān)于低醇的標準，各國不盡相同。歐盟視酒精含量1.0%Vol的酒精飲料為低醇飲料，德國則規(guī)定酒精含量1.5%Vol，在中國大部分關(guān)于低醇飲料的報道指出，酒精含量7%Vol的果酒或者飲料即可定義為低醇產(chǎn)品。這主要是相較于NY/T 1508—2017《綠色食品果酒》果酒行業(yè)標準中對果酒酒精度的論述而言的[2]。

近年來，低酒精含量的果酒構(gòu)成了一個快速發(fā)展的新商業(yè)領(lǐng)域，已成為全球果酒市場的一個新入口。正如果酒產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟首席專家李華教授所述：“如今的消費更新很快，特別是近些年供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，消費趨勢有了很大的變化，低度化釀造酒是果酒的一大發(fā)展趨勢”。在國外，酒度與稅金的關(guān)系促進了低醇果酒的生產(chǎn)，一些歐美國家積極研制并生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品，尤其是低醇葡萄酒[3]。近年來，我國研究人員也相繼研發(fā)了葡萄[4]、櫻桃[5]、 甘 蔗[6]、獼 猴 桃[7]、 無 花 果[8]、 蓮霧 果[9]等 低 醇果酒，但是基本上都處于實驗室研究階段，市場上鮮有銷售。

2 低醇果酒酒精度控制技術(shù)

2.1 發(fā)酵原料

可發(fā)酵糖的含量降低，則發(fā)酵生成的酒精也相應(yīng)減少。在低醇葡萄酒的生產(chǎn)中，可以采摘早期生長階段的葡萄酒進行發(fā)酵，減少酒精含量。Kontoudakisk N等人[10]將未成熟葡萄進行發(fā)酵后再添加至成熟葡萄汁中發(fā)酵，降低了葡萄酒的乙醇含量與pH值，提高了葡萄酒中的總酚含量。該方法簡單，不需要特定的設(shè)備就可以解決葡萄酒由于過度成熟而產(chǎn)生高乙醇和低pH值的問題。Teng B等人[11]的研究結(jié)果表明，與早期收獲的葡萄釀造酒相比，對葡萄汁進行加水處理，能使葡萄酒具有更高的酚含量。Sanchez-Gomez R等人[12]用葡萄莖提取物取代葡萄葉，增加了葡萄產(chǎn)量的同時降低了葡萄的糖度，從而生成低酒度的葡萄酒。高子飛等人[13]根據(jù)櫻桃品種，以理化、感官和抗氧化特性為主要評價指標，從甜櫻桃中選出適合釀造低醇酒的櫻桃品種斯巴克櫻桃，得到色度良好、酸度適宜、果香濃郁的低醇櫻桃酒。

2.2 發(fā)酵過程中糖化物的控制

采用外源添加酶，如葡萄糖氧化酶，可以減少葡萄汁中的糖含量，然而這種方法有一定的缺陷，葡萄糖氧化酶需要氧氣，給葡萄酒充氣的同時，可能會氧化葡萄酒中其他成分。用納濾膜可以除去一部分糖，減少待發(fā)酵葡萄汁中糖的含量，從而降低果酒的酒精度[14]。該方法生產(chǎn)低醇葡萄酒成本低，但是會損失葡萄汁中部分香氣成分，而且會使葡萄汁的色澤下降。

2.3 發(fā)酵菌種的選擇

降低酒中酒精含量的一種有效方法是利用非釀酒酵母的氧化發(fā)酵代謝，通過呼吸而非發(fā)酵過程來消耗果汁中的部分糖，從而降低酒精度并增加酒中的芳香物質(zhì)，被認為是獲得低醇葡萄酒的最佳策略之一。近年來，研究者發(fā)現(xiàn)了許多可用于降低果酒酒精度、改善酒品質(zhì)的的非釀酒酵母。Wilson J等人[15]從未成熟葡萄中分離出非釀酒酵母來改善低醇酒的質(zhì)量。劉景等人[16]從自然發(fā)酵果蔬汁中分離篩選出一種非釀酒酵母T2，可以顯著改善蘋果汁發(fā)酵風味，適于生產(chǎn)低醇蘋果汁飲料。然而，大多數(shù)非釀酒酵母菌發(fā)酵力弱，無法單獨完成發(fā)酵。因此，通常需要利用選定的混合發(fā)酵劑（非釀酒酵母/釀酒酵母）同時接種或順序接種來確保酒精發(fā)酵的順利完成[17]。

篩選“低酒精”酵母菌株，通過將其碳代謝從乙醇生產(chǎn)轉(zhuǎn)向其他代謝產(chǎn)物（如甘油） 的方式起作用。譚余良等人[18]篩選出2株產(chǎn)乙醇較低、發(fā)酵荔枝酒感官特性較好且有良好應(yīng)用性能的產(chǎn)香酵母，釀造的荔枝酒果香、酒香良好，香氣協(xié)調(diào)悅?cè)恕ang Z等人[19]通過原生質(zhì)體同和劑構(gòu)建了基于釀酒酵母和乙醇假絲酵母的新型重組融合酵母，這項研究表明，篩選出的重組融合酵母具有生產(chǎn)高品質(zhì)、低酒精蘋果酒的巨大潛力。蘋果酒的酒精含量為2.0～5.2%Vol，遠低于親本菌株的酒精含量，為生產(chǎn)具有增強香氣的低酒精蘋果酒提供了新策略。因此，通過篩選合適的菌種控制乙醇含量，相對于其他加工工藝的控制成本低、控制條件簡單，沒有負面影響。但是如何選擇到合適且有效果的微生物是關(guān)鍵。

2.4 發(fā)酵工藝和條件的控制

發(fā)酵條件和工藝對于限制乙醇發(fā)酵有顯著效果。終止酒精生成法是目前生產(chǎn)低醇果酒較常用的方法，對品質(zhì)影響較小，口感醇厚。曹芳玲[20]采用200 mg/L二氧化硫可以有效抑制酒精發(fā)酵。薛海燕[21]利用海藻酸鈉固定葡萄酒酵母生產(chǎn)低醇葡萄酒，葡萄汁酵母僅需要紗布過濾就能終止發(fā)酵。因此，固定化釀造低醇果酒有非常大的發(fā)展前景和實際應(yīng)用價值，但是生產(chǎn)的葡萄酒口感并不是很好。呂文等人[22]采用高壓靜電場、超聲波、巴氏殺菌等方法并結(jié)合傳統(tǒng)的60 mg/L亞硫酸進行終止發(fā)酵，對比了不同處理方式對低醇甜白葡萄酒的穩(wěn)定性和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，采用超聲波2 min處理方式雖然殺菌效果略低于巴士殺菌，但其處理的葡萄酒顏色淺黃帶綠、色澤悅?cè)?，酒體優(yōu)雅清爽，該方法是一種提高低醇甜白穩(wěn)定性的有效方法。低溫發(fā)酵法也是一種有效控制果酒酒精度的方法，崔艷等人[23]利用低溫結(jié)合超聲波工藝釀造低醇甜白葡萄酒。結(jié)果表明，在-2℃低溫下處理葡萄原酒5 d，并結(jié)合40 kHz超聲波處理葡萄原酒20 min，可有效終止后期低醇甜白葡萄酒的繼續(xù)發(fā)酵，獲得微生物穩(wěn)定性高、品質(zhì)高的低醇甜白葡萄酒。

近年來，一些研究者采取了新的發(fā)酵工藝和技術(shù)手段來降低果酒的酒精度。張傳軍等人[24]將膜處理法與終止酒精生成法兩者結(jié)合起來，利用中空纖維超濾膜在酵母發(fā)酵后期，除去多余的酵母細胞，減少酵母產(chǎn)酒精量來生產(chǎn)低醇葡萄酒。Dacache M A等人[25]在發(fā)酵過程中用高壓脈沖刺激酵母，縮短了蘋果酒的發(fā)酵時間，降低了蘋果酒的乙醇含量。

2.5 發(fā)酵后酒精的去除

發(fā)酵后酒精去除法，通俗地講就是在果酒發(fā)酵結(jié)束后，將部分酒精從果酒中去除，通常有滲透法、分子蒸餾法、二氧化碳萃取法等。滲透蒸發(fā)法，即通過滲透蒸發(fā)膜，在膜兩側(cè)組分的蒸汽分壓差的作用下使液體混合物部分蒸發(fā)。Liguori L等人[26]對酒精度為12.5%Vol的白葡萄酒通過滲透蒸餾處理，得到了酒精含量從0.3%～9.8%Vol的低醇酒，研究結(jié)果表明，酒精含量不同的葡萄酒樣品中總酚、類黃酮、有機酸和總酸度沒有顯著性差異。但是，揮發(fā)性化合物的含量隨著酒精去除率的增加而降低。分子蒸餾，又稱為短程蒸餾，是在高真空條件下進行的非平衡蒸餾。張鍵[27]利用分子蒸餾法對干紅葡萄酒進行脫醇處理，使成品酒的乙醇含量由11.5%Vol降至0.5%Vol以下。二氧化碳萃取法生產(chǎn)低醇葡萄酒的過程不需要加熱，易揮發(fā)組分損失較少，且降醇能力更高，保留了更多的營養(yǎng)成分，低醇葡萄酒的口感維持效果更佳。楊帆等人[28]研究結(jié)果表明，采用二氧化碳萃取法使葡萄酒的酒精含量從11%Vol降低至3.77%Vol，高級醇質(zhì)量濃度從355.83 mg/L降低至200.97 mg/L，而對其他香氣成分基本無影響。發(fā)酵后脫去高含量的乙醇，通常需要大型設(shè)備或消耗較多的能量，而且由于在脫去乙醇的同時，會損失酒中的風味物質(zhì)。因此，如何降低脫去乙醇的成本和改善酒的風味是去除發(fā)酵后酒精的技術(shù)工藝的主要問題。

3 低醇果酒微生物的控制

由于酒精含量低，蘋果酸乳酸發(fā)酵后微生物滋生和隨后變質(zhì)的風險增加。為了防止微生物污染，可用二氧化硫（亞硫酸）進行連續(xù)處理，但是二氧化硫會對環(huán)境造成一定的污染，世界衛(wèi)生組織（WHO）建議減少使用。因此，需要開發(fā)更安全的生產(chǎn)方法。加熱是一種有效的滅菌器，但由于加熱處理會對葡萄酒的風味和顏色等特性產(chǎn)生不利的影響，因此不推薦將其用于葡萄酒滅菌中。研究人員已經(jīng)提出了其他新的非熱方法用于控制腐敗菌而不改變葡萄酒的感官特征。張麗華等人[29]比較了高壓殺菌、巴氏殺菌、亞硫酸氫鈉和高壓微射流處理對低醇棗酒品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，采用高壓微射流處理有望成為棗酒發(fā)酵前處理的殺菌處理方式之一，既能減少雜菌污染，同時也能有效保持棗酒的營養(yǎng)成分。Mitropoulou G等人[30]研究結(jié)果表明，在6%Vol低醇葡萄酒中在室溫或者冷藏條件下添加0.01%V/V肉桂精油或者佛手柑精油可以有效延緩酒中腐敗菌的生長，表明他們可以潛在地用作葡萄酒生物防腐劑。

4 結(jié)語

在前人的研究基礎(chǔ)上，通過對方法的改進和組合提高低醇果酒的產(chǎn)品品質(zhì)，提高生產(chǎn)效率，這是低醇果酒的發(fā)展方向，尋找最佳生產(chǎn)工藝流程，力爭實現(xiàn)高速率低成本連續(xù)發(fā)酵。同時，低醇果酒的國家標準體系還不健全，質(zhì)量標準控制是薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)加強果酒產(chǎn)品保質(zhì)期、主要技術(shù)參數(shù)、主要工藝要求等方面的研發(fā)，為我國低醇果酒的良性發(fā)展奠定一定的基礎(chǔ)。相信隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高和觀念的轉(zhuǎn)變，低醇果酒產(chǎn)業(yè)也必將迎來一個發(fā)展新紀元。