果酒催陳技術研究進展

胡文澤，李 淼，郝婉瑩，郭東旭，朱銳穎，石 瑩，岳國鑫，馬鳳鳴*

（沈陽農(nóng)業(yè)大學 食品學院，遼寧 沈陽 110866）

我國地域遼闊，果酒釀造資源豐富。果酒酒精度低（一般在8%vol～14%vol）、香氣濃郁、營養(yǎng)豐富、健康且時尚，深受消費者青睞，符合未來酒業(yè)的發(fā)展趨勢，具有廣闊的市場空間和前景[1-3]。

新釀造出的酒稱為新酒或原酒，口感極差、穩(wěn)定性不足，需要在橡木桶或其他容器中陳釀，以使果酒的各方面品質(zhì)得到提升。果酒陳釀可分為成熟期-老化期-衰老期三個階段，成熟期酒中的香氣成分和高聚合度物質(zhì)逐漸增加、積累，改善風味、提升色澤；老化期酒體趨于穩(wěn)定，物質(zhì)豐富，口感醇厚；衰老期果香成分開始減少，乳酸增多，使果酒品質(zhì)大幅下降[4]。目前，國內(nèi)外各大酒商還是以使用傳統(tǒng)的橡木桶陳釀方式為主，不僅費時費力，還占用大量酒窖和酒桶等資源，因此，選用高效、適合的陳釀方法十分重要。本文綜述了近年來應用的果酒催陳技術，以期有助于果酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 果酒傳統(tǒng)陳釀

果酒的傳統(tǒng)陳釀也稱為自然陳釀，是指經(jīng)發(fā)酵后的新酒在橡木桶等容器中進行一系列復雜的物化反應，從而使其口感豐富柔和、色澤鮮艷、酒香濃郁，整體品質(zhì)得到提升的過程[5]。

宗緒巖等[6]將釀制好的獼猴桃原酒放入5 L橡木桶中，在15 ℃恒溫箱中避光陳釀。在陳釀30 d的過程中，隨著獼猴桃果酒陳釀時間的延長，色度、色調(diào)、電導率等理化指標均呈現(xiàn)了明顯的上升趨勢，總酚、溶解氧、游離二氧化硫等呈明顯的下降趨勢，高級醇、異丁醇和異戊醇總含量都呈現(xiàn)下降趨勢，并都在陳釀后期趨于穩(wěn)定。獼猴桃果酒經(jīng)橡木桶陳釀后的感官評分達到97.68分，明顯高于用玻璃瓶陳釀的79.84分。李小惠等[7]把藍莓原酒及陳釀1年、2年、3年果酒進行對比分析，研究其中主要香氣成分酯類和醇類物質(zhì)的變化特點。在陳釀過程中，酯類物質(zhì)含量明顯升高，在陳釀2年時達到最高水平；醇類物質(zhì)含量在原酒和陳釀3年時含量較高。隨著陳釀時間的延長，藍莓果酒的香氣成分總含量呈上升趨勢，種類和含量也發(fā)生了變化，逐漸形成藍莓果酒的典型香氣。李曉娟等[8]對楊梅原酒以及陳釀15 d、60 d和90 d的楊梅酒中甲醇及雜醇油含量進行測定分析。結(jié)果表明，楊梅原酒以及陳釀過程中均不含有害的甲醇，雜醇油總量為290.375 mg/L，隨著陳釀時間的延長，雜醇油含量逐漸下降，在陳釀60 d后，雜醇油達到較穩(wěn)定的水平，含量最低至168.221 mg/L，柔順性得到明顯改善。

以上研究表明，果酒經(jīng)過傳統(tǒng)陳釀后，果香濃郁、口感柔和，果酒的品質(zhì)得到明顯改善。但是，傳統(tǒng)陳釀也存在著一些不容忽視的現(xiàn)實問題：一是生產(chǎn)周期長，通常在一年以上，嚴重制約果酒產(chǎn)量、增加了被污染的風險；二是需要長期占用大量的橡木桶、酒窖等資源；三是橡木桶等陳釀容器價格昂貴且利用率低、生產(chǎn)成本較高等[9]。

2 果酒物理催陳

果酒物理催陳方法可以加快果酒的成熟，縮短陳釀時間，使其品質(zhì)在較短時間內(nèi)得到改善，達到與傳統(tǒng)陳釀果酒的品質(zhì)相近或更佳的效果[10-11]。

2.1 超聲波催陳

超聲波催陳是由于超聲波處理能夠產(chǎn)生強烈的空化作用，使酒體處于短暫的高溫高壓狀態(tài)，這種狀態(tài)使酒中各成分的活化能顯著提高，從而促進酒體發(fā)生一系列有助于提升果酒品質(zhì)的物化反應的過程。超聲波催陳技術是具有巨大潛能的果酒物理催陳技術之一[12]。

大量研究表明，超聲波處理可以縮短果酒的陳釀周期，并改善果酒香氣、色澤等品質(zhì)。崔艷等[13]用40 kHz、200 W超聲波處理50 min/次、4 次/周帶酒泥葡萄酒后，其多糖含量明顯高于微波處理及原酒對照組，色度明顯高于對照組；總酚含量有所降低，總酸和pH值影響不大；香氣成分中酯類物質(zhì)含量增加，高級醇含量下降，呈現(xiàn)出生青、苦澀味降低，花香增強、果香減弱的趨勢，香氣更加平衡，酒體柔和圓潤。王婷婷[14]研究發(fā)現(xiàn)，20 kHz、100 W超聲波處理28 min能夠加速紅酒可見光譜和呈色參數(shù)的變化，使紅酒在更短貯存時間內(nèi)色澤品質(zhì)得到改善。DEL FRESNO J M等[15]用24 kHz、400 W超聲處理葡萄酒后，多糖含量增加了20%，說明抗氧化能力增強；發(fā)酵揮發(fā)物和總多酚指數(shù)（total polyphenol index，TPI）均無顯著變化；超聲處理對總花青素含量有一定的保護作用，在感官水平上，超聲波處理沒有引起任何缺陷。李杏華[16]將葡萄酒經(jīng)180 W超聲波處理20 min后，在1個月貯藏期內(nèi)，其穩(wěn)定性與原酒一致，并沒有發(fā)生“回生”現(xiàn)象。

超聲波處理設備按能量發(fā)散形式可以分為聚能式和離散式兩種，目前果酒催陳常用的是聚能式超聲波。影響催陳效果的工藝參數(shù)主要為超聲功率、超聲次數(shù)、超聲時間、振幅、頻率等。李杏華[16]研究表明，隨超聲功率增加、處理時間延長、處理次數(shù)增多，葡萄酒的色度值隨之提高。LUKIC K等[17]研究發(fā)現(xiàn)，振幅和溫度越低，處理時間越短，尤其是頻率越低，對葡萄酒的化學成分的影響越有利，也越溫和。舒杰等[18]研究發(fā)現(xiàn)，低頻超聲波比高頻超聲波的催陳效果更佳，大部分研究選擇的頻率在20～60 kHz之間。

同時，工藝參數(shù)存在一個最優(yōu)值，過度催陳處理會產(chǎn)生負面作用。ZHANG Q A等[19]研究表明，在超聲溫度30 ℃、超聲功率150 W、超聲波時間30 min時，葡萄酒高級醇的最大減少量為306.75 mg/L，減少率為40.44%，說明處理過量對葡萄酒質(zhì)量有一定的負面影響。DEL FRESNO J M等[20]采用400 W、24 kHz的超聲波處理葡萄酒后發(fā)現(xiàn)，揮發(fā)物含量明顯下降，感官評價要劣于未經(jīng)超聲處理的對照組。LIU L等[21]研究發(fā)現(xiàn)，超聲處理在1 h之內(nèi)較為妥善，超聲時間過長會使酒體風味下降。

在超聲波處理的方式上，舒杰等[18]研究表明，多次間隔超聲比一次超聲更有效。LIU L等[21]研究表明，玻璃珠的加入是一種很好的研磨劑，當與超聲波處理結(jié)合時，多糖的釋放量增加到對照組的10倍。

綜上所述，超聲波果酒催陳技術具有顯著的催陳效果。但是，仍需深入研究以下幾個方面：①針對不同原料果酒，探索最適催陳工藝參數(shù)；②催陳反應機理仍需大量研究；③離散式超聲波果酒催陳研究；④超聲波果酒催陳設備研制。

2.2 超高壓催陳

超高壓技術（ultra high pressure，UHP），亦稱高靜水壓技術（high hydrostatic pressure，HHP），是指將被加工食品以一定形狀或規(guī)格進行包裝，放在超高壓設備的滅菌缸中，通常以水為傳壓介質(zhì)，在100 MPa以上的壓力條件下保壓食品一定時間，從而達到殺菌、滅酶、改善食品特性等作用的一種食品物理加工技術[22-23]。

CHEN X H等[24]采用超高壓處理葡萄原酒后，黃烷-3-醇含量降低，酚酸濃度升高，原花青素的含量和結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化，其變化趨勢與傳統(tǒng)陳釀相似。冷慧娟等[25]研究發(fā)現(xiàn)，葡萄酒經(jīng)300 MPa超高壓處理30 min后，總酸、揮發(fā)酸和還原糖均有所下降，總酚含量變化不明顯，雜醇油、酸類、乙醇和醛類的含量均有不同程度的下降，pH值和色度略有升高，總酯、苯乙醇的含量有所上升，隨著壓力的升高，雜環(huán)類物質(zhì)的含量增多，而且還生成了一些其他物質(zhì)。SUN X等[26]研究發(fā)現(xiàn)，葡萄酒經(jīng)超高壓處理后，葡萄酒的外觀、香氣和口感得到改善，外觀評分明顯提高。溫海祥等[27]研究發(fā)現(xiàn)，300 MPa超高壓處理30 min改變了香蕉果酒中香味物質(zhì)的含量與組成，香氣成分檢出率減少52種，主要成分減少6種，醇類含量顯著增加，酯類含量降低，乙酸乙酯含量升高明顯。袁小單等[28]采用400 MPa超高壓處理20 min桑葚酒后，醇類、酯類的含量分別增加了1.27%和15.21%，酸類、醛類的含量分別下降了14.21%和12.06%；香氣成分的明顯變化表明，超高壓處理可以促進酸醇的酯化作用和醛類的氧化作用，從而改善桑椹酒香氣結(jié)構(gòu)，縮短陳釀時間；感官評定表明，桑椹酒經(jīng)超高壓處理后香氣更加豐富柔和。

處理壓力和處理時間是影響超高壓催陳效果的重要因素。TAO Y等[29]采用超高壓處理黑珍珠干紅發(fā)現(xiàn)，相較于處理時間，處理壓力的影響更為重要。另外，超高壓處理還可以減少葡萄酒中酚類物質(zhì)成分。冷慧娟等[25]研究表明，在300 MPa超高壓處理30 min后，葡萄酒的口感和風味最佳；當壓力達到500 MPa時，葡萄酒的感官品質(zhì)下降，失去了原有品質(zhì)。高辰哲[30]采用超高壓處理紅樹莓果酒，150 MPa處理時綜合評價最佳，隨著保壓時間增加，熟果味也隨之增加，澀味、金屬味下降，苦味顯著增加，香料味無顯著影響。段衛(wèi)朋等[31]采用瞬時超高壓技術處理葡萄酒后，隨處理壓力增加，總酸含量逐漸減少，色度和總花色苷含量逐漸增加，總酚含量略有上升；香氣化合物中醇類和脂肪酸類物質(zhì)總含量降低，酯類物質(zhì)總含量增加，萜烯類無規(guī)律性變化。

綜合以上研究可以看出，超高壓技術對果酒具有良好的催陳效果，是一種有效可行的果酒催陳方法。但是，由于果酒原料種類眾多，催陳工藝不同。因此，研究不同原料果酒的處理工藝參數(shù)及其催陳機理，是未來研究的方向。

2.3 微波催陳

微波催陳技術是近代科技發(fā)展的成就之一，是利用微波的強烈沖擊破壞果酒中締合的分子群，使乙醇分子和水分子在短時間內(nèi)結(jié)合成穩(wěn)定的締合分子群。締合后分子的活性下降，果酒刺激性減弱，從而使果酒的感官品質(zhì)得到提升；另外，微波能使酒中各分子的內(nèi)能增加，化學反應速度隨之提高，從而使果酒更快成熟[32-33]。同時，微波處理還可以控制微生物的增殖，從而降低微生物污染風險[34]。

謝炎福[35]采用400 W微波處理1.25 min西瓜原酒后，顏色穩(wěn)定，香味增強，香氣變得協(xié)調(diào)醇和，有些雜味還由于氧化還原反應而減弱或徹底消失，從而達到了催陳西瓜原酒的效果。于立梅等[36]研究了微波爐中火催陳6 min對山竹原酒的總酸、總酯和香氣成分的影響，結(jié)果表明，微波處理山竹果酒后，總酯含量升高至2.97 g/L，總酸含量由2.21 g/L降低至1.72 g/L，醇類物質(zhì)含量略有降低，其中，3-甲基-1-醇對山竹酒品質(zhì)有不良影響，經(jīng)微波處理后有較大幅度的降低。萬子玲等[37]采用400 W微波催陳砂糖桔原酒發(fā)現(xiàn)，隨著處理時間的延長，總酸持續(xù)增加，總糖持續(xù)減少，酒精度先降后升，透光率先升后降，滋味更加醇和，具有良好的催陳效果。邱倩玉[38]采用200 W微波處理獼猴桃白蘭地4 min后，酒的總酚含量升高至329.2 mg/L，甲醇含量降低為646 mg/L，感官評分達到86分。微波催陳處理使獼猴桃酒口感更加醇和，后味更長。李聰?shù)萚39]研究了干紅葡萄酒經(jīng)微波處理后的主要成分、理化指標、感官特性的變化規(guī)律，確定420 W微波處理對干紅葡萄酒催陳效果最佳，處理5 min時酒的顏色最佳，處理10 min時酒的感官評價最高。袁敏等[40]將枇杷果酒在微波功率800 W條件下處理4 min，總酸含量稍有降低，色澤加深，外觀色澤金黃澄清透明，酒香濃郁，品質(zhì)有所改善。

微波技術具有高效、快速、保鮮、安全等優(yōu)點，除了用于酒類催陳，在食品殺菌和干燥等方面也有廣泛應用。目前，微波技術工業(yè)化推廣的最大難題仍是微波加熱不均勻的問題，而且微波設備大多都是大功率設備，節(jié)能問題、微波泄露及保護措施還不完善[41-43]。

2.4 紅外催陳

紅外按波段一般可劃分為近紅外、中紅外、遠紅外和極遠紅外四部分，每個波段都有其特性和規(guī)律[44]。紅外催陳主要利用紅外線熱效應對果酒加熱的原理，加快果酒中分子運動速度，從而加快化學反應的速率；另一方面，特定波長的紅外線與果酒中締合分子之間的氫鍵頻率一致時會出現(xiàn)共振現(xiàn)象，破壞它們之間的氫鍵，增加乙醇分子與水分子締合的幾率，從而達到催陳效果[45]。紅外技術具有快速、高效、無損、綠色、低成本等優(yōu)點，被廣泛應用于農(nóng)業(yè)、化工、食品和醫(yī)藥等多個領域[46]。

唐玲[47]研究表明，無花果酒隨紅外照射時間增加，總酸含量不斷降低，當照射時間為15 h時，總酸含量顯著低于原酒，達到最低值4.90 g/L；總酯含量逐漸增加，在15 h時達到2.25 g/L，在20 h時達到最高值2.28 g/L；感官評分在15 h時最高，為85.50分；透光率在15 h處達到最大值81.60%。綜上所述，15 h可作為紅外處理無花果果酒的最佳時間。分析原因，遠紅外線具有高輻射能，當無花果酒被遠紅外照射時，無花果酒中的各種物質(zhì)分子能量提高，活化分子的數(shù)量增加，分子之間的有效碰撞率提高，因此加快了無花果酒中的酯化反應，從而總酯含量增加。而當處理時間過長時，酒中的酯化反應逆反應增加，同時加速了醇類的氧化，使得總酸回升。信思悅等[48]采用紅外催陳無花果原酒后發(fā)現(xiàn)，總酯含量明顯升高，總酚、總黃酮、多糖和體外抗氧化性能均有不同程度下降。紅外催陳15 h時最佳，能使無花果果酒更快成熟，更好的保留了無花果酒的體外抗氧化能力，感官評分達到85.53分。

綜上所述，紅外催陳可以改善果酒品質(zhì)，縮短陳釀時間。近幾年被逐漸地引入到中國傳統(tǒng)的釀酒行業(yè)當中，更多的是承擔酒體品質(zhì)鑒別以及組分定量分析等工作[49]。

3 結(jié)論與展望

綜上所述，與傳統(tǒng)陳釀相比，超聲波、超高壓、微波、紅外等物理催陳技術對果酒具有顯著的催陳效果，其基本原理是通過提供不同的能量促進酒中各類物質(zhì)的物化反應，從而加快果酒的成熟，縮短陳釀時間，對果酒產(chǎn)業(yè)具有顯著的經(jīng)濟效益。此外，除了本文提到的催陳技術，常用的物理催陳技術還有磁場、電場、輻照、激光等，這些方法在果酒催陳中的研究應用較少，一般被用于白酒和黃酒的催陳，且具有一定成效。因此，探究以上方法對果酒的催陳效果，或者采用多種方法聯(lián)用以尋找最適的催陳方式，也是研究熱點之一。同時，針對以上物理催陳技術，根據(jù)其催陳加工工藝及技術特點，研制工業(yè)化催陳加工設備，為實現(xiàn)果酒催陳技術推廣應用提供保障。