果酒及果酒釀造工藝的研究進展

劉超琦，王曉丹*，周潤鋒，楊海林

（1.貴州大學 釀酒與食品工程學院 發(fā)酵工程與生物制藥重點實驗室，貴州 貴陽 550025；2.廣東南玫生物科技有限公司，廣東 汕頭 515000）

果酒是用新鮮水果或果汁作為原材料，經(jīng)過酵母菌厭氧發(fā)酵制成的酒精度為7%vol～18%vol[1]的飲品。我國是水果產(chǎn)業(yè)大國，自1978-2016年我國的水果產(chǎn)量由657萬t增長到18 119.4萬t，平均年增長率達到了9.12%[2]，我國水果消耗以鮮食為主，少部分用于制作濃縮果汁、果醬等，用于深加工的水果原料只有30%[3]，這就造成了水果資源利用率低，水果原料腐敗浪費的問題。研發(fā)果酒，可以有效提高水果原材料的利用率，解決水果產(chǎn)能過剩帶來的資源浪費問題，同時帶動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的增長。本文通過對我國的果酒現(xiàn)狀、部分果酒營養(yǎng)保健功效、果酒釀造工藝進行綜合闡述總結(jié)，為我國水果原料的深加工提供一定的借鑒參考，推動果酒產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展與高效創(chuàng)新。

1 果酒現(xiàn)狀

我國的果酒包括葡萄酒、蘋果酒、青梅酒、獼猴桃酒、桃子酒、石榴酒、李子酒、火龍果酒、桑葚酒、藍莓酒等，但目前我國水果酒產(chǎn)業(yè)中，主要以葡萄酒的釀造最多[4]，到2013年，我國葡萄酒產(chǎn)業(yè)收益占整個果酒產(chǎn)業(yè)收益的90%，其他果酒收益占10%，但總體來看其他果酒產(chǎn)業(yè)在呈現(xiàn)上升的趨勢[5]。隨著果酒的不斷推廣，在全球產(chǎn)業(yè)中果酒市場約占15%～20%，在一些西方國家中，已經(jīng)形成一系列果酒生產(chǎn)體系，并擴展出相應(yīng)的品牌和市場，部分果酒的價格甚至高于葡萄酒價格，經(jīng)濟效益明顯[6]。葡萄酒是目前發(fā)現(xiàn)最早，生產(chǎn)技術(shù)相對成熟的一種果酒[7]，但相比于歐美發(fā)達國家，我國仍然處于生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝落后的地位[8]，其他果酒亦是如此。

2 部分果酒的保健功效

用于釀造果酒的各種水果大部分具有較高的營養(yǎng)價值，在果酒釀造過程中，這些營養(yǎng)物質(zhì)部分會被保留進入果酒，使得果酒具有抗氧化、預(yù)防慢性疾病等作用。

獼猴桃也稱羊桃、奇異果、麻藤果等，成熟的獼猴桃果實質(zhì)地較軟，酸甜可口，獼猴桃含有大量的維生素C，其含量高達4.3 g/kg[9]。此外獼猴桃中還含有獼猴桃堿、蛋白水解酶、單寧果膠和糖類等有機物以及鈣、鉀、硒、鋅、鍺等礦物質(zhì)元素。獼猴桃還具有抗氧化、抗腫瘤[10]、提高人體免疫力等保健功能，高品質(zhì)的獼猴桃果酒中含有多種礦物質(zhì)元素并且具有很好的抗氧化效果。獼猴桃在我國大部分地區(qū)都可以種植，產(chǎn)量較高，獼猴桃存在不耐儲藏的特點[11]，結(jié)合這些特點使得獼猴桃果酒受到廣泛關(guān)注。

番石榴又名芭樂、拔子等，作為一種熱帶水果，17世紀末傳入我國，目前主要分布在廣西、廣東、福建等地方。番石榴引入廣東已經(jīng)有200多年[12]，成為廣東一種標志性的經(jīng)濟作物。番石榴果實皮薄肉厚，可食用率極高并且營養(yǎng)價值也較高，番石榴含有較多的蛋白質(zhì)（粗蛋白0.76～1.06g/100 g番石榴），鈣、磷、鉀含量也較高，其中鉀含量高達0.29 g/100 g，番石榴的維生素A、維生素C含量較高，脂肪含量較少[13]。番石榴具有降血糖、抗氧化、提高免疫力、預(yù)防慢性疾病等保健作用[14]，經(jīng)常食用番石榴可以起到抗衰老、提高身體機能、抗病毒、抗輻射的作用[15]。番石榴果實中含有多種芳香味化合物，其中包括了6種酯類化合物、8種醇類化合物、4種醛類化合物等[16]，這些物質(zhì)賦予了番石榴果實獨特的香氣，進而使得番石榴果酒香味更加濃郁誘人，產(chǎn)品特色突出，營養(yǎng)更加豐富。

火龍果又名紅龍果、龍珠果、仙蜜果、玉龍果等，火龍果原產(chǎn)地在美洲，后傳入到亞洲等地，在中國的廣西、廣東、海南、福建等地都有種植，屬于熱帶、亞熱帶水果的一種?；瘕埞臓I養(yǎng)保健價值奇特，具有清熱解暑、解渴、甘甜的特點，果實中存在較多維生素、蛋白質(zhì)、纖維素等[17]，并且品種不同的火龍果，其營養(yǎng)價值也存在差異，市面上常見的火龍果主要有兩種，一種為紅心火龍果，一種為白心火龍果，紅心火龍果的膳食纖維、多糖、維生素C、黃酮含量較高，促進腸道蠕動、抗氧化、降低血糖、抗癌等功效更強，而白心火龍果的脂肪酸含量較高，降低血脂功效更好[18]。火龍果在未經(jīng)過擠壓碰撞，可放置相對較長時間，與其他熱帶水果形成鮮明對比，再結(jié)合其營養(yǎng)價值使得火龍果果酒的商業(yè)開發(fā)價值較高。

3 果酒釀造工藝

果酒在很久以前就已出現(xiàn)，在水果產(chǎn)量豐富的地區(qū)，一些家庭就會使用相應(yīng)的水果制作果酒，如葡萄酒、楊梅酒、桃子酒、蘋果酒等。在水果生長期間，未經(jīng)過人為干預(yù)的水果表面會生長一些野生酵母菌或附著一些環(huán)境中的酵母菌，因此一些農(nóng)家便會將采摘下來的新鮮水果添加一些食糖一同放置在瓦罐中發(fā)酵，這便是傳統(tǒng)的民間果酒釀造。此種方法釀造的果酒成功率較低且釀造時間較長，無法快速形成菌種優(yōu)勢極易染菌造成腐敗變質(zhì)[19]。另外還有兩種水果酒釀造方法：一種是向水果中添加酒曲，進而發(fā)酵成果酒；另外一種是將發(fā)酵好的果漿進行蒸餾，與當今的白蘭地制作工藝相似，這些方法早在明代時就已出現(xiàn)[20]。隨著科技水平的提升，果酒行業(yè)也逐漸發(fā)展，在原有的基礎(chǔ)上添加更多種活性酵母、使用抗氧化劑、澄清劑等，形成了現(xiàn)在的果子篩選、清洗、破碎、成分調(diào)整、發(fā)酵、過濾、澄清、陳釀、調(diào)配過濾、殺菌包裝一系列深加工工藝[21]。果酒釀造工藝流程如下：

3.1 原料選擇及處理

果酒因為其獨特的風味色澤和營養(yǎng)價值而受到人們的追捧，果酒的風味、色澤一部分是由高品質(zhì)的水果原料提供；另外一部分則是由工藝和酵母菌提供。釀造果酒選用的原料與鮮食水果會存在部分差異，高品質(zhì)的果酒通常會有一定的酸度，用于果酒釀造的水果原料一般具有合適的糖酸比或特殊的風味，如釀造高品質(zhì)葡萄酒，大多數(shù)會選擇赤霞珠、長相思等品種的葡萄[22]，而使用一些非釀酒葡萄在釀造葡萄酒時，葡萄原料經(jīng)過酵母菌厭氧發(fā)酵后會產(chǎn)生某些特殊的臭味進而遺留在果酒中，使得葡萄酒品質(zhì)下降，有研究表明，利用丹菲特品種的葡萄按照25%添加量添加到赤霞珠品種的葡萄中進行共同發(fā)酵，可以有效提高葡萄酒的紅色同時還提高了葡萄酒中的黃酮類化合物含量[23]。不僅原材料的品種對果酒品質(zhì)有重要影響，其成熟度也同樣有重要影響。研究表明，利用不同成熟度的青梅釀造青梅果酒品質(zhì)也各不相同，其差異體現(xiàn)在不同成熟度的青梅發(fā)酵酒的總糖、總酸、游離二氧化硫、有機酸、生物胺、雜醇油、揮發(fā)性香味物質(zhì)含量不同，以基礎(chǔ)指標為例，九成熟的青梅發(fā)酵酒的總糖含量最低為1.5 g/L，八成熟與全熟青梅發(fā)酵酒的總糖含量相近，分別為2.7 g/L、2.6 g/L；全熟青梅發(fā)酵酒的總酸含量最高，為7.2 g/L，而八成熟與九成熟的青梅發(fā)酵酒總酸含量接近，分別為6.8 g/L、6.9 g/L；成品酒中游離二氧化硫含量則大不相同，隨著成熟度的降低，青梅發(fā)酵酒中的二氧化硫含量在逐漸升高，全熟、九成熟、八成熟青梅發(fā)酵酒中二氧化硫含量分別為2.2 mg/L、5.7 mg/L、9.1 mg/L[24]。為解決果酒原材料的季節(jié)性問題，果酒原材料采購后一般采用冷凍保藏處理，有研究人員針對這種原料處理方式的可行性進行了研究，研究人員利用冷凍保藏處理的新鮮桑葚與未冷凍處理的新鮮桑葚進行對比發(fā)酵實驗，發(fā)現(xiàn)在整個發(fā)酵過程中兩種果酒的酒精度、總糖度、多酚、黃糖、花色苷等基礎(chǔ)指標差別較小且成品酒感官品評得分也相差不大[25]。果酒發(fā)酵前的原料破碎處理方式?jīng)Q定了果酒的發(fā)酵方式，同時對果酒品質(zhì)也存在影響。目前果酒發(fā)酵方式主要有果汁發(fā)酵、帶皮果漿發(fā)酵、去皮果漿發(fā)酵、去皮果塊發(fā)酵、帶皮果塊發(fā)酵。劉達玉等[25]使用桑葚果漿與桑葚整果進行果酒發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)桑葚果漿發(fā)酵的果酒其黃酮、多酚、花色苷含量分別為13.792 mg/L、182.71 mg/L、11.986 mg/L，含量明顯高于整果發(fā)酵；酒體的色澤、滋味、香氣也好于整果發(fā)酵。姜曉坤等[26]使用毛酸漿果實分別進行帶皮果漿發(fā)酵、去皮果漿發(fā)酵以及果汁發(fā)酵并對不同發(fā)酵方式生產(chǎn)的果酒理化指標進行測定和感官評價，發(fā)現(xiàn)帶皮果漿發(fā)酵釀造的果酒酒精度、總酸、干浸出物均比其他兩種發(fā)酵方式釀造的果酒要高，而總糖含量低于其他兩種發(fā)酵方式釀造的果酒，且?guī)す麧{發(fā)酵釀造的果酒酒體顏色更好，風味更佳。

3.2 成分調(diào)整

3.2.1 二氧化硫、果膠酶的添加

果酒釀造過程中，成分調(diào)整是最關(guān)鍵的一步，該步操作決定了果酒的殘?zhí)呛?、酒精度、游離二氧化硫含量等。成分調(diào)整主要包括糖度調(diào)整、二氧化硫添加、酵母種子液添加、果膠酶添加。二氧化硫在果酒發(fā)酵中有著至關(guān)重要的作用，它能夠較好的抑制果酒中雜菌的生長，使得酵母菌快速形成菌種優(yōu)勢，還能夠起到抗氧化，減少果酒褐變的作用[27]。果酒中的二氧化硫主要是人工添加的亞硫酸鹽分解產(chǎn)生的，果酒中常見使用的亞硫酸鹽有偏重亞硫酸鉀/鈉、亞硫酸鉀/鈉、亞硫酸氫鉀/鈉等。劉琨毅等[28]使用不同種類的亞硫酸鹽，按照不同添加量和不同添加次數(shù)添加到果酒發(fā)酵液中，以抗氧化能力和感官評分為評價指標分析設(shè)計正交試驗，結(jié)果表明，用0.17‰的低亞硫酸鈉分為兩次加入到果酒中效果最好。大多數(shù)用于水果酒釀造的水果原料含有部分果膠，如蘋果果膠含量為0.9%、香蕉果膠含量為1.1%、柚子果膠含量為21%[29]。韋婷等[30]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過酶解的獼猴桃果酒其出汁率比未酶解的提高18%且澄清度比未酶解的更好，而殘?zhí)呛途凭葲]有明顯變化。使用果膠酶酶解水果原料不僅可以提高果酒的產(chǎn)率，還能減少在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)管道堵塞等問題，因此果膠酶的使用是必不可少的。酶解的反應(yīng)條件比較溫和，但選擇一個合適的酶解條件可以事半功倍，陳智理等[31]研究發(fā)現(xiàn)，酶的添加量對香蕉果酒的出酒率和透光率影響最大，其次是酶解溫度和酶解pH，最后是酶解時間，通過正交試驗確定了香蕉果酒最佳的酶解條件是纖維素酶添加量0.3%+果膠酶添加量0.4%、酶解溫度60 ℃、酶解時間2.5 h、酶解pH4.0。

3.2.2 酵母的選擇

果酒中的揮發(fā)性香味物質(zhì)主要是由酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生的，香味濃郁、典型突出，是一款高品質(zhì)果酒的標志。工業(yè)上生產(chǎn)果酒更多采用多菌種共同發(fā)酵，用于發(fā)酵的果漿或果汁不經(jīng)過滅菌處理，人為接種某種酵母菌作為主導優(yōu)勢菌，配合果皮上自帶的其他菌種共同發(fā)酵，進而釀造出果酒。由于葡萄酒是最早發(fā)展的果酒，這就導致了國內(nèi)其他品種的果酒所使用的酵母大多數(shù)是葡萄酒釀酒酵母[32]，葡萄酒釀酒酵母是為發(fā)酵葡萄酒而篩選的，將其單獨用于其他果酒的發(fā)酵會降低果酒的品質(zhì)，使果酒水果風味不夠突出，酸度升高，果酒典型性降低，甲醇含量升高[33]。不同的酵母菌在水果酒釀造過程中的表現(xiàn)也是不同的，高紅芳等[34]使用4種不同的釀酒酵母釀造黑布林果酒，通過比較4款果酒的基礎(chǔ)指標、揮發(fā)性化合物含量、抗氧化性、感官評分，發(fā)現(xiàn)RW酵母釀造的果酒酒精度最高，其余3種無顯著性差異，SY酵母釀造的果酒含有25種揮發(fā)性香味物質(zhì)種類且含量達到了56.34 mg/L，均為4種酵母中最高值，SY酵母發(fā)酵的果酒中含有辛醇、壬醇，這賦予了黑布林果酒檸檬味、茉莉味。由此可見，不同酵母直接影響果酒的風味品質(zhì)。為了獲取更多果酒專用酵母，研究人員開始從水果表皮以及果園土壤中篩選相應(yīng)水果酒酵母，經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)從柑橘表皮以及柑橘果園土壤中分離篩選出了3株適合釀造柑橘果酒的酵母[35]。吳卓凡等[36]把枇杷果漿發(fā)酵液、枇杷果皮、枇杷果園土壤作為酵母菌篩選原料，通過2,3,5-氯化三苯基四氮唑（2,3,5-triphenyltetrazolium chloride，TTC）選擇性培養(yǎng)基初篩、杜氏小管復(fù)篩、小瓶發(fā)酵實驗三篩，最終從初篩的209株酵母中確定了最適合發(fā)酵枇杷果酒的酵母是菌株GP-34。羅佳麗等[37]利用酵母浸出粉胨葡萄糖（yeast extract peptone dextrose，YPD）培養(yǎng)基從新鮮甜橙果皮和甜橙果園土壤中分離出138株酵母菌，通過杜氏小管實驗，小瓶發(fā)酵實驗、感官評價，耐酒精性能評價、耐二氧化硫性能評價3級篩選，最終獲得了2種能夠耐受15%vol酒精、150 mg/L二氧化硫的葡萄汁有孢漢遜酵母S017和F076。

表2 果酒酵母篩選的步驟比較Table 2 Comparison of fruit wine yeast screening steps

3.3 發(fā)酵條件

酵母菌在水果發(fā)酵液中的生長狀況、代謝狀況深受發(fā)酵條件的影響，不同水果酒以及不同的菌種最適的發(fā)酵溫度都大有不同，常景玲等[38]利用篩選出的石榴果酒菌種在不同溫度條件下進行單因素發(fā)酵實驗，以發(fā)酵速度、殘?zhí)橇?、酒精度作為指標，確定發(fā)酵效果較好的溫度范圍，再結(jié)合二氧化硫含量、糖含量、pH值進行4因素3水平正交試驗發(fā)現(xiàn)，最合適的條件為溫度28 ℃、pH3.8、糖度17%、二氧化硫添加量100 mg/L。周興偉[39]對樹莓果酒的發(fā)酵溫度、接種量、發(fā)酵pH進行3因素5水平正交試驗，以感官評分為指標，最終確定了樹莓果酒的最適發(fā)酵溫度為25 ℃。張曉丹等[40]同樣利用單因素與正交試驗結(jié)合的方式，以酒精度和感官評分的和為綜合評分標準，確定柑橘果酒的最適發(fā)酵溫度為26 ℃。

3.4 降酸與澄清

隨著降酸、澄清等工藝的研究，果酒風味品質(zhì)也得到了顯著的提升。果酒降酸包括物理降酸、化學降酸、生物降酸、新興降酸技術(shù)、混合降酸法[41]，使用最多的還是物理冷凍降酸法，此方法對果酒原酒影響較小，但也不妨礙有人利用其他方法降酸，例如鄧奧宇等[42]將化學降酸法中的離子交換樹脂法與生物降酸法中的乳酸菌接種法結(jié)合，利用兩種方法混合降酸，發(fā)現(xiàn)使用弱堿性陰離子交換樹脂D311，以4 BV/h速率在常溫下交換并配合接種量為106CFU/mL的乳酸菌發(fā)酵，檸檬果酒的酸度下降了60.36%。NANL J等[43]用碳酸鈣、酒石酸鉀、碳酸鈣與乳酸菌混合3種方法降低木瓜汁和木瓜果酒中的酸含量發(fā)現(xiàn)，3種方法均可以達到降酸的效果，但與酒石酸鉀相比，碳酸鈣反應(yīng)速度快、成本低、對木瓜汁的香味影響小，而碳酸鈣與乳酸菌混合降酸又會使產(chǎn)品輕微搖晃之后產(chǎn)生乳白色的沉淀，綜合來看采用碳酸鈣降低木瓜汁和木瓜酒中的酸效果最好，其用量分別為9.0 g/L和10.05 g/L。LIU J等[44]采用分批次混合菌種發(fā)酵青梅果酒，發(fā)現(xiàn)將德爾布有孢酵母Y7與貝酵母Y4混合發(fā)酵后，各批次的青梅果酒的有機酸與總酸顯著下降。果酒在釀造過程中通常會產(chǎn)生沉淀，特別是陳釀和冷凍降酸等過程，酒石酸鹽會在低溫環(huán)境下沉淀，多數(shù)沉淀對人體是無害的，但其嚴重影響果酒的外觀品質(zhì)，因此澄清也是必不可少的。澄清主要有3種方法：利用硅藻土等澄清劑進行澄清；利用膜過濾器過濾等機械澄清；復(fù)合澄清方法[45]。目前使用較多的是澄清劑澄清，實驗表明以柚子果酒作為研究對象，使用硅藻土、殼聚糖等多種澄清劑進行單因素試驗和正交試驗發(fā)現(xiàn)，皂土與殼聚糖的比例為0.75∶1時，這種混合澄清劑對柚子果酒的澄清效果最好，澄清后的柚子果酒其透光率高達91.7%[46]。王周利等[47]使用響應(yīng)面優(yōu)化法研究超濾技術(shù)在蘋果酒中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)當設(shè)備壓力在0.7 MPa，物料溫度為24 ℃，進料流速5.6 mL/min時，蘋果酒的澄清效果最好，其透光率達到了98.72%。

表3 澄清方法對比Table 3 Comparison of clarification methods

4 總結(jié)與展望

我國果酒雖然出現(xiàn)的較早，但是整體果酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對落后，除了葡萄酒外，其他果酒的研發(fā)投入較少。我國水果資源豐富，但果酒年產(chǎn)量卻遠遠低于國際水平，人均果酒消費量也低于世界水平。我國果酒行業(yè)目前還存在諸多問題，例如果酒生產(chǎn)工業(yè)化水平低，果酒酵母的培育與篩選方式單一，高品質(zhì)果酒品牌意識淡薄，果酒市場廣闊但市場推廣進程緩慢，果酒生產(chǎn)制度標準不夠完善等。當前我們的果酒釀造工藝更多的還是學習國外的釀造技術(shù)，缺少主動創(chuàng)新性。

我國疆域遼闊，使得我國水果產(chǎn)量高，水果種類豐富，面對資源豐富的水果產(chǎn)業(yè)，果酒深加工是一條水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。為了使我國的果酒產(chǎn)業(yè)更上一層樓，仍然需要從以下幾個方面做更深入的研究：①果酒釀造專用酵母的篩選，做到每種水果都有對應(yīng)適合發(fā)酵水果酒的酵母；②水果酒釀造工藝的更深一步優(yōu)化，提高果酒產(chǎn)量、品質(zhì)，減少生產(chǎn)成本；③完善果酒生產(chǎn)體系，完備果酒評價標準，擴大果酒宣傳。