發酵果酒工藝技術的研究進展

林寧曉

（福建省輕工業研究所， 福建 福州 350005）

發酵果酒工藝技術的研究進展

林寧曉

（福建省輕工業研究所， 福建 福州 350005）

果酒是一種低酒精度，具有功能性的營養型酒品。果酒種類繁多，各具特色，果酒工藝技術的創新與發展為果酒品質的改善與新型果酒的研發提供了技術支撐。文章主要從發酵果酒生產中優質酵母的篩選、不同發酵果酒工藝技術的特點及優化以及發酵果酒生產過程中常見的技術難題3個方面闡述了我國發酵果酒工藝技術的最新研究進展。

果酒；工藝技術；研究進展

果酒是基于新鮮的水果或者果汁為原材料，使用全部發酵或者部分發酵的方法制作而成的酒精濃度在體積分數為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、人體所需的各類氨基酸以及大量多酚類物質，長期飲用具有促進血液循環、改善心腦血管功能、美容養顏等功效。

我國是世界水果生產大國，豐富的水果資源為果酒開發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展的重點，中國釀酒工業協會果露酒專業委員會在行業“十五”計劃及20年規劃中的指導思想己明確指出：重點發展水果發酵酒和水果蒸餾酒，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技術與裝備的建設，提高產品質量；在“十五”期間至2015年，逐步實現水果蒸餾酒的工業化生產和工業化管理。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與日俱增的趨勢。

我國果酒的生產發展相比較于歐美、日本等發達國家起步較晚，生產設備、工藝技術相對落后，近些年雖已取得長足發展，但在工藝技術、產品質量、市場占有率等方面仍亟待改善。其中，果酒加工工藝技術處于主導地位，是當前酒類加工行業科研工作者關心的重點。

1 發酵果酒生產中優質酵母的篩選

酵母菌是果酒生產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，采取用純種發酵的方法或者自然發酵的方法，將水果的果實中的各種潛在質量在酒中充分表現出來。酵母的品質對果酒的品質和質量影響非常之大，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，根據不同的要求，篩選的目的也不一樣，對于已搜集到的優良酵母，必須經過多菌株的發酵比較，根據其發酵能力和發酵結果篩選出適合某種果酒生產的優質酵母。李衛瑩等[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含量進行比較，結果表明，葡萄酒酵母釀造的蘆柑果酒香氣突出，明顯優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酵的菌種，采用杜氏管法、CO2失重法及感官評定法從橙汁發酵醪液中純化出一株編號為FJ-20的綺麗酵母菌，并對其環境耐受力如酸、酒精、氯化鈉、蔗糖進行了詳細研究，該菌株發酵能力強、還原糖利用率高，較適合于橙汁果酒發酵。顧宗珠等[4]采用稀釋涂布法從釀酒用曲中篩選到16株產酯能力強、形態各異的酵母菌株，從中優選產酯量最高的1株酵母菌為研究對象，進行產酯條件的研究。對產酯酵母進行耐酒精試驗結果表明，最高耐受酒精度為6%vol，有望將其應用到果酒生產中提高果酒品質。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)在相同的條件下發酵制作藍莓果酒。通過對發酵期間pH值、總酸、總糖、酒精度及發酵結束后的色度、DPPH消除率的測定分析，綜合感官評價結果確定酵母Fermivin最適于制作藍莓果酒。李秀萍等[6]利用甘蔗汁為培養基，對4種酵母菌株分別進行搖瓶發酵，通過酒精和殘糖測定，篩選到一株適合甘蔗蔗汁發酵生產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酵皆較優的釀酒酵母GJ-JS1，對其各項發酵特性，最優發酵條件的篩選，環境耐受力進行了研究，為該菌株工業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酵實驗，以殘糖和酒精度為考量參數，篩選出適于海紅果酒釀造的最優菌株Z2，并采用響應面法對其發酵工藝進行了優化。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的耐受性及發酵特性進行研究，結果證明菌株FM-cs-08-2U適合釀造藍莓果酒。

2 不同發酵果酒工藝技術的特點及優化

發酵過程是果酒生產中的關鍵技術環節之一，發酵條件控制的好與壞直接影響果酒的質量和風味。其中發酵條件最主要的是溫度、pH值、接種量這3個因素，每一個主要發酵條件都會嚴重影響果酒的質量和風味。酵母對溫度有著一個最適范圍，過低或過高都會對果酒發酵造成一定影響，溫度如果過低，酵母活性變差，影響發酵速率；溫度如果過高，也會影響發酵速率，最主要的還會影響果酒的風味和品質。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，即影響了發酵的速率，同時也影響了果酒的風味和品質。接種量也有一定的范圍值，接種量如果過小，影響發酵速率；接種量如果過大，果酒渾濁、有酵母的味道，風味和品質會嚴重下降。所以，要釀造優質果酒就必須對發酵條件進行優化，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鍵技術，從原料的選擇、活性干酵母的應用、發酵果汁的起始糖度、發酵溫度等方面進行了研究，通過對比不同發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酵條件，最后采用正交試驗法優選出發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，發酵時間5 d，在此條件下發酵可得到果香濃郁、典型性突出的低度桂圓酒。王大為等[12]用發酵法生產沙棘果酒，在沙棘果汁發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酵型沙棘果酒的最佳發酵條件及生產工藝參數，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、營養豐富的發酵型沙棘果酒，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，研究無花果酒液態發酵工藝，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%（質量分數），pH為3.5，在25 ℃的恒溫培養箱內培養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，酒精發酵的最佳條件為：初始糖度18%、接種量 0.6%、pH4. 0、發酵時間6 d。在此條件下所發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]研究了柑橘酒發酵過程中甲醇含量的變化及其影響因素。結果表明，柑橘汁中添加果膠后發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酵實驗，篩選出合適的酵母，對篩選出酵母的發酵條件進行優化實驗，并對實驗結果進行極差、方差分析。結果表明：葡萄酒活性干酵母適合火龍果干紅發酵；最佳發酵工藝條件為：發酵溫度為30 ℃，pH 4.3，發酵時間為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 發酵果酒生產過程中常見的技術難題

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、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，其含量呈現出下降趨勢。謝小花等[18]研究了黑莓果酒發酵過程中功能性成分的變化規律。試驗表明，單寧在主發酵期間呈上升趨勢，陳釀期間略有降低，陳釀180 d后單寧含量穩定在5.58 g. L-1;總酚在主發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的變化規律之后，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化。為降低藍莓加工產品中花青素的損失，丁春原等[19]研究了藍莓酒釀制過程中不同的發酵工藝及工藝參數對藍莓酒中花青素含量的影響。結果表明，花青素含量在藍莓酒發酵過程中呈下降趨勢，陳釀階段的損失大于主發酵階段；不同發酵工藝條件下釀制的藍莓酒中花青素含量不同，低溫浸漬發酵釀造工藝可比傳統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

褐變現象是果酒生產中貫穿于整個加工和儲藏過程的常見化學反應，其結果是生成深色物質，使得果酒外觀顏色變暗發褐甚至出現氧化味，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，通常發生于發酵前的果汁中，而非酶促褐變則貫穿于果酒釀造的整個過程，隨著果酒的連續發酵，酶促褐變會逐漸停止，主要轉變為以非酶促褐變為主的褐變過程。在果酒加工過程中，抑制果酒褐變的傳統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，減少果酒的褐變現象。一些物理處理方式，如高壓處理、膜過濾技術等也能夠一定程度上的減少果酒的褐變現象[21]。

3.3 果酒的澄清及穩定性

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、蘋果酸等有機物, 又含有少量的果實纖維類物質, 以及生產過程中殘余的少量硅藻土成分, 這些物質在果酒放置過程中發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[25]的應用都能夠有效減少果酒渾濁，實現果酒澄清。

3.4 果酒中的苦味來源

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

3.5 果酒釀制中降酸工序

酸是果酒的構架，是其風味物質的重要組成部分。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，酒體不協調，直接影響果酒的口感和品質，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; 二是發酵過程中產生的酸，如乳酸、乙酸、琥珀酸等。目前國內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，又能提高果酒品質的目的。

4 結語

果酒的品質受到諸多因素的影響，生產過程中應根據原料的特性選擇適當的處理方式，發酵方法及發酵條件，陳釀及澄清方式等。果酒的發展還需解決以下幾個問題：首先，有待培育出更優良、更適合釀酒的水果品種；其次，采用現代生物技術育種手段進行優良酵母菌種的選育，以提高果酒生產率，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，開發性能更優良的澄清劑，以降低使用成本。隨著我國果酒加工技術的發展和研究的深入，果酒生產工藝會更加合理、科學，果酒的質量也將越來越優良。

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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， 主要從事發酵食品科研工作。