蔡 坤,吳武陽,林 雪*

(海南大學(xué) 食品學(xué)院,海南 ?？?570228)

果酒釀造工藝及香氣成分研究進(jìn)展

蔡 坤,吳武陽,林 雪*

(海南大學(xué) 食品學(xué)院,海南 ?？?570228)

具有豐富營養(yǎng)價值和獨(dú)特風(fēng)味的低度果酒越來越受消費(fèi)者青睞。該文對果酒釀造工藝中酵母菌篩選、穩(wěn)定性改善、脫苦處理、混合果酒開發(fā)以及果酒中香氣成分的來源、提取和分析方法進(jìn)行闡述,并簡要概括了目前果酒釀造中存在的問題,為果酒釀造和果酒品質(zhì)的深入研究提供參考。

果酒;釀造工藝;香氣成分

隨著人們消費(fèi)觀念的改變,具有豐富營養(yǎng)價值和獨(dú)特風(fēng)味的低度果酒越來越受消費(fèi)者青睞。果酒是利用新鮮水果為原料,經(jīng)酒精發(fā)酵,并通過一系列工藝處理得到的低酒精度飲料酒。果酒不僅含有多種維生素、氨基酸、有機(jī)酸和礦物質(zhì)元素,而且不同原料品種的果酒含有不同種類的功能性成分,如葡萄酒中含有大量的超氧化物歧化酶,紅棗酒中含有蘆丁,桑椹酒中含有花青素和白藜蘆醇等[1-2]。這些物質(zhì)不僅對果酒口感和風(fēng)味有著重要影響,還對人體具有保健作用,適量飲用可以促進(jìn)血液循環(huán)、改善人體免疫力、提高抗氧化能力和預(yù)防心血管疾病等。果酒的品質(zhì)取決于其酒精度、糖和酸濃度以及揮發(fā)性香氣物質(zhì)的種類和含量等,其中,揮發(fā)性香氣成分主要包括高級醇、酯、酸、醛和酮類等,各物質(zhì)含量范圍在1ng/L～1g/L[3-4]。這些香氣物質(zhì)一部分是水果中固有的成分,一部分是酒精發(fā)酵過程中酵母的代謝產(chǎn)物。揮發(fā)性香氣成分是影響果酒風(fēng)味和感官品質(zhì)的重要因素之一,也是評價果酒品質(zhì)的一個重要指標(biāo)[5]。

我國水果資源豐富,每年水果產(chǎn)出量極大,但因保藏條件和深加工能力等因素的制約,導(dǎo)致水果無法及時消費(fèi)而造成大量經(jīng)濟(jì)損失。因此,釀造優(yōu)質(zhì)果酒不僅可以為水果深加工提供重要途徑,還可以解決水果資源浪費(fèi)嚴(yán)重的問題。本文對果酒釀造工藝及香氣成分的研究情況進(jìn)行了綜述,以期為我國果酒釀造和果酒品質(zhì)深入研究提供參考依據(jù)。

1 果酒釀造工藝

1.1 酵母的篩選

果酒傳統(tǒng)發(fā)酵方式為自然發(fā)酵,但是該發(fā)酵方式周期長、產(chǎn)品安全性低,為了提高生產(chǎn)效率并加強(qiáng)對果酒釀造過程的監(jiān)控,保證安全高效的生產(chǎn),很多研究者篩選優(yōu)勢酵母進(jìn)行純種發(fā)酵,而酵母性能又是影響果酒釀造的重要因素之一,因此選擇優(yōu)良的果酒酵母是釀造高品質(zhì)果酒的一個重要前提。果酒酵母通常分為釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和非釀酒酵母(non-Saccharomycescerevisiae)[6]。釀酒酵母有較好的產(chǎn)酒精能力,但產(chǎn)香能力相對較弱,純種釀酒酵母發(fā)酵果酒通常香氣單薄、風(fēng)味平淡,因此選育果酒酵母已不只局限于釀酒酵母,而已擴(kuò)展到水果及相關(guān)環(huán)境中的一些非釀酒酵母,如梅奇酵母(Metschnikowia)、孢圓酵母(Torulaspora)、克魯維酵母(Kluyveromyces)、漢遜酵母(Hanseniaspora)和接合酵母(Zygosaccharomyces)等屬的一些菌種[7-8]。陳清嬋等[9]從柑橘果實(shí)上分離得到優(yōu)良的產(chǎn)香酵母JZ-3,該菌株發(fā)酵得到的橘子酒酒體豐滿、香氣濃郁、典型性強(qiáng),整體品質(zhì)較高。趙海霞等[10]從蘋果園土壤中篩選得到適宜蘋果酒發(fā)酵的孢漢遜酵母J-4,該菌種發(fā)酵得到的蘋果酒風(fēng)味典型,品質(zhì)較好。LU Y等[11]研究發(fā)現(xiàn),戴爾凱氏有孢圓酵母(Torulaspora delbrueckii)和耐熱克魯維酵母(Kluyveromyces thermotolerans)發(fā)酵的榴蓮酒中高級醇和乙基酯含量更高,酒風(fēng)味更濃厚,口感更豐富。

非釀酒酵母產(chǎn)香能力相對較強(qiáng),能夠生成多種芳香物質(zhì),對果酒風(fēng)味有積極的影響,但也存在一些缺陷,如耐酒精能力弱、發(fā)酵力低、醋酸產(chǎn)量高等[12]。因此,采用釀酒酵母與非釀酒酵母混合發(fā)酵,使不同的菌種“取長補(bǔ)短”是當(dāng)前果酒釀造研究的一個熱點(diǎn)。SUN S Y等[13]通過T.delbrueckii和S.cerevisiae順序接種發(fā)酵櫻桃酒,提高了酒中揮發(fā)性芳香物質(zhì)含量,使櫻桃酒果香味和花草香更濃郁。MEDINA K等[14]研究發(fā)現(xiàn),孢漢遜酵母(Hanseniaspora vineae)和S.cerevisiae共同發(fā)酵的霞多麗葡萄酒中,甘油和酯類物質(zhì)含量大大提高,香氣成分更復(fù)雜,果香味更濃郁,風(fēng)味更佳。賈言言等[15]通過改變梅奇酵母屬的Metschnikowia agaves和S.cerevisiae的接種順序,大大增加了菠蘿酒香氣成分的種類,改善了菠蘿酒的品質(zhì)。

1.2 穩(wěn)定性的提高

果酒在一定時間內(nèi)物理、化學(xué)及感官特性沒有發(fā)生不理想的變化,則果酒處于穩(wěn)定狀態(tài),反之,則說明果酒穩(wěn)定性受到了破壞。果酒穩(wěn)定性受破壞后酒易變褐色或酒色破壞,易出現(xiàn)不同程度的渾濁或沉淀,口感或氣味變化明顯[16-17]。發(fā)生褐變的果酒無論是從外觀上還是風(fēng)味上,都會大大降低消費(fèi)者的認(rèn)可度。因此,提高果酒的穩(wěn)定性對提升果酒品質(zhì)而言極為必要。

影響果酒穩(wěn)定性的因素很多,主要可分為生物性因素和非生物性因素[16-17]。生物因素主要由微生物以代謝等方式破壞酒膠體的平衡而造成的,通常在釀酒前采用殺菌的方式消除,常選用添加SO2來達(dá)到抗氧化和抑菌效果;非生物因素包括溫度、光照等物理因素以及酒體本身某些含量過高的金屬元素等化學(xué)因素,一般選用亞鐵氰化鉀去除酒中過量的鐵和銅。澄清劑的使用可以延長果酒澄清時間,從而促進(jìn)果酒穩(wěn)定性的大幅度提升。殼聚糖在提高果酒透明度和透光率等方面效果顯著。GóMEZ-RIVAS L等[18]研究發(fā)現(xiàn),添加殼聚糖能有效抑制葡萄酒中野生酵母的生長,從而提高果酒澄清度。明膠、高嶺土和果膠酶等也常用作澄清劑添加到果酒中來提高果酒穩(wěn)定性。倪志婧等[19]探討了不同澄清劑處理對甜瓜果酒理化性質(zhì)和感官品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)添加一定量的明膠和皂土對甜瓜果酒澄清效果較好,酒體感官品質(zhì)更佳。陳亮等[20]研究表明,紅樹莓果酒中添加一定量的果膠酶,有效地避免了果酒后渾濁現(xiàn)象的發(fā)生,使其酒體更加澄清透亮、色澤鮮亮。此外,離心和過濾等機(jī)械澄清方法也常用于果酒工廠生產(chǎn)中。

1.3 脫苦技術(shù)

柑橘果實(shí)中含有以袖皮苷、新橙皮苷等為代表的類黃酮化合物和以檸檬苦素、諾米林等為代表的三萜系化合物[21]。這些物質(zhì)的存在使得酒體呈現(xiàn)強(qiáng)烈苦味,從而很大程度上影響了柑橘果酒的口感和品質(zhì)。因此,只有經(jīng)過脫苦處理后柑橘果酒才能達(dá)到消費(fèi)者的可接受度。

柑橘類加工中的脫苦環(huán)節(jié)向來是一大技術(shù)難題。何彩梅[22]總結(jié)了目前柑橘脫苦的幾種主要方法,分別是加熱脫苦法、添加苦味抑制劑、吸附脫苦法、分離技術(shù)脫苦法、微生物脫苦法和綜合脫苦法。李利君等[23]研究了吸附法和添加苦味抑制劑對蜜袖酒的脫苦效果,發(fā)現(xiàn)通過改變吸附劑和苦味抑制劑的添加量可以改變脫苦效果,并通過正交試驗(yàn)得到最佳復(fù)合脫苦劑成分配比。牛小明[24]通過優(yōu)化袖皮苷酶的處理時間、pH和溫度,選出袖皮苷酶對蜜袖酒的最佳工藝條件,使得脫苦率達(dá)到48.89%。袖皮苷是柑橘汁中主要呈苦味的物質(zhì),若能有效降低果汁中袖皮苷的含量,則能達(dá)到良好的脫苦效果。陳紅等[25]研究發(fā)現(xiàn),棘孢曲霉JMUdb058固態(tài)發(fā)酵袖皮可產(chǎn)生袖苷酶,能有效水解果汁中袖皮苷。上述這些方法雖然都能初步達(dá)到脫苦的目的,但若想要應(yīng)用到工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)中還有很大難度。因此,在保留果酒原有風(fēng)味和營養(yǎng)成分的同時,達(dá)到果酒口感和生產(chǎn)成本的平衡,仍將會是今后果酒釀造的一個重要研究方向。

1.4 混合果酒的開發(fā)

隨著人們物質(zhì)需求的不斷更新,單一果酒無論是從口感、風(fēng)味還是營養(yǎng)價值上,都無法滿足人們多樣化的需求,因此生產(chǎn)者開發(fā)混合果酒的必要性與日劇增?；旌瞎仆ǔＪ菍煞N或兩種以上水果按不同比例混合后,共同進(jìn)行酒精發(fā)酵得到的產(chǎn)物,相對于同種水果發(fā)酵所得單一果酒,其口感和風(fēng)味顯得獨(dú)特而豐富,營養(yǎng)價值也更高。王艷輝[26]以鴨梨和山楂等11種水果果實(shí)分別混合作為原料進(jìn)行了64種混合果酒發(fā)酵研究,發(fā)現(xiàn)山楂、葡萄、李子和蘋果4種水果適于與鴨梨混合釀酒,所得混合果酒品質(zhì)優(yōu)于純鴨梨酒,其中混合比為25∶100(g∶g)的山楂-鴨梨酒品質(zhì)最佳。王漢屏等[27]通過對蘋果-香蕉復(fù)合果酒的加工工藝進(jìn)行優(yōu)化,得到一款清澈透亮、混合果香濃郁,酒體豐滿,感官極佳的復(fù)合果酒。廖林等[28]通過優(yōu)化香橙-蜜桔-蜜袖混合果酒發(fā)酵工藝,最終得到品質(zhì)良好的混合果酒,不僅解決了香橙、蜜桔和蜜袖不耐儲帶來的經(jīng)濟(jì)損失,還豐富了果酒種類。

2 果酒香氣成分

2.1 果酒香氣來源

水果自身含有許多芳香化合物,特別是成熟的果實(shí),常常散發(fā)出一種香甜的氣息。利用成熟果實(shí)發(fā)酵的果酒在一定程度上保留了這些內(nèi)在的香氣。如菠蘿酒保留了菠蘿中主要香氣成分乙酸異戊酯、己酸乙酯、2-甲基丁酸甲酯和3-甲硫基丙酸乙酯等[29-30]。藍(lán)莓果酒保留了藍(lán)莓中3-甲基-1-丁醇、2,5-二羥基苯甲醛和2-乙基-1-己醇等香氣成分[31]。臍橙果酒保留了臍橙果汁中的3-乙氧基-1-丙醇和巴倫西亞桔烯等[32]。不僅如此,酵母酒精發(fā)酵過程中,糖類除轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳外,還產(chǎn)生一系列濃度差異較大、在果酒呈香中發(fā)揮重要作用的揮發(fā)性芳香物質(zhì)。不同酵母菌株發(fā)酵果酒產(chǎn)生香氣物質(zhì)差異較大,發(fā)酵條件如接種量、溫度、pH、糖度和氮源添加量等的改變對各香氣成分濃度的影響也較大[33-34]。果酒陳釀過程中同樣會產(chǎn)生部分芳香化合物,尤其是呈香酯類。這些芳香物質(zhì)共同貢獻(xiàn)于果酒香氣,構(gòu)成了果酒獨(dú)特的感官品質(zhì),且芳香物質(zhì)種類和含量的差異對果酒香氣典型性、濃郁度影響極大。

一些特殊化合物的存在對果酒香氣風(fēng)格的影響也很大,如含硫化合物、呋喃類化合物和內(nèi)酯類化合物等。揮發(fā)性硫醇可以賦予果酒清甜的香氣。呋喃類和內(nèi)酯化合物能夠賦予果酒類似于焦糖的甜香味,使酒體香味更復(fù)雜、更濃郁。醚類化合物不僅自身的存在能夠增加果酒果香香氣,還可以通過與其他揮發(fā)性化合物的相互作用來增強(qiáng)水果香氣,從而增強(qiáng)果酒整體風(fēng)味。

2.2 果酒香氣成分的提取與分析

果酒的香氣構(gòu)成十分復(fù)雜,各呈香物質(zhì)不僅氣味各異,還通過增效、協(xié)同和抑制等相互作用,使果酒的香氣變化呈多樣性。在利用氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatographymass spectrometer,GC-MS)法對果酒中香氣成分進(jìn)行定性和定量分析前,需要先將香氣成分提取出來,提取方法主要包括溶劑萃取法、蒸餾萃取法、超臨界CO2流體萃取法、吸附法、頂空固相微萃取等[35]。

FENG Y等[36]利用固相微萃取聯(lián)合GC-MS對樹莓酒、草莓酒和桑葚酒中的香氣成分進(jìn)行比較分析,分別檢測到27種、30種和31種氣味物質(zhì),其中含量最豐富的是高級醇,其次是酯和酸;樹莓酒和桑葚酒中呈香酯含量高于草莓酒,并且桑葚酒中酯類物質(zhì)種類最豐富;2-庚酮、2-辛酮、2-壬酮和2-十一酮只存在于樹莓酒中,壬醛只存在于桑葚酒中;雖然樹莓酒和桑葚酒中香氣成分更復(fù)雜,但是草莓酒的品質(zhì)更佳。殷俊偉等[37]采用頂空固相微萃取法結(jié)合GC-MS對紅肉火龍果酒香氣成分進(jìn)行分析,共檢測出34種揮發(fā)性物質(zhì),其中種類最豐富的是酯類,其次是醇類和酸類,還有少量的醛類和酚類物質(zhì),因此酯類物質(zhì)對火龍果酒的香味貢獻(xiàn)最大,賦予火龍果酒濃郁的玫瑰、水果和醬香白酒香。劉永衡等[38]將溶劑萃取法與GC-MS聯(lián)用,分別從陳釀30 d和120 d李子酒中得到45種和48種香氣物質(zhì),主要包括醇類、酯類、酸類、酮類、長鏈烷烴以及少量酚類和醚化合物,其中前兩類是李子酒呈香的主要貢獻(xiàn)者;隨著陳釀時間的增加,醇類物質(zhì)相對含量降低,而酚類物質(zhì)相對含量明顯提高,因此通過改變陳釀時間可以改善果酒香氣和品質(zhì)。

3 果酒發(fā)展中面臨的問題

近十年來,果酒行業(yè)呈高速增長態(tài)勢,但是作為一門傳統(tǒng)釀造技術(shù),果酒的釀造仍存在很多問題,主要表現(xiàn)為:沒有對原料水果品種進(jìn)行合理篩選,選取的多為常見品種,這在很大程度上阻礙了果酒產(chǎn)量和品質(zhì)的提升;缺乏專用果酒酵母,非釀酒酵母的選取依然存在不足;果酒澄清技術(shù)不夠成熟,果酒穩(wěn)定性欠佳,從而影響果酒感官品質(zhì)和消費(fèi)者接受度;脫苦、降酸技術(shù)難以滿足工業(yè)生產(chǎn)需求,低成本高效率的工藝技術(shù)仍有待于探索;果酒香氣難以保持;缺乏專業(yè)的果酒釀造設(shè)備,與啤酒或白酒釀造設(shè)備混用無疑降低了果酒的生產(chǎn)效率等。這些問題的存在嚴(yán)重制衡著果酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,要解決這些問題,需要果酒研究者們不斷加強(qiáng)技術(shù)交流,改善工藝流程,制造新型釀造設(shè)備。

4 結(jié)論與展望

本文對近年來果酒釀造工藝中酵母菌篩選、穩(wěn)定性改善、脫苦處理、混合果酒開發(fā)相關(guān)技術(shù),以及果酒中香氣成分的來源、提取和分析方法進(jìn)行闡述,并簡要概括了目前果酒釀造中存在的問題。隨著果酒釀造技術(shù)不斷提高,果酒品質(zhì)不斷提升,但是缺乏專用果酒酵母,澄清等技術(shù)不成熟和香氣難保持等問題依然較突出。目前,國內(nèi)外對優(yōu)良果酒酵母的選育關(guān)注度高,相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道較多,但對穩(wěn)定性的改善以及香氣持久度的增強(qiáng)方面的關(guān)注不足,相關(guān)研究較少。因此,加強(qiáng)上述兩方面的研究,將對改善果酒釀造工藝和提升果酒品質(zhì)具有重要意義。

我國果酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,果酒種類和風(fēng)格亦是多元化。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,人們對健康日益重視,在這一背景下,低酒精度、高營養(yǎng)的果酒在酒市場的地位將越來越突出。由中糧發(fā)布的數(shù)據(jù)表明,果酒銷量正在以每年15%～20%的速度遞增,未來幾年,果酒產(chǎn)業(yè)將會迎來巨大發(fā)展。果酒的開發(fā)不僅能滿足消費(fèi)者對健康飲酒的需求,還可以充分利用水果資源,調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),帶動我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,因此對果酒釀造工藝和品質(zhì)進(jìn)行深入探索,依然是今后研究的重要方向。

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CAI Kun,WU Wuyang,LIN Xue*
(College of Food Science and Technology,Hainan University,Haikou 570228,China)

TS261.4;TS262.7

0254-5071(2017)11-0020-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.11.005

2017-07-01

海南自然科學(xué)基金(317056)

蔡 坤(1981-),女,助理研究員,碩士,研究方向?yàn)槭称肺⑸锛夹g(shù)。

*通訊作者:林 雪(1989-),女,講師,博士,研究方向?yàn)榘l(fā)酵工程。