中国国土幅员辽阔,水果资源丰富,产量持续增长。1978—2016年,中国的水果产量从657万t增长到18119.4万t,平均年增长率为9.12%。然而,目前我国水果的主要消耗方式仍是鲜食,仅有少部分用于制作浓缩果汁、果酱等产品,深加工比例仅占30%,这导致了资源的低利用率和资源浪费等问题。果酒酿造作为水果深加工的重要途径,既能有效应对水果产能过剩问题,提高水果资源利用率,还能创造更高的经济价值,推动农业产业升级。近年来,随着消费者对健康、特色饮品的需求不断提高,果酒规模逐渐扩大,相关酿造技术的研究也备受关注。因此,对果酒酿造研究进展进行综述具有重要的理论和实践意义。
果酒的概述及研究现状
01
果酒概述
果酒是指以新鲜水果或果汁为原料,在酵母菌的厌氧发酵作用下,生成酒精度为5~10%vol的饮品。在发酵过程中,水果中的糖分转化为酒精,同时产生多种风味物质,赋予果酒独特口感和香气。不同种类的水果由于其自身的成分差异,酿造出的果酒在风味、色泽和营养价值上各具特色。
果酒酿造历史源远流长,在水果产量丰富的地区,人们利用水果表面自然附着的野生酵母菌,添加食糖后放置在瓦罐中进行发酵制成各种果酒。但这种方法存在诸多弊端,如发酵成功率低、酿造周期长,由于缺乏对发酵条件的有效控制,易染菌导致果酒腐败变质。随着科技的进步,现代果酒酿造工艺不断完善,形成了一套科学、规范的流程,包括果子筛选、清洗、破碎、成分调整、发酵、过滤、陈酿、调配过滤、杀菌包装等多个环节,确保果酒的品质和稳定性。
02
果酒发酵研究现状
中国地域辽阔,气候多样,拥有丰富的水果资源,为果酒酿造提供了得天独厚的条件。果酒种类丰富多样,根据原料不同,可细分为浆果类、仁果类、柑橘类、核果类、瓜果类以及混合类果酒。
在中国果酒产业中,葡萄酒占据主导地位。2013年,中国葡萄酒产业收益占整个果酒产业收益的90%,这得益于其悠久的酿造历史、成熟的生产技术和广泛的市场认知度。同时,其他果酒如青梅酒、猕猴桃酒、桃子酒等近年来也呈现出良好的发展态势,市场份额逐渐增加,截至2023年,中国果酒市场规模已突破200亿元,近五年复合增长率超20%,远超白酒、啤酒等传统酒类。
在一些西方国家,果酒产业的生产体系完整,知名品牌众多,部分高端果酒价格甚至高于葡萄酒,经济效益显著。相比之下,中国果酒产业在生产设备、工艺技术方面仍与欧美发达国家存在差距,需要进一步提升和发展。
关键技术研究进展
01
果酒降酸技术
酒中的有机酸是影响果酒口感和质量的重要因素。适量的有机酸能使酒体醇厚丰满,口感更加协调,但含量过高的有机酸会导致果酒过于酸涩,严重影响其风味和品质。因此在果酒酿造过程中,降酸技术的应用尤为重要。
叶权等提出一种高效降酸方法,在发酵后的百香果果酒中加入高纯碱性酵母菌曲,能够有效中和百香果自身及发酵过程中产生的大量酸性物质。与传统添加糖类添加剂的工艺相比,不仅避免了甜味对百香果原本风味的遮盖,还最大程度地保留了百香果发酵酒的天然果味。石小琼等对百香果味型黄酒进行降酸技术研究,发现添加食品级小苏打可以显著降低百香果味果酒的酸度,小苏打添加量为3.33g/L时效果最佳,各项指标均符合企业标准要求,且与原酒保持相似的风味和色泽,为百香果果酒的工业化生产提供了可行的降酸方案。
02
果酒澄清技术
澄清处理是果酒生产过程中的重要环节,其目的是通过物理、化学等方法,去除果酒中的悬浮颗粒和胶体物质,使果酒具有良好的澄清性和稳定性。目前,自然澄清法、离心法、膜技术法和澄清剂法等均为我国常用的澄清方法。
自然澄清法操作简单、成本低廉,但其依赖自然沉降过程,耗时较长,且澄清效果有限,难以满足工业化生产的需求。
离心法借助离心机的高速旋转,使果酒中的固体颗粒在离心力作用下沉积,从而显著提升酒液的透明度。然而,该方法成本高,操作需要耗费大量人力,难以完全避免因设备接触而产生的污染问题。
膜技术法是利用膜的选择透过性,以压力为驱动力,对果酒中不同分子量、不同分子尺度的物质进行分离,从而实现果酒澄清、除菌、浓缩等目的,同时最大限度地保留果酒中的营养成分等。操作简单、过滤效率高,根据不同果酒的特性选择适宜的膜组件,精确控制过滤孔径,可有效去除果酒中的杂质和微生物。
澄清的效果直接关系到果酒的外观品质和市场竞争力。过滤离心和添加澄清剂是工业生产中常用的澄清方法。陶瓷膜具有孔径均匀、过滤精度高、化学稳定性好等优点,能够有效去除葡萄酒中的微小颗粒和胶体物质,提高葡萄酒的澄清度和稳定性。澄清剂法因其效率高、效果好、对果酒品质影响较小的优点,在果酒酿造中得到了广泛应用。对于硅藻土、活性炭、壳聚糖等不同澄清剂,大量学者在果酒澄清中的应用中进行了深入探讨。研究表明,不同的澄清剂对果酒的澄清作用机制不同,它们通过吸附、絮凝等作用去除果酒中的杂质,从而达到澄清的目的,但同时也会对果酒的成分和风味产生一定的影响。
03
果酒发酵酒杀菌技术
在果酒酿造过程中,杀菌技术是确保产品安全性和延长保质期的关键环节。果酒若具有80个以上保藏单位,糖分1%为1个保藏单位,酒精1%为6个保藏单位,便能久存不坏。不具有80个以上保藏单位的果酒,装瓶后需在60~70℃温度下杀菌10~15min。目前,果酒的杀菌技术主要包括化学杀菌、辐照杀菌和热力杀菌等。这些技术各有特点,适用于不同的生产需求和产品特性。
化学杀菌
通过在果酒酿造过程中添加适量的微生物抑制剂实现杀菌。常用的化学杀菌剂包括二氧化硫(SO?)、山梨酸钾、苯甲酸钠等。这些物质能够有效抑制酵母、霉菌和细菌的生长,从而防止果酒在发酵和贮存过程中发生腐败或二次发酵。
SO2。作为最常用的化学杀菌剂,SO2不仅具有杀菌作用,还能抑制氧化反应,保护果酒的色泽和风味。然而,过量使用SO2可能对人体健康产生负面影响,因此其添加量受到严格限制。
山梨酸钾与苯甲酸钠。这些有机酸类杀菌剂对霉菌和酵母有较强的抑制作用,对细菌的效果较弱。可与SO2配合使用增强杀菌效果。
尽管化学杀菌操作简便、成本较低,但其潜在的健康风险和可能对果酒风味的影响仍需重视。
辐照杀菌
主要通过高能射线破坏微生物的DNA结构,使其失去繁殖能力,从而达到杀菌目的。这种技术具有高效、无残留、对产品风味影响小等优点。
紫外线照射。紫外线杀菌主要用于果酒表面或透明液体的杀菌,对酵母和细菌的杀灭效果显著。紫外线杀菌设备简单、能耗低,适用于小规模生产。
X射线与电子射线。这些高能射线的穿透力较强,能够对包装后的果酒进行整体杀菌,适用于大规模工业化生产。
然而,辐照技术的设备成本较高,且公众对其安全性的认知仍需进一步普及。
热力杀菌
通过加热使微生物蛋白质变性或细胞膜破裂,从而导致其死亡。常见的果酒热力杀菌技术包括巴氏杀菌和超高温瞬时杀菌(UHT)。
巴氏杀菌。巴氏杀菌通常在60~85℃进行,持续数分钟至数十分钟。这种技术能够有效杀灭果酒中的致病菌和腐败菌,同时保留较多的风味物质和营养成分。然而,巴氏杀菌对耐热芽孢的杀灭效果有限,且可能对热敏感的风味物质造成一定损失。
超高温瞬时杀菌(UHT)。UHT技术将果酒加热至135~150℃,持续2~5s,随后迅速冷却。这种技术能够彻底杀灭微生物,包括耐热芽孢,最大限度地减少对果酒风味和营养成分的破坏。UHT技术适用于大规模生产,但设备投资和运行成本较高。
04
果酒发酵技术
果酒发酵是利用微生物的代谢作用,将水果中的糖分转化为酒精和其他风味物质的过程。在市场竞争愈发激烈,消费者对果酒品质要求持续攀升的背景下,果酒企业愈发注重对新技术,新工艺的探索与应用。冷冻浓缩技术、果酒与黄酒工艺相结合、果酒与啤酒工艺结合、蒸馏酒浸泡酒工艺与果酒发酵工艺相结合、固定化酵母技术、无醇果酒生产工艺等是近年来果酒酿造领域涌现出的一批新技术和新工艺。
在众多新工艺中,固定化酵母技术在果酒发酵中的应用研究尤为广泛。余森艳等研究发现,酵母固定化之后的发酵速度比游离酵母发酵速度更快,且酒精产生量更多。有学者对固定化生长酵母发酵香蕉酒进行研究。利用柱式反应器进行香蕉酒的生产,通过测量乙醇生产的动力学参数,深入研究了适宜的发酵技术。固定化生长酵母在柱式反应器中能够实现连续发酵,提高了生产效率,同时减少了酵母的流失,降低了生产成本,为香蕉酒的工业化生产提供了新的技术思路。
05
果酒脱苦技术
在脐橙、柚子等果实的果皮与果肉中,柠檬苦素等苦味物质含量较高,在加工成果酒的过程中,这些苦味物质会释放出来,导致果酒产生严重的后苦现象,影响消费者的饮用体验,因此脱苦技术一直是果酒酿造领域的研究热点。
目前,吸附脱苦、生物酶法脱苦和添加苦味抑制剂等是商业上比较常用的脱苦方法。胡元庆等通过实验发现,活性炭具有强大的吸附能力,能够吸附果酒中的苦味物质;β-环状糊精则可以通过分子包合作用,将苦味物质包裹起来,从而达到脱苦的效果。玫瑰柚子酒用0.3%活性炭及0.8% β-环状糊精进行脱苦处理后口感最佳。
杨文侠等添加0.3%活性炭对脐橙原酒进行脱苦处理,取得了良好的脱苦效果。活性炭在脐橙原酒中能够快速吸附苦味物质,且操作简单,成本较低,适合在果酒生产中推广应用。
牛小明通过单因素试验和正交试验,对酶制剂的处理时间、处理pH值和温度等因素对蜜柚酒的脱苦效果进行考察,发现柚皮苷酶能够特异性地分解蜜柚酒中的柚皮苷等苦味物质,降低果酒苦味。
刘功良等发现β-环糊精可对贡柑果酒进行脱苦,β-环糊精通过其独特的环状结构,将贡柑果酒中的苦味物质包合起来,减少了苦味物质与口腔味觉受体的接触,从而实现脱苦目的。
06
果酒陈酿技术
陈酿是果酒酿造过程中的重要环节,通过陈酿,果酒在物理和化学作用下发生系列变化,从而提升果酒的品质。冷热催陈法、微波催陈法、超声波催陈法、电场催陈法及超高压催陈法等是目前已有的人工催陈方法。
万子玲等研究发现,沙糖橘酒的陈化效果会因不同催陈方式的处理而产生显著影响。超声波处理能够促进果酒中的分子运动,加速风味物质的形成和转化,提高果酒的澄清度。沙糖橘原酒经超声波和微波处理后,酒精度先降后升,透光率先升后降,总酸增加,总糖减少。而紫外线处理后,酒精度下降,透光率上升,总糖下降,总酸变化不显著。
袁敏等研究发现枇杷果酒经不同催陈处理过后,总酸略降但色度增加。其中,冷热交替催陈通过温度的变化,模拟自然陈酿过程中的环境变化,促进果酒中的化学反应,加速陈酿进程。综合考虑,冷热交替催陈处理对白肉枇杷果酒的品质提升效果优于超声催陈和微波催陈。
于立梅等研究了不同催陈方法对山竹果酒各理化指标的影响,并对挥发性香气成分进行分析。结果表明:加热和微波处理能够促进山竹果酒中酯类物质的合成,增加果酒的香气和风味,其中加热处理能使果酒色度升高,微波处理能有效降低果酒酸度。研究表明各种催陈方式对果酒品质和香气都有所改善。
果酒酿造面临的挑战
01
优质原料水果少
国内缺乏具有特色优质果酒的重要原因之一是适宜优质果酒酿造的优质原料水果少。果酒的品质在很大程度上取决于原料水果的质量。然而,目前国内虽然果品资源丰富,但在实际采摘过程中,不同的采收方式和时间会影响水果的成熟度、糖分含量、酸度以及风味物质的积累,进而对果酒的品质产生重要影响。同时,水果成熟期集中,导致原料供应窗口短,需依赖冷冻或预处理技术延长使用期,但可能影响风味物质的保留,影响果酒品质。
02
果酒发酵的酵母种类少
不同种类的水果具有独特的成分和风味,需要特定的酵母菌株来实现最佳发酵效果,以充分展现水果的特色风味。但国内酵母种类单一,优质水果的特定酵母种类较少,且商业酵母对部分水果的适应性差,可能会抑制本土微生物的协同作用,导致风味单一化,难以满足消费者对多样化风味的需求。
03
产品品质不稳定
对于果酒而言,尤其是高端果酒,其品质的稳定性在稳定客源、提高市场占有率方面起着决定性作用。然而,果酒的品质受到多种因素的影响,如原料质量、发酵条件等。目前,国内高端果酒存在许多不稳定因素,生产工艺不成熟,导致果酒品质波动较大,品质的不稳定使得固定消费者的数量减少,严重阻碍了高端果酒的市场拓展和产业发展。
04
果酒添加剂越来越多
当前,国内果酒品牌繁多,添加剂使用情况较为普遍。据统计,添加剂超过5种的果酒占比超过90%。随着消费者对健康的关注不断提高,含有多种添加剂的果酒市场占比逐渐下降。果酒添加剂含量过多、类别复杂,不仅影响果酒的天然品质和口感,还是国内果酒难以打开国际市场的关键因素。
未来展望
在全球酒类市场不断演变的格局下,果酒以其独特的风味、丰富的营养价值和多样化的原料来源,逐渐崭露头角,成为酒类市场中一股不可忽视的新兴力量。与传统酒等相比,果酒不仅能够满足消费者对多样化风味的需求,还因其天然、健康的特点而备受青睐。尤其是在健康饮食和个性化消费趋势的推动下,果酒的市场潜力正在被逐步释放。
中国作为水果资源丰富的国家,拥有得天独厚的自然条件和发展果酒产业的优势。展望未来,果酒酿造研究将在技术创新、产品多元化和产业可持续发展等方面迎来系列突破与变革。果酒酿造研究的未来充满机遇与挑战,果酒酿造将会继续进步发展,果酒产业有望在未来酒类市场中占据重要地位。
本文作者:刘凯1,2,张浩天3,张文勇1,李洋1,王红霞2,桑亚新2。(1.滨州职业学院/滨州职业学院分子生物学实验室;2.河北农业大学;3.Ram Inthra Rd, Anusawari, Bang Khen)。文章摘自《落叶果树》2025年第6期,部分图片为AI生成。欢迎个人转发分享,其他任何媒体、网站如需转载,须在正文前注明来源《落叶果树》。