低醇果酒生产技术及微生物控制方法研究进展

高红芳

（渭南职业技术学院，陕西渭南 714026）

0 引言

果酒是由水果加工而成，水果营养成分完全溶解在果酒里面，含有丰富的维生素、人体所需的氨基酸和大量的多酚，长喝有益健康。但是，大量饮酒对人类健康（食道癌、口咽癌、肝病和胰腺炎的风险增加）和社会问题的负面影响促使世界范围内采取了减少饮酒的全球战略。低醇及无醇发酵果酒是在保留果汁原有营养的同时，运用生物发酵技术赋予其一定的发酵风味，并将乙醇含量控制在较低水平的果酒[1]。

如何降低果酒中乙醇含量、提升果酒的品质是低醇果酒需要解决的关键技术。近年来，研究者采取了多种降醇技术，同时由于低醇果酒酒精度低，容易受到微生物的污染。基于此，综述了国内外近年来低醇果酒酿造中的降醇技术及微生物控制方法，以期为低醇果酒的进一步研究与发展提供一定的理论依据。

1 国内外低醇果酒发展现状

关于低醇的标准，各国不尽相同。欧盟视酒精含量1.0%Vol的酒精饮料为低醇饮料，德国则规定酒精含量1.5%Vol，在中国大部分关于低醇饮料的报道指出，酒精含量7%Vol的果酒或者饮料即可定义为低醇产品。这主要是相较于NY/T 1508—2017《绿色食品果酒》果酒行业标准中对果酒酒精度的论述而言的[2]。

近年来，低酒精含量的果酒构成了一个快速发展的新商业领域，已成为全球果酒市场的一个新入口。正如果酒产业技术创新战略联盟首席专家李华教授所述：“如今的消费更新很快，特别是近些年供给侧结构性改革，消费趋势有了很大的变化，低度化酿造酒是果酒的一大发展趋势”。在国外，酒度与税金的关系促进了低醇果酒的生产，一些欧美国家积极研制并生产相关产品，尤其是低醇葡萄酒[3]。近年来，我国研究人员也相继研发了葡萄[4]、樱桃[5]、 甘 蔗[6]、猕 猴 桃[7]、 无 花 果[8]、 莲雾 果[9]等 低 醇果酒，但是基本上都处于实验室研究阶段，市场上鲜有销售。

2 低醇果酒酒精度控制技术

2.1 发酵原料

可发酵糖的含量降低，则发酵生成的酒精也相应减少。在低醇葡萄酒的生产中，可以采摘早期生长阶段的葡萄酒进行发酵，减少酒精含量。Kontoudakisk N等人[10]将未成熟葡萄进行发酵后再添加至成熟葡萄汁中发酵，降低了葡萄酒的乙醇含量与pH值，提高了葡萄酒中的总酚含量。该方法简单，不需要特定的设备就可以解决葡萄酒由于过度成熟而产生高乙醇和低pH值的问题。Teng B等人[11]的研究结果表明，与早期收获的葡萄酿造酒相比，对葡萄汁进行加水处理，能使葡萄酒具有更高的酚含量。Sanchez-Gomez R等人[12]用葡萄茎提取物取代葡萄叶，增加了葡萄产量的同时降低了葡萄的糖度，从而生成低酒度的葡萄酒。高子飞等人[13]根据樱桃品种，以理化、感官和抗氧化特性为主要评价指标，从甜樱桃中选出适合酿造低醇酒的樱桃品种斯巴克樱桃，得到色度良好、酸度适宜、果香浓郁的低醇樱桃酒。

2.2 发酵过程中糖化物的控制

采用外源添加酶，如葡萄糖氧化酶，可以减少葡萄汁中的糖含量，然而这种方法有一定的缺陷，葡萄糖氧化酶需要氧气，给葡萄酒充气的同时，可能会氧化葡萄酒中其他成分。用纳滤膜可以除去一部分糖，减少待发酵葡萄汁中糖的含量，从而降低果酒的酒精度[14]。该方法生产低醇葡萄酒成本低，但是会损失葡萄汁中部分香气成分，而且会使葡萄汁的色泽下降。

2.3 发酵菌种的选择

降低酒中酒精含量的一种有效方法是利用非酿酒酵母的氧化发酵代谢，通过呼吸而非发酵过程来消耗果汁中的部分糖，从而降低酒精度并增加酒中的芳香物质，被认为是获得低醇葡萄酒的最佳策略之一。近年来，研究者发现了许多可用于降低果酒酒精度、改善酒品质的的非酿酒酵母。Wilson J等人[15]从未成熟葡萄中分离出非酿酒酵母来改善低醇酒的质量。刘景等人[16]从自然发酵果蔬汁中分离筛选出一种非酿酒酵母T2，可以显著改善苹果汁发酵风味，适于生产低醇苹果汁饮料。然而，大多数非酿酒酵母菌发酵力弱，无法单独完成发酵。因此，通常需要利用选定的混合发酵剂（非酿酒酵母/酿酒酵母）同时接种或顺序接种来确保酒精发酵的顺利完成[17]。

筛选“低酒精”酵母菌株，通过将其碳代谢从乙醇生产转向其他代谢产物（如甘油） 的方式起作用。谭余良等人[18]筛选出2株产乙醇较低、发酵荔枝酒感官特性较好且有良好应用性能的产香酵母，酿造的荔枝酒果香、酒香良好，香气协调悦人。Wang Z等人[19]通过原生质体同和剂构建了基于酿酒酵母和乙醇假丝酵母的新型重组融合酵母，这项研究表明，筛选出的重组融合酵母具有生产高品质、低酒精苹果酒的巨大潜力。苹果酒的酒精含量为2.0～5.2%Vol，远低于亲本菌株的酒精含量，为生产具有增强香气的低酒精苹果酒提供了新策略。因此，通过筛选合适的菌种控制乙醇含量，相对于其他加工工艺的控制成本低、控制条件简单，没有负面影响。但是如何选择到合适且有效果的微生物是关键。

2.4 发酵工艺和条件的控制

发酵条件和工艺对于限制乙醇发酵有显著效果。终止酒精生成法是目前生产低醇果酒较常用的方法，对品质影响较小，口感醇厚。曹芳玲[20]采用200 mg/L二氧化硫可以有效抑制酒精发酵。薛海燕[21]利用海藻酸钠固定葡萄酒酵母生产低醇葡萄酒，葡萄汁酵母仅需要纱布过滤就能终止发酵。因此，固定化酿造低醇果酒有非常大的发展前景和实际应用价值，但是生产的葡萄酒口感并不是很好。吕文等人[22]采用高压静电场、超声波、巴氏杀菌等方法并结合传统的60 mg/L亚硫酸进行终止发酵，对比了不同处理方式对低醇甜白葡萄酒的稳定性和品质的影响。结果表明，采用超声波2 min处理方式虽然杀菌效果略低于巴士杀菌，但其处理的葡萄酒颜色浅黄带绿、色泽悦人，酒体优雅清爽，该方法是一种提高低醇甜白稳定性的有效方法。低温发酵法也是一种有效控制果酒酒精度的方法，崔艳等人[23]利用低温结合超声波工艺酿造低醇甜白葡萄酒。结果表明，在-2℃低温下处理葡萄原酒5 d，并结合40 kHz超声波处理葡萄原酒20 min，可有效终止后期低醇甜白葡萄酒的继续发酵，获得微生物稳定性高、品质高的低醇甜白葡萄酒。

近年来，一些研究者采取了新的发酵工艺和技术手段来降低果酒的酒精度。张传军等人[24]将膜处理法与终止酒精生成法两者结合起来，利用中空纤维超滤膜在酵母发酵后期，除去多余的酵母细胞，减少酵母产酒精量来生产低醇葡萄酒。Dacache M A等人[25]在发酵过程中用高压脉冲刺激酵母，缩短了苹果酒的发酵时间，降低了苹果酒的乙醇含量。

2.5 发酵后酒精的去除

发酵后酒精去除法，通俗地讲就是在果酒发酵结束后，将部分酒精从果酒中去除，通常有渗透法、分子蒸馏法、二氧化碳萃取法等。渗透蒸发法，即通过渗透蒸发膜，在膜两侧组分的蒸汽分压差的作用下使液体混合物部分蒸发。Liguori L等人[26]对酒精度为12.5%Vol的白葡萄酒通过渗透蒸馏处理，得到了酒精含量从0.3%～9.8%Vol的低醇酒，研究结果表明，酒精含量不同的葡萄酒样品中总酚、类黄酮、有机酸和总酸度没有显著性差异。但是，挥发性化合物的含量随着酒精去除率的增加而降低。分子蒸馏，又称为短程蒸馏，是在高真空条件下进行的非平衡蒸馏。张键[27]利用分子蒸馏法对干红葡萄酒进行脱醇处理，使成品酒的乙醇含量由11.5%Vol降至0.5%Vol以下。二氧化碳萃取法生产低醇葡萄酒的过程不需要加热，易挥发组分损失较少，且降醇能力更高，保留了更多的营养成分，低醇葡萄酒的口感维持效果更佳。杨帆等人[28]研究结果表明，采用二氧化碳萃取法使葡萄酒的酒精含量从11%Vol降低至3.77%Vol，高级醇质量浓度从355.83 mg/L降低至200.97 mg/L，而对其他香气成分基本无影响。发酵后脱去高含量的乙醇，通常需要大型设备或消耗较多的能量，而且由于在脱去乙醇的同时，会损失酒中的风味物质。因此，如何降低脱去乙醇的成本和改善酒的风味是去除发酵后酒精的技术工艺的主要问题。

3 低醇果酒微生物的控制

由于酒精含量低，苹果酸乳酸发酵后微生物滋生和随后变质的风险增加。为了防止微生物污染，可用二氧化硫（亚硫酸）进行连续处理，但是二氧化硫会对环境造成一定的污染，世界卫生组织（WHO）建议减少使用。因此，需要开发更安全的生产方法。加热是一种有效的灭菌器，但由于加热处理会对葡萄酒的风味和颜色等特性产生不利的影响，因此不推荐将其用于葡萄酒灭菌中。研究人员已经提出了其他新的非热方法用于控制腐败菌而不改变葡萄酒的感官特征。张丽华等人[29]比较了高压杀菌、巴氏杀菌、亚硫酸氢钠和高压微射流处理对低醇枣酒品质的影响，结果表明，采用高压微射流处理有望成为枣酒发酵前处理的杀菌处理方式之一，既能减少杂菌污染，同时也能有效保持枣酒的营养成分。Mitropoulou G等人[30]研究结果表明，在6%Vol低醇葡萄酒中在室温或者冷藏条件下添加0.01%V/V肉桂精油或者佛手柑精油可以有效延缓酒中腐败菌的生长，表明他们可以潜在地用作葡萄酒生物防腐剂。

4 结语

在前人的研究基础上，通过对方法的改进和组合提高低醇果酒的产品品质，提高生产效率，这是低醇果酒的发展方向，寻找最佳生产工艺流程，力争实现高速率低成本连续发酵。同时，低醇果酒的国家标准体系还不健全，质量标准控制是薄弱环节，应加强果酒产品保质期、主要技术参数、主要工艺要求等方面的研发，为我国低醇果酒的良性发展奠定一定的基础。相信随着我国经济的发展，人们生活水平的不断提高和观念的转变，低醇果酒产业也必将迎来一个发展新纪元。