果酒催陈技术研究进展

胡文泽，李 淼，郝婉莹，郭东旭，朱锐颖，石 莹，岳国鑫，马凤鸣*

（沈阳农业大学 食品学院，辽宁 沈阳 110866）

我国地域辽阔，果酒酿造资源丰富。果酒酒精度低（一般在8%vol～14%vol）、香气浓郁、营养丰富、健康且时尚，深受消费者青睐，符合未来酒业的发展趋势，具有广阔的市场空间和前景[1-3]。

新酿造出的酒称为新酒或原酒，口感极差、稳定性不足，需要在橡木桶或其他容器中陈酿，以使果酒的各方面品质得到提升。果酒陈酿可分为成熟期-老化期-衰老期三个阶段，成熟期酒中的香气成分和高聚合度物质逐渐增加、积累，改善风味、提升色泽；老化期酒体趋于稳定，物质丰富，口感醇厚；衰老期果香成分开始减少，乳酸增多，使果酒品质大幅下降[4]。目前，国内外各大酒商还是以使用传统的橡木桶陈酿方式为主，不仅费时费力，还占用大量酒窖和酒桶等资源，因此，选用高效、适合的陈酿方法十分重要。本文综述了近年来应用的果酒催陈技术，以期有助于果酒产业的发展。

1 果酒传统陈酿

果酒的传统陈酿也称为自然陈酿，是指经发酵后的新酒在橡木桶等容器中进行一系列复杂的物化反应，从而使其口感丰富柔和、色泽鲜艳、酒香浓郁，整体品质得到提升的过程[5]。

宗绪岩等[6]将酿制好的猕猴桃原酒放入5 L橡木桶中，在15 ℃恒温箱中避光陈酿。在陈酿30 d的过程中，随着猕猴桃果酒陈酿时间的延长，色度、色调、电导率等理化指标均呈现了明显的上升趋势，总酚、溶解氧、游离二氧化硫等呈明显的下降趋势，高级醇、异丁醇和异戊醇总含量都呈现下降趋势，并都在陈酿后期趋于稳定。猕猴桃果酒经橡木桶陈酿后的感官评分达到97.68分，明显高于用玻璃瓶陈酿的79.84分。李小惠等[7]把蓝莓原酒及陈酿1年、2年、3年果酒进行对比分析，研究其中主要香气成分酯类和醇类物质的变化特点。在陈酿过程中，酯类物质含量明显升高，在陈酿2年时达到最高水平；醇类物质含量在原酒和陈酿3年时含量较高。随着陈酿时间的延长，蓝莓果酒的香气成分总含量呈上升趋势，种类和含量也发生了变化，逐渐形成蓝莓果酒的典型香气。李晓娟等[8]对杨梅原酒以及陈酿15 d、60 d和90 d的杨梅酒中甲醇及杂醇油含量进行测定分析。结果表明，杨梅原酒以及陈酿过程中均不含有害的甲醇，杂醇油总量为290.375 mg/L，随着陈酿时间的延长，杂醇油含量逐渐下降，在陈酿60 d后，杂醇油达到较稳定的水平，含量最低至168.221 mg/L，柔顺性得到明显改善。

以上研究表明，果酒经过传统陈酿后，果香浓郁、口感柔和，果酒的品质得到明显改善。但是，传统陈酿也存在着一些不容忽视的现实问题：一是生产周期长，通常在一年以上，严重制约果酒产量、增加了被污染的风险；二是需要长期占用大量的橡木桶、酒窖等资源；三是橡木桶等陈酿容器价格昂贵且利用率低、生产成本较高等[9]。

2 果酒物理催陈

果酒物理催陈方法可以加快果酒的成熟，缩短陈酿时间，使其品质在较短时间内得到改善，达到与传统陈酿果酒的品质相近或更佳的效果[10-11]。

2.1 超声波催陈

超声波催陈是由于超声波处理能够产生强烈的空化作用，使酒体处于短暂的高温高压状态，这种状态使酒中各成分的活化能显著提高，从而促进酒体发生一系列有助于提升果酒品质的物化反应的过程。超声波催陈技术是具有巨大潜能的果酒物理催陈技术之一[12]。

大量研究表明，超声波处理可以缩短果酒的陈酿周期，并改善果酒香气、色泽等品质。崔艳等[13]用40 kHz、200 W超声波处理50 min/次、4 次/周带酒泥葡萄酒后，其多糖含量明显高于微波处理及原酒对照组，色度明显高于对照组；总酚含量有所降低，总酸和pH值影响不大；香气成分中酯类物质含量增加，高级醇含量下降，呈现出生青、苦涩味降低，花香增强、果香减弱的趋势，香气更加平衡，酒体柔和圆润。王婷婷[14]研究发现，20 kHz、100 W超声波处理28 min能够加速红酒可见光谱和呈色参数的变化，使红酒在更短贮存时间内色泽品质得到改善。DEL FRESNO J M等[15]用24 kHz、400 W超声处理葡萄酒后，多糖含量增加了20%，说明抗氧化能力增强；发酵挥发物和总多酚指数（total polyphenol index，TPI）均无显著变化；超声处理对总花青素含量有一定的保护作用，在感官水平上，超声波处理没有引起任何缺陷。李杏华[16]将葡萄酒经180 W超声波处理20 min后，在1个月贮藏期内，其稳定性与原酒一致，并没有发生“回生”现象。

超声波处理设备按能量发散形式可以分为聚能式和离散式两种，目前果酒催陈常用的是聚能式超声波。影响催陈效果的工艺参数主要为超声功率、超声次数、超声时间、振幅、频率等。李杏华[16]研究表明，随超声功率增加、处理时间延长、处理次数增多，葡萄酒的色度值随之提高。LUKIC K等[17]研究发现，振幅和温度越低，处理时间越短，尤其是频率越低，对葡萄酒的化学成分的影响越有利，也越温和。舒杰等[18]研究发现，低频超声波比高频超声波的催陈效果更佳，大部分研究选择的频率在20～60 kHz之间。

同时，工艺参数存在一个最优值，过度催陈处理会产生负面作用。ZHANG Q A等[19]研究表明，在超声温度30 ℃、超声功率150 W、超声波时间30 min时，葡萄酒高级醇的最大减少量为306.75 mg/L，减少率为40.44%，说明处理过量对葡萄酒质量有一定的负面影响。DEL FRESNO J M等[20]采用400 W、24 kHz的超声波处理葡萄酒后发现，挥发物含量明显下降，感官评价要劣于未经超声处理的对照组。LIU L等[21]研究发现，超声处理在1 h之内较为妥善，超声时间过长会使酒体风味下降。

在超声波处理的方式上，舒杰等[18]研究表明，多次间隔超声比一次超声更有效。LIU L等[21]研究表明，玻璃珠的加入是一种很好的研磨剂，当与超声波处理结合时，多糖的释放量增加到对照组的10倍。

综上所述，超声波果酒催陈技术具有显著的催陈效果。但是，仍需深入研究以下几个方面：①针对不同原料果酒，探索最适催陈工艺参数；②催陈反应机理仍需大量研究；③离散式超声波果酒催陈研究；④超声波果酒催陈设备研制。

2.2 超高压催陈

超高压技术（ultra high pressure，UHP），亦称高静水压技术（high hydrostatic pressure，HHP），是指将被加工食品以一定形状或规格进行包装，放在超高压设备的灭菌缸中，通常以水为传压介质，在100 MPa以上的压力条件下保压食品一定时间，从而达到杀菌、灭酶、改善食品特性等作用的一种食品物理加工技术[22-23]。

CHEN X H等[24]采用超高压处理葡萄原酒后，黄烷-3-醇含量降低，酚酸浓度升高，原花青素的含量和结构也发生了变化，其变化趋势与传统陈酿相似。冷慧娟等[25]研究发现，葡萄酒经300 MPa超高压处理30 min后，总酸、挥发酸和还原糖均有所下降，总酚含量变化不明显，杂醇油、酸类、乙醇和醛类的含量均有不同程度的下降，pH值和色度略有升高，总酯、苯乙醇的含量有所上升，随着压力的升高，杂环类物质的含量增多，而且还生成了一些其他物质。SUN X等[26]研究发现，葡萄酒经超高压处理后，葡萄酒的外观、香气和口感得到改善，外观评分明显提高。温海祥等[27]研究发现，300 MPa超高压处理30 min改变了香蕉果酒中香味物质的含量与组成，香气成分检出率减少52种，主要成分减少6种，醇类含量显著增加，酯类含量降低，乙酸乙酯含量升高明显。袁小单等[28]采用400 MPa超高压处理20 min桑葚酒后，醇类、酯类的含量分别增加了1.27%和15.21%，酸类、醛类的含量分别下降了14.21%和12.06%；香气成分的明显变化表明，超高压处理可以促进酸醇的酯化作用和醛类的氧化作用，从而改善桑椹酒香气结构，缩短陈酿时间；感官评定表明，桑椹酒经超高压处理后香气更加丰富柔和。

处理压力和处理时间是影响超高压催陈效果的重要因素。TAO Y等[29]采用超高压处理黑珍珠干红发现，相较于处理时间，处理压力的影响更为重要。另外，超高压处理还可以减少葡萄酒中酚类物质成分。冷慧娟等[25]研究表明，在300 MPa超高压处理30 min后，葡萄酒的口感和风味最佳；当压力达到500 MPa时，葡萄酒的感官品质下降，失去了原有品质。高辰哲[30]采用超高压处理红树莓果酒，150 MPa处理时综合评价最佳，随着保压时间增加，熟果味也随之增加，涩味、金属味下降，苦味显著增加，香料味无显著影响。段卫朋等[31]采用瞬时超高压技术处理葡萄酒后，随处理压力增加，总酸含量逐渐减少，色度和总花色苷含量逐渐增加，总酚含量略有上升；香气化合物中醇类和脂肪酸类物质总含量降低，酯类物质总含量增加，萜烯类无规律性变化。

综合以上研究可以看出，超高压技术对果酒具有良好的催陈效果，是一种有效可行的果酒催陈方法。但是，由于果酒原料种类众多，催陈工艺不同。因此，研究不同原料果酒的处理工艺参数及其催陈机理，是未来研究的方向。

2.3 微波催陈

微波催陈技术是近代科技发展的成就之一，是利用微波的强烈冲击破坏果酒中缔合的分子群，使乙醇分子和水分子在短时间内结合成稳定的缔合分子群。缔合后分子的活性下降，果酒刺激性减弱，从而使果酒的感官品质得到提升；另外，微波能使酒中各分子的内能增加，化学反应速度随之提高，从而使果酒更快成熟[32-33]。同时，微波处理还可以控制微生物的增殖，从而降低微生物污染风险[34]。

谢炎福[35]采用400 W微波处理1.25 min西瓜原酒后，颜色稳定，香味增强，香气变得协调醇和，有些杂味还由于氧化还原反应而减弱或彻底消失，从而达到了催陈西瓜原酒的效果。于立梅等[36]研究了微波炉中火催陈6 min对山竹原酒的总酸、总酯和香气成分的影响，结果表明，微波处理山竹果酒后，总酯含量升高至2.97 g/L，总酸含量由2.21 g/L降低至1.72 g/L，醇类物质含量略有降低，其中，3-甲基-1-醇对山竹酒品质有不良影响，经微波处理后有较大幅度的降低。万子玲等[37]采用400 W微波催陈砂糖桔原酒发现，随着处理时间的延长，总酸持续增加，总糖持续减少，酒精度先降后升，透光率先升后降，滋味更加醇和，具有良好的催陈效果。邱倩玉[38]采用200 W微波处理猕猴桃白兰地4 min后，酒的总酚含量升高至329.2 mg/L，甲醇含量降低为646 mg/L，感官评分达到86分。微波催陈处理使猕猴桃酒口感更加醇和，后味更长。李聪等[39]研究了干红葡萄酒经微波处理后的主要成分、理化指标、感官特性的变化规律，确定420 W微波处理对干红葡萄酒催陈效果最佳，处理5 min时酒的颜色最佳，处理10 min时酒的感官评价最高。袁敏等[40]将枇杷果酒在微波功率800 W条件下处理4 min，总酸含量稍有降低，色泽加深，外观色泽金黄澄清透明，酒香浓郁，品质有所改善。

微波技术具有高效、快速、保鲜、安全等优点，除了用于酒类催陈，在食品杀菌和干燥等方面也有广泛应用。目前，微波技术工业化推广的最大难题仍是微波加热不均匀的问题，而且微波设备大多都是大功率设备，节能问题、微波泄露及保护措施还不完善[41-43]。

2.4 红外催陈

红外按波段一般可划分为近红外、中红外、远红外和极远红外四部分，每个波段都有其特性和规律[44]。红外催陈主要利用红外线热效应对果酒加热的原理，加快果酒中分子运动速度，从而加快化学反应的速率；另一方面，特定波长的红外线与果酒中缔合分子之间的氢键频率一致时会出现共振现象，破坏它们之间的氢键，增加乙醇分子与水分子缔合的几率，从而达到催陈效果[45]。红外技术具有快速、高效、无损、绿色、低成本等优点，被广泛应用于农业、化工、食品和医药等多个领域[46]。

唐玲[47]研究表明，无花果酒随红外照射时间增加，总酸含量不断降低，当照射时间为15 h时，总酸含量显著低于原酒，达到最低值4.90 g/L；总酯含量逐渐增加，在15 h时达到2.25 g/L，在20 h时达到最高值2.28 g/L；感官评分在15 h时最高，为85.50分；透光率在15 h处达到最大值81.60%。综上所述，15 h可作为红外处理无花果果酒的最佳时间。分析原因，远红外线具有高辐射能，当无花果酒被远红外照射时，无花果酒中的各种物质分子能量提高，活化分子的数量增加，分子之间的有效碰撞率提高，因此加快了无花果酒中的酯化反应，从而总酯含量增加。而当处理时间过长时，酒中的酯化反应逆反应增加，同时加速了醇类的氧化，使得总酸回升。信思悦等[48]采用红外催陈无花果原酒后发现，总酯含量明显升高，总酚、总黄酮、多糖和体外抗氧化性能均有不同程度下降。红外催陈15 h时最佳，能使无花果果酒更快成熟，更好的保留了无花果酒的体外抗氧化能力，感官评分达到85.53分。

综上所述，红外催陈可以改善果酒品质，缩短陈酿时间。近几年被逐渐地引入到中国传统的酿酒行业当中，更多的是承担酒体品质鉴别以及组分定量分析等工作[49]。

3 结论与展望

综上所述，与传统陈酿相比，超声波、超高压、微波、红外等物理催陈技术对果酒具有显著的催陈效果，其基本原理是通过提供不同的能量促进酒中各类物质的物化反应，从而加快果酒的成熟，缩短陈酿时间，对果酒产业具有显著的经济效益。此外，除了本文提到的催陈技术，常用的物理催陈技术还有磁场、电场、辐照、激光等，这些方法在果酒催陈中的研究应用较少，一般被用于白酒和黄酒的催陈，且具有一定成效。因此，探究以上方法对果酒的催陈效果，或者采用多种方法联用以寻找最适的催陈方式，也是研究热点之一。同时，针对以上物理催陈技术，根据其催陈加工工艺及技术特点，研制工业化催陈加工设备，为实现果酒催陈技术推广应用提供保障。