龙葵果酒发酵工艺研究进展

李笑妍，王东，迟昕宜，刘凌云，王文靖 ，赵敏，杨莹，谷莉，宗宪春

(牡丹江师范学院生命科学与技术学院，黑龙江 牡丹江 157011)

龙葵(SolanumnigrumL.)俗称苦葵、野辣椒、朱红星星等，属茄科(Angiosprmae)茄属(Solanum)一年至多年生草本植物，在我国分布广泛。中国龙葵有3个种，分别为红果龙葵、龙葵以及少花龙葵，还有一个变种，为黄果龙葵[1-2]。龙葵可以直接食用，也可以加工制成龙葵果酒、果醋、果酱、酸奶、饮料、罐头等产品；目前制作龙葵果酒的方法主要有固态发酵法和液态发酵法，在某些地区也使用浸泡法，将龙葵果泡酒饮用[3]。对龙葵果酒发酵工艺和果酒优化研究进展进行综述，旨在为生产色香味俱全、品质优良、营养价值高的龙葵果酒提供理论基础和技术指导。

1 龙葵的营养成分、保健功能及食品应用

龙葵营养成分十分丰富。龙葵中蛋白质、粗纤维、灰分、淀粉的含量较高，分别为3.01%、2.01%、1.56%和1.22%，有效酸度(pH)为4.69；龙葵果中氨基酸种类多，共17种，其中必需氨基酸总含量高于一些常见果蔬；每100 g成熟的果汁总酸含量为13 g、果糖含量为1.3 g，此外还含有少量果胶和单宁；龙葵含有K、Na、Mg、Fe等矿质元素，在龙葵茎叶中有些元素含量高于果实[1,4]；还含有维生素VC、VB1、VB2和VA，含量分别为40.10、0.0877 、1.057和0.0303[5]；龙葵橙色果实中含有龙葵果碱和α-胡萝卜素[6]。未成熟果实中含甾体皂苷以及生物碱类；成熟龙葵果实中含花青素类，如花青素类红色素，可以作为天然色素在食品行业使用；龙葵浆果的提取物中含有甾醇，酯、酚性化合物以及羟基化合物[7-8]，龙葵中含有多种活性物质，如黄酮、多糖、花色苷、多酚、生物碱等活性物质，其具有抗糖尿病、抗肿瘤、抗氧化和抗增殖等作用。龙葵亚种中的生物活性物质含量与作用有所不同，黑果龙葵中花色苷和总酚含量高，分别为1.01 mg/g、27.16 mg/g，黑果龙葵乙酸乙酯萃取物具有高抗氧化活性；红果龙葵中黄酮的含量高，为18.59 mg/g，红果龙葵石油醚萃取物具有高抗炎活性；黄果龙葵中不含花色苷[9]。龙葵在食品生产中可以用来制成天然果汁、酿造果酒和果醋、制成龙葵罐头、龙葵果酱等，还能用来提取红色素和生物碱[10]。将来有望制成含龙葵成分的保健品、牙膏和漱口水、龙葵口味的口香糖等；在医疗上也有很多作用，比如抗肿瘤、增强抵抗力和疾病预防、治疗胃溃疡、保护肾脏、镇定神经系统等，而且在临床上还应用于消炎药物，治疗跌打损伤、毒蛇咬伤和气管炎[11-12]，龙葵果酒还具有止咳化痰的作用[13]。

2 龙葵果酒发酵工艺研究进展

2.1 龙葵果酒酿造工艺研究历程

1987年王金山等[3]首次开展龙葵果酒相关研究，分析了龙葵果中的营养成分，发现用龙葵酿造的龙葵果酒是高档营养型果酒，采用毒性分析试验和倍数测定法证明龙葵果酒无毒性反应，同时也符合饮料酒卫生要求；其团队通过多次探索得出了酿造龙葵果酒的最佳配方，研制出5种品质良好的龙葵果酒，并设计酿造工艺，见图1：

图1 龙葵果酒酿造工艺流程

在果实选择、果汁榨取、菌种选育、发酵汁的贮存以及调香勾兑的技术措施方面，经过大量研究工作最终提高了果酒品质，为以后的研究提供了一定的理论基础与技术指导。2001年曹军胜[14]以当地成熟龙葵果为原料，选用葡萄酒酵母为酿酒菌种研制了龙葵果酒，其工艺流程，见图2：

图2 龙葵果酒酿造工艺流程

2007年刘志明等[15]通过实验探究了含糖量、温度、酵母菌种类和加量对龙葵果酒质量的影响，并对发酵工艺进行了优化，他们采用单因素试验法和正交试验法确定了龙葵果酒的优化发酵条件，其工艺流程见图3：

图3 龙葵果酒酿造工艺流程

2008年蒋继丰等[16]首次采用液态发酵法酿制龙葵果酒，以果渣为原料，将生产果酒的工艺参数进行了优化，该实验的工艺流程如图4：

图4 龙葵果酒酿造工艺流程

2011年罗永华等[17]采用单因素试验和正交试验结合的方法优化了影响龙葵果酒品质的因素，优化了龙葵果酒发酵的工艺条件，其工艺流程如图5：

图5 龙葵果酒酿造工艺流程

2.2 龙葵果酒发酵工艺流程及注意事项

2.2.1 工艺流程。龙葵果酒的发酵流程大致可分为几个步骤。

图6 龙葵果酒酿造工艺流程

2.2.2 注意事项。在分选龙葵果实时，一定要将未成熟的绿色果实和霉烂果实剔除，应该选用果粒饱满、成熟、乌黑的浆果，同时也应去除杂草、叶梗、果叶等杂质；由于龙葵果实易碎，故可以采用流水清洗或者在不锈钢清洗槽中通入压缩空气的方法来去除龙葵果表面的泥沙、尘土等杂质，龙葵果实不易保存，故可以将洗净沥干后的果实冷冻备用；在破碎时要注意将果实破碎粒度和破碎程度控制在合适的范围内，与空气接触的时间也应尽量短，应在破碎过程中或在破碎后立即调整糖度和酸度，有些研究在浆体中加入了一定量的SO2，目的是祛除浆体中的溶解氧，以避免部分营养物质被氧化，同时有提高酸度、护色的作用，还能杀死无用细菌，抑制酵母生长；酒精发酵中使用不同种类的酵母菌酿造的果酒质量也不同，有些研究采用单一酵母发酵；若想节省时间或改善果酒风味，还可以采用复配酵母发酵[3,6,14-15,17]。

2.3 龙葵果酒发酵工艺优化研究进展

刘志明等[15]总结出影响龙葵果酒发酵品质的3个主要因素，包括发酵温度、糖度、酵母种类及加量；他们用正交试验法确定了因素、水平和工艺优化条件；实验结果显示龙葵果酒酿造的工艺优化条件为：将含量为17%的龙葵果浆体高温高压灭菌，再用复配酵母(比例为果酒酵母3份：活性干酵母1份)发酵，质量加量为果浆体积的1.3%，放入培养箱中恒温发酵(控制温度在26 ℃下)，发酵5 d时间，制得的果酒酒精含量为8.5%，酒液晶亮透明且色泽浅黄，酒体协调、风味独特、香醇诱人，无浑浊现象，具龙葵果特有香气。罗永华等[17]采用单因素试验法研究影响发酵过程酒精度的3个主要因素，包括接种量(酵母菌)、添糖量及发酵温度；采用正交试验法确定龙葵果酒的最佳发酵工艺；其确定的最佳发酵工艺为：接种量(酵母菌)为 30%，发酵液的添糖量为 15 g，发酵温度为 30 ℃，发酵时间为 6～7 d。张丽等[18]的研究有一些创新点，为龙葵果酒发酵液的处理提供了新的思路，首次采用高压微射流技术处理龙葵果，高压微射流技术是新兴高压均质破碎技术，此技术得到的龙葵果汁均匀细腻，稳定性高，多酚、黄酮等活性物质含量更高；他们还采用植物乳杆菌和酵母菌混菌发酵，得到总多酚含量较高的龙葵果发酵液，为优化龙葵果酒发酵的技术提供了参考。张彦等[19]采取比固态发酵法的工艺更易控制、发酵速度更快的发酵法(液态表面发酵法)来发酵龙葵果酒，研究了4个影响因素，包括接种量、发酵温度、初始糖度以及pH，且采用龙葵果渣酿制，确定的最佳发酵条件是：接种量为8%，固液比为1∶4，发酵温度为22 ℃，初始糖度为18%，pH为3.4，发酵时间(主发酵7 d后陈酿2个月，在4000 r/min下离心25 min，此条件下生产出的果酒能够充分利用果渣中所含营养物质，制得的果酒口味纯正，香气浓郁，酒液澄清。

刘志明等[15]研究发现使用三种不同的酵母：果酒酵母、葡萄酒酵母和活性干酵母酿造出的龙葵果酒在发酵速度和发酵风味方面有各自的优点，比如：从发酵速度的角度看，活性干酵母最快，葡萄酒酵母次之，果酒酵母最慢；从发酵风味的角度看，果酒酵母最佳，活性干酵母次之，葡萄酒酵母最差；学者在单因素试验结果的基础上又进一步通过正交试验得出：若采用将果酒酵母和活性干酵母以不同比例混合加入果浆的方法进行酒精发酵，可以发挥两种酵母的优点，可以节省时间并改善果酒风味，研究表明果酒酵母和活性干酵母混合比例为3∶1时最优。

3 存在的问题

3.1 技术问题

在龙葵果发酵制备果酒的过程中，厌氧发酵有2种转化形式，一是将糖转化成酒精，二是将糖转化成醋酸，后者需要温度维持在32～33 ℃左右；然而温度在33 ℃左右时，糖不转化为酒精而转化为醋酸，所以在酿造后期酒精度会下降，故应在发酵达到最高酒精量时及时结束发酵[17]。

3.2 龙葵无专用酿酒酵母

目前龙葵果酒发酵主要采用单一酵母发酵或复配酵母发酵，选用的酵母种类主要包括葡萄酒酵母、活性干酵母和果酒酵母等[15]，没有龙葵果专用的酿酒酵母，可能是由于龙葵果酒相关研究相对其他果酒较少，市面上龙葵果酒产品也不常见，但酵母对果酒发酵有着十分重要的作用，相当于酿造果酒的“灵魂”，与果酒的品质与口味息息相关，因此，选育果酒专用酵母，能促进果酒产业发展；虽然在自然条件下大多水果与其专用酵母拥有最适的配合关系，但自然来源的菌种往往存在一定缺点，比如：乙醇产量低、凝集能力弱、高级醇产量高、对SO2耐性差等；过去一直在进行专用酵母的筛选研究，许多发酵性能好的菌株被筛选出来，但后续的研究缺乏延续性[20],因此,龙葵果酒酵母的筛选研究是必要的，可以提升果酒品质。

4 前景与展望

龙葵果的果实不易保存，易破碎、腐烂变质，酿成果酒不但可以解决龙葵果实难以保存的问题，还可以充分发挥龙葵的经济价值，龙葵的开发价值很高，不但营养成分丰富，而且有很高的药用价值。如今龙葵果酒发酵工艺的相关报道相比其他植物果酒还比较少，现有的研究主要是通过单因素试验法和正交试验法来测得果酒发酵的最佳工艺条件，在发酵工艺优化上取得了一定的进展，但仍缺乏专用酿酒酵母、果酒香气分析、澄清工艺、果酒质量稳定性等方面研究。未来可以从龙葵果酒专用酵母的选择，如何增加龙葵果酒稳定性等方面研究，提高龙葵果酒的品质。