我国苹果酒的开发现状与前景

王博，杨劝生*，谢晓弛

1. 甘肃工业职业技术学院（天水 741025）；2. 甘肃丰收农业科技有限公司（天水 741020）

苹果（Malus pumilaMill.）是蔷薇科苹果亚科的苹果属植物，能够在大多数气候条件下生长，其中南纬35°～北纬50°是其生长的最佳地带[1]。在我国苹果是仅次于柑橘的第二大水果品类，渤海湾地区（山东、河北、辽宁）、西北高原地区（陕西、甘肃、山西）、黄河故道地区（河南、江苏、安徽）及四川、云南、新疆等地区均有种植，种植面积与产量整体呈波动增长态势，但增速已放缓。2020年我国苹果的种植面积近2×106hm2，产量约4 407万 t，其中以陕西省苹果产量最高，达1 185万 t[2]。我国耕地资源匮乏，依靠扩大种植面积增加苹果产业的产量和产值并不可取，形成以苹果为中心的精深加工产业链，既可有效缓解果品成熟上市时间集中、冷链贮藏运输等方面的压力，又可满足消费者除“鲜食”以外的多元化口味需求，逐步实现苹果产业的可持续发展。我国市场上常见的苹果加工产品可分为四大类：苹果物理加工产品，如非浓缩还原（NFC）果汁、苹果脆片、干装苹果罐头、苹果粉等；苹果化学加工产品，如苹果中提取的多酚、果胶、膳食纤维等功能性成分；苹果发酵产品，如苹果醋、苹果酒、苹果酵素等；废料二次利用产品，如苹果籽油、果渣饲料等，其中苹果酒是苹果高附加值产品开发的主要方向之一。世界上主要的苹果酒消费地区有西欧（55.7%）、非洲（12.0%）、北美（12.0%）、澳大利亚（8.0%）和东欧（6.4%），市场供应链成熟，产品各具特色，有甜型酒、干型酒、起泡酒、冰苹果酒等不同种类，具有广泛的社会和消费认知基础[3-4]。在我国，苹果酒是近年来才广泛进入大众视野，苹果酒规模化生产企业较少，主要集中在山东、甘肃、河南等地，苹果酒品牌也尚未走向全国化。对苹果中的营养物质与生物活性成分进行介绍，分析苹果酒的市场前景及产品开发中亟需解决的问题，旨在为从事苹果营养和生物活性成分基础研究的科研人员和苹果酒产品研发人员提供参考。

1 苹果中的营养物质及生物活性成分

苹果营养全面均衡，每百克苹果（可食部分）可提供48 kcal能量、13.5 g碳水化合物、1.2 g不溶性纤维、4 mg钙、12 mg磷、3 μg RE总维生素A和4 g抗坏血酸等人体所需营养素[5]；苹果中的有机酸、芳香类物质可增进食欲，帮助消化；苹果中丰富的植物化学物质赋予了苹果抗菌、抗氧化、降血糖和增强免疫力等功能特性[6-7]。杨蕊嘉[8]在苹果中提取的类黄酮类化合物——山奈酚对幽门螺旋杆菌生长具有显著的抑制作用，为幽门螺旋杆菌的临床治疗提供新思路。氧化损伤与癌症的发生和发展关系密切，苹果中的植物化学物质具有显著的抗氧化能力。Eberhardt等[9]将结肠癌细胞系Caco-2暴露在含有不同浓度苹果提取物的环境中，苹果提取物质量浓度超过20 mg/mL时，癌细胞增殖受到剂量依赖性抑制；与无皮苹果提取物相比，有皮苹果提取物可显著减少肿瘤细胞增殖，质量浓度50 mg/mL时，其抑制率分别为43%±1%（有皮）和29%±4.1%（无皮）。将50 mg/mL苹果提取物作用于HepG2人肝癌细胞也表现出类似的增殖抑制作用。由此可见，苹果中的植物化学物质可阻止体外新癌细胞的生长和现有癌细胞的扩散，且果皮中的抗氧化物质含量多于果肉。王迁[10]利用原子吸收光谱法测定洛川苹果中微量元素的含量，结果表明洛川苹果果皮和果肉中Ca、Cu、Zn、Fe、Mn、Mg这6种微量元素的含量较高，且果皮中的微量元素含量大于果肉。因此，不论是鲜食还是精深加工，对苹果皮及其所含营养成分的保留、保护或提取利用显得尤为重要。

苹果中的膳食纤维有助于在人们进食后获得饱腹感，减缓消化速度。24年的3项大型前瞻性队列研究发现，长期摄入像苹果和梨这样高纤维、低GI值的水果有利于控制体重[11]。与不吃苹果的人相比，每天吃一个或多个苹果的人患2型糖尿病的风险降低28%[12]，这可能是因为食用低GI的水果后会产生低血糖峰值，减少血糖大幅度波动，降低餐后饥饿感，防止暴饮暴食。此外，苹果中的果胶作为一种可溶性纤维，对预防便秘、降低低密度脂蛋白有一定作用，而且果胶可被结肠中的有益细菌发酵产生短链脂肪酸，其在预防某些癌症和肠道疾病等慢性疾病中发挥重要作用[13]。有动物实验表明，苹果中与果胶纤维结合的植物化学物质，有助于减少心脏和血管中的自由基损伤并具有降低胆固醇的作用[14]。日常苹果摄入量高的人群患中风风险显著低于苹果摄入量低的人群[15]。

基于生物转化作用的微生物发酵可使苹果中的生物活性物质结构和类型发生改变，产生新的有机酸、酚类和挥发性化合物等，降低糖含量，赋予苹果发酵产品独特的风味口感[16]，其在促进血液循环、新陈代谢、调节酸碱平衡、消除疲劳、降血脂和促进排毒等方面具有积极的作用[17-18]。发酵苹果汁、苹果酒、苹果醋和苹果酵素是常见的苹果发酵产品，其主要生产工艺流程如图1所示。

图1 苹果发酵产品生产工艺流程

苹果酒是以苹果汁或浆为原料，经部分或全部发酵而成的含酒精饮料，与葡萄酒和啤酒在历史上同时期出现[19]，是世界上的第二大发酵果酒，具有酒精度低、色泽清亮、酒香果香协调和适口性好等特点[20]。苹果酒的传统制作方法是利用果皮上或环境中的微生物自然发酵而成，新榨的苹果汁在利于发酵的条件下放置几天后发酵会自动进行。现代化的生产方法是先去除果汁中原有的微生物，接种酿酒酵母或其他发酵菌种，在一定温度下进行酒精发酵，经澄清、灭菌后得到[21]。苹果品种、发酵菌种、关键生产工艺等对苹果酒化学成分和品质都会产生较大影响。

2 苹果酒的开发现状

2.1 苹果品种

苹果品种在很大程度上影响最终产品质量。一般具有一定酸度、单宁含量的品种更适合生产苹果酒[22]。在英国、法国、西班牙等苹果酒酿造历史悠久的国家，其苹果酒生产商具有稳定、低价的酿酒专用苹果品种供应，由此可酿造出酸、甜、涩和苦味平衡、品质一致的苹果酒。国内的苹果酒生产商大部分以富士、秦冠等适合鲜食的苹果品种作为原料加工生产，其果汁酸度偏低，酿造的苹果酒风味弱、口味淡[23]。因此在实际生产过程中必须调整苹果汁中糖酸的比例以平衡苹果酒的风味和酒精含量。苹果汁中的糖主要为果糖、葡萄糖和蔗糖，在酒精发酵初期蔗糖被酿酒酵母释放的外源酶水解为葡萄糖和果糖，随着发酵的进行，葡萄糖和果糖经糖酵解生成丙酮酸，丙酮酸脱羧形成的乙醛会被进一步还原成乙醇。因此，在发酵过程中糖含量逐渐下降，酒精含量逐渐上升，糖含量基本上决定了成品苹果酒的酒精度，但果汁中的糖通常不会被完全消耗；苹果汁的酸度使苹果酒带有涩味，通过添加水、柠檬酸、苹果酸等方法可将果汁的pH降至理想范围，也可添加不同品种的苹果汁或其他水果汁弥补果酒在风味口感上的欠缺[24]。但这无疑增加了加工环节和劳动成本。王楠等[25]从“嘎拉”苹果高类黄酮含量优异种质CSR6R6杂种后代中选育出果肉鲜红、肉质酥脆、酸味略重、适合高类黄酮苹果酒酿造的新品种。赵培磊等[26]培育的苹果杂交后代品种（系）“鲁加4号”“赛金”“瑞红”“7-C-102”的果实出汁率、糖度和酸度较高，表现出良好的酿酒特性，用其酿造的苹果白兰地酒澄清透明，果香、酒香良好，风味典型性明显。

感官特征是消费者评价果酒品质的主要方法。根据消费者的偏好，不同国家的苹果酒的感官特征往往有很大的不同。为迎合我国消费者低醇化、强果味的喜好，引进和培育苹果酒酿造的专门品种、建立具有我国特色的苹果酒感官评价体系可逐步树立我国苹果酒行业的整体形象；致力于采收方法高效便捷化、果园数字化改进可有效提升苹果酒生产原料的品质。目前赵州雪花梨果酒、蓝莓酒、荔枝酒、山楂酒、猕猴桃酒等果酒产品的地方或行业标准已建立，2020年中国酒业协会发布苹果酒的团体标准（T/CBJ 5104—2020《苹果酒》），2021年农村农业部颁布苹果的数字果园建设规范团体标准（NY/T 3990—2021《数字果园建设规范 苹果》），有助于进一步建立苹果酒完整的评价体系、技术标准体系和质量控制体系，规范苹果酒原料的种植和采收环节。

2.2 发酵菌种

菌种的选择对苹果酒的风味有很大影响。酵母菌对酸有很高的耐受性，利于其在低pH的苹果汁中存活和生长，常被用来酿酒。商业用酿酒酵母具有副产物少，耐高浓度酒精、糖和亚硫酸盐，可沉淀和低突变率等优点。秦子涵等[27]利用酿酒酵母发酵的苹果酒中乙醇、乙酯类物质、高级醇及脂肪酸的含量较高，果香愉悦，而德尔布有孢圆酵母发酵的苹果酒中大部分的挥发性香气物质含量较低。在发酵过程中，乙醇、糖、单宁、酯、甲醇和挥发性酸的含量和产生速率、酒体颜色变化等苹果酒的质量特征受特定酵母菌株的影响[28]。Bandic等[29]发现酵母菌株FermolBlanc发酵的苹果酒中琥珀酸的含量比Lalvin EC1118菌株更多。徐菁苒等[30]筛选出具有良好发酵特性的高产谷胱甘肽的酵母菌株Y-18，可显著降低苹果酒的褐变程度。

在酒精发酵前和过程中加入矿物盐或其他营养物质也会影响酒精发酵的动力学参数，从而影响果酒品质。镁有助于防止温度升高和乙醇毒性引起酵母细胞死亡，钙可与酵母细胞壁结合，在发酵过程中起着重要的絮凝作用[31]。Villar等[32]通过可见-近红外传感器系统获得的光谱与苹果酒质量参数建立相关性，对发酵过程进行实时监控并采取纠正措施。Bortolini等[33]在发酵时固定化苹果渣，提高酒精发酵速率、苹果酒的抗氧化活性并有效利用果渣副产物。郭丽等[34]发现在酒精发酵过程中添加氮源可加快酵母菌发酵速率，在酵母菌生长稳定期添加有利于挥发性香气物质的生成，对改善苹果酒的风味意义重大。

在酒精发酵后期或结束后会进行二次发酵，即苹果酸-乳酸发酵，英国和法国的苹果酒生产商认为苹果酸-乳酸发酵是苹果酒后熟过程的一部分[35]，其主要是在乳酸菌的作用下，通过苹果酸-乳酸酶将酸涩的L-苹果酸脱羧基降解为柔和的L-乳酸，释放一定量的CO2，对苹果酒的酸味起“软化”作用，提高酒体中B族维生素的稳定性，对苹果酒风味具有关键的修饰作用[16]。果酒风味是消费者对果酒认可的重要指标，而香气物质是决定风味的重要因素。为改善苹果酒的香气，非酿酒酵母也常常被于果酒发酵。与酿酒酵母发酵的苹果酒相比，菌株S.pomb酿造的苹果酒中的苹果酸含量和酸味有所降低[28]。高鸿等[36]利用酿酒酵母菌株CICC 1750和非酿酒酵母粟酒裂殖酵母菌株CICC 1757协同发酵，有效改善苹果酒口感，提升苹果酒香气品质。

苹果酒发酵是一个复杂的微生物代谢过程，对微生物菌落组成和化合物演变建立动力学模型，可有效预测发酵过程微生物共性演变；利用基因工程对酿酒菌种进行改良与筛选、研究菌种的耐受性等可为苹果酒的品质提升提供有力的技术支撑。

2.3 关键生产技术

苹果酒生产过程中杀菌、澄清和酚类化合物的监控等关键生产技术的突破对苹果酒品质提升意义重大。

2.3.1 杀菌技术

二氧化硫、亚硫酸盐是果酒酿造过程中普遍使用的防腐剂、抗氧化剂，还具有抑制褐变、增酸的效果，成本低，但有一定毒性，过量使用会影响体内正常酶活[37]。GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》中规定果酒中二氧化硫的最大使用量为250 mg/L。欧洲现有立法允许苹果酒中亚硫酸盐最高添加量为180 mg/L[38]。张大为等[39]将酸枣仁和丁香的水提取物混合液作为SO2的天然替代物，在果酒发酵过程中SO2的使用量降到常规用量的30%～35%。二甲基二碳酸盐又名维果灵，是一种广谱、高效的防腐剂，国外将其用于果汁、果酒的冷消毒灭菌，其最适杀菌pH为4.0，水解后生产微量的CH3OH和CO2，不会向果酒中引入其他化学成分，不影响人体健康和产品品质，我国允许其在果蔬汁饮料、碳酸饮料等产品中作为防腐剂使用，是一种潜力较大的非热杀菌助剂。邓莎莎[40]发现二甲基二碳酸盐能很好地抑制荔枝汁中天然污染菌的生长，尤其对酵母菌、乳酸菌和霉菌的杀菌效果显著高于亚硫酸盐，并且对荔枝果酒也起到一定的增酸作用，提高了荔枝果酒乙醇得率，可以作为亚硫酸盐的替代或部分替代品使用。郭换丽[41]将二甲基二碳酸盐与Nisin联合使用，对荔枝汁中的肠膜状明串珠菌和枯草芽孢杆菌起到较好的协同杀菌效果。巴氏灭菌是果酒生产中效率较高的热力灭菌方法之一，但容易引起产品褐变、营养成分破坏和风味损失。高压杀菌技术是在室温或低温、不破坏食品本身的质地风味与色泽的情况下进行有效杀菌，在果酒的杀菌、催陈中取得较好效果，高辰哲[42]利用超高压技术处理红树莓果酒达到理想的杀菌和催陈效果，产品品质显著提高。温海洋等[43]采用超高压技术处理香蕉果酒取得较好的杀菌效果，但香蕉果酒中的功能性成分、矿物质和香气成分损失较大，杀菌工艺还需进一步优化。张丽华等[44]发现高压微射流杀菌处理对枣酒的营养物质破坏较小且对酒体明亮度和酒精度有提升效果。

2.3.2 酚类化合物的监控

酚类化合物是苹果中丰富的植物化学物之一，被证明能降低患糖尿病、癌症、心脑血管等慢性疾病的风险[33]，同时酚类化合物也是影响苹果酒质量的关键因素，其可调控发酵过程的微生物代谢、影响苹果酒的色泽、收敛性和苦味等感官品质[45]，因此在苹果酒生产过程对酚类物质的监控是研究重点。苹果中的酚类物质主要包括黄烷-3-醇类、黄酮醇类化合物、羟基苯甲酸类、二氢查耳酮、花色苷类等五大类[46]。苹果酒中酚类物质的含量受苹果品种、成熟度和加工方法等因素影响，以常规方法发酵的苹果酒总酚含量的减少是不可避免的，其中黄烷醇类化合物（单体形式和原花青素）是随酒精发酵而减少的主要酚类物质[47]，这与原花青素聚合作用和酵母对其生物转化和吸附有关[48]。而黄酮醇因其几乎完全存在于外果皮中[49]，如果在榨汁过程中丢弃了果皮会造成大量损失；此外，在磨碎和压榨过程中酚类物质也会因多酚氧化酶氧化降解为醌类物质而造成损失[50]，如在此过程中进行热处理或除氧可有效抑制氧化，减少损失。

2.3.3 澄清技术

在苹果酒陈酿过程中，酚类化合物通过范德华力与果酒中的果胶、蛋白质发生胶体吸附作用，同时捕集其他悬浮固体形成沉淀[45]，使酒体浑浊、风味变差、功能成分减少，破坏果酒品质[51]。因此，澄清在苹果酒生产环节显得尤为重要，其主要目的是除去菌体和易浑浊物质。澄清方法有自然澄清、澄清剂澄清、超滤技术或多种方法联用，常见的澄清剂有活性炭、硅藻土、壳聚糖及其衍生物、蛋清等[52-53]，但会因吸附作用而损失部分风味物质。康三江等[54]利用超声辅助微滤澄清工艺有效降低苹果酒浑浊度并有效地保留大部分风味物质。

寻找高效、无毒的抗氧化剂、抗菌剂一直是果酒研究人员面临的重要课题。利用声、光、电、磁、力等物理学方法改进苹果酒关键生产技术是苹果酒产业高效、节能发展的方向之一。中国酒业协会果酒发展委员会与各高校、研究院所和企业成立中国果酒研究院，针对我国果酒行业共性难题，建立产学研合作联盟，加快实现苹果酒生产关键技术的突破、企业研发能力的提高，从而有效推动苹果酒产业向品牌全国化发展。

3 结语

苹果酒产业是劳动密集型和技术密集型相结合的产业，开发高品质的苹果酒对我国苹果精深加工和果酒行业的发展都发挥重要的作用。我国苹果酒市场目前还处于成长期，苹果酒的市场渗透率和消费频次还有很大的提升空间。一方面，随着消费水平的提升以及食品、医疗卫生等权威人士的正确引导，消费者健康消费意识增强，对高酒精度酒的消费逐渐回归理性，对低酒精含量饮料的需求会逐渐增加，借此可扩大苹果酒产品的受众人群、提高已有消费者与产品之间的黏性，是我国苹果酒市场发展的机遇；另一方面，标准体系与质量控制体系建立是苹果酒产业发展重心，从品种、采摘、园艺管理等方面建立标准，以收获高品质原料为后续生产创造有利条件，借鉴葡萄酒、饮料、乳制品行业中优秀企业的成熟质量管理经验，将HACCP质量控制体系、6σ质量管理体系、SOP标准操作流程等与实际生产结合，建立一套适合苹果酒生产企业的质量管理体系是提升我国苹果酒品质、树立行业标杆企业的必由之路。