果酒中香气化合物的生物转化与调控机制研究进展

田怀香，熊娟涓，于海燕，陈 臣，娄新曼

（上海应用技术大学香料香精技术与工程学院，上海 201418）

未来食品发展兼具“健康”与“美味”双导向，果酒风味诱人、低酒精度（乙醇体积分数0.5%～15%）和高营养价值（如维生素、多酚、低聚糖等）等优点符合消费者口味与健康需求，因此倍受喜爱。根据中国产业信息网报道，2021年我国果酒产量约为205.3万 kL，市场规模突破千亿元。发展果酒产业不仅有利于丰富水果的精深加工产品，还能提高水果资源的高值化利用，具有广阔的市场前景，而发酵原料及发酵工艺的不同也使得果酒中香气化合物各具特点。

不同微生物在果酒发酵的各个阶段扮演着相应角色，其生长代谢、产酶能力和酶活力及菌种间相互作用都对果酒风味形成具有重要意义。水果中存在大量香气前体物质（如糖、糖苷、氨基酸等），这些物质通常不具有香气属性，经微生物、酶的作用发生一系列生化反应，进而转化为香气化合物。如香叶醇、香茅醇等萜烯类化合物，通常以无味的糖苷结合态形式存在，利用微生物发酵过程分泌的糖苷酶催化糖苷键水解，释放具有香气的游离糖苷配体，从而对果酒起到增香作用。生物调控是形成果酒最佳或理想风味的关键手段，深入了解微生物、酶与香气间的关系，对于控制果酒发酵，提高果酒风味品质具有重要意义。

本文综述不同果酒中主要香气化合物及其生物转化途径，阐明香气前体物质对果酒香气的贡献；探讨微生物和酶对果酒香气化合物的生物调控机制，并展望未来果酒的研究热点，为建立以风味导向为基础的果酒定向调控方法提供技术参考。

1 果酒中主要的香气化合物

香气是衡量果酒风味品质的关键指标，按香气化合物结构的不同可分为酯类、醇类、萜烯类等，正是各种香气成分的协同相互作用形成了果酒的特征香气，并随着发酵工艺（图1）的不同而有所差异。

图1 果酒的发酵工艺Fig. 1 Fermentation process of fruit wine

酯类物质被视为果酒香气的主体成分，可赋予果酒果香和花香属性，它们主要来源于酵母的生物合成或在脂肪酶作用下催化酸和醇发生酯化反应生成。高甜甜等发现辛酸乙酯、庚酸乙酯、乙酸乙酯和月桂酸乙酯为杨梅果酒的主要酯类，且辛酸乙酯和庚酸乙酯为新增发酵香气，含量在发酵过程呈现上升趋势。果酒香气的形成除了香气化合物自身阈上浓度贡献，还存在阈下浓度的协同增效作用。樱桃酒中癸酸乙酯和水杨酸甲酯含量虽低于阈值浓度，但在重组模型中二者可以明显提高果酒的甜香和果香属性，并降低嗅觉阈值。与25 ℃相比，低温条件（15 ℃）下发酵的葡萄酒中检测到更多的丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸异戊酯等。这主要与酰基转移酶有关，低温条件下该酶活力更强，更有利于酯类物质积累。

高级醇是具有3 个及以上碳原子的一元醇总称，在发酵过程主要通过降解代谢和合成代谢两种途径生成。其中，合成途径是通过丙酮酸脱羧酶、脱氢酶将葡萄糖代谢产生的酮酸经脱羧、脱氢还原成高级醇；而降解代谢是氨基酸通过转氨作用生成的酮酸，在转氨酶和脱羧酶作用下形成醛，最终转变为高级醇（图2）。随着李子果酒发酵的进行，异戊醇含量先升高后下降，随后趋于稳定，而苯乙醇含量呈明显上升趋势。适量的高级醇可以增强果酒的果香和花香特征，但浓度过高会造成口感粗糙苦涩并具有较强的致醉性，因此，果酒发酵过程应严格控制高级醇的产生。

图2 香气化合物代谢的一般途径Fig. 2 General pathways for the synthesis of aroma compounds

酸类化合物主要来源于果实本身，适量的酸类物质可以为果酒带来清爽口感，使酒体更加圆润，也有助于陈酿过程香气的进一步演变。榴莲果实中的丙酸、戊酸、庚酸和壬酸在发酵过程被代谢，含量到微量水平，并生成相应的酯类物质，如丙酸乙酯和己酸乙酯，而辛酸和癸酸随着发酵过程的推进含量增加至适当水平，从而赋予果酒奶香风味。于海燕等通过计算香气活力值，确定癸酸、月桂酸等为黄桃果酒的主要酸类物质，在发酵后期酸类化合物含量增长了5～8 倍，赋予果酒温和的椰子香及果香属性。

醛酮类化合物是果酒香气的重要协调成分，虽然在果酒中含量低，但其阈值较低，对果酒香气具有不可忽视的作用。Dellacassa等发现菠萝酒中存在3-羟基-2-丁酮、2-戊酮、苯甲醛等醛酮类化合物，赋予果酒奶香、苦杏仁和香蕉等香气属性，这也是醛酮类化合物首次在菠萝酒中被报道。在柚子酒发酵过程中醛、酮类物质含量先下降后上升，而柠檬醛等物质仅存在于发酵早期和中期，因此，可根据其含量判断果酒的发酵程度。此外，醛酮类化合物间也可通过协同作用提高风味感知。当酸奶中2,3-丁二酮、乙醛和3-羟基-2-丁酮质量浓度比为4∶16∶32时，可以显著降低各化合物在酸奶中的香气阈值，使整体香气强度达到最佳。

萜烯类化合物主要由香气前体物质经水解或酵母发酵代谢产生，萜烯类糖苷也是最早鉴定出的香气糖苷。大多数萜烯类物质的形成与非酿酒酵母（如、、sp.等）和酿酒酵母（）的混合发酵及其分泌的糖苷酶活力有关。高产葡萄糖苷酶的酵母菌种发酵的桑葚果酒中香茅醇、香叶醇和橙花醇等萜烯类含量较高，可赋予果酒更多的果香、甜香、青香、铃兰和柑橘香气。研究表明，香叶醇与香茅醇以非竞争方式与人嗅觉受体上足够多的活性位点作用，随着二者含量增加，香叶醇与香茅醇与更多的活性位点结合，香气强度增大；而当二者含量增加到一定水平后，香茅醇会抢占原本与香叶醇作用的活性位点，使整体香气强度逐渐减弱。

2 果酒中香气化合物的生物转化

按照不同工艺阶段，果酒香气可分为品种香、发酵香和陈酿香，本文主要对品种香和发酵香进行介绍。品种香直接来源于果实的香气物质，主要由果实自身含有的可溶性糖、氨基酸和脂肪酸等香气前体物质水解形成。而果酒的发酵香则是微生物通过乙醇发酵或苹果酸-乳酸发酵（malolactic fermentation，MLF）将果实中的香气前体物质转化为高级醇、乙酯类等物质（图2）。

2.1 香气前体物质对果酒香气的贡献

2.1.1 糖及糖苷

碳水化合物不仅为酵母菌代谢提供主要能量来源，而且果酒的品种香也主要来自于碳水化合物的次生代谢产物。首先，葡萄糖代谢生成丙酮酸，然后经脱羧、脱氢作用转化为乙醇，并在脂肪酸酰基辅酶A和酰基转移酶的催化作用下生成酯类化合物，而脂肪酸酰基辅酶A在磷酸转移酶的催化作用下生成酸类化合物。发酵体系中糖的种类、含量以及挥发性化合物极性和疏水作用均会影响香气释放。葡萄糖的添加会提高葡萄酒植物香和花香属性，果糖和蔗糖会极大改善青草味，而麦芽糖则有助于花香、酯香、果香和甜香的形成。与蔗糖作为碳源进行发酵相比，将糯米作为青梅酒碳源，可提高酒中酯类和醇类含量，且1-己醇和苯甲醛为糯米发酵特有的代谢产物。Pan Xin等发现添加5%（质量分数）的葡萄糖或果糖后，由于盐析效应，芒果汁中丁酸乙酯浓度显著增加，而15%（质量分数）的添加量分别导致月桂烯含量显著降低55%和48%（＜0.05），这可能是由于高质量分数蔗糖增加了果汁黏度，或增强了香气化合物与糖的疏水作用，进而阴止香气成分的释放。

香气糖苷是以非挥发性键合态形式存在，香气物质以苷元形式与糖基通过糖苷键结合，可在糖苷酶作用下释放出游离芳香物质。彭邦远等采用杏仁葡萄糖苷酶对刺梨汁中键合态萜烯进行酶解，26 种新增香气成分被释放。采用葡萄糖苷酶水解‘媚丽’葡萄和葡萄酒中的萜烯类化合物后，芳樟醇含量明显增多，提高了葡萄酒花香和柑橘香气属性，而同时接种酵母和糖苷酶水解更有利于苯乙基类和酯类物质的产生，发酵香与品种香相互作用，丰富了葡萄酒香气。一些挥发性酚也以糖苷形式存在，如丁香酚。在蓝莓酒发酵过程中酿酒酵母和非酿酒酵母产生的葡萄糖苷酶可选择性水解酚类糖苷，使丁香酚含量显著升高。由于酶具有反应温和、专一、高效等特点，可最大限度地提高香气化合物产量，在改善果酒风味方面具有广泛的应用前景。

2.1.2 氨基酸

氨基酸代谢过程主要是支链酮酸在脱羧酶的催化下生产醛，然后通过乙醇脱氢酶转化为醇，进而与脂肪酸酰基辅酶A在酰基转移酶的作用下生成酯类物质，或是在磷酸转移酶的催化作用下生成酸类物质（图2）。与铵盐相比，氨基酸作为营养补充剂更有利于乙醇发酵，如精氨酸、缬氨酸对的生长和发酵速率均具有积极作用，并能促进异丁醇、苯乙醇和异戊醇的产生。氨基酸的浓度与其衍生的芳香化合物浓度之间存在线性关系，可通过添加氨基酸的种类来预测果酒中香气化合物组成。Liu Dan等发现亮氨酸、组氨酸、甘氨酸分别与猕猴桃果酒中醇类、萜烯类和酯类含量呈正相关，而在发酵时添加苯丙氨酸可增加荔枝酒中苯乙醇及酯类化合物含量。以上研究均表明氨基酸对果酒发酵香的产生具有重要贡献。

2.1.3 脂肪酸

脂肪酸主要通过α-/β-氧化和酶促氧化途径代谢产生直链脂肪族酯类、醇类、内酯类等香气化合物，饱和脂肪酸可通过β-氧化进行循环代谢，脂肪酸被氧化成脂肪族乙酰辅酶A后，再与乙酰辅酶A氧化酶反应，形成内酯类化合物。C～C内酯化合物通常具有椰子香和蜜桃香，可利用脂肪酸通过脂氧合酶途径经氧化、裂解、脱氢生成。许多中链脂肪酸，如辛酸、癸酸、月桂酸通常在发酵后期生成，当其浓度过高时往往会产生不愉快的感官属性，但它们所对应的乙酯类化合物则为果酒提供宜人的果味、花香和白兰地香气。通过模拟葡萄酒发酵体系发现辛酸与辛酸乙酯的形成具有显著相关性，推测辛酸可能是合成辛酸乙酯的前体物质之一。添加不饱和脂肪酸可以促进葡萄酒中挥发性硫醇和酯类化合物的生成，而饱和脂肪酸的添加使得酒中氨基酸和有机酸含量提高。此外，在果酒发酵和陈酿过程中，有机酸也可与醇类物质发生酯化反应生成乙酸乙酯、月桂酸乙酯、乙酸异戊酯等，对果酒的香气具有不可忽略的贡献。

2.2 发酵过程果酒香气化合物的形成

在发酵过程中果酒香气特征呈现动态变化（图3）。发酵初始的石榴汁中共检测出25 种香气化合物，在发酵第8天香气化合物种类增至67 种，其中，萜烯类化合物种类增加最为显著。这也与葡萄酒、蓝莓酒及桑葚酒发酵过程中萜烯类物质的变化趋势一致。在发酵初期，丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯和3-羟基丁酸乙酯为梨酒的关键香气成分，而乙酸乙酯、松油醇、柠檬烯在发酵后期的贡献更大。通过发酵作用，越桔果酒中乙酸乙酯、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丙醇含量急剧上升，且超过了它们的感官阈值。随着发酵过程的推进，最初存在于榴莲中的酯类化合物，如2-甲基丁酸甲酯、2-丁烯酸乙酯和2-甲基丁酸丙酯逐渐被降解，而乙酸乙酯、乙酸异戊酯和琥珀酸二乙酯含量升高，这些酯类化合物的产生与它们的酸类前体物质代谢有关。Wattanakul等在芒果酒中检测到7 种萜烯类物质，但各物质在发酵过程中呈现不同的变化趋势：香叶醇含量逐渐下降，可能被转化为香茅醇等其他萜醇类化合物，而香茅醇、反紫罗兰酮等化合物含量显著增加，这可能是由于酵母分泌的乙酰辅酶A促进了相关前体物质合成。由于微生物发酵诱导游离萜烯苷元释放，蓝莓果酒在发酵第6天后萜烯总含量迅速积累。由此可见，发酵阶段是果汁到果酒香气变化的主要阶段，而微生物在这个阶段中扮演着关键角色。随着全基因组测序技术的迅猛发展，包括基因组学、转录组学、代谢组学在内的食品组学技术被广泛应用于果酒风味的改善。通过基因工程手段将非酿酒酵母中具有编码香叶醇合成酶的基因导入中进行表达，发现其用于发酵时更有利于白葡萄酒中萜烯类化合物的生成。酿酒酵母中和是影响橙花叔醇和苯乙醇合成的关键基因，而乙酸乙酯的合成主要涉及和基因的表达，基因在酿酒酵母中过度表达后使得葡萄酒中4-巯基-4-甲基-2-戊酮的释放增加。揭示香气化合物与微生物代谢的关系有助于进一步靶向筛选发酵菌株及优化发酵工艺参数促进香气化合物的定向内源积累。

图3 果酒发酵前后香气化合物变化Fig. 3 Change of aroma compounds before and after the fermentation of fruit wine

不同菌种和发酵工艺下各种果酒的主要香气化合物组成如表1所示。

表1 不同果酒中主要香气化合物组成Table 1 Major aroma compounds in various fruit wine

3 果酒香气化合物的生物调控机制

3.1 发酵菌种相互作用对果酒香气的影响

果酒特色香气与微生物之间存在必然联系，菌种间的相互作用对果酒香气化合物的形成以及最终产品的风味品质具有决定性作用。研究表明，自然发酵更有利于果酒中菌群多样性的形成，包括短乳杆菌（）、明串珠菌（）、有孢汉逊酵母（）、胶红酵母（）等。但自然发酵耗时较长，且整个发酵过程的调控度低，合成的特征香气强度弱，因此，通过人工调控方式将关键菌株进行混合接种，调节酿造微生态，以实现香气化合物的内源积累（图4）。

图4 香气与微生物发酵间的关系Fig. 4 between aroma compounds and microorganisms during wine fermentation

3.1.1 酿酒酵母与非酿酒酵母

目前果酒的工业生产通常采用商业酿酒酵母，以单菌发酵为主。虽然单菌发酵可以使酵母菌充分利用原料的营养物质，提高乙醇生产率，但生产出的果酒往往口感单一，挥发性香气化合物种类和含量较少。乙醇含量过高会抑制果酒中其他香气成分的挥发特性，10%左右乙醇更有利于香气的释放与积累，而非酿酒酵母的乙醇生产率低，且可以代谢多种风味酶，促进香气成分的释放。基于此，酿酒酵母与非酿酒酵母的混合发酵方式，已逐渐应用于低酒精度、高风味品质的果酒生产。

常见的非酿酒酵母菌株包括、、、毕赤酵母（sp.）、假丝酵母属（sp.）、克勒克酵母（）、、德巴利汉生酵母（）、美极梅奇酵母（）、耐热克鲁维酵母（）等。将4 种不同的非酿酒酵母分别与混合发酵黄桃果酒，混合组中乙酸乙酯含量最高，和分别有利于苯乙醇和山梨醇的生成，则有利于高级醇和脂肪酸的代谢合成。在葡萄酒、火龙果酒和越桔果酒中均有类似结论，更有利于葡萄酒和火龙果酒中乙酸苯乙酯、乙酸异戊酯和萜烯类化合物的生成，而可以使越桔果酒产生更多的乙醛、丙酮酸和2,3-丁二醇。苹果酒混合发酵过程中，3-甲基丁醇和3-甲基乙酸丁酯的高效合成主要源于克鲁维毕赤酵母（）基因组重复编码的高水平表达，提高对香气底物亮氨酸的利用。与非酿酒酵母的接种比例及接种方式均对果酒香气有显著影响。高比例的发酵毕赤酵母（）会对的生长产生抑制作用，当二者以1∶1的比例接种会促进果酒中乙酸异戊酯、C～C脂肪酸、异戊醇及苯乙醇等香气物质的形成。Li Yueqi等发现顺序接种与可提高葡萄酒中乙酸乙酯含量，而同时接种更有利于中链脂肪酸乙酯生成。此外，不同类型的非酿酒酵母的发酵特性也存在差异。在混合发酵中，对乙醇的耐受性较弱，而却具有较高的存活率。因此，利用混合发酵改善果酒香气时也应对非酿酒酵母的特性进行考察，进而筛选出高稳定性、高产香能力菌株。

3.1.2 酵母与乳酸菌

乙醇发酵结束后，往往采用MLF降低果酒酸度，丰富果酒香气。但乙醇发酵后，果酒pH值较低、营养物质缺乏，且果酒中存在的SO、乙醇等均对乳酸菌活性具有抑制作用。因此，通常采用酵母菌和乳酸菌同时接种来提高乳酸菌的存活率及产香能力。常用于果酒发酵的乳酸菌主要有、、和片球菌属（）等，这些乳酸菌具有应激反应基因，如、、和，可以克服相对恶劣的发酵环境。Chen Dai等发现与同时接种发酵的荔枝果酒中乳酸乙酯、乙酸异戊酯、中链脂肪酸等化合物增多，高级醇含量降低，且同时发酵提高了果酒pH值，使得乳酸菌代谢的糖苷酶活力增强。26、和同时接种发酵葡萄酒时，更有利于乙酸酯和脂肪酸乙酯的产生，且可以提高26细胞的存活率，进而增强葡萄糖苷酶活力，使芳樟醇、香茅醇等萜烯类化合物的含量增加。Hsp20蛋白是应激状态的标志物，转录组学和蛋白质组学结果表明，非酿酒酵母（和）可降低中Hsp20蛋白的水平，从而表明非酿酒酵母对其具有保护作用。Markkinen等利用核磁共振研究MLF对沙棘汁代谢谱的影响发现，苹果酸、必需氨基酸和核苷在发酵早期被代谢，而糖类物质的消耗一般发生在发酵中后期。综上，在果酒酿造过程中同时接种和乳酸菌诱导乙醇发酵和MLF同时进行，可以克服顺序发酵缺点，缩短整体发酵时间，提升果酒风味。

目前，果酒发酵香气的形成主要集中在与非酿酒酵母、与乳酸菌间的相互作用，关于与霉菌的相互作用主要用于白酒和黄酒发酵，今后关于霉菌对果酒风味的提高作用也应进一步探索。

3.2 工艺参数对果酒发酵菌株产香能力的影响

发酵工艺会影响菌株的代谢活性，进而导致菌株的初级和次级代谢有所区别，除了原料、发酵菌种外，预处理方式、发酵时间、发酵温度等参数均对果酒的风味品质产生重要影响。与25 ℃相比，在13 ℃发酵时，基因表达较低，更有利于葡萄酒中乙醇的积累。不饱和脂肪酸的添加使过表达基因酵母（T73::）发酵葡萄酒中乙酸乙酯、乙酸异戊酯和乙酸苯乙酯等物质含量显著增加，并且影响了葡萄酒中高级醇、中链脂肪酸水平及其相关基因（、、、、和）表达，而低添加量的不饱和脂肪酸促进了过表达基因酵母（T73::）对辛酸乙酯和癸酸乙酯的合成，且和基因的表达与发酵温度呈正相关。以缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸作为氮源，可以增加葡萄酒中挥发性香气化合物含量，且与未添加上述3 种氨基酸的对照组相比，发酵过程25 个基因的表达存在差异，其中参与香气化合物生物合成的、、、和基因的表达显著上调，改善了酵母的发酵活性，增加了高级醇（82%）、中链脂肪酸（34%）及相应酯类的含量（49%）。Heit等观察到利用葡萄原汁发酵的葡萄酒其乙酸含量高于稀释后发酵的6 倍，而稀释处理使乙酸乙酯含量增加2.4 倍，且与稀释处理相比，原汁发酵过程中和基因表达水平分别下调至原来的1/19和1/11.2，而基因上调了14.6 倍，因此，、和的差异表达是导致不同渗透压条件下乙酸和乙酸乙酯含量不同的原因。综上，合理添加香气前体物质，并优化发酵工艺是调控果酒风味品质的重要手段。

目前，关于果酒发酵条件的优化已积累了大量研究，为果酒工业化生产提供了充分的技术保障。通过优化发酵工艺可以丰富果酒中香气化合物种类和含量。Yuan Lu等利用响应面分析对青枣酒发酵工艺进行优化，当SO质量浓度80 mg/L、还原糖质量分数24%、酵母添加量0.3%、发酵时间8 d时，更有利于苯乙醇、4-羟基苯乙醇、3-甲基-1-丁醇、异戊醇和琥珀酸二乙酯的合成。当发酵温度为20 ℃、料液比1∶2（/）、还原糖质量浓度180 g/L时所发酵的青梅酒中挥发性香气物质种类（53 种）显著高于市售样品（30 种）。当初始糖度为20 °Brix、pH 4.0、发酵温度28 ℃、发酵时间96 h，柚子酒中香气物质种类最丰富，柚子的特征香气化合物柠檬烯含量最高。由于发酵温度过高会导致发酵菌种活力下降、参与生物转化反应的酶失活，导致发酵不完全、乙醇产量不足，严重影响果酒风味，目前低温发酵成为果酒生产的趋势。在低温条件下，发酵菌种的代谢和酶活力较低使发酵时间延长，更多的小分子香气化合物得以保留。在20 ℃发酵的葡萄酒中香气化合物总含量最高，主要为辛酸乙酯和癸酸乙酯，而10 ℃发酵更利于石竹烯的生成。这说明低温发酵对葡萄糖苷酶释放萜烯苷元和发酵菌株代谢合成萜烯物质能力均有积极作用。

3.3 微生物代谢酶对果酒香气化合物的影响

果酒发酵过程涉及多种生化反应，在此过程微生物会代谢产生各种风味酶，如果胶酶、糖苷酶和酰基转移酶等，这些酶可以破坏细胞壁结构、水解结合态香气前体物质，或参与香气化合物的代谢合成，从而促进香气化合物的释放，增加果酒香气的复杂度和丰富度。因此，对关键酶活力的监测和调控也是提高果酒风味的关键步骤。

3.3.1 果胶酶

果胶是一类以半乳糖醛酸为主，由1,4-糖苷键连接组成的酸性杂多糖，是植物细胞壁的一部分，除了阴碍果汁提取和澄清，在果酒发酵过程中对芳香成分的释放也具有一定的抑制作用。在原料浸渍过程添加果胶酶可促进葡萄酒发酵过程产生更多的苯乙醇和萜烯类化合物。同样，经果胶酶处理后的火龙果酒中乙酸乙酯、长叶烯等化合物含量显著提高。研究发现，维克氏酵母（）、sp.等可通过自身产生的果胶酶、纤维素酶酶解葡萄果皮细胞壁，在提高果汁得率和澄清度的同时促进香气化合物的释放。Rollero等从葡萄汁中分离出一株具有分泌高活力果胶酶的，与对照组相比，此菌株酿造的葡萄酒中苯乙醇和苯乙酸乙酯的含量增加，果香属性显著提高。Maturano等发现，乙醇对果胶酶活力具有一定的抑制作用，随着发酵时间的延长和乙醇浓度的升高，果胶酶活力逐渐降低，进而阴碍了胞内香气物质的释放。

3.3.2 糖苷酶

糖苷酶可以使糖苷键断裂，释放糖苷类香气前体物质，主要包括萜烯类和部分酚类糖苷化合物（图5）。糖苷酶在酵母细胞中的存在方式包括胞内、胞外和细胞壁3 种，以胞外酶最为常见，、、、sp.等非酿酒酵母均能分泌高活力胞外糖苷酶。不同酵母菌分泌的糖苷酶活力及其产香能力有所差别。胞外液中葡萄糖苷酶、鼠李糖苷酶、木糖苷酶活力更高，而胞外液中阿拉伯糖苷酶活力更高，前者促进了萜烯类和苯乙基类化合物积累，而后者更有利于脂肪酸乙酯合成。Ovalle等发现分泌的葡萄糖苷酶对C-降异戊二烯化合物的特异性较为突出，能够提高果酒中4-氧代-7,8-二氢紫罗兰醇、3-氧代紫罗兰醇和吐叶醇等物质的合成，丰富了果味、甜味、蜂蜜等香气属性。研究发现，酵母产生糖苷酶的能力和酶活力与和基因密切相关，相对于两个基因都缺失或仅含有基因的酵母菌，含有基因的酵母菌能分泌高活力的葡萄糖苷酶，且在发酵过中酶活力也维持在较高的水平。此外，部分乳酸菌也会分泌高活力葡萄糖苷酶。Zhang Jie等从中提取了一种新型葡萄糖苷酶BGL0224用于赤霞珠葡萄酒的增香，结果发现新增了包括4-萜品醇、蒎烯和乳酸乙酯在内的15 种以上香气化合物，与对照组相比，癸酸乙酯、辛酸乙酯和棕榈酸乙酯等中、长链脂肪酸乙酯含量显著增加，萜烯类化合物含量提高了2 倍。不同微生物分泌的糖苷酶对果酒的增香效果也存在差异。与商业糖苷酶相比，从非酿酒酵母中提取的胞外糖苷酶更有助于葡萄酒香气的形成，而分泌的糖苷酶活力是酵母菌的3.4 倍，提高了樱桃酒中游离态萜烯和苯甲酸苷元含量。

图5 β-葡萄糖苷酶催化释放香气物质作用示意图Fig. 5 Release of aroma compounds catalyzed by β-glucosidase

3.3.3 其他风味相关酶

蛋白酶可以水解蛋白质，不仅有利于果酒的稳定性，更有利于果酒香气提升。经蛋白酶处理的枣酒，可同化氮含量增多，同时，香气强度和复杂性显著提高。在葡萄酒发酵过程添加IWBT Y1123菌株分泌的蛋白酶后，葡萄酒中异丁醇和异戊醇浓度显著升高。曾朝珍等利用和单独和混合发酵苹果酒，发现前3 d蛋白酶活力较高，随后呈现下降趋势，在混合发酵中对酸性蛋白酶活力的贡献多于。而微生物分泌蛋白酶的能力取决于温度和培养基组成，当温度处于20 ℃且培养基中含有20 g/L葡萄糖和10 g/L酪蛋白胨时，最适宜酵母生长，蛋白酶活力可达到最大。

微生物可以分泌具有催化酯类物质合成的相关酶，以酯酶和脂肪酶为代表，为酯类化合物合成提供了绿色途径。发酵过程中调节酯酶编码基因的表达会影响酯类化合物含量，发酵第5天酒中乙酸乙酯、乙酸异戊酯和乙酸异丁酯的质量浓度分别为468.94、99.86、7.69 mg/L，其中乙酸乙酯的质量浓度高于对照组22 倍。酵母菌株CS31（CS31）经诱变育种所分泌的酯酶整体活力升高，其中C2酯酶的活力较诱变前提升了24.64%，所酿造的菠萝蜜果酒中酯类化合物提高了60.67%。通过优化培养基成分，Y-1所产酯酶活力提高了4.3 倍。Bučková等发现、和等酵母菌株具有较高的产酯酶能力，可以尝试利用这些微生物进行果酒发酵，提高酯类化合物含量。目前，有关菌株产酯酶的研究主要集中在白酒、黄酒、酱油等发酵食品，果酒领域还需继续开展相关研究。

醇脱氢酶、丙酮酸脱羧酶等内源酶参与了香气前体物质的代谢，与果酒风味形成息息相关。经400 MPa处理后脂氧合酶、酰基转移酶及磷脂酶A2被激活，哈密瓜汁中醛类、醇类物质含量得到提升，其中庚醛、()-6-壬烯醛、丁酸乙酯等含量与脂肪酸代谢有关，而乙酸己酯、乙酸庚酯等与氨基酸含量变化密切相关。葡萄酒在发酵初期，酵母醇脱氢酶和丙酮酸脱羧酶的活力普遍较高，相对于e和球拟假丝酵母（）混合发酵，e单独发酵更有利于维持丙酮酸脱羧酶活力，而醇脱氢酶活力不受发酵方式影响。因此，可通过控制发酵pH值、温度等因素调节醇脱氢酶、丙酮酸脱羧酶等关键酶活力，获得酶的最适反应条件，实现果酒发酵过程香气化合物的靶向合成。

4 结 语

风味是决定果酒品质的关键指标，也是影响消费者购买意向的重要属性。但由于原料的多样性和酿造工艺的复杂性，发酵过程往往会造成香气损失，影响果酒风味品质，因此，亟需建立以风味导向为基础的果酒定向调控手段。本文从生物调控角度出发，综述了常见果酒中香气成分的种类、发酵过程中的香气成分变化规律及形成机制；重点解析了近年来果酒酿造过程中发酵菌种的相互作用和微生物代谢酶等因素对果酒香气化合物形成的影响。

目前对于果酒风味的研究主要集中于发酵菌种的筛选、工艺参数的优化和香气成分的鉴定，对于果酒香气化合物间的协同相互作用及香气与味觉特征的感知相互作用，果酒酿造微生态机理解析，香气成分与微生物对应关系的建立等方面研究仍不完善。此外，果酒在发酵后期的催陈调控也是提高果酒风味的重要手段，对于新技术在果酒催陈方面的应用仍需不断探索。因此，加强以上方面的研究更有助于果酒风味品质的提升，对我国果酒市场的转型升级具有重要意义。