发酵果酱工艺研究进展

柴云雷，李梦源，张金凤，马丽媛，张雅娜

（绥化学院食品与制药工程学院，黑龙江绥化 152061）

果酱是以新鲜的果蔬为原材料，经预处理、煮制、打浆（或破碎）、配料、浓缩、包装等工序制成的酱状产品[1]。果酱的产生不仅满足了消费者对食品多元化的需求，还减少了果蔬因存放周期短造成的浪费。近年来，生物发酵技术快速发展，发酵产品种类逐渐增多。其中，以果蔬为原料的发酵制品有饮料、果酒、果醋、酸菜、泡菜和酸黄瓜等，这些产品经发酵后不仅保留了果蔬的基本营养，还因菌种代谢产生多种有机酸、氨基酸和短链脂肪酸等小分子物质，使发酵产品具有易消化、改善风味、存放时间长、生物活性功能等特点。因此，有研究人员将发酵技术与果酱的制备相结合开发新型发酵果酱，并从原料选择、菌种筛选、风味成分分析和产品功能性等方面进行研究，不仅丰富了果酱的产品类型，还满足了消费者对营养健康的需求。

1 原料的选择

不同原料制得的果酱在口感、风味、营养价值及经济方面有很大差别。近年来，为开发营养价值高、功能性全的发酵果酱，常采用不同原料组合开发复合型发酵产品。

1.1 果蔬复合型发酵果酱

陈丽杰等人[2]采用2 种水果蓝靛果和樱桃为原料，利用蓝靛果富含多种氨基酸、糖类、有机酸、矿物质和维生素等营养物质，且具有抗氧化、调节血脂等药理活性，再结合樱桃的酸甜口感，研制出营养丰富且具有新风味的发酵型果酱。结果表明，蓝靛果与樱桃的复合比为0.6 时，果酱的风味口感最佳。结合原料产地，马震雷等人[3]将江苏省的青梅和银杏两种原料结合研制新型发酵果酱。青梅富含多种氨基酸、脂类、无机盐、有机酸和人体所需的多种微量元素（如铁、锰等），还具有抑菌、抗肿瘤、抗氧化、抗过敏等生理作用。银杏果实内含有黄酮、内酯、白果酸、白果醇、白果酚、抑菌蛋白及多糖等活性成分，同样具有抑菌、抗疲劳和延缓衰老等功效。将2 种原料结合开发新产品不仅能提高产品的营养和功能，而且可开发当地原料深加工产业链，拓展果农种植销路，提高当地的经济效益。此外，申光辉等人[4]将桑葚、番茄和胡萝卜3 种果蔬原料复合研究新型发酵果酱，桑葚含有葡萄糖、果糖、果酸等7 种维生素和16 种人体所需氨基酸及多种矿物质，还含有白藜芦醇、花青素、黄酮等多种生物活性成分，具有抗氧化和解酒等功能。番茄对高血压、心血管病及眼底出血等有一定疗效。胡萝卜具有保护视力、促进儿童生长发育、抑制自由基生长、提高免疫机能及预防心血管疾病等作用。用3 种原料合理组合，一方面能丰富产品的风味特色，另一方面可起到营养成分互补提高产品营养价值的作用。

1.2 果蔬与副产物复合型发酵果酱

为提高生物资源利用率并降低环境污染，有研究者将果蔬与副产物结合研究新型发酵果酱。如卫娜等人[5]将橙皮先发酵制得橙皮浆，再与脐橙果肉果浆混合掩盖橙皮的苦涩味，经调配后制得发酵果酱。橙皮中含有精油、果胶、类黄酮、柠檬苦素和纤维素等活性成分，具有抑菌、抗氧化、抗疲劳等生物功能[6]。此外，还具有理气降逆、调中开胃、燥湿化痰等药用价值，但常被丢弃造成资源浪费。将橙皮与脐橙果肉综合开发利用，不仅能提高脐橙加工副产物的食用和药用价值，增加发酵果酱品种，还减少了资源浪费和环境污染。也有研究人员采用不同原料品种进行复合开发，如李宇等人[7]采用番茄与茎瘤芥叶为原料研发新型发酵果酱。茎瘤芥叶是榨菜加工的副产物，常作为废弃物丢弃。而茎瘤芥叶含有丰富的维生素、膳食纤维和矿物质，将其开发再利用可提高经济利用价值。单纯采用植物菜叶果酱制备存在野蒿味和芥辣刺激味等缺点，不利于消费者食用。所以，将茎瘤芥叶经乳酸菌发酵可去除芥辣刺激味，保留其原有清香味，再将发酵后的茎瘤芥叶浆与番茄酱复合，可提高产品的营养价值和适口性。同样，王晨等人[8]将五味子榨汁后的皮渣经打浆再与山楂浆混合，然后接种发酵，经调配浓缩后制得发酵果酱。五味子含有丰富的营养成分，如维生素、类黄酮和五味子素等，具有益气、安神、增强机体免疫力和改善记忆力等功效。而五味子皮渣同样具有部分营养成分和药用价值，却被大量丢弃，鲜有被开发利用。山楂除了酸甜可口外，还含有丰富果胶，具有健胃消食的功效，将二者结合不仅可提高产品的营养价值，还提高了五味子残渣的利用率。

1.3 加工副产物发酵果酱

吴兴壮等人[9]采用苹果乳酸菌发酵饮料的下脚料（即果渣） 为原料，经加水打浆、白砂糖调配、熬煮后形成发酵果酱产品。苹果渣包括果皮、果核、果梗和部分残余果肉。乳酸菌发酵后的果渣中含有苹果部分营养成分如有机酸、脂类、维生素和矿物质等，还包括乳酸菌发酵产生的部分风味物质和功能成分。将果渣经过调配浓缩后即可形成发酵果酱产品，该产品不仅操作工艺简单，还提高了发酵果渣的综合利用率，减少环境污染，降低了生产成本。向丽萍等人[10]以猕猴桃酒渣为原料，加入葛根粉和葡萄糖等辅料进行调配研制新型发酵果酱。猕猴桃营养丰富，尤其富含维C，对预防心血管、高血压、习惯性便秘有很好的食疗作用。猕猴桃酒渣是将猕猴桃发酵生产果酒的副产物，同样具有食用价值和药用价值。而传统的猕猴桃酒渣，主要用来浇花，作肥料放入地里，或是喂养猪和鸡鸭鹅，甚至直接丢弃造成资源浪费和环境污染。因此，该发酵果酱的开发同样提高了副产物的综合利用价值。

综上可知，将不同果蔬原料复合研制发酵果酱，目的是结合不同原料营养成分及药用价值，开发具有营养价值高、多功效的新产品，但生产成本也会相应提高，造成产品实际推广困难。而单纯利用加工副产物进行发酵果酱的研制正好与其相反，其目的仅从废弃物的再利用和环境保护方面出发，通过简单的调配形成新型产品。这类产品仅含有果蔬原料中的少量营养和功能成分，具有营养价值低、功能性差、口感及风味欠缺等弊端，不能满足消费者对营养、健康和绿色食品的追求。以果蔬和副产物复合为原料研究新型发酵果酱，结合了前2 种产品在原料选择方面的优缺点，不仅能提高新型果酱的营养价值，还能实现废物再利用降低生产成本，可作为未来发酵果酱在原料选择方面的主要研究方向。

2 菌种的选择与使用

2.1 菌种的选择

乳酸菌目前作为发酵果酱研制的主要微生物，常见种类有嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌和干酪乳杆菌等。乳酸菌发酵时，利用原料中糖类物质产生乳酸，并增加其他有机酸输出，降低产品pH 值，从而抑制腐败菌生长，调节肠道菌群平衡，提高机体免疫力，改善并提高产品风味。乳酸菌代谢产生的酶类物质能够部分降解原料中的蛋白质和脂肪，提高小分子肽、必需氨基酸、游离脂肪酸和挥发性脂肪酸等营养物质含量，显著提高食物的消化利用率、产品功能性和风味。为综合不同乳酸菌的发酵特点，研究中常采用菌株复配的形式进行发酵。例如，潘旭婕等人[11]和申光辉等人[4]在进行杨梅果酱和桑葚果酱制备时均采用嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌按1∶1 比例复配发酵，通过产品优化获得最优配方。嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌复配发酵时其产酸和产黏能力存在协同效应，产品特性优于使用单一菌种，且复配比例1∶1 时较为合适[12]。将乳酸菌发酵杨梅果酱与未发酵杨梅果酱相比较，发现有机酸乳酸和柠檬酸含量升高，并增加了（E） - 2 - 庚烯醛和蛇麻烯等特征风味成分，使果酱品质得到改善。同样，桑葚果酱经乳酸菌发酵后，乳酸、乙酸和柠檬酸含量升高，并增加8 种挥发性成分，包括5 种酯类、2 种烯类和1 种脂肪酸，这些化合物赋予了桑葚发酵果酱独特的风味和香气。马震雷等人[3]采用青梅银杏发酵果酱制备时，为使产品pH 值降低，增加产品抗菌作用和调节肠道消化功能，将保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和植物乳杆菌按1∶1∶3 比例复配使用。植物乳杆菌产酸能力较强，但发酵产品风味差，结合保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵能提高产品风味的特点，将3种菌株复配提高产品的食用价值和功能特性。此外，刘霭莎等人[13]在比较不同浓缩方式对发酵芒果果酱品质的影响时，采用乳酸芽孢杆菌进行发酵制备。乳酸芽孢杆菌具有乳酸菌和芽孢杆菌的双重特性，芽孢杆菌不仅抗逆性强，还可通过提高巨噬细胞活性来刺激免疫，是良好的免疫激活剂。应用于果酱制作，该菌种一方面经过生产加工和人体消化后，仍然可以保持活性，提高活菌数；另一方面可进行调节机体免疫力，提高产品功能性。该研究为发酵果酱研制中菌种的选择提供了新思路。

酵母菌是指能够利用糖类物质发酵的真菌类微生物，属于兼性厌氧菌，在有氧及无氧条件下，均能够利用糖类生长繁殖，分别将糖分解为水和二氧化碳或酒精和二氧化碳[14]。同时，酵母菌发酵可以改善产品的风味特征，产生酯、醇、酸、醛、酮、酚、萜烯类等挥发性组分，以及乳酸、琥珀酸等有机酸类物质[15]。还可提升产品抗氧化能力，改善肠道形态，并增强免疫功能。酵母菌耐酸耐热，在低pH 值和高糖环境中均能促进生长，其发酵果蔬产品有饮料、果酒、果醋、酸菜、泡菜和酸黄瓜等，但在发酵果酱中研究较少。申光辉等人[16]采用异常威克汉姆酵母进行发酵桑葚低糖果酱研制，并将其与未发酵果酱进行比较。发现发酵果酱中增加了萜品烯、苯乙醇和辛酸乙酯等7 种酯类香气成分，使果酱具有更加浓郁的果香和花香气味。酵母菌将糖类转化成有机酸，增加了乳酸、甲酸、乙酸含量，使果酱口感更加醇厚协调，改善了复合果酱风味。同时酵母菌发酵保留了桑葚中更多的花青素，提高了产品的·OH 清除能力。陈丽杰等人[2]利用从野生蓝靛果中分离的蓝靛果酵母进行蓝靛果发酵果酱研制，将蓝靛果酵母富集后在果浆中进行扩大培养，制得蓝靛果酵母液后加入果浆中进行发酵、调配、浓缩制备。研究发现，果酱经发酵后更加醇香，且产品品质一致，避免蓝靛果因自然发酵造成产品风味不一致的弊端。

目前，采用酵母菌复配、酵母菌和乳酸菌复配的形式制备发酵果酱研究鲜有报道，但在果蔬其他发酵产品中存在。例如，吴尧等人[17]采用异常威克汉逊酵母与酿酒酵母复配进行鸭梨果酒的研究，通过对产品风味成分分析，比较单一菌种和复配菌种的发酵产品风味特性，发现混菌发酵制得的鸭梨果酒在发酵香、果香、花香等方面均好于酿酒酵母单菌发酵，弥补了单一酿酒酵母发酵时鸭梨果酒的香味单薄、口感寡淡等缺点。酵母菌与乳酸菌复配发酵果蔬产品的研究较多，并发现混菌发酵的产品在外观、风味及口感等方面均优于单菌发酵。还有研究表明，乳酸菌和酵母菌之间存在代谢产物互补机制，即一种菌的产物可用另一种菌代谢利用[18]。例如，酵母菌和乳酸菌在脱脂牛乳中共培养时，酵母菌先生长时产生的氨基酸、B 族维生素和丙酮酸盐等营养因子可被乳酸菌利用。若乳酸菌先生长时则分解乳糖产生的半乳糖和葡萄糖可为酵母菌提供碳源，使得酵母菌和乳酸菌共培养的活菌数均显著高于单菌发酵的活菌数，酵母菌和乳酸菌在产生风味物质方面也能进行互补。基于此，未来可依据果蔬原料特点采用不同混菌进行发酵果酱的开发和研制。

霉菌在果蔬发酵中主要与酵母菌和细菌复合发酵，利用霉菌产生的大量酶类物质将原料中糖、蛋白质等大分子物质分解转化，再由酵母菌和细菌利用发酵[19]。目前在果蔬发酵中主要用于废弃物再利用生产饲料等。刘姗[20]在对霉菌种类、酶制剂和黄酒糟酶解物对黄酒发酵影响的研究中发现，将华根霉、黑曲霉和微小毛霉与酿酒酵母混合发酵时能提高产物中酯类和醇类等挥发性风味物质含量，提高产品呈香性。因此，也可考虑将霉菌与其他菌株复配应用于发酵果酱的研制中。

2.2 菌种的使用

通过菌种的选择研究发现，发酵果酱时最好选择混菌进行发酵，以提高产品的风味和功能特性。而混菌的接种可采用不同方式，包括分段接种和同时接种。分段接种即将不同菌种在发酵的不同阶段接种到发酵液中，使不同菌种能够处于最佳发酵环境中，代谢充分并能最大限度地提高发酵液中活菌数。例如，罗倩等人[21]在比较复合酵母菌接种方式对水蜜桃酒品质的影响时，发现接种东方伊萨酵母48 h后接种酿酒酵母能有效提高产品发酵效率和活菌数。原因是非酿酒酵母前期生长较快，后期酿酒酵母的生存能力强较强，会对其他微生物产生抑制作用。同时，该接种形式还能有效增加产品中酯类的种类及相对含量（如癸酸乙酯、月桂酸乙酯和乙酸乙酯）。东方伊萨酵母的高活菌数使发酵液中β - 葡萄糖苷酶活性较高，而高β - 葡萄糖苷酶活性能够有效促进香气化合物的释放，进而提高产品的风味。但分段接种方式容易造成产品二次污染，影响发酵菌种的生长代谢，进而影响产品品质。目前，未见有采用该接种方式进行发酵果酱研制的相关报道。

同时接种，即将混合菌种一起接种到待发酵液中。如杨梅果酱发酵中，将嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌复配同时接种，当接种量1%，发酵时间10 h，发酵温度37 ℃时，产品感官评分最高。但该接种方式适用于混菌生长条件相似的情况。目前，发酵果酱的研制主要采用该接种方式，这与目前菌种的选择有关。若混菌生长条件有区别时可采用混菌两段式发酵形式。即混菌同时接入待发酵液中，先使发酵条件适合第一种菌发酵，结束后改变发酵条件以适应其他菌种进一步发酵。闫彬等人[22]在酸马奶中乳酸菌与酵母菌的共生发酵特性研究中，将乳酸菌和酵母菌同时接种于脱脂乳中，通过对培养过程中活菌数的测定，确定双菌混合发酵的最佳培养条件。研究得出，当脱脂乳中活菌数以乳酸菌计时，最佳发酵温度为30 ℃，摇床培养12 h 再转到37 ℃下静置培养，最佳发酵时间定为20 h。当活菌数以酵母菌计时，最佳发酵温度定为37 ℃，静置培养8 h 再转到30 ℃摇床培养，最佳发酵时间定为32 h。未来随着更多发酵菌种应用于发酵果酱研制中，可选择更多样化的接种方式进行深入研究。

另外，驯化是提高菌种活力并增强其适应性的有效手段。例如，在低糖桑葚复合发酵果酱的研制中，首先将混合乳酸菌种于灭菌的MRS 培养基中进行活化并传代，提高初始活菌数；然后将复合果浆与MRS 培养基混合并逐步提高复合果浆添加量，最后直至为纯果浆原料。按复合果浆添加量由低到高的顺序进行菌种传代培养，每代均在37 ℃下恒温培养36 h，使乳酸菌逐步适应复合果浆的培养条件，最后得到发酵种子液。谢小瑜[23]在大米红枣混合饮料研究中将混合乳酸菌进行驯化后发酵，并与未驯化菌种发酵后溶液的酸度和活菌数进行比较。结果表明，随着大米红枣混合汁添加量的增加，溶液的酸度和活菌数均呈下降趋势，但驯化后的混合菌种发酵后的酸度和活菌数要好与未驯化的菌种。这种结果与原料和菌种选择均有关系，如发酵中常选择乳酸菌作为菌种，乳酸菌又通过利用乳糖进行生长并产生风味物质，而果蔬原料中乳糖含量较少，直接接种会影响菌株的生长代谢，因而将菌种驯化后再发酵能显著提高发酵效果。

3 糖的使用与选择

果酱属于高糖类（含糖量60%～65%） 食品，添加糖类的作用包括很多，如调节糖酸比改善食品口感、高渗抑菌、与果蔬中果酸和果胶作用形成凝胶提高食品黏度等。但随着人们对绿色健康食品的追求，开始出现低糖（含糖量25%～45%） 果酱，并通过添加增稠剂改善果酱黏稠度[24]。在发酵果酱的研制中同样需要添加糖类物质，其中糖类除了起到上述作用外，还可作为碳源被乳酸菌等菌种利用，促进菌种生长代谢。因此，在目前研究中发现，发酵果酱中糖的添加需要在菌种接种前添加到果浆中，通常在2%～12%。在发酵结束后果酱调配阶段再添加糖类，并根据产品特点选择适当添加量。除了分阶段添加糖类外，也可采用一步添加法，即在发酵果浆时添加总的所需糖量，这种操作方法虽简单，但容易造成糖在果酱中分布不均，且糖的高渗作用也会抑制菌种的生长代谢，降低产品品质。所以，在发酵果酱中糖应分阶段添加，并且边加入边搅拌。

目前，果酱生产中广泛使用的糖类仍然是蔗糖，为进一步降低蔗糖的用量和产品热量，可选择使用部分甜味剂，如有研究在低糖果酱中添加蛋白糖、低聚异麦芽糖、木糖醇、甜菊糖苷等物质。其中，蛋白糖属于天然氨基酸类甜味剂，甜度高、热量低、且不参与胰岛素代谢，适合于糖尿病特殊人群食用。低聚异麦芽糖属于功能性低聚糖，具有抗龋齿、润肠通便、降血脂等功能。糖醇类通常甜度和热量都低于蔗糖，但具有一定的生物活性功能。甜菊糖苷作为天然甜味剂甜度高于蔗糖，热量低，具有抗氧化、抗菌、抗病毒的作用[25]。这些甜味剂均不能被果酱发酵菌种所利用，因此若要考虑添加需在果酱调配阶段替换添加，以减少整体蔗糖的用量。目前关于此类研究还鲜有报道，后续可进行相关研究。

4 结语

发酵果酱营养丰富，相较传统果酱具有更优良的风味和特殊的生物活性功能，受到消费者的青睐。结合产品推广和生产成本，发酵果酱在原料的选择方面将不仅局限于几种果蔬的复配，副产物的添加不仅能满足人们对果酱在营养和功能方面的追求，还能减少资源浪费、降低环境污染。乳酸菌、酵母菌和霉菌作为发酵产品中经常使用的菌种，在发酵果酱应用研究中还很有限，结合不同菌种特点，甚至考虑选择原料，未来对菌种的选择、复配和使用还需进一步研究。发酵果酱中糖的使用必不可少，为保证产品质量应分阶段添加使用。未来，在产品的研制中可选择使用天然甜味剂代替部分蔗糖，降低产品热量，开发更加绿色、营养和健康的食品。