果酒及果酒酿造工艺的研究进展

刘超琦，王晓丹*，周润锋，杨海林

（1.贵州大学 酿酒与食品工程学院 发酵工程与生物制药重点实验室，贵州 贵阳 550025；2.广东南玫生物科技有限公司，广东 汕头 515000）

果酒是用新鲜水果或果汁作为原材料，经过酵母菌厌氧发酵制成的酒精度为7%vol～18%vol[1]的饮品。我国是水果产业大国，自1978-2016年我国的水果产量由657万t增长到18 119.4万t，平均年增长率达到了9.12%[2]，我国水果消耗以鲜食为主，少部分用于制作浓缩果汁、果酱等，用于深加工的水果原料只有30%[3]，这就造成了水果资源利用率低，水果原料腐败浪费的问题。研发果酒，可以有效提高水果原材料的利用率，解决水果产能过剩带来的资源浪费问题，同时带动农业经济的增长。本文通过对我国的果酒现状、部分果酒营养保健功效、果酒酿造工艺进行综合阐述总结，为我国水果原料的深加工提供一定的借鉴参考，推动果酒产业的快速发展与高效创新。

1 果酒现状

我国的果酒包括葡萄酒、苹果酒、青梅酒、猕猴桃酒、桃子酒、石榴酒、李子酒、火龙果酒、桑葚酒、蓝莓酒等，但目前我国水果酒产业中，主要以葡萄酒的酿造最多[4]，到2013年，我国葡萄酒产业收益占整个果酒产业收益的90%，其他果酒收益占10%，但总体来看其他果酒产业在呈现上升的趋势[5]。随着果酒的不断推广，在全球产业中果酒市场约占15%～20%，在一些西方国家中，已经形成一系列果酒生产体系，并扩展出相应的品牌和市场，部分果酒的价格甚至高于葡萄酒价格，经济效益明显[6]。葡萄酒是目前发现最早，生产技术相对成熟的一种果酒[7]，但相比于欧美发达国家，我国仍然处于生产设备、生产工艺落后的地位[8]，其他果酒亦是如此。

2 部分果酒的保健功效

用于酿造果酒的各种水果大部分具有较高的营养价值，在果酒酿造过程中，这些营养物质部分会被保留进入果酒，使得果酒具有抗氧化、预防慢性疾病等作用。

猕猴桃也称羊桃、奇异果、麻藤果等，成熟的猕猴桃果实质地较软，酸甜可口，猕猴桃含有大量的维生素C，其含量高达4.3 g/kg[9]。此外猕猴桃中还含有猕猴桃碱、蛋白水解酶、单宁果胶和糖类等有机物以及钙、钾、硒、锌、锗等矿物质元素。猕猴桃还具有抗氧化、抗肿瘤[10]、提高人体免疫力等保健功能，高品质的猕猴桃果酒中含有多种矿物质元素并且具有很好的抗氧化效果。猕猴桃在我国大部分地区都可以种植，产量较高，猕猴桃存在不耐储藏的特点[11]，结合这些特点使得猕猴桃果酒受到广泛关注。

番石榴又名芭乐、拔子等，作为一种热带水果，17世纪末传入我国，目前主要分布在广西、广东、福建等地方。番石榴引入广东已经有200多年[12]，成为广东一种标志性的经济作物。番石榴果实皮薄肉厚，可食用率极高并且营养价值也较高，番石榴含有较多的蛋白质（粗蛋白0.76～1.06g/100 g番石榴），钙、磷、钾含量也较高，其中钾含量高达0.29 g/100 g，番石榴的维生素A、维生素C含量较高，脂肪含量较少[13]。番石榴具有降血糖、抗氧化、提高免疫力、预防慢性疾病等保健作用[14]，经常食用番石榴可以起到抗衰老、提高身体机能、抗病毒、抗辐射的作用[15]。番石榴果实中含有多种芳香味化合物，其中包括了6种酯类化合物、8种醇类化合物、4种醛类化合物等[16]，这些物质赋予了番石榴果实独特的香气，进而使得番石榴果酒香味更加浓郁诱人，产品特色突出，营养更加丰富。

火龙果又名红龙果、龙珠果、仙蜜果、玉龙果等，火龙果原产地在美洲，后传入到亚洲等地，在中国的广西、广东、海南、福建等地都有种植，属于热带、亚热带水果的一种。火龙果的营养保健价值奇特，具有清热解暑、解渴、甘甜的特点，果实中存在较多维生素、蛋白质、纤维素等[17]，并且品种不同的火龙果，其营养价值也存在差异，市面上常见的火龙果主要有两种，一种为红心火龙果，一种为白心火龙果，红心火龙果的膳食纤维、多糖、维生素C、黄酮含量较高，促进肠道蠕动、抗氧化、降低血糖、抗癌等功效更强，而白心火龙果的脂肪酸含量较高，降低血脂功效更好[18]。火龙果在未经过挤压碰撞，可放置相对较长时间，与其他热带水果形成鲜明对比，再结合其营养价值使得火龙果果酒的商业开发价值较高。

3 果酒酿造工艺

果酒在很久以前就已出现，在水果产量丰富的地区，一些家庭就会使用相应的水果制作果酒，如葡萄酒、杨梅酒、桃子酒、苹果酒等。在水果生长期间，未经过人为干预的水果表面会生长一些野生酵母菌或附着一些环境中的酵母菌，因此一些农家便会将采摘下来的新鲜水果添加一些食糖一同放置在瓦罐中发酵，这便是传统的民间果酒酿造。此种方法酿造的果酒成功率较低且酿造时间较长，无法快速形成菌种优势极易染菌造成腐败变质[19]。另外还有两种水果酒酿造方法：一种是向水果中添加酒曲，进而发酵成果酒；另外一种是将发酵好的果浆进行蒸馏，与当今的白兰地制作工艺相似，这些方法早在明代时就已出现[20]。随着科技水平的提升，果酒行业也逐渐发展，在原有的基础上添加更多种活性酵母、使用抗氧化剂、澄清剂等，形成了现在的果子筛选、清洗、破碎、成分调整、发酵、过滤、澄清、陈酿、调配过滤、杀菌包装一系列深加工工艺[21]。果酒酿造工艺流程如下：

3.1 原料选择及处理

果酒因为其独特的风味色泽和营养价值而受到人们的追捧，果酒的风味、色泽一部分是由高品质的水果原料提供；另外一部分则是由工艺和酵母菌提供。酿造果酒选用的原料与鲜食水果会存在部分差异，高品质的果酒通常会有一定的酸度，用于果酒酿造的水果原料一般具有合适的糖酸比或特殊的风味，如酿造高品质葡萄酒，大多数会选择赤霞珠、长相思等品种的葡萄[22]，而使用一些非酿酒葡萄在酿造葡萄酒时，葡萄原料经过酵母菌厌氧发酵后会产生某些特殊的臭味进而遗留在果酒中，使得葡萄酒品质下降，有研究表明，利用丹菲特品种的葡萄按照25%添加量添加到赤霞珠品种的葡萄中进行共同发酵，可以有效提高葡萄酒的红色同时还提高了葡萄酒中的黄酮类化合物含量[23]。不仅原材料的品种对果酒品质有重要影响，其成熟度也同样有重要影响。研究表明，利用不同成熟度的青梅酿造青梅果酒品质也各不相同，其差异体现在不同成熟度的青梅发酵酒的总糖、总酸、游离二氧化硫、有机酸、生物胺、杂醇油、挥发性香味物质含量不同，以基础指标为例，九成熟的青梅发酵酒的总糖含量最低为1.5 g/L，八成熟与全熟青梅发酵酒的总糖含量相近，分别为2.7 g/L、2.6 g/L；全熟青梅发酵酒的总酸含量最高，为7.2 g/L，而八成熟与九成熟的青梅发酵酒总酸含量接近，分别为6.8 g/L、6.9 g/L；成品酒中游离二氧化硫含量则大不相同，随着成熟度的降低，青梅发酵酒中的二氧化硫含量在逐渐升高，全熟、九成熟、八成熟青梅发酵酒中二氧化硫含量分别为2.2 mg/L、5.7 mg/L、9.1 mg/L[24]。为解决果酒原材料的季节性问题，果酒原材料采购后一般采用冷冻保藏处理，有研究人员针对这种原料处理方式的可行性进行了研究，研究人员利用冷冻保藏处理的新鲜桑葚与未冷冻处理的新鲜桑葚进行对比发酵实验，发现在整个发酵过程中两种果酒的酒精度、总糖度、多酚、黄糖、花色苷等基础指标差别较小且成品酒感官品评得分也相差不大[25]。果酒发酵前的原料破碎处理方式决定了果酒的发酵方式，同时对果酒品质也存在影响。目前果酒发酵方式主要有果汁发酵、带皮果浆发酵、去皮果浆发酵、去皮果块发酵、带皮果块发酵。刘达玉等[25]使用桑葚果浆与桑葚整果进行果酒发酵，发现桑葚果浆发酵的果酒其黄酮、多酚、花色苷含量分别为13.792 mg/L、182.71 mg/L、11.986 mg/L，含量明显高于整果发酵；酒体的色泽、滋味、香气也好于整果发酵。姜晓坤等[26]使用毛酸浆果实分别进行带皮果浆发酵、去皮果浆发酵以及果汁发酵并对不同发酵方式生产的果酒理化指标进行测定和感官评价，发现带皮果浆发酵酿造的果酒酒精度、总酸、干浸出物均比其他两种发酵方式酿造的果酒要高，而总糖含量低于其他两种发酵方式酿造的果酒，且带皮果浆发酵酿造的果酒酒体颜色更好，风味更佳。

3.2 成分调整

3.2.1 二氧化硫、果胶酶的添加

果酒酿造过程中，成分调整是最关键的一步，该步操作决定了果酒的残糖含量、酒精度、游离二氧化硫含量等。成分调整主要包括糖度调整、二氧化硫添加、酵母种子液添加、果胶酶添加。二氧化硫在果酒发酵中有着至关重要的作用，它能够较好的抑制果酒中杂菌的生长，使得酵母菌快速形成菌种优势，还能够起到抗氧化，减少果酒褐变的作用[27]。果酒中的二氧化硫主要是人工添加的亚硫酸盐分解产生的，果酒中常见使用的亚硫酸盐有偏重亚硫酸钾/钠、亚硫酸钾/钠、亚硫酸氢钾/钠等。刘琨毅等[28]使用不同种类的亚硫酸盐，按照不同添加量和不同添加次数添加到果酒发酵液中，以抗氧化能力和感官评分为评价指标分析设计正交试验，结果表明，用0.17‰的低亚硫酸钠分为两次加入到果酒中效果最好。大多数用于水果酒酿造的水果原料含有部分果胶，如苹果果胶含量为0.9%、香蕉果胶含量为1.1%、柚子果胶含量为21%[29]。韦婷等[30]研究发现，经过酶解的猕猴桃果酒其出汁率比未酶解的提高18%且澄清度比未酶解的更好，而残糖和酒精度没有明显变化。使用果胶酶酶解水果原料不仅可以提高果酒的产率，还能减少在生产过程中出现管道堵塞等问题，因此果胶酶的使用是必不可少的。酶解的反应条件比较温和，但选择一个合适的酶解条件可以事半功倍，陈智理等[31]研究发现，酶的添加量对香蕉果酒的出酒率和透光率影响最大，其次是酶解温度和酶解pH，最后是酶解时间，通过正交试验确定了香蕉果酒最佳的酶解条件是纤维素酶添加量0.3%+果胶酶添加量0.4%、酶解温度60 ℃、酶解时间2.5 h、酶解pH4.0。

3.2.2 酵母的选择

果酒中的挥发性香味物质主要是由酵母菌发酵产生的，香味浓郁、典型突出，是一款高品质果酒的标志。工业上生产果酒更多采用多菌种共同发酵，用于发酵的果浆或果汁不经过灭菌处理，人为接种某种酵母菌作为主导优势菌，配合果皮上自带的其他菌种共同发酵，进而酿造出果酒。由于葡萄酒是最早发展的果酒，这就导致了国内其他品种的果酒所使用的酵母大多数是葡萄酒酿酒酵母[32]，葡萄酒酿酒酵母是为发酵葡萄酒而筛选的，将其单独用于其他果酒的发酵会降低果酒的品质，使果酒水果风味不够突出，酸度升高，果酒典型性降低，甲醇含量升高[33]。不同的酵母菌在水果酒酿造过程中的表现也是不同的，高红芳等[34]使用4种不同的酿酒酵母酿造黑布林果酒，通过比较4款果酒的基础指标、挥发性化合物含量、抗氧化性、感官评分，发现RW酵母酿造的果酒酒精度最高，其余3种无显著性差异，SY酵母酿造的果酒含有25种挥发性香味物质种类且含量达到了56.34 mg/L，均为4种酵母中最高值，SY酵母发酵的果酒中含有辛醇、壬醇，这赋予了黑布林果酒柠檬味、茉莉味。由此可见，不同酵母直接影响果酒的风味品质。为了获取更多果酒专用酵母，研究人员开始从水果表皮以及果园土壤中筛选相应水果酒酵母，经实验发现从柑橘表皮以及柑橘果园土壤中分离筛选出了3株适合酿造柑橘果酒的酵母[35]。吴卓凡等[36]把枇杷果浆发酵液、枇杷果皮、枇杷果园土壤作为酵母菌筛选原料，通过2,3,5-氯化三苯基四氮唑（2,3,5-triphenyltetrazolium chloride，TTC）选择性培养基初筛、杜氏小管复筛、小瓶发酵实验三筛，最终从初筛的209株酵母中确定了最适合发酵枇杷果酒的酵母是菌株GP-34。罗佳丽等[37]利用酵母浸出粉胨葡萄糖（yeast extract peptone dextrose，YPD）培养基从新鲜甜橙果皮和甜橙果园土壤中分离出138株酵母菌，通过杜氏小管实验，小瓶发酵实验、感官评价，耐酒精性能评价、耐二氧化硫性能评价3级筛选，最终获得了2种能够耐受15%vol酒精、150 mg/L二氧化硫的葡萄汁有孢汉逊酵母S017和F076。

表2 果酒酵母筛选的步骤比较Table 2 Comparison of fruit wine yeast screening steps

3.3 发酵条件

酵母菌在水果发酵液中的生长状况、代谢状况深受发酵条件的影响，不同水果酒以及不同的菌种最适的发酵温度都大有不同，常景玲等[38]利用筛选出的石榴果酒菌种在不同温度条件下进行单因素发酵实验，以发酵速度、残糖量、酒精度作为指标，确定发酵效果较好的温度范围，再结合二氧化硫含量、糖含量、pH值进行4因素3水平正交试验发现，最合适的条件为温度28 ℃、pH3.8、糖度17%、二氧化硫添加量100 mg/L。周兴伟[39]对树莓果酒的发酵温度、接种量、发酵pH进行3因素5水平正交试验，以感官评分为指标，最终确定了树莓果酒的最适发酵温度为25 ℃。张晓丹等[40]同样利用单因素与正交试验结合的方式，以酒精度和感官评分的和为综合评分标准，确定柑橘果酒的最适发酵温度为26 ℃。

3.4 降酸与澄清

随着降酸、澄清等工艺的研究，果酒风味品质也得到了显著的提升。果酒降酸包括物理降酸、化学降酸、生物降酸、新兴降酸技术、混合降酸法[41]，使用最多的还是物理冷冻降酸法，此方法对果酒原酒影响较小，但也不妨碍有人利用其他方法降酸，例如邓奥宇等[42]将化学降酸法中的离子交换树脂法与生物降酸法中的乳酸菌接种法结合，利用两种方法混合降酸，发现使用弱碱性阴离子交换树脂D311，以4 BV/h速率在常温下交换并配合接种量为106CFU/mL的乳酸菌发酵，柠檬果酒的酸度下降了60.36%。NANL J等[43]用碳酸钙、酒石酸钾、碳酸钙与乳酸菌混合3种方法降低木瓜汁和木瓜果酒中的酸含量发现，3种方法均可以达到降酸的效果，但与酒石酸钾相比，碳酸钙反应速度快、成本低、对木瓜汁的香味影响小，而碳酸钙与乳酸菌混合降酸又会使产品轻微摇晃之后产生乳白色的沉淀，综合来看采用碳酸钙降低木瓜汁和木瓜酒中的酸效果最好，其用量分别为9.0 g/L和10.05 g/L。LIU J等[44]采用分批次混合菌种发酵青梅果酒，发现将德尔布有孢酵母Y7与贝酵母Y4混合发酵后，各批次的青梅果酒的有机酸与总酸显著下降。果酒在酿造过程中通常会产生沉淀，特别是陈酿和冷冻降酸等过程，酒石酸盐会在低温环境下沉淀，多数沉淀对人体是无害的，但其严重影响果酒的外观品质，因此澄清也是必不可少的。澄清主要有3种方法：利用硅藻土等澄清剂进行澄清；利用膜过滤器过滤等机械澄清；复合澄清方法[45]。目前使用较多的是澄清剂澄清，实验表明以柚子果酒作为研究对象，使用硅藻土、壳聚糖等多种澄清剂进行单因素试验和正交试验发现，皂土与壳聚糖的比例为0.75∶1时，这种混合澄清剂对柚子果酒的澄清效果最好，澄清后的柚子果酒其透光率高达91.7%[46]。王周利等[47]使用响应面优化法研究超滤技术在苹果酒中的应用，发现当设备压力在0.7 MPa，物料温度为24 ℃，进料流速5.6 mL/min时，苹果酒的澄清效果最好，其透光率达到了98.72%。

表3 澄清方法对比Table 3 Comparison of clarification methods

4 总结与展望

我国果酒虽然出现的较早，但是整体果酒产业发展相对落后，除了葡萄酒外，其他果酒的研发投入较少。我国水果资源丰富，但果酒年产量却远远低于国际水平，人均果酒消费量也低于世界水平。我国果酒行业目前还存在诸多问题，例如果酒生产工业化水平低，果酒酵母的培育与筛选方式单一，高品质果酒品牌意识淡薄，果酒市场广阔但市场推广进程缓慢，果酒生产制度标准不够完善等。当前我们的果酒酿造工艺更多的还是学习国外的酿造技术，缺少主动创新性。

我国疆域辽阔，使得我国水果产量高，水果种类丰富，面对资源丰富的水果产业，果酒深加工是一条水果产业发展的必经之路。为了使我国的果酒产业更上一层楼，仍然需要从以下几个方面做更深入的研究：①果酒酿造专用酵母的筛选，做到每种水果都有对应适合发酵水果酒的酵母；②水果酒酿造工艺的更深一步优化，提高果酒产量、品质，减少生产成本；③完善果酒生产体系，完备果酒评价标准，扩大果酒宣传。