沙棘果酒生產(chǎn)技術(shù)研究進(jìn)展

□ 王曉波 袁江蘭 湖北工業(yè)大學(xué)

1 沙棘概況

沙棘又稱沙棗、醋柳、酸棘，為多年生落葉灌木或小喬木，屬漿果類，味酸而甜[1]。我國(guó)是世界上沙棘分布最廣、種類最多的國(guó)家，主產(chǎn)地位于華北、東北、西北及西南等地區(qū)。沙棘屬藥食同源植物，集多種營(yíng)養(yǎng)素于一體，被譽(yù)為神奇水果、植物之首、水果之冠，兼具很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值，富含維生素、多糖、氨基酸、有機(jī)酸、微量元素和多種生物活性物質(zhì)[2]。目前，沙棘已被廣泛應(yīng)用，如在食品領(lǐng)域已開(kāi)發(fā)出沙棘汽水、果汁、香檳、糖漿、餅干、果脯、果醬及保健茶等產(chǎn)品[3]。沙棘果酒是以沙棘果為原料，經(jīng)破碎壓榨、脫脂分離、果汁澄清處理、糖度調(diào)整、酵母發(fā)酵、降酸處理及果酒澄清等而生產(chǎn)的一種低酒精度飲料[4]，含有沙棘本身的營(yíng)養(yǎng)成分和經(jīng)發(fā)酵產(chǎn)生的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有調(diào)節(jié)人體代謝、殺菌抗癌、促進(jìn)消化和美容養(yǎng)顏等功效，是沙棘資源開(kāi)發(fā)利用的重要方向之一。在人們?cè)絹?lái)越追求健康生活的形勢(shì)下，開(kāi)發(fā)研究沙棘果酒是沙棘深加工的重要方向，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

2 沙棘果酒研究情況

目前，沙棘酒研究已取得成效，對(duì)發(fā)酵工藝和釀酒酵母篩選作了研究，優(yōu)化了工藝參數(shù)等，實(shí)現(xiàn)了果酒的工業(yè)化生產(chǎn)[5]。同時(shí)，沙棘果酒研究也存在一些問(wèn)題，如沙棘資源開(kāi)發(fā)研究主要集中在醫(yī)藥保健和食品等方面，沙棘果酒研究積累不夠，工藝技術(shù)、生產(chǎn)自動(dòng)化程度、產(chǎn)品附加值有待提升；釀造果酒的專用水果品種以葡萄為主，缺少適宜加工的專用沙棘品種，對(duì)沙棘果酒的風(fēng)味產(chǎn)生了影響；發(fā)酵中添加的酵母大多來(lái)自于葡萄酒釀酒酵母，適宜沙棘發(fā)酵的專用酵母少，缺乏對(duì)沙棘野生酵母的研究；沙棘果含酸量高、含糖量低，釀制的果酒口味不夠協(xié)調(diào)，沙棘果酒的降酸和澄清等需要進(jìn)一步研究[6]。

3 沙棘果酒生產(chǎn)技術(shù)研究進(jìn)展

3.1 酵母菌株分離篩選

果酒發(fā)酵是一個(gè)復(fù)雜的生物化學(xué)變化過(guò)程，沙棘果酒是沙棘果實(shí)在酵母菌作用下經(jīng)發(fā)酵釀制而成，酵母菌株的發(fā)酵性能對(duì)沙棘果酒酒體、色澤、香氣及風(fēng)味等的形成具有重要作用。目前果酒發(fā)酵多采用葡萄酒酵母，不利于各類果酒獨(dú)特品質(zhì)的形成。釀酒活性酵母應(yīng)具有如下基本發(fā)酵特性：發(fā)酵能力強(qiáng)，酒精產(chǎn)率高，分解糖分完全；SO2耐受力強(qiáng)，能在低溫或適宜溫度下發(fā)酵；澄清作用明顯；有一定的降酸能力[7]。酵母菌菌株可在沙棘果皮、果梗和果園土壤中采樣，通過(guò)分離篩選、純化、培養(yǎng)試驗(yàn)，可從分離出的菌種中進(jìn)行發(fā)酵力和耐受力試驗(yàn)，選出最優(yōu)菌株、最適宜菌株，在此基礎(chǔ)上研究發(fā)酵條件。魏立杰[8]通過(guò)分析了由實(shí)驗(yàn)室分離純化并鑒定過(guò)的11株野生沙棘酵母菌株，挑選出兩株在極端環(huán)境下耐受性強(qiáng)、發(fā)酵力強(qiáng)、適宜沙棘果酒釀造的酵母菌株WKZ1-2和C2-2。徐嘉俐[9]通過(guò)分離酵母生長(zhǎng)曲線、生物學(xué)特性、發(fā)酵特性等試驗(yàn)，得到最優(yōu)酵母YM1-1。趙宏軍[10]通過(guò)發(fā)酵力、凝聚值、耐酒精度及耐SO2等試驗(yàn)，篩選出最佳酵母菌株C2-2。

3.2 果汁澄清處理

沙棘果經(jīng)過(guò)破碎、壓榨得到的果汁，通常含有果膠、沙棘油、蛋白質(zhì)膠粒、纖維素及單寧等不穩(wěn)定物質(zhì)。這些物質(zhì)會(huì)阻礙酵母發(fā)酵，使果酒口味粗糙；果膠含量過(guò)多會(huì)增加果漿粘度、降低出汁率，影響果酒的非生物穩(wěn)定性[11-12]，需要通過(guò)處理方法給予去除。常用的澄清劑有果膠酶、殼聚糖、明膠、硅藻土、皂土、蛋清及PVPP等。其中，果膠酶能分解果膠，降低汁液粘稠度，其澄清效果主要取決于溫度、時(shí)間、酶用量等；殼聚糖可使蛋白質(zhì)、果膠等發(fā)生絮凝而沉降，硅藻土可吸附果膠、酵母等懸浮物，皂土可去除蛋白質(zhì)，蛋清可去除單寧，PVPP可去除非生物性沉淀。陳江萍[13]用果膠酶研究的影響沙棘果汁澄清的單因素試驗(yàn)，結(jié)果表明，用果膠酶處理沙棘果漿,可明顯提高沙棘的出汁率及汁的透光率,膠酶的使用參數(shù)：濃度4 g/L左右，pH為3～4，溫度45～50 ℃，時(shí)間4 h。尹娜[14]通過(guò)酶解正交試驗(yàn)，得出最佳參數(shù)：澄清劑添加量為0.1%、酶解溫度為40 ℃、酶解時(shí)間3 h。邢潔等[15]通過(guò)正交試驗(yàn)，確定用果膠酶澄清沙棘果汁的最佳工藝條件是：果膠酶用量為0.035 g/kg，溫度為45 ℃，pH值為3.0，時(shí)間為90 min。

3.3 發(fā)酵工藝優(yōu)化

沙棘果酒可采用浸泡法和發(fā)酵法生產(chǎn)。浸泡法是將沙棘果浸泡在白酒中，酒體和風(fēng)味不佳。發(fā)酵法是利用酵母菌將沙棘汁中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為酒精完成發(fā)酵，可分為主發(fā)酵和后發(fā)酵，前者主要生成酒精和發(fā)酵產(chǎn)物，后者進(jìn)一步發(fā)生一系列物理、化學(xué)、生化變化，以提高酒精度、改善果酒品質(zhì)、感官性狀。在發(fā)酵工藝優(yōu)化中，多以酵母接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、果膠酶加入量及SO2添加量等因素來(lái)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)或響應(yīng)曲面優(yōu)化試驗(yàn)來(lái)確定工藝條件。經(jīng)發(fā)酵釀制的沙棘果的酒精度應(yīng)為10～18度，揮發(fā)酸含量應(yīng)不高于1.0 g/L，糖分含量小于50 g/L，干浸出物大于或等于14 g/L，對(duì)總SO2含量、游離SO2含量、鐵含量及銅含量也有相應(yīng)要求[16]。王大為等[17]采用向沙棘果汁中加入糯米的方法，以淀粉酶添加量、糖化溫度、糖化時(shí)間及米飯含水量等因素設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，得出添加量0.5%、溫度40 ℃、時(shí)間25 h、含水量2.5倍的最優(yōu)工藝條件。馬榮山[18]等的結(jié)果表明初始糖度、流加糖量以及流加糖時(shí)間分別取11.8%、35 mL、3 d+4 d+5 d時(shí)，所得果酒酒精體積分?jǐn)?shù)比同等條件下未用流加發(fā)酵工藝的高0.78%。

3.4 降酸處理

沙棘果經(jīng)發(fā)酵得到的果酒含有較高的有機(jī)酸，往往造成酒味酸澀、酒體粗糙，出現(xiàn)渾濁，因此需要通過(guò)降低酸度來(lái)保證果酒品質(zhì)[11]。果酒降酸的方法有：化學(xué)降酸法、物理降酸法、生物降酸法等，物理降酸法對(duì)降低沙棘酒中的酒石酸的效果好，但降酸程度不高?；瘜W(xué)降酸法效果明顯、使用方便，但容易給果酒外觀和風(fēng)味帶來(lái)影響。生物降酸法是未來(lái)降酸技術(shù)的發(fā)展方向，對(duì)提高果酒品質(zhì)有促進(jìn)作用。在化學(xué)降酸法中，CaCO3降酸反應(yīng)快、成本低、使用方便；KHCO3降酸反應(yīng)快；用酒石酸鉀降酸不產(chǎn)生氣體，適于處理半成品和成品酒；也可使用CaCO3與一定比例的KHCO3同步降酸[19，20]。牛廣財(cái)[21]通過(guò)研究得出，在發(fā)酵溫度21 ℃、接種量11%、發(fā)酵時(shí)間35 d條件下，沙棘果酒的總酸由15.4 g/L降為8.9 g/L。劉洪林[22]通過(guò)試驗(yàn)確定了酒石酸鉀與碳酸鈉、酒石酸鉀與碳酸鉀均按7：3配比、降酸后總酸為7 g/L的降酸方案。郭成宇等[23]采用不同的方法對(duì)干紅沙棘果酒進(jìn)行降酸，試驗(yàn)結(jié)果表明，使用酒石酸鉀與碳酸鉀聯(lián)合降酸可有效降低干紅沙棘果酒的酸度。

3.5 酒液的澄清處理

沙棘果汁經(jīng)發(fā)酵制得的酒液中易出現(xiàn)渾濁和沉淀，嚴(yán)重影響果酒的感官品質(zhì)，必須經(jīng)過(guò)澄清處理。導(dǎo)致果酒產(chǎn)生渾濁的主要因素包括生物性因素（如酒液中的酵母菌、蛋白質(zhì)、單寧的影響），物理性因素（如光照引起酶氧化物沉淀），化學(xué)性因素（如銅離子還原和鐵離子氧化形成難溶性沉淀）及生化因素（如蛋白質(zhì)和單寧形成難容絡(luò)合物）等[24]。因此進(jìn)行澄清處理是改善沙棘果酒品質(zhì)、提高穩(wěn)定性、延長(zhǎng)壽命的必然要求。常用的澄清劑有明膠、皂土、硅藻土、殼聚糖、PVPP、蛋清液、果膠酶、卡拉膠及干酪素等。明膠一般對(duì)去除沙棘酒中的單寧物質(zhì)效果較好，蛋清具去除單寧和色素的性能，干酪素可用于去除鐵引起的渾濁[25]。相比單一澄清劑，復(fù)合澄清劑的澄清效果更佳。同時(shí)，膜超濾澄清技術(shù)得到了使用，劉曉娜[26]通過(guò)超濾澄清試驗(yàn)研究得出，溫度50℃、時(shí)間30 min、膜面壓差0.14 MPa時(shí)，可獲得較高的膜通量。趙文娟等[27]采用殼聚糖和皂土對(duì)沙棘發(fā)酵果酒進(jìn)行澄清處理，并對(duì)添加方法和用量進(jìn)行了分析，改善了果酒外觀與貯存穩(wěn)定性。張軍[28]每100 L酒液采用50 g殼聚糖與100 g硅藻土組合，經(jīng)2～3 h的澄清，得到的澄清效果最佳。