我國蘋果酒的開發現狀與前景

王博，楊勸生*，謝曉弛

1. 甘肅工業職業技術學院（天水 741025）；2. 甘肅豐收農業科技有限公司（天水 741020）

蘋果（Malus pumilaMill.）是薔薇科蘋果亞科的蘋果屬植物，能夠在大多數氣候條件下生長，其中南緯35°～北緯50°是其生長的最佳地帶[1]。在我國蘋果是僅次于柑橘的第二大水果品類，渤海灣地區（山東、河北、遼寧）、西北高原地區（陜西、甘肅、山西）、黃河故道地區（河南、江蘇、安徽）及四川、云南、新疆等地區均有種植，種植面積與產量整體呈波動增長態勢，但增速已放緩。2020年我國蘋果的種植面積近2×106hm2，產量約4 407萬 t，其中以陜西省蘋果產量最高，達1 185萬 t[2]。我國耕地資源匱乏，依靠擴大種植面積增加蘋果產業的產量和產值并不可取，形成以蘋果為中心的精深加工產業鏈，既可有效緩解果品成熟上市時間集中、冷鏈貯藏運輸等方面的壓力，又可滿足消費者除“鮮食”以外的多元化口味需求，逐步實現蘋果產業的可持續發展。我國市場上常見的蘋果加工產品可分為四大類：蘋果物理加工產品，如非濃縮還原（NFC）果汁、蘋果脆片、干裝蘋果罐頭、蘋果粉等；蘋果化學加工產品，如蘋果中提取的多酚、果膠、膳食纖維等功能性成分；蘋果發酵產品，如蘋果醋、蘋果酒、蘋果酵素等；廢料二次利用產品，如蘋果籽油、果渣飼料等，其中蘋果酒是蘋果高附加值產品開發的主要方向之一。世界上主要的蘋果酒消費地區有西歐（55.7%）、非洲（12.0%）、北美（12.0%）、澳大利亞（8.0%）和東歐（6.4%），市場供應鏈成熟，產品各具特色，有甜型酒、干型酒、起泡酒、冰蘋果酒等不同種類，具有廣泛的社會和消費認知基礎[3-4]。在我國，蘋果酒是近年來才廣泛進入大眾視野，蘋果酒規?；a企業較少，主要集中在山東、甘肅、河南等地，蘋果酒品牌也尚未走向全國化。對蘋果中的營養物質與生物活性成分進行介紹，分析蘋果酒的市場前景及產品開發中亟需解決的問題，旨在為從事蘋果營養和生物活性成分基礎研究的科研人員和蘋果酒產品研發人員提供參考。

1 蘋果中的營養物質及生物活性成分

蘋果營養全面均衡，每百克蘋果（可食部分）可提供48 kcal能量、13.5 g碳水化合物、1.2 g不溶性纖維、4 mg鈣、12 mg磷、3 μg RE總維生素A和4 g抗壞血酸等人體所需營養素[5]；蘋果中的有機酸、芳香類物質可增進食欲，幫助消化；蘋果中豐富的植物化學物質賦予了蘋果抗菌、抗氧化、降血糖和增強免疫力等功能特性[6-7]。楊蕊嘉[8]在蘋果中提取的類黃酮類化合物——山奈酚對幽門螺旋桿菌生長具有顯著的抑制作用，為幽門螺旋桿菌的臨床治療提供新思路。氧化損傷與癌癥的發生和發展關系密切，蘋果中的植物化學物質具有顯著的抗氧化能力。Eberhardt等[9]將結腸癌細胞系Caco-2暴露在含有不同濃度蘋果提取物的環境中，蘋果提取物質量濃度超過20 mg/mL時，癌細胞增殖受到劑量依賴性抑制；與無皮蘋果提取物相比，有皮蘋果提取物可顯著減少腫瘤細胞增殖，質量濃度50 mg/mL時，其抑制率分別為43%±1%（有皮）和29%±4.1%（無皮）。將50 mg/mL蘋果提取物作用于HepG2人肝癌細胞也表現出類似的增殖抑制作用。由此可見，蘋果中的植物化學物質可阻止體外新癌細胞的生長和現有癌細胞的擴散，且果皮中的抗氧化物質含量多于果肉。王遷[10]利用原子吸收光譜法測定洛川蘋果中微量元素的含量，結果表明洛川蘋果果皮和果肉中Ca、Cu、Zn、Fe、Mn、Mg這6種微量元素的含量較高，且果皮中的微量元素含量大于果肉。因此，不論是鮮食還是精深加工，對蘋果皮及其所含營養成分的保留、保護或提取利用顯得尤為重要。

蘋果中的膳食纖維有助于在人們進食后獲得飽腹感，減緩消化速度。24年的3項大型前瞻性隊列研究發現，長期攝入像蘋果和梨這樣高纖維、低GI值的水果有利于控制體重[11]。與不吃蘋果的人相比，每天吃一個或多個蘋果的人患2型糖尿病的風險降低28%[12]，這可能是因為食用低GI的水果后會產生低血糖峰值，減少血糖大幅度波動，降低餐后饑餓感，防止暴飲暴食。此外，蘋果中的果膠作為一種可溶性纖維，對預防便秘、降低低密度脂蛋白有一定作用，而且果膠可被結腸中的有益細菌發酵產生短鏈脂肪酸，其在預防某些癌癥和腸道疾病等慢性疾病中發揮重要作用[13]。有動物實驗表明，蘋果中與果膠纖維結合的植物化學物質，有助于減少心臟和血管中的自由基損傷并具有降低膽固醇的作用[14]。日常蘋果攝入量高的人群患中風風險顯著低于蘋果攝入量低的人群[15]。

基于生物轉化作用的微生物發酵可使蘋果中的生物活性物質結構和類型發生改變，產生新的有機酸、酚類和揮發性化合物等，降低糖含量，賦予蘋果發酵產品獨特的風味口感[16]，其在促進血液循環、新陳代謝、調節酸堿平衡、消除疲勞、降血脂和促進排毒等方面具有積極的作用[17-18]。發酵蘋果汁、蘋果酒、蘋果醋和蘋果酵素是常見的蘋果發酵產品，其主要生產工藝流程如圖1所示。

圖1 蘋果發酵產品生產工藝流程

蘋果酒是以蘋果汁或漿為原料，經部分或全部發酵而成的含酒精飲料，與葡萄酒和啤酒在歷史上同時期出現[19]，是世界上的第二大發酵果酒，具有酒精度低、色澤清亮、酒香果香協調和適口性好等特點[20]。蘋果酒的傳統制作方法是利用果皮上或環境中的微生物自然發酵而成，新榨的蘋果汁在利于發酵的條件下放置幾天后發酵會自動進行。現代化的生產方法是先去除果汁中原有的微生物，接種釀酒酵母或其他發酵菌種，在一定溫度下進行酒精發酵，經澄清、滅菌后得到[21]。蘋果品種、發酵菌種、關鍵生產工藝等對蘋果酒化學成分和品質都會產生較大影響。

2 蘋果酒的開發現狀

2.1 蘋果品種

蘋果品種在很大程度上影響最終產品質量。一般具有一定酸度、單寧含量的品種更適合生產蘋果酒[22]。在英國、法國、西班牙等蘋果酒釀造歷史悠久的國家，其蘋果酒生產商具有穩定、低價的釀酒專用蘋果品種供應，由此可釀造出酸、甜、澀和苦味平衡、品質一致的蘋果酒。國內的蘋果酒生產商大部分以富士、秦冠等適合鮮食的蘋果品種作為原料加工生產，其果汁酸度偏低，釀造的蘋果酒風味弱、口味淡[23]。因此在實際生產過程中必須調整蘋果汁中糖酸的比例以平衡蘋果酒的風味和酒精含量。蘋果汁中的糖主要為果糖、葡萄糖和蔗糖，在酒精發酵初期蔗糖被釀酒酵母釋放的外源酶水解為葡萄糖和果糖，隨著發酵的進行，葡萄糖和果糖經糖酵解生成丙酮酸，丙酮酸脫羧形成的乙醛會被進一步還原成乙醇。因此，在發酵過程中糖含量逐漸下降，酒精含量逐漸上升，糖含量基本上決定了成品蘋果酒的酒精度，但果汁中的糖通常不會被完全消耗；蘋果汁的酸度使蘋果酒帶有澀味，通過添加水、檸檬酸、蘋果酸等方法可將果汁的pH降至理想范圍，也可添加不同品種的蘋果汁或其他水果汁彌補果酒在風味口感上的欠缺[24]。但這無疑增加了加工環節和勞動成本。王楠等[25]從“嘎拉”蘋果高類黃酮含量優異種質CSR6R6雜種后代中選育出果肉鮮紅、肉質酥脆、酸味略重、適合高類黃酮蘋果酒釀造的新品種。趙培磊等[26]培育的蘋果雜交后代品種（系）“魯加4號”“賽金”“瑞紅”“7-C-102”的果實出汁率、糖度和酸度較高，表現出良好的釀酒特性，用其釀造的蘋果白蘭地酒澄清透明，果香、酒香良好，風味典型性明顯。

感官特征是消費者評價果酒品質的主要方法。根據消費者的偏好，不同國家的蘋果酒的感官特征往往有很大的不同。為迎合我國消費者低醇化、強果味的喜好，引進和培育蘋果酒釀造的專門品種、建立具有我國特色的蘋果酒感官評價體系可逐步樹立我國蘋果酒行業的整體形象；致力于采收方法高效便捷化、果園數字化改進可有效提升蘋果酒生產原料的品質。目前趙州雪花梨果酒、藍莓酒、荔枝酒、山楂酒、獼猴桃酒等果酒產品的地方或行業標準已建立，2020年中國酒業協會發布蘋果酒的團體標準（T/CBJ 5104—2020《蘋果酒》），2021年農村農業部頒布蘋果的數字果園建設規范團體標準（NY/T 3990—2021《數字果園建設規范 蘋果》），有助于進一步建立蘋果酒完整的評價體系、技術標準體系和質量控制體系，規范蘋果酒原料的種植和采收環節。

2.2 發酵菌種

菌種的選擇對蘋果酒的風味有很大影響。酵母菌對酸有很高的耐受性，利于其在低pH的蘋果汁中存活和生長，常被用來釀酒。商業用釀酒酵母具有副產物少，耐高濃度酒精、糖和亞硫酸鹽，可沉淀和低突變率等優點。秦子涵等[27]利用釀酒酵母發酵的蘋果酒中乙醇、乙酯類物質、高級醇及脂肪酸的含量較高，果香愉悅，而德爾布有孢圓酵母發酵的蘋果酒中大部分的揮發性香氣物質含量較低。在發酵過程中，乙醇、糖、單寧、酯、甲醇和揮發性酸的含量和產生速率、酒體顏色變化等蘋果酒的質量特征受特定酵母菌株的影響[28]。Bandic等[29]發現酵母菌株FermolBlanc發酵的蘋果酒中琥珀酸的含量比Lalvin EC1118菌株更多。徐菁苒等[30]篩選出具有良好發酵特性的高產谷胱甘肽的酵母菌株Y-18，可顯著降低蘋果酒的褐變程度。

在酒精發酵前和過程中加入礦物鹽或其他營養物質也會影響酒精發酵的動力學參數，從而影響果酒品質。鎂有助于防止溫度升高和乙醇毒性引起酵母細胞死亡，鈣可與酵母細胞壁結合，在發酵過程中起著重要的絮凝作用[31]。Villar等[32]通過可見-近紅外傳感器系統獲得的光譜與蘋果酒質量參數建立相關性，對發酵過程進行實時監控并采取糾正措施。Bortolini等[33]在發酵時固定化蘋果渣，提高酒精發酵速率、蘋果酒的抗氧化活性并有效利用果渣副產物。郭麗等[34]發現在酒精發酵過程中添加氮源可加快酵母菌發酵速率，在酵母菌生長穩定期添加有利于揮發性香氣物質的生成，對改善蘋果酒的風味意義重大。

在酒精發酵后期或結束后會進行二次發酵，即蘋果酸-乳酸發酵，英國和法國的蘋果酒生產商認為蘋果酸-乳酸發酵是蘋果酒后熟過程的一部分[35]，其主要是在乳酸菌的作用下，通過蘋果酸-乳酸酶將酸澀的L-蘋果酸脫羧基降解為柔和的L-乳酸，釋放一定量的CO2，對蘋果酒的酸味起“軟化”作用，提高酒體中B族維生素的穩定性，對蘋果酒風味具有關鍵的修飾作用[16]。果酒風味是消費者對果酒認可的重要指標，而香氣物質是決定風味的重要因素。為改善蘋果酒的香氣，非釀酒酵母也常常被于果酒發酵。與釀酒酵母發酵的蘋果酒相比，菌株S.pomb釀造的蘋果酒中的蘋果酸含量和酸味有所降低[28]。高鴻等[36]利用釀酒酵母菌株CICC 1750和非釀酒酵母粟酒裂殖酵母菌株CICC 1757協同發酵，有效改善蘋果酒口感，提升蘋果酒香氣品質。

蘋果酒發酵是一個復雜的微生物代謝過程，對微生物菌落組成和化合物演變建立動力學模型，可有效預測發酵過程微生物共性演變；利用基因工程對釀酒菌種進行改良與篩選、研究菌種的耐受性等可為蘋果酒的品質提升提供有力的技術支撐。

2.3 關鍵生產技術

蘋果酒生產過程中殺菌、澄清和酚類化合物的監控等關鍵生產技術的突破對蘋果酒品質提升意義重大。

2.3.1 殺菌技術

二氧化硫、亞硫酸鹽是果酒釀造過程中普遍使用的防腐劑、抗氧化劑，還具有抑制褐變、增酸的效果，成本低，但有一定毒性，過量使用會影響體內正常酶活[37]。GB 2760—2014《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》中規定果酒中二氧化硫的最大使用量為250 mg/L。歐洲現有立法允許蘋果酒中亞硫酸鹽最高添加量為180 mg/L[38]。張大為等[39]將酸棗仁和丁香的水提取物混合液作為SO2的天然替代物，在果酒發酵過程中SO2的使用量降到常規用量的30%～35%。二甲基二碳酸鹽又名維果靈，是一種廣譜、高效的防腐劑，國外將其用于果汁、果酒的冷消毒滅菌，其最適殺菌pH為4.0，水解后生產微量的CH3OH和CO2，不會向果酒中引入其他化學成分，不影響人體健康和產品品質，我國允許其在果蔬汁飲料、碳酸飲料等產品中作為防腐劑使用，是一種潛力較大的非熱殺菌助劑。鄧莎莎[40]發現二甲基二碳酸鹽能很好地抑制荔枝汁中天然污染菌的生長，尤其對酵母菌、乳酸菌和霉菌的殺菌效果顯著高于亞硫酸鹽，并且對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，可以作為亞硫酸鹽的替代或部分替代品使用。郭換麗[41]將二甲基二碳酸鹽與Nisin聯合使用，對荔枝汁中的腸膜狀明串珠菌和枯草芽孢桿菌起到較好的協同殺菌效果。巴氏滅菌是果酒生產中效率較高的熱力滅菌方法之一，但容易引起產品褐變、營養成分破壞和風味損失。高壓殺菌技術是在室溫或低溫、不破壞食品本身的質地風味與色澤的情況下進行有效殺菌，在果酒的殺菌、催陳中取得較好效果，高辰哲[42]利用超高壓技術處理紅樹莓果酒達到理想的殺菌和催陳效果，產品品質顯著提高。溫海洋等[43]采用超高壓技術處理香蕉果酒取得較好的殺菌效果，但香蕉果酒中的功能性成分、礦物質和香氣成分損失較大，殺菌工藝還需進一步優化。張麗華等[44]發現高壓微射流殺菌處理對棗酒的營養物質破壞較小且對酒體明亮度和酒精度有提升效果。

2.3.2 酚類化合物的監控

酚類化合物是蘋果中豐富的植物化學物之一，被證明能降低患糖尿病、癌癥、心腦血管等慢性疾病的風險[33]，同時酚類化合物也是影響蘋果酒質量的關鍵因素，其可調控發酵過程的微生物代謝、影響蘋果酒的色澤、收斂性和苦味等感官品質[45]，因此在蘋果酒生產過程對酚類物質的監控是研究重點。蘋果中的酚類物質主要包括黃烷-3-醇類、黃酮醇類化合物、羥基苯甲酸類、二氫查耳酮、花色苷類等五大類[46]。蘋果酒中酚類物質的含量受蘋果品種、成熟度和加工方法等因素影響，以常規方法發酵的蘋果酒總酚含量的減少是不可避免的，其中黃烷醇類化合物（單體形式和原花青素）是隨酒精發酵而減少的主要酚類物質[47]，這與原花青素聚合作用和酵母對其生物轉化和吸附有關[48]。而黃酮醇因其幾乎完全存在于外果皮中[49]，如果在榨汁過程中丟棄了果皮會造成大量損失；此外，在磨碎和壓榨過程中酚類物質也會因多酚氧化酶氧化降解為醌類物質而造成損失[50]，如在此過程中進行熱處理或除氧可有效抑制氧化，減少損失。

2.3.3 澄清技術

在蘋果酒陳釀過程中，酚類化合物通過范德華力與果酒中的果膠、蛋白質發生膠體吸附作用，同時捕集其他懸浮固體形成沉淀[45]，使酒體渾濁、風味變差、功能成分減少，破壞果酒品質[51]。因此，澄清在蘋果酒生產環節顯得尤為重要，其主要目的是除去菌體和易渾濁物質。澄清方法有自然澄清、澄清劑澄清、超濾技術或多種方法聯用，常見的澄清劑有活性炭、硅藻土、殼聚糖及其衍生物、蛋清等[52-53]，但會因吸附作用而損失部分風味物質?？等萚54]利用超聲輔助微濾澄清工藝有效降低蘋果酒渾濁度并有效地保留大部分風味物質。

尋找高效、無毒的抗氧化劑、抗菌劑一直是果酒研究人員面臨的重要課題。利用聲、光、電、磁、力等物理學方法改進蘋果酒關鍵生產技術是蘋果酒產業高效、節能發展的方向之一。中國酒業協會果酒發展委員會與各高校、研究院所和企業成立中國果酒研究院，針對我國果酒行業共性難題，建立產學研合作聯盟，加快實現蘋果酒生產關鍵技術的突破、企業研發能力的提高，從而有效推動蘋果酒產業向品牌全國化發展。

3 結語

蘋果酒產業是勞動密集型和技術密集型相結合的產業，開發高品質的蘋果酒對我國蘋果精深加工和果酒行業的發展都發揮重要的作用。我國蘋果酒市場目前還處于成長期，蘋果酒的市場滲透率和消費頻次還有很大的提升空間。一方面，隨著消費水平的提升以及食品、醫療衛生等權威人士的正確引導，消費者健康消費意識增強，對高酒精度酒的消費逐漸回歸理性，對低酒精含量飲料的需求會逐漸增加，借此可擴大蘋果酒產品的受眾人群、提高已有消費者與產品之間的黏性，是我國蘋果酒市場發展的機遇；另一方面，標準體系與質量控制體系建立是蘋果酒產業發展重心，從品種、采摘、園藝管理等方面建立標準，以收獲高品質原料為后續生產創造有利條件，借鑒葡萄酒、飲料、乳制品行業中優秀企業的成熟質量管理經驗，將HACCP質量控制體系、6σ質量管理體系、SOP標準操作流程等與實際生產結合，建立一套適合蘋果酒生產企業的質量管理體系是提升我國蘋果酒品質、樹立行業標桿企業的必由之路。