全果猕猴桃红茶菌发酵液复合果酒发酵工艺优化及挥发性成分分析

摘要：为实现野生猕猴桃皮渣资源高效利用及开发新型发酵果酒产品，以野生猕猴桃（带皮）和红茶菌发酵液为原料，采用单因素结合响应面法，以乙醇体积分数和感官评分为指标，优化全果猕猴桃红茶菌液复合果酒发酵工艺，并结合气相色谱-质谱技术分析其挥发性成分。结果表明，全果猕猴桃红茶菌发酵液复合果酒最佳发酵工艺条件为初始糖度219 g/L、酵母添加量0.05%、发酵温度28.5 ℃、发酵时间6 d，在此条件下，全果猕猴桃红茶菌发酵液复合果酒乙醇体积分数8.69%、感官评分88.70；总酸、总糖、可溶性固形物水平分别为7.15 g/L、5.22 g/L、7.60%；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率达93.6%；复合果酒中共检出22种挥发性成分，其中醇类相对含量达86.09%，其中苯乙醇（10.73%）可赋予玫瑰香；相对于去皮发酵复合果酒，酯类相对含量由2.70%提升至4.35%，其中辛酸乙酯、己酸乙酯等关键酯类富集。本研究结论可为野生猕猴桃带皮深加工及红茶菌发酵产品产业化提供理论依据与技术支撑。

关键词：红茶菌；全果猕猴桃；复合果酒；工艺优化；挥发性成分

基金项目：河南省科技攻关项目（252102110096）；信阳农林学院横向项目（KJ(hz)-01-2026-0021）

第一作者简介：王荣荣（1981—）（ORCID: 0009-0004-1331-2756），女，副教授，硕士，研究方向为发酵生物技术。E-mail: 513669555@qq.com

*通信作者简介：张阳阳（1987—）（ORCID: 0000-0003-3888-0245），女，副教授，硕士，研究方向为微生物发酵技术应用。E-mail: xynlzzh@126.com

Optimization of Fermentation Process and Analysis of Volatile Components of Compound Fruit Wine from Whole Kiwifruit and Kombucha Broth

(College of Food Science and Engineering, Xinyang Agriculture and Forestry University, Xinyang 464000, China)

Abstract: To achieve the efficient utilization of wild kiwifruit peel and residue resources and develop new fermented fruit wine products, wild kiwifruit (with peel) and kombucha fermentation broth were selected as the raw materials. The fermentation process of compound fruit wine from whole kiwifruit and kombucha broth was optimized by a single-factor experiment combined with response surface methodology, with ethanol content and sensory score as evaluation indicators. Additionally, volatile components in the finished product were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry. The results showed that the optimal fermentation conditions were as follows: initial sugar content of 219 g/L, yeast addition amount of 0.05%, fermentation temperature of 28.5 ℃,and fermentation duration of 6 days. Under the condition, the compound fruit wine had an ethanol content of 8.69% and a sensory score of 88.70. The contents of total acid, total sugar, and soluble solids were 7.15 g/L, 5.22 g/L, and 7.60%, respectively, with 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical scavenging rate of 93.6%. A total of 22 volatile components were identified in the compound fruit wine, among which alcohols accounted for 86.09%, and phenethyl alcohol, with a relative content of 10.73%, was capable of endowing the product with a rose fragrance. Compared with the compound wine fermented by peeled wild kiwifruit, the relative content of esters was elevated from 2.70% to 4.35%, and typical characteristic esters, including ethyl octanoate and ethyl hexanoate, were significantly accumulated. This study provided a theoretical basis and technical support for the deep processing of whole wild kiwifruit (with peel) and the industrialization of kombucha fermented products.

Keywords: kombucha; whole kiwifruit; compound fruit wine; process optimization; volatile component

引文格式：
王荣荣, 刘畅, 朱静, 等. 全果猕猴桃红茶菌发酵液复合果酒发酵工艺优化及挥发性成分分析[J]. 中国酿造, 2026, 45(6):238-244. DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2026.06.030. http://www.chinabrewing.net.cn

WANG Rongrong, LIU Chang, ZHU Jing, et al. Optimization of fermentation process and analysis of volatile components of compound fruit wine from whole kiwifruit and kombucha broth[J]. China Brewing, 2026, 45(6): 238-244. (in Chinese with English abstract) DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2026.06.030. http://www.chinabrewing.net.cn

野生猕猴桃主要生长在大别山山脉、陕西秦岭山域和湖南西部等地区[1]，其中信阳地区的资源尤为丰富。野生猕猴桃是一种营养价值极高的水果，含有丰富的糖分、蛋白质、氨基酸等多种有机成分以及对人体至关重要的矿物质元素，特别是其VC含量（200～550 mg/100 g）较高[2]。目前对猕猴桃的研究主要集中在酒类发酵[3]、果酱制作[4]及有效成分提取等方面，但均属于去皮研究。猕猴桃果皮香气及营养物质含量较高，总酚含量是果肉的8～16倍，且果皮总酚提取液自由基清除能力高于果肉[5]，但目前猕猴桃果皮仅有少量用于饲料发酵，绝大部分被直接废弃。果皮中富含大量粗纤维、果胶、黄酮及多酚类活性物质，未能得到有效利用，造成严重的资源浪费[6]。近年来，虽然有研究人员开始关注猕猴桃的带皮发酵过程，但相关研究成果相对较少，如葛东颖等[7]将带皮猕猴桃经水清洗，带皮破碎后入罐酶解酿造果酒，所得果酒中奎尼酸、柠檬酸、苹果酸和乳酸含量相对较低，但香气纯正度更为优异。

红茶菌是我国传统发酵饮品，由乳酸菌、酵母菌和醋酸菌构成复合益生菌共生发酵体系，素有“胃宝”之称，其饮用历史可追溯至秦朝[8]。红茶菌发酵液富含茶多酚、醋酸、D-葡萄糖二酸-1,4-内酯、葡萄糖酸和葡萄糖醛酸等活性成分，具有抑菌、抗氧化、解毒及抗肿瘤等多种生理功能[9]。孙永康等[10]向红茶菌发酵体系中添加酵母菌进行强化发酵，研制出红茶菌发酵饮料；但酵母菌乙醇代谢能力有限，成品乙醇体积分数偏低，且红茶菌自身代谢与混菌发酵会生成大量有机酸，造成产品酸味偏重。本研究以带皮野生猕猴桃与红茶菌发酵液为原料，采用混合发酵工艺制备全果猕猴桃红茶菌发酵液复合果酒，以乙醇体积分数和感官评分为评价指标，通过单因素试验和响应面设计优化果酒发酵工艺参数，并分析其品质及挥发性成分，以期为野生猕猴桃和红茶菌发酵液的深加工开辟一条新途径，并为其工业化生产提供理论基础和依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

野生中华猕猴桃（成熟度80%）购自信阳市商城县野生猕猴桃专业合作社；白砂糖市购；红茶菌本实验室保存；信阳红茶信阳云尖茶叶有限公司；果酒专用酵母安琪酵母股份有限公司；果胶酶（10万 U/g）广东先康达生物科技有限公司；其他所用试剂均为国产分析纯；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）翌圣生物科技（上海）股份有限公司。

1.2 仪器与设备

DZKW-D-2电热恒温水浴锅北京市永光明医疗仪器有限公司；SHP-150生化培养箱北京中兴伟业世纪仪器有限公司；A390紫外-可见分光光度计翱艺仪器（上海）有限公司；QP2010气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）仪北京吉天仪器有限公司；PHS-3C pH计上海大普仪器有限公司；HP-TD1手持糖度计禹城市田园信科光学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 红茶菌发酵液的制备

取红茶菌菌膜（10 g/L）接入红茶糖水（茶叶10 g、白砂糖200 g，沸水2 000 mL浸提30 min后过滤），28 ℃静置发酵至新菌膜厚度约3 mm（约7 d）后停止发酵[11]，煮沸灭菌后备用。

1.3.2 复合果酒发酵工艺流程及操作要点

参照文献[12-14]进行复合果酒发酵。

工艺流程：野生猕猴桃分拣→带皮清洗→破碎打浆→果胶酶处理→添加偏重亚硫酸钾→原料混合→成分调整→酵母活化→接种发酵→过滤澄清→装瓶杀菌。

原料处理：筛选出成熟未腐烂的野生猕猴桃，清洗后带皮或去皮后放入杀菌后的榨汁机内进行破碎打浆、称质量并记录。

果浆的处理：在带皮猕猴桃汁中添加50 mg/L果胶酶，60 ℃恒温水浴酶解24 h，添加60 mg/L偏重亚硫酸钾（保鲜、杀菌及抗氧化）。

原料混合：将野生猕猴桃果浆与红茶菌发酵液按1∶2体积比例混合。

成分调整：在浆液中加入适量白砂糖调整初始糖度为220 g/L；添加酒石酸调整浆液酸度至5 g/L。

酵母活化：采用30 ℃温水对混合原料质量0.05%的果酒专用酵母进行活化20 min，搅拌，静置10 min，直到表面出现气泡并开始上浮为止。

接种发酵：加入酵母，发酵液体积不超过发酵罐的2/3，28 ℃发酵。发酵周期大约为6 d，当乙醇体积分数和残糖含量在3 d内保持不变时，发酵结束。

过滤澄清：使用8层干纱布对红茶菌猕猴桃复合果酒进行多次过滤以获得酒液，去除多余酵母及发酵物残渣，以使最终的酒液更加透亮和有光泽。

1.3.3 复合果酒发酵条件优化单因素试验

固定初始糖度为220 g/L，酵母菌添加量为0.05%，28 ℃发酵6 d，改变其中一个因素，分别考察初始糖度（190、210、220、230、250 g/L）、酵母添加量（0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%）、发酵温度（24、26、28、30、32 ℃）、发酵时间（4、5、6、7、8 d）对全果猕猴桃红茶菌发酵液复合果酒乙醇体积分数和感官评分的影响，每个指标重复3次。

1.3.4 复合果酒发酵条件优化响应面试验

在单因素试验的基础上，以初始糖度（A）、酵母菌接种量（B）、发酵温度（C）、发酵时间（D）为考察因素，复合果酒乙醇体积分数和感官评分的归一值为考察指标，通过Design-Expert 8.0软件设计4因素3水平响应面试验[15]，对复合果酒发酵条件进行优化，具体因素与水平见表1。

采用Hassan法将乙醇体积分数和感官评分进行[0, 1] 区间归一化处理，归一化值记为Di表示，按式（1）计算：

式中：di为第i个试验号所测得的真实值；dmax为各试验号中的最高值；dmin为各试验号中的最低值。

乙醇体积分数和感官评分权重均设为0.5，综合值（Y）按式（2）计算：

1.3.5 理化指标测定

乙醇体积分数、总糖、总酸含量：参照GB/T 15038— 2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》测定；可溶性固形物含量：采用GB/T 12143—2008《饮料通用分析方法》中的折光计法测定。DPPH自由基清除率：参考Cujic等[16]的方法测定。

由10位食品专业相关人士（男女各5人）组成一个感官评价团队，参考GB/T 15038—2006，从外观、香气、口味、风格4个方面对复合果酒进行感官评价，参考感官模糊数学评价法。感官评分标准见表2。

1.3.7 挥发性成分分析

将5 mL复合果酒（带皮发酵、去皮发酵）加入20 mL小瓶中，密封，40 ℃、250 r/min搅拌30 min。SPME纤维萃取30 min。250 ℃解吸8 min。GC条件：柱温50 ℃保持1 min，3 ℃/min升至220 ℃，保持 5 min；载气为氦气，流速1 mL/min。MS条件：电子电离源，电离能量70 eV，离子源温度230 ℃，扫描范围m/z 29～350。通过NIST 14谱库检索定性[18-19]，采用面积归一化法计算相对含量。

1.4 数据处理

每个实验重复3次，结果以

±s表示。使用OriginPro 12.1 软件绘图，并借助Design-Expert 8.0软件进行响应面设计和结果分析。

2 结果与分析

2.1 复合果酒发酵条件优化单因素试验结果

2.1.1 初始糖度对复合果酒乙醇体积分数和感官评分的影响

由图1可知，随着初始糖度的增加，全果猕猴桃红茶菌发酵液复合果酒感官评分呈先升高后降低的趋势，乙醇体积分数呈先上升后趋于平稳的变化趋势。在初始糖度达到220 g/L时，感官评分、乙醇体积分数均达到最高，分别为88.67±0.30、（8.50±0.08）%。糖分是酵母发酵主要动力来源，在发酵过程中，糖分可转化成乙醇、酸类、酯类等物质[20]。初始糖度过低，酵母菌底物不足，酒体平淡；初始糖度过高，残糖含量过剩，发酵液渗透压升高，酵母细胞内部脱水，菌体生长繁殖受到抑制，口感偏甜，酒体品质欠佳。因此选择初始糖度220 g/L作为响应面试验的中心水平。

2.1.2 酵母菌添加量对复合果酒乙醇体积分数和感官评分的影响

由图2可知，随着酵母菌添加量的不断增加，全果猕猴桃红茶菌发酵液复合果酒感官评分与乙醇体积分数均呈先升高后降低的趋势。在酵母菌添加量达到0.05%时，感官评分、乙醇体积分数达到最高值，分别为88.90±0.20、（8.67±0.08）%。酵母添加量过低，不能充分发酵糖分，出汁率低，导致糖分过剩；酵母添加量过高时，菌体大量快速增殖，会消耗果汁中大量还原糖；可供乙醇发酵利用的碳源底物减少，最终导致体系乙醇体积分数降低[21]。因此选择酵母菌添加量0.05%作为响应面试验的中心水平。

2.1.3 发酵温度对复合果酒乙醇体积分数和感官评分的影响

由图3可知，随着发酵温度的升高，全果猕猴桃红茶菌发酵液复合果酒感官评分呈先升高后降低的趋势，乙醇体积分数呈先上升后缓慢下降的趋势。在发酵温度为28 ℃时，感官评分、乙醇体积分数均达到最高值，分别为88.53±0.26、（8.67±0.08）%。发酵温度通过调控酵母活性影响发酵效率。发酵温度过低时，酵母生长增殖与物质代谢速率受到抑制，代谢活力不足，造成发酵不充分，使得发酵液乙醇体积分数偏低；发酵温度过高虽可加快酵母发酵启动速率，但高温易加深果酒色泽，同时会诱发酵母过早衰老失活，致使糖分发酵不完全，最终乙醇体积分数回落下降[22]。因此选择发酵温度28 ℃作为响应面试验的中心水平。

2.1.4 发酵时间对复合果酒乙醇体积分数和感官评分的影响

由图4可知，随着发酵时间的增加，全果猕猴桃红茶菌发酵液复合果酒感官评分呈先升高后降低的趋势，乙醇体积分数呈先上升后平稳的趋势。在发酵时间为6 d时，感官评分、乙醇体积分数达到最高，分别为88.33±0.46、（8.57±0.26）%。发酵时间过短，酵母代谢产生的乙醇积累量不足，导致乙醇体积分数偏低，且发酵液风味物质生成不充分、风味表现较差；发酵时间过长，则易使发酵体系中苦涩类物质过度溶出与富集，导致成品苦涩味突出、感官品质下降[23]。因此选择发酵时间6 d作为响应面试验的中心水平。

2.2 复合果酒发酵条件优化响应面试验结果

2.2.1 模型建立和显著性检验

在单因素试验的基础上，以初始糖度（A）、酵母菌接种量（B）、发酵温度（C）、发酵时间（D）为考察因素，复合果酒归一值Y为考察指标，Box-Behnken响应面优化试验设计与结果见表3。回归拟合得到回归方程：Y＝0.97-0.042A-0.031B+0.100C+0.080D-0.011AB-0.064AC+0.028AD-0.057BC+0.031BD+0.11CD-0.17A2-0.17B2-0.35C2-0.33D2。由表4可知，模型极显著（P＜0.000 1），失拟项不显著（P＞0.05）。模型决定系数R2＝0.991 5，校正绝对系数

，表明该回归模型拟合程度高，实测值与模型预测值吻合性良好，可用于复合果酒发酵工艺参数的预测与优化。由P值可知，一次项A、B、C、D及二次项A2、B2、C2、D2对结果影响极显著（P＜0.01）。由F值可知，初始糖度（A）、酵母添加量（B）、发酵温度（C）及发酵时间（D）影响排序：C＞D＞A＞B。

2.2.2 各因素交互作用对复合果酒乙醇体积分数与感官评分归一值的影响

响应曲面坡度越陡峭，说明响应值受各试验因素的影响越显著；等高线呈斜交椭圆形态，表明两因素间的交互作用极为显著。由图5可知，交互项AC、CD响应曲面坡度最明显，等高线为椭圆形且分布密集，表明它们之间存在着显著的交互作用，这与方差分析结果一致。

Design-Expert 8.0软件预测最佳工艺为：初始糖度218.45 g/L、酵母菌添加量0.05%、发酵温度28.54 ℃、发酵时间6.14 d，在此条件下归一值Y为0.562 0，乙醇体积分数8.75%，感官评分90.00。结合实际生产情况，调整复合果酒发酵条件为初始糖度219 g/L、酵母菌添加量0.05%、发酵温度28.5 ℃、发酵时间6 d，在此条件下进行3组平行实验，其乙醇体积分数与感官评分分别为（8.69±0.05）%与88.70±0.60，测定结果与预测值接近，表明该结果合理可靠。

2.2.4 复合果酒理化指标

由表5可知，优化后复合果酒理化指标达到了QB/T 5476—2020《果酒通用技术要求》和QB/T 5476.3—2023《果酒第3部分：猕猴桃酒》的各项质量标准。体外抗氧化实验显示，果酒DPPH自由基清除率达93.6%，高于去皮猕猴桃红茶菌发酵液复合果酒（63.4%），证实带皮发酵的功能优势。

2.2.5 复合果酒挥发性成分分析

由表6可知，采用GC-MS从全果猕猴桃红茶菌发酵液复合果酒中检出22种挥发性成分，而去皮发酵检出21种。作为挥发性主体的醇类，在带皮发酵复合果酒中占比高达86.09%，而去皮发酵复合果酒中醇类仅占69.03%。尤为关键的是，带皮发酵复合果酒独有的苯乙醇（10.73%）可赋予酒体典型玫瑰香[24]，这与果皮中苯丙氨酸前体物质的保留及红茶菌菌群的转氨基代谢密切相关；带皮发酵复合果酒中异戊醇（17.81% vs. 10.91%）、乙醇（56.6% vs.48.4%）相对含量也均高于去皮组。酯类物质在带皮发酵复合果酒中的占比为4.35%，高于去皮发酵复合果酒的2.70%，其中辛酸乙酯等关键成分富集，推测与果皮脂质降解提供充足酯化底物有关[25]。另外，带皮发酵复合果酒醚类、酮类及甲基磺酰氯占比大幅缩减，而酸类占比基本稳定，有效实现香气纯度与风味平衡的双重提升。综上，带皮发酵对果酒挥发性成分体系的优化作用较为显著。

3 结论

全果猕猴桃红茶菌发酵液复合果酒最优发酵工艺条件为：初始糖度219 g/L、酵母添加量0.05%、发酵温度28.5 ℃、发酵时间6 d。在此条件下复合果酒乙醇体积分数（8.69±0.05）%、感官评分88.70±0.60、可溶性固形物（7.60±0.05）%、总糖（5.22±0.14）g/L、总酸（7.15±0.03）g/L，外观为黄绿色，澄清透明，无沉淀物，具有优雅浓郁的品种香，口感柔顺，回味绵长。带皮发酵优势显著，DPPH自由基清除率93.6%。从挥发性成分组成来看，醇类物质占比86.09%，明显高于去皮发酵复合果酒（69.03%），其中异戊醇相对含量高于去皮组，酯类物质占比由2.70%提升至4.35%，其中辛酸乙酯、己酸乙酯等关键酯类富集，推测与果皮脂质降解释放的脂肪酸（如辛酸、己酸）作为酯化底物有关，有效解决了去皮猕猴桃果酒风味寡淡、杂味明显问题，实现了香气纯度与层次的双重优化，有助于实现猕猴桃皮渣资源高值化利用。

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