红枣酒发酵工艺、品质影响及香气成分研究进展

齐习超1,吴现华2,刘 静2,张仁堂1*

(1.山东农业大学 食品科学与工程学院,山东 泰安 271018;2.山东土地乡村振兴集团有限公司,山东 济南 252699)

摘 要:红枣酒是以红枣为原料,经发酵、调配等工艺制得的低酒精度饮料酒,保留了红枣原有的风味及营养成分。该文简述了单一及复合原料红枣酒的开发、红枣的预处理、酵母菌在红枣酒中的应用以及红枣酒香气成分等方面的研究现状,阐述了红枣酒行业发展现状及存在的问题,并对红枣酒行业的未来进行了展望,为红枣酒产业的深入研究提供参考。

关键词:红枣酒;复合果酒;预处理;酵母;香气成分;进展

红枣(Zizyphus jujuba Mill)又名大枣,为鼠李科枣属植物枣树的成熟果实。红枣是一种药食同源的果品,具有很高的营养与药用保健价值,尤其是黄酮类化合物含量很高,另外红枣含有众多活性成分(如多糖、环核苷酸类、多酚类、三萜类、生物碱等),具有抗氧化、免疫调节及抗肿瘤、保护肝脏、降血糖、抗炎等作用[1]

红枣酒是以红枣为原料经过发酵生产的一种新型果酒。红枣中的多种功能性成分经发酵进一步溶出,既保留了红枣原有的风味和多种功能性成分及保健作用,又通过发酵产生了新的物质成分,进一步提高了红枣酒的营养价值[2]。红枣酒的开发为红枣的综合利用及新产品研发提供了新思路。现阶段,人们对红枣酒发酵工艺、理化特性进行了大量研究,不断提高其品质,使之成为有益于人体健康的饮品。另外,研究者通过对国外葡萄酒酿造的研究,可以促进对红枣酒酿造技术的发展,有利于更好地提高红枣酒感官品质[3]。我国是酿酒大国,虽然在果酒酿造技术领域起步较晚,但通过长期的摸索实践与积累学习,对果酒酿造工艺方面的研究进展较快[4]。本文就目前红枣酒酿造技术、品质影响以及香气成分等的发展现状进行综述,讨论了红枣酒行业现存的问题并提出相应建议,以期为今后果酒工艺改良及品质提升提供理论参考。

1 红枣酒发酵工艺

1.1 单一原料

单一原料发酵红枣酒是以红枣为原料发酵而成的果酒,相对于混合原料发酵,红枣酒更能保留其原始香气,体现红枣酒特色。目前对红枣酒发酵工艺的研究主要为浸提工艺和主发酵工艺。在浸提工艺中一般选择酶解浸提,侍朋宝等[5]研究发现,酶解浸提所得枣汁及发酵酒体均优于热水浸提。众多研究表明红枣酒酶解浸提工艺的料液比在1∶3~1∶6(g∶mL),果胶酶添加量0.10%~0.25%,40~50 ℃条件下水解2~5 h。在主发酵工艺中,酵母接种量为0.20~0.40 g/L,SO2添加量为40~90 mg/L,发酵温度为20~25 ℃,发酵时间为7 d左右。初始发酵pH一般调整在3.5左右,初始糖度调整为20%~23%。发酵结束后,选择硅土、壳聚糖、皂土等进行下胶澄清,可获得清澈透亮,枣香浓郁,酒精度为9%vol~13%vol的红枣酒[4,6-11]

1.2 复合原料

复合原料红枣酒是指通过运用红枣与其他原料搭配混合发酵而成的果酒,使其具有红枣和其他原料的感官风味和保健功效,以弥补单一红枣酒在色、香、味及营养成分或保健价值方面存在的不足和缺陷。目前研究开发的复合原料与红枣混合发酵的制作工艺见表1。

表1 不同复合原料红枣酒的发酵工艺
Table 1 Fermentation technology of jujube wine with different compound raw materials

2 不同预处理对发酵红枣酒品质的影响

不同的预处理方式会影响枣酒的特性,目前对原材料的预处理方式一般是改变它的初始状态。纪庆柱[4]对红枣进行烘烤处理,使红枣的枣香味更加浓郁突出,增强枣酒的香气。CAI W C等[21]将鲜枣进行带枣皮、不带枣皮和枣汁(将带枣皮的枣榨汁后,用纱布过滤得到枣汁)3种不同的预处理方法,并对每种预处理方法以5种不同酵母发酵的枣酒整体质量进行了评价,结果表明,预处理方法和酵母对枣酒的质量都有影响,且预处理效果更显著。其中带枣皮发酵的枣酒质量最佳,不仅能提高酒的颜色和风味质量,而且能最大限度地保存枣的生物活性化合物和抗氧化活性。李娜等[22]将骏枣原料分别预处理为枣浆、枣泥、枣块和枣汁,除枣汁发酵酒之外,其他三者酒精度相差不大,皆为12%vol左右;枣浆为原料所得的枣酒色泽品质更高,风味物质中硫化物的含量较低,芳香类物质的含量较高,滋味品质较佳。XU L F等[23]使用不同次数的脉冲电场(pulsed electric field,PEF)技术对枣浆施加影响,结果发现,1.5 kV/cm、1 Hz、10次脉冲处理条件有利于酚类化合物的提取,尤其是咖啡酸、桑色素和对羟基苯甲酸,并且通过50次脉冲预处理,可溶性固形物提高了10%。此外,PEF预处理显著富集了枣酒的花香和果香挥发物,降低了杂醇油含量。LEE J E等[24]通过对枣进行两种不同预处理(有核和无核、鲜枣和干枣),结果发现枣酒的pH、总酸、ab值取决于原料的新鲜状态,枣酒的感官特性的差异主要是由枣核的存在所决定的,带枣核形成有利于积极影响的水果香气和甜味的物质,而无核的枣酒偏向于草香、酸味、苦味物质的形成,枣酒的挥发性成分受干燥过程影响较大,与果核的存在关系不大。

3 酵母在红枣酒发酵中的应用

3.1 单菌发酵

不同酵母对所发酵的酒体会产生一定的影响,因此选择合适的酵母菌可以减少有害物质的产生,增加有益成分,改善酒体。邹波等[25]考察了4种酿酒酵母(BO213、EC1118、FX10和RV002)对骏枣果酒发酵的影响,结果表明,酵母BO213发酵的枣酒甲醇和总杂醇油含量最低,其质量浓度分别为7.52 mg/L和268.6 mg/L,且抗氧化能力最强。贾琪等[26]选用五种酵母菌对枣酒进行发酵,结果发现,法国Laffort F15陈酿型红葡萄酒酵母发酵酒中并未检出异丁醇和甲醇,异戊醇的相对含量仅为0.063 g/L,总糖含量为7.8 g/L,总酸含量为5.1 g/L,酒精度为8.5%vol,酒香果香萦绕,口感颇佳。郭眯雪等[27]选择帝伯仕LA DELICIEUSE活性干酵母(LA-D)、安琪酵母、清香型酒曲和薯曲对红枣酒品质进行研究比较,发现LA-D酵母发酵的酒精度、维生素C(vitamin C,VC)含量、总黄酮含量和氨基酸态氮含量均高于其他三种酵母发酵酒,总多酚含量仅次于清香型酒曲红枣发酵酒,并具有良好的抗氧化活性。

3.2 混菌发酵

果酒发酵一般选择单一型酵母进行发酵,也有使用混合酵母菌发酵。通过对混合菌种发酵果酒实验研究发现,混合菌体发酵与单菌发酵的酒体差别较大,混合菌体能更有效的参与酒的发酵过程,完成更加复杂的反应。混菌发酵组获得的挥发性香气成分种类更丰富,香气成分含量更高,功能性成分的含量也增加,有害物质减少,使酒体色泽优美,香气醇厚,口感柔和[28-31]。尹晓洁[32]研究发现,混菌发酵的红枣酒酯类物质的种类和含量高于单一菌种发酵,并且添加非酿酒酵母能够降低高级醇的含量。贾智勇等[33]对酿酒酵母与非酿酵母的相互作用进行研究发现,RV171+H组合型酵母所得枣酒甲醇含量低、黄酮含量高,具有典型发酵果酒风格的枣酒。更多的研究表明,采用非酿酒酵母与酿酒酵母混合发酵能够丰富果酒香气,提高果酒品质[34-35]

3.3 酒曲酵母发酵

酒曲中所含的微生物种类众多,尤其蕴含了大量的扣囊复膜酵母(Saccharomycopsis fibuligera)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。大量研究发现,扣囊复膜酵母广泛存在于各种酒曲中,能产淀粉酶、酸性蛋白酶、β-葡萄糖苷酶,且其所产的酶都具有较高的活性。除此之外,不少研究发现扣囊复膜酵母还具有一定的产香产酯能力,在红枣酒中应用可显著提升酒体中乙酸乙酯的含量[36]。人们选用酒曲中的酵母对枣酒进行发酵实验,由于酒曲中微生物种类众多,在选用前需对菌种鉴定分类。崔梦君等[37]从南宁地区的米酒曲中分离出S.cerevisiaeS.fibuligera酵母菌,并进行了红枣酒制备,结果表明,红枣酒中含量较多的氨基酸为脯氨酸和天冬氨酸,平均含量分别为1 857.93 mg/L和771.59 mg/L,呈味氨基酸主要以并甘味和酸味呈味氨基酸为主,占氨基酸总量的68.2%和23.6%。异戊醇和乙酸乙酯为红枣酒中主要挥发性风味物质,平均相对含量为33.03%和24.37%。马佳佳等[38]在凤窝酒曲中分离鉴定出S.fibuligeraS.cerevisiae,并进行红枣酒发酵。同样发现含量较多的为脯氨酸和天冬氨酸,红枣酒中甘味和酸味呈味氨基酸含量较多。S.fibuligera为作为酒曲中的优势菌株,与S.cerevisiae共同发酵所得枣酒中的氨基酸以脯氨酸和天冬氨酸等非必需氨基酸为主,呈味氨基酸以甘味和酸味为主。从酒曲所分离出的菌种,提高了枣酒中脯氨酸和天冬氨酸等非必需氨基酸的含量,并提升红枣酒挥发性风味物质中酯类化合物的相对含量。

4 红枣酒香气成分的研究

香气是评价红枣酒品质的重要指标,决定着果酒品质的好坏,其主要由水果自身保留的香气成分和发酵过程中产生的芳香物质组成,往往给果酒带来清新香甜的味道[39]。利用气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)法对果酒的香气成分进行定性检测后发现,其香气成分复杂,包含各种酯类、醇类、酸类、酚类、萜类等,它们互相作用,从而呈现出丰富多样的香气,其中高级醇和酯类是决定香气最重要的物质[40]。马腾臻等[41]研究发现,原料不同,其红枣酒中挥发性香气化合物的种类和含量均存在较大差异,其含量最高可达3 990.40 μg/L、最低为2 600.41 mg/L;其主要的香气物质大体相同,其主体呈香物质以花香味和果香味为主,但刺激味道以脂肪味和植物味略强。有研究发现,发酵过程中添加适量磷酸氢二铵或发酵前用高压脉冲电场处理红枣果浆可以增强红枣酒中的果香和花香风味[42-43]。由于单一酵母酿酒酵母的发酵,其微生物群落结构相对简单,往往缺乏风味复杂性和特性[44-45],混菌发酵可以产生新的香气成分,增加其香气种类。非酿酒酵母由于生存能力没有酿酒酵母强,因此,非酿酒酵母在发酵液中的持续时间对增强红枣发酵酒的风味的复杂性造成一定的影响。尹晓洁等[42]研究发现,混菌发酵红枣酒会产生新的香气成分,种类也有所增加。三种红枣发酵酒的挥发性成分以醇类和酯类物质为主,由于非酿酒酵母对酒精比较敏感,其产生的醇类香气成分较少,但提高了酯类香气物质的形成。原材料的预处理、酵母菌的选择以及红枣品种对枣酒香气成分影响较大。

5 结论与展望

随着果酒行业不断发展,果酒种类不断增加。红枣营养价值丰富,加工和开发潜力巨大。目前,对红枣酒研究集中于发酵工艺,但在枣酒专用酵母的研究不是很多,酿造果酒酵母的选择仍然以葡萄酒酵母为主,对于选育枣酒专用酵母有待更深的研究。复合果酒的开发有利于丰富果酒的种类,强化营养功效,将会成为果酒行业的发展新趋势。对于酿造过程中存在的各种问题也慢慢得到改善,比如对于杂醇油、甲醇的控制,香气物质的协调,以及对果酒口感的改善。

随着人们对健康生活的追求和向往,消费者更青睐于健康饮食,更加关注产品的保健功能。而红枣本身就蕴含着丰富的营养物质及功效成分,人们也普遍接受枣类制品。而红枣酒的开发加大了红枣的综合利用,红枣酒市场前景广阔,但市面上红枣酒并未成为大众消费所关注,为此需加大宣传力度,其市面上的纯红枣发酵酒较少,多为红枣酒蒸馏酒,使得无法体现出红枣酒的特色。目前,有研究者对红枣黑化处理领域进行探索和研究,黑变红枣中的氨基酸、多糖、三萜酸和多酚等功效成分的含量较红枣都有增加,黑枣果实的香气成分更加丰富。这也为黑化红枣酒提供了理论支持和开发新型红枣酒提供新的思路。另外,到目前为止并未选择出红枣酒专用酵母,以及不同红枣品种对枣酒品质的影响的研究也相对较少,这也为后续对红枣酒的研究指明了方向。

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Research progress on fermentation technology,quality influence and aroma components of jujube wine

QI Xichao1,WU Xianhua2,LIU Jing2,ZHANG Rentang1*
(1.College of Food Science and Engineering,Shandong Agricultural University,Tai'an 271018,China;2.Shandong Land Rural Revitalization Group Co.,Ltd.,Ji'nan 252699,China)

Abstract:Jujube wine is a low-alcohol beverage wine made from jujube by fermentation and blending,which retains the original flavor and nutritional components of Jujube.The development status of jujube wine with single and compound raw materials development,jujube pretreatment,the application of yeast in jujube wine and the aroma components of jujube wine were briefly introduced.The development status and existing problems of the jujube wine industry were expounded,and the jujube wine industry future was prospected,which provided reference for the in-depth study of jujube wine industry.

Key words:jujube wine;compound fruit wine;pretreatment;yeast;aroma component;development

中图分类号:TS255.46

文章编号:0254-5071(2022)02-0019-04

doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2022.02.004

引文格式:齐习超,吴现华,刘静,等.红枣酒发酵工艺、品质影响及香气成分研究进展[J].中国酿造,2022,41(2):19-22.

收稿日期:2021-07-05

修回日期:2021-08-25

基金项目:山东省重点研发计划项目(2016GNC113015);山东省2017年度农业重大应用技术创新项目(2017);2019年度山东省重点研发计划(公益类专项)(2019GNC106061);佳县红润枣业专业合作社横向课题(2019);山东土地乡村振兴集团有限公司-山东农业大学共建项目(2021)

作者简介:齐习超(1993-),男,硕士研究生,研究方向为农产品加工与贮藏。

*通讯作者:张仁堂(1978-),男,副教授,博士,研究方向为果蔬加工与功能食品。