软枣猕猴桃(Actinidia arguta)是隶属于猕猴桃科、猕猴桃属的多年生落叶藤本植物,雌雄异株,别名软枣子、奇异莓、藤瓜[1]。软枣猕猴桃是一种原产于我国具有特色的浆果资源,广泛分布于我国东北、华北、西北等地区[2-3],在俄罗斯、日本、朝鲜、美国、新西兰等地区也有分布[4-5]。研究表明,软枣猕猴桃具有丰富的营养价值和药用价值,营养成分主要包括多种氨基酸、维生素和矿物质等,药理活性的主要成分有挥发油类、三萜类、黄酮类及多糖类等物质[6-8],具有抗氧化[9]、抗肿瘤[10]、降血糖[11]、降血脂[12]、抑制失眠[13]、提高免疫力[14]等多种功效,被称作“健康之果”。软枣猕猴桃果酒是一种新型果酒,是以软枣猕猴桃为原料酿制成的低酒精度饮料(酒精度为7%vol~12%vol)[15-16],保留软枣猕猴桃果实中的维生素、氨基酸、矿物质、多酚类物质和有机酸等营养成分,还兼具果酒的营养价值,具有抗氧化、抗衰老、提高机体免疫力等功效[17]。
本文总结了软枣猕猴桃果酒营养成分及挥发性风味物质的研究现状,综述了影响软枣猕猴桃果酒品质的影响因素,并对未来软枣猕猴桃果酒的研究方向和发展趋势进行分析和展望,以期为软枣猕猴桃果酒品质的提升提供理论参考。
1.1.1 维生素C
软枣猕猴桃果实含有丰富的维生素C,含量高达4.31g/kg,被酿造成果酒后,保留一定含量的维生素C。刘波等[18]测定软枣猕猴桃果酒中维生素C含量为856.35~1 093.25 mg/L。张宝香等[19]研究发现,采用全浆发酵工艺在一定程度上可以控制维生素C被氧化,最终得到的软枣猕猴桃果酒维生素C含量占鲜果的40%,进而起到抗氧化、提高免疫力等营养保健功效。
1.1.2 氨基酸
氨基酸的种类与含量直接影响软枣猕猴桃果酒的营养价值。为了进一步探究软枣猕猴桃加工后营养成分的变化情况,张宝香等[19]对软枣猕猴桃鲜果与果酒中的氨基酸进行了比较。结果显示,软枣猕猴桃酿制成果酒后氨基酸种类没有变化,含量略有降低,但氨基酸配比更合理化,提高了产品营养物质的利用率。秦红艳等[20]利用全自动氨基酸分析仪对软枣猕猴桃鲜果、果酒和果酱中的氨基酸进行了测定,其中软枣猕猴桃果酒检测到17种氨基酸,其中包含7种必需氨基酸,此外,在软枣猕猴桃加工成果酒后必需氨基酸的配比更合理,更有益于人体吸收利用,因此赋予软枣猕猴桃果酒营养价值。
1.1.3 矿物质
软枣猕猴桃果实中含有12种微量元素[21]。软枣猕猴桃果实、猕猴桃果酒及软枣猕猴桃果酒中矿物质元素含量见表1。由表1可知,软枣猕猴桃果酒中的矿物质丰富,且大部分矿物质元素高于同类型的猕猴桃果酒,具有很高的营养价值[19,22]。研究表明,软枣猕猴桃果酒中含有较高人体所需的矿物质元素(钾、钙、镁、钠),其中,钾元素、镁元素在软枣猕猴桃鲜果发酵后的果酒中浸出率>70%,锌元素、铁元素、铜元素的浸出率均>45%[19]。因此,软枣猕猴桃果酒同鲜果一样具有补充人体矿物质的作用。
表1 软枣猕猴桃果实、猕猴桃果酒及软枣猕猴桃果酒中矿物质元素含量
Table 1 Contents of mineral elements in Actinidia arguta fruit,kiwifruit wine and Actinidia arguta wine
矿物质元素软枣猕猴桃果实/(mg·kg-1)猕猴桃果酒/(mg·L-1)软枣猕猴桃果酒/(mg·L-1)钾钙镁钠铁锰锌铜1 794 513 156 40.22 13.9 12.8 7.48 4.35 1 135.32 85.563 0.225-10.229 1.723-0.441 1 661 229 121 24.20 6.40 3.74 4.10 1.98
1.1.4 酚类物质
酚类物质会影响软枣猕猴桃果酒的色泽、香气、口感等,主要包括没食子酸、儿茶素、原儿茶素、酚酸、单宁、多酚、黄酮、花色甘等[23]。软枣猕猴桃含有大量的多酚类天然抗氧化物质,具有抗肿瘤、抗衰老、提高免疫力等保健功效[24-25]。研究表明,在果酒酿造过程中可以有效释放果实中的多酚类物质,同时由于糖的添加以及酒精的产生,有助于果酒中酚类物质的增加[17]。结果表明,软枣猕猴桃果酒中总黄酮含量为1 610.51 mg/L,比同类型葡萄酒中的总黄酮含量(290.48 mg/L)高5倍以上[19]。由此可见,软枣猕猴桃果酒是酚类物质的重要来源。
1.1.5 有机酸
有机酸的组分及含量对果酒的风味、口感及营养价值都具有十分重要的意义[26]。软枣猕猴桃果酒中的有机酸主要来源有两部分,一是来源于水果本身,如柠檬酸、奎宁酸、苹果酸等;二是在发酵过程中产生的有机酸,如乙酸、乳酸等[27-28]。安娇等[28]选用‘桓优1号’‘魁绿’和‘蛟河3号’软枣猕猴桃为试验材料,采用高效液相色谱法对软枣猕猴桃果实发育过程中有机酸进行检测分析,发现软枣猕猴桃果实的有机酸主要为柠檬酸、奎宁酸、抗坏血酸、苹果酸、草酸和莽草酸,并且在‘魁绿’中还检测出乳酸,说明软枣猕猴桃果酒中含有的有机酸会因品种的不同而产生差异。PARK K L等[29]采用高效液相色谱法对软枣猕猴桃果酒中有机酸种类与含量进行检测与分析,结果显示,软枣猕猴桃果酒中有机酸主要有柠檬酸、琥珀酸、苹果酸、乙酸和乳酸等,这为软枣猕猴桃果酒的降酸研究提供一定的实验基础。
挥发性风味物质是软枣猕猴桃果酒中重要的功能性组成成分,也是评价软枣猕猴桃果酒品质的重要指标。软枣猕猴桃果酒香气物质来源多样,既有来源于软枣猕猴桃果实的天然香气,又有果酒发酵及陈酿过程中形成的香气物质[30-32],其香气成分主要包括醇类、酯类、酸类、醛类和萜类等物质[33]。通过分析,每一类香气物质对软枣猕猴桃果酒的风味贡献不同,香气物质的种类、含量及比例关系决定着软枣猕猴桃果酒的品质以及风味的协调性和典型性[17]。
目前,软枣猕猴桃果酒香气成分分析方法主要有仪器分析法和感官分析法。仪器分析法主要采用顶空固相微萃取或溶剂萃取法提取软枣猕猴桃果酒中的香气成分,结合气相色谱-质谱法(gaschromatography-massspectrometer,GC-MS)、气相色谱法(GC)、气相色谱离子迁移色谱法(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)等技术探究软枣猕猴桃果酒中的香气组分及主要呈香物质[31]。PARK K L等[29]通过气相色谱法(GC)从软枣猕猴桃果酒中检出20余种香气成分,包括10种酯类物质、8种醇类物质、5种酸类物质、3种醛类物质和3种其他类香气物质。张宝香等[33]通过气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS)法对软枣猕猴桃干型果酒中挥发性风味物质进行检测分析,共检测到56种挥发性香气成分,主要为醇类物质、酯类物质、酸类物质和醛类物质等。研究表明,软枣猕猴桃果酒主要呈香物质有癸酸乙酯、香叶醇、橡木内酯、苯乙醇、2,3-丁二醇、糠酸、乙酸乙酯、乙酸等。癸酸乙酯具有梨的果香;香叶醇具有柠檬的果香;橡木内酯具有椰子的果香;苯乙醇具有玫瑰花香、蜜香;2,3丁二醇具有香甜的果香、奶油香;糠酸具有烘烤味、焦糖味;乙酸乙酯具有甜果香;乙酸具有醋香[34-35]。感官评价法也是评价软枣猕猴桃果酒香气的主要方法,是指专业评酒员通过眼、鼻、口对软枣猕猴桃果酒的气味、外观、滋味及典型性进行评定[36]。王雪松[37]采用感官分析方法将软枣猕猴桃果酒的感官特性描述为木味、树脂味、甘草味、樱桃味及李子味。
软枣猕猴桃果酒的品质评价通常体现在理化指标、感官评价、抗氧化性质、风味物质的种类及含量等方面。影响软枣猕猴桃果酒品质的因素有很多,主要包括发酵原料、发酵菌种、发酵条件参数控制以及后期的澄清、降酸和陈酿处理等因素。
2.1.1 原料品种对软枣猕猴桃果酒品质的影响
原料品种是影响软枣猕猴桃果酒品质最主要因素,不同品种的软枣猕猴桃营养成分和香气成分存在较大的差异,酿造的果酒品质也就有所差异。闫胜楠[38]选择栽培软枣猕猴桃与野生软枣猕猴桃进行酿酒,通过理化分析与感官品评相结合对其进行评价,结果表明,栽培软枣猕猴桃酿造的软枣猕猴桃果酒风味佳、品质好。张宝香等[33]选用10种不同品种软枣猕猴桃酿制干型果酒,采用气相色谱-离子迁移谱测定了软枣猕猴桃干酒中的香气成分,结果表明,不同品种酿制的干酒香气组分基本相同,但相对含量差异较大。
2.1.2 复合原料对软枣猕猴桃果酒品质的影响
复合软枣猕猴桃果酒是将软枣猕猴桃与其他果酒原料按照一定比例混合发酵,得到的复合软枣猕猴桃果酒与普通软枣猕猴桃果酒相比更具有功能性,口感更协调、色泽更鲜艳、营养成分更丰富[39]。目前,研究开发的复合软枣猕猴桃果酒有红曲软枣猕猴桃复合果酒[39]、软枣猕猴桃苹果复合果酒[40]、软枣猕猴桃梨复合果酒[41]等。丁玉萍等[39]以糯米和软枣猕猴桃为原料,红曲、酵母为糖化和发酵菌种酿制复合果酒,通过理化分析与感官品评相结合对其进行评价,结果表明,红曲软枣猕猴桃复合果酒具有红曲保健功能和软枣猕猴桃的营养价值,复合果酒酒体口味醇正,色泽鲜亮,酸甜适口,酒香浓郁,风味协调,感官评分87分。王敬贤等[40]选用软枣猕猴桃和富士苹果两种水果进行发酵,酿制的复合果酒颜色黄中带绿,澄清透明,酒体柔和,酸甜适中,果香浓郁,感官评分93分。孙天利等[41]以五九香梨和软枣猕猴桃为原料酿制复合果酒,对其品质进行分析,结果表明,软枣猕猴桃梨复合果酒颜色淡黄,酒体通透,口感细腻、酒味醇厚,酸甜适中,感官评分91分。总体而言,复合软枣猕猴桃果酒弥补了单一软枣猕猴桃酒在口感、色泽、香味及营养成分和保健价值等方面的不足与缺陷,并且丰富了果酒市场。
2.1.3 果实成熟度对软枣猕猴桃果酒品质的影响
研究表明,软枣猕猴桃果实成熟过程中的营养成分、香气成分等受果实成熟度的影响[42],由不同成熟阶段的软枣猕猴桃果实酿制的果酒营养物质、风味物质等也会有一定的差异性。刘波等[18]以不同后熟程度的野生软枣猕猴桃为原料酿制果酒,通过测定果酒的酒精度、残糖、总酸、维生素C等指标,发现由后熟度为Ⅲ级(八成熟野生软枣猕猴桃于10 ℃贮藏15 d)制得的果酒呈禾黄色、澄清透明、口感纯正。
酵母的选用是软枣猕猴桃酿酒的核心与关键。在相同发酵基质下,选用不同酵母会显著影响果酒风味和酒质,优质的酵母能够提高软枣猕猴桃果酒的营养成分,并赋予其浓郁的果香和独特的风味[43]。目前,软枣猕猴桃果酒尚无专用酿酒酵母,大部分采用活性酵母或是商业酿酒酵母。董玉影等[44]采用3种不同的商业酿酒酵母对软枣猕猴桃果酒进行发酵,结果表明,由酵母Fermivin发酵而成的软枣猕猴桃果酒pH值、酒精度、色度及1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)清除率均显著高于其他2种酵母发酵的果酒,且感官评分也优于其他2个酒样。张宝香等[19]比较了6种不同的酵母菌株(“左山一”酵母、安琪酵母CEC01、RV171、BV818、ADT、OFD)发酵的软枣猕猴桃果酒品质,发现“左山一”酵母和安琪酵母CEC01发酵最彻底,果酒残糖最低,适用于软枣猕猴桃果酒的发酵。
在软枣猕猴桃果酒酿造过程中,发酵条件对果酒品质的影响可以从二氧化硫添加量、初始糖度、发酵温度、发酵方式等多个因素共同探讨,大量研究表明,通过对发酵条件参数的优化和有效调控可以有效提高软枣猕猴桃果酒的品质。
2.3.1 二氧化硫添加量
软枣猕猴桃破碎后需要添加一定量的二氧化硫,可以起到抑菌、抗氧化、澄清及增酸等作用[45-46],但添加过量的二氧化硫会影响酵母发酵及果酒色泽风味,并且具有一定毒性,GB 2760—2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》[47]中规定了各类食品中二氧化硫最大使用量,其中果酒中二氧化硫最大使用量为250 mg/kg。软枣猕猴桃果酒酿造中二氧化硫可以少量分次添加,避免一次过量添加造成的副作用,保证果酒中二氧化硫残留量符合国家卫生标准[48]。刘琨毅等[46]研究发现,猕猴桃酿酒过程中分两次加入二氧化硫,不仅提高果酒的抗氧化性,而且明显改善果酒口感。
2.3.2 初始糖度
酵母菌利用糖类发酵产生酒精,故初始糖度会影响软枣猕猴桃果酒的酒精度。在一定浓度范围内,软枣猕猴桃果酒酒精度随着初始糖含量的增加而增加,但高浓度的初始糖度会影响酵母的发酵,从而造成果酒品质降低,故软枣猕猴桃发酵醪中的初始糖度应调节在适宜范围。软枣猕猴桃果实的总糖含量为8%~14%,主要以葡萄糖、果糖和蔗糖为主,在接种酵母进行酒精发酵前,应调节初始糖度,研究表明,将软枣猕猴桃原浆的可溶性固形物含量调整为20%~25%,酿造的果酒口感好、品质佳[15-16]。
2.3.3 发酵温度
发酵温度会影响酵母的生长、繁殖,对酒精发酵以及苹果酸分解有很大的影响[49]。发酵温度过高,会使果酒中添加的酿酒酵母失去活性,降低酵母菌种的生长能力,缩短发酵时间,造成软枣猕猴桃果酒酒精度较低,最终影响软枣猕猴桃果酒的质量和口感。发酵温度过高,则会导致酿酒酵母发酵困难,酵母中的菌群难以生长,果酒中容易滋生细菌,影响软枣猕猴桃果酒的品质。因此,选择合适的发酵温度可以保障酵母菌种良好发酵,释放软枣猕猴桃中的营养成分,保障软枣猕猴桃果酒口感与品质。张宝香等[19]通过正交试验确定软枣猕猴桃果酒发酵的最适温度为27 ℃。闫胜楠[38]确定软枣猕猴桃果酒最佳发酵温度为16 ℃。丁玉萍等[39]通过发酵条件的优化确定红曲软枣猕猴桃酒的最适发酵温度为26 ℃。孙天利等[41]通过响应面试验确定软枣猕猴桃-梨复合果酒的最佳发酵温度为22 ℃。
2.3.4 发酵方式
采用不同的发酵方式也会影响软枣猕猴桃果酒的品质。王雪松[37]比较了CO2浸渍发酵和传统酒精发酵,发现经CO2浸渍后果酒口感酸味降低,乙酸乙酯、总酯含量明显高于对照组,口感质量有明显提升。刘波等[18]采用清汁发酵、去皮发酵和全浆发酵3种不同的发酵方式酿制软枣猕猴桃果酒,并对3种不同发酵方式酿制的软枣猕猴桃果酒品质进行评价。结果表明,采用全浆发酵酿制的软枣猕猴桃果酒口感及风味优于其他两种发酵方式。
综上,二氧化硫添加量、初始糖度、发酵温度以及发酵方式等都会软枣猕猴桃果酒品质产生影响。目前,软枣猕猴桃发酵条件的优化主要集中在一次发酵阶段,研究表明,只经过一次发酵的果酒口感、酒质等都比较差,经过二次发酵可以有效改善果酒口感、酒质等[50-51]。因此,在后续的研究中可以优化二次发酵工艺来提高果酒品质。
澄清处理是软枣猕猴桃果酒后处理的关键步骤,可以增强果酒的澄清度和稳定性,提高果酒的品质。软枣猕猴桃果酒在加工和贮藏过程中产生浑浊、沉淀现象的原因有生物因素和非生物因素[52]。生物因素主要是细菌、酵母菌、乳酸菌等微生物分泌的代谢物,影响果酒的胶体平衡性;非生物因素主要包括铁铜破败病造成的浑浊以及蛋白质、果胶等有机大分子相互作用造成的沉淀[53-54]。目前,软枣猕猴桃果酒常用澄清方法为澄清剂(明胶、皂土、壳聚糖等),研究结果表明,复合澄清剂澄清的效果优于单一澄清剂,并且澄清剂的比例及搭配方式也会影响澄清效果。王雪松[37]对软枣猕猴桃果汁和软枣猕猴桃原酒均进行了澄清处理,研究结果表明,复合澄清剂澄清效果优于单一澄清剂,复合澄清剂透光率为91.1%;采用5种澄清方式对软枣猕猴桃原酒进行处理发现,0.16%皂土处理后的软枣猕猴桃原酒透光率达到94.2%。赫亮等[52]比较了3种澄清剂对软枣猕猴桃苹果复合果酒的澄清效果及稳定性,结果表明,复合澄清剂处理效果最好,即0.65 g/L明胶、0.85 g/L果胶酶、0.45 g/L壳聚糖,处理后复合果酒澄清度显著提高,透光率达95.32%,并且有较高的稳定性。虽然澄清剂可以提高果酒的澄清度,但也会造成果酒维生素C(vitamin C,VC)、总糖、总酸、干浸出物等含量降低[55]。因此,在软枣猕猴桃果酒实际生产中,不能将澄清度作为唯一衡量指标,应该综合考虑果酒透光率、营养成分等因素。
酸是果酒风味物质的重要组成部分,适量的酸可以增加果酒的清香醇厚,但过多的酸则会导致果酒口感生硬粗涩、酒体不协调等不良现象[56-58]。目前,果酒的降酸方法有化学降酸法、物理降酸法和生物降酸法[56]。化学降酸法是通过添加降酸剂来降低果酒酸度,研究表明,复合降酸剂降酸效果优于单一降酸剂降酸效果[58]。物理降酸法有稀释降酸法、低温冷冻降酸法、电渗析降酸法等。赵磊等[59]采用梨汁勾兑法降低了猕猴桃果酒的酸度。王雪松[37]研究发现,通过CO2浸渍发酵法可以有效降低软枣猕猴桃果酒的酸度,提高果酒的品质。张占洋[60]研究发现,通过苹果酸-乳酸发酵可以有效降低野生猕猴桃果酒中苹果酸的含量,降酸率达37.8%,并且发酵后果酒酒质明显改善。随着果酒降酸技术的创新和改进,软枣猕猴桃果酒的品质也将不断提升。
在软枣猕猴桃果酒陈酿期间,氧气、陈酿温度和陈酿时间等是影响果酒陈酿质量的主要因素。适量的氧气可以改善果酒的口感、色泽和香气,而过量的氧气会导致果酒过分氧化,导致果酒早熟甚至变质[61-62]。陈酿温度过低会减缓陈酿进程,陈酿温度过高则会加速果酒的老化缩短果酒的货架期。黄佳等[63]研究发现,陈酿时间对猕猴桃果酒中总酚、多糖及体外抗氧化能力影响较大,陈酿期间总酚含量不断减少,多糖组分先增加后减少,体外抗氧化能力呈现减弱的趋势。
软枣猕猴桃具有丰富的营养成分,加工成果酒后保留了一定的营养价值和保健功能。研究表明,发酵原料、发酵菌种、发酵条件以及后期的降酸、澄清和陈酿条件对果酒品质的影响,对于未来软枣猕猴桃果酒品质的提升还需要根据这几种影响因素进行以下问题的深入研究:持续开发复合软枣猕猴桃果酒,丰富软枣猕猴桃果酒产品品类;加强软枣猕猴桃果酒保健功效系统的研究,为进一步开发保健型软枣猕猴桃果酒奠定基础;筛选软枣猕猴桃果酒专用型酿酒酵母;建立软枣猕猴桃果酒产品品质的评价体系,指导软枣猕猴桃果酒原料的选择及酿造工艺的优化,促进果酒整体品质的提升;制定软枣猕猴桃果酒的产品质量标准,为软枣猕猴桃果酒的生产与质量控制提供依据。
随着当今消费者健康、营养的消费理念的提升和饮酒习惯的改变,软枣猕猴桃果酒作为一种营养丰富的保健饮料逐渐受到消费者喜爱。未来,软枣猕猴桃果酒产业发展应更关注果酒营养品质的提升,聚焦软枣猕猴桃果酒营养品质技术研究及推广应用,促进软枣猕猴桃果酒作为健康产业真正走出营养健康特色发展之路。
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Research progress on nutritional component and quality influencing factors of Actinidia arguta wine