丁玉萍,劉宇欣,N.V.斯克里普琴科,劉德江*
(1.佳木斯大學 生命科學學院,黑龍江 佳木斯 154007;2.中-烏農林技術開發(fā)與應用國際合作聯(lián)合實驗室,黑龍江 佳木斯 154007;3.烏克蘭國家科學院M.M.格里什科國家植物園,烏克蘭 基輔01014)
軟棗獼猴桃(Actinidiaarguta(Sieb.&Zucc)Planch.exMiq.)也被稱作軟棗子,是屬于獼猴桃科,獼猴桃屬的一類藤本植物。軟棗獼猴桃在中國主要分布在東北、華北、西北各省[1]。我國軟棗獼猴桃產業(yè)化栽培主要從2014年開始,截至2018年,我國軟棗獼猴桃栽培面積近2 800 hm2,產量約1 000 t[2]。由于種植面積擴大,產量提高且產期集中,果實不耐儲存,果體腐爛變色就失去食用價值。軟棗獼猴桃產業(yè)發(fā)展受限正是因其保質期短和深加工未實現(xiàn)產業(yè)化,如若在產地將鮮果制成果酒將是一條深加工增值之路。本文通過對軟棗獼猴桃釀酒技術的進展及存在的問題進行綜述,為軟棗獼猴桃深加工提供理論依據(jù)和技術支持。以解決鮮果滯銷,影響軟棗獼猴桃產業(yè)發(fā)展的問題,使各地軟棗獼猴桃資源得到充分利用。
軟棗獼猴桃果實芳香清甜、果皮光滑無毛,營養(yǎng)豐富適合釀酒。其保健功能優(yōu)于獼猴桃和其他傳統(tǒng)水果。經(jīng)測定,軟棗獼猴桃果實中維生素C(vitamin C,VC)含量高達430.8 mg/100 g[3],是普通獼猴桃的5倍,也顯著高于其他水果。果實中的蛋白質含量為1.3%~3.4%,其中游離氨基酸含量約為11.58 g/kg,含有賴氨酸、異亮氨酸等人體必需8種氨基酸[4]。此外,軟棗獼猴桃中維生素B8、類胡蘿卜素含量也較為豐富[5]。除此以外,軟棗獼猴桃還含有黃酮類、多糖、多酚、萜類、皂苷、生物堿等活性成分,屬于藥食同源植物[6]。其多酚總含量可達3.6 g/kg,是海沃德獼猴桃的3倍以上其中果皮中酚類化合物的含量是果肉的15倍[7-8]。不同種軟棗獼猴桃總黃酮含量約在3.01~91.79 mg CE/100 g干質量[9],軟棗獼猴桃中粗多糖提取率約為1.41%[10]。軟棗獼猴桃中黃酮和多糖類物質在抗氧化、防治心腦血管疾病、降低膽固醇、抑制失眠等方面有正向作用[11-14]。
軟棗獼猴桃酒釀造主要包括軟棗獼猴桃清洗破碎、進行酶解、調整成分、接種酵母、酒精發(fā)酵、澄清過濾。
不同研究得出的最佳工藝有所不同。李瀟卓等[15]以東北地區(qū)軟棗獼猴桃為原料釀制果酒,得出酵母接種量為1.4%、含糖量20.7%、發(fā)酵溫度為20.7 ℃為最優(yōu)工藝。韓丹等[16]通過單因素和正交試驗對發(fā)酵條件進行優(yōu)化,得出最佳工藝為發(fā)酵溫度25 ℃、接種量0.1%、初始糖度10%。付哲等[17]以軟棗獼猴桃和啤酒花為主要原料,通過正交試驗確定軟棗獼猴桃酒精發(fā)酵飲料的工藝為接種量0.1%、發(fā)酵溫度20 ℃、發(fā)酵時間12 h。鐘寶等[18]在軟棗獼猴桃玫瑰醋發(fā)酵的酒精發(fā)酵階段,確定最佳工藝為溫度為27 ℃、pH=4.2、菌接種量1.4 g/L。軟棗獼猴桃與其他水果進行混合發(fā)酵也是軟棗獼猴桃酒的一個創(chuàng)新點。王敬賢等[19]研制軟棗獼猴桃蘋果復合果酒得出最佳發(fā)酵工藝為溫度18℃、初始糖度20°Bx、果膠酶添加量2.0 g/L,使用法國果酒酵母D254、接種量為0.3g/L。目前,對于軟棗獼猴桃新型復合果酒研發(fā)還比較少,復合型軟棗獼猴桃果酒加工工藝和工藝配方需要進一步優(yōu)化。
菌種是軟棗獼猴桃酒釀制的關鍵因素。采用不同的菌種發(fā)酵,對于酒的口感、品質及保健效果有較大的影響。軟棗獼猴桃酒釀造現(xiàn)階段無專用酵母,多采用葡萄酒酵母進行發(fā)酵,葡萄酒酵母是經(jīng)過長期篩選適合于葡萄汁發(fā)酵的菌種,軟棗獼猴桃含糖量比葡萄含糖量少而且含有大量果膠,除此以外,葡萄酒酵母也不能很好的利用軟棗獼猴桃中活性成分。張寶香等[20]篩選了6種酵母菌,得出“左山一”和“安琪CEC01”為軟棗獼猴桃酒全漿發(fā)酵過程中的優(yōu)勢釀酒酵母,接種量在4%時最為適宜。閆勝楠[21]探究三種不同酵母菌種對軟棗獼猴桃酒最佳發(fā)酵因素的影響,結果表明,酵母菌種Fermivin為最佳發(fā)酵菌種。董玉影等[22]在比較三種不同酵母對軟棗獼猴桃果酒品質影響試驗中,以軟棗獼猴桃果酒的理化指標和1,1-二苯基-2-苦肼基(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)清除率為標準并結合感官評價結果,確定酵母Fermivin更適合發(fā)酵軟棗獼猴桃果酒。發(fā)酵菌的種類,混合菌的比例、接種順序等對軟棗獼猴桃酒的酸度、香氣、營養(yǎng)成分的保留量等影響較大,軟棗獼猴桃酒菌種的篩選使用還有待進一步研究和優(yōu)化。
軟棗獼猴桃體型較小且外表無毛,含有大量果膠。因此在進行破碎后,要加入果膠酶進行酶解處理,提高軟棗獼猴桃出汁率。SOUFLEROS E H等[23]在發(fā)酵過程中使用果膠酶將出汁率增加至75%。姜文文等[24]采用正交試驗對果膠酶提高軟棗獼猴桃果肉出汁工藝條件進行優(yōu)化篩選,并對加工過程中主要的營養(yǎng)成分VC含量進行分析測定,試驗得出在果膠酶含量12 mg/100 g、酶解時間4 h、處理溫度45 ℃時出汁率較高。孫旸等[25]通過單因素試驗和正交試驗探究酶用量、pH值、溫度和處理時間對軟棗獼猴桃出汁率的影響,結果表明,在果膠酶用量0.1%,pH=4.0,酶解溫度42 ℃,酶解時間110 min時,果汁黏度下降幅度較大、出汁率增加了26.87%。韓丹等[16]試驗結果表明,在pH=4.1、酶解時間為1 h、酶解溫度36 ℃、果膠酶用量0.04 g/L時,軟棗獼猴桃出汁率高達90.88%。王菲菲[26]在對于軟棗獼猴桃飲料的加工研制試驗中得出,在18 ℃進行酶解,酶的添加量為0.08%,酶解8 h時出汁率最高。李繼海等[27]在軟棗獼猴桃果實制汁的工藝研究中選定果膠酶量0.8%~1.2%、溫度在37~45 ℃、時間為1 h為最優(yōu)加量。劉波[28]在42 ℃的條件下用添加0.1%的果膠酶將軟棗獼猴桃果漿處理110 min,出汁率可以達到75%。綜上所述,果膠酶可以較好的分解果膠,提高軟棗獼猴桃的出汁率。
軟棗獼猴桃果實中含有一部分有機酸,主要是檸檬酸、奎寧酸、蘋果酸、草酸、莽草酸、琥珀酸[29]。一定量的有機酸可以使果酒柔軟清爽,但酸過多就會造成酒體口感粗糙、味道酸澀[30]。目前,果酒的降酸主要是通過物理、化學及微生物的手段進行降酸處理[31]。軟棗獼猴桃和獼猴桃中蘋果酸含量都較少,生物降酸的效果并不明顯[32]。王雪松等[33]試驗結果表明,通過CO2浸漬法釀制軟棗獼猴桃酒相比于普通發(fā)酵降酸幅度提升18.5%。趙磊等[34]對獼猴桃果酒進行化學降酸處理,結果表明,Na2CO3降酸效果較好。降酸方法已經(jīng)從單一成分延伸至復合成分降酸,從單一方法發(fā)展至多種方式結合。張方艷等[35]在進行獼猴桃酒降酸試驗中得出,Na2CO3、殼聚糖、酒石酸鉀三者單一降酸效果不好而復合降酸可以達到很好的降酸效果,可以改善獼猴桃果酒的品質。降酸技術仍在不斷發(fā)展,新的降酸技術也將會對于軟棗獼猴桃酒的開發(fā)利用提供更多技術支持。
軟棗獼猴桃酒成分復雜,含有果膠、單寧、蛋白質等大分子物質,這些物質是引起酒體不澄清,不穩(wěn)定的主要原因。除此以外,剛發(fā)酵完的酒混有很多的小顆粒物質。因此需要將酒體進行澄清。起初,文連奎等[36]采用自然澄清法,將2個蛋清攪拌起沫,加入酒液溶解后,加入2 g/100 L的單寧進行攪溶,10 d后進行過濾除雜,采用這種人工除雜的方式對于軟棗獼猴桃果酒進行澄清。而后,李鳳林等[37]在進行軟棗獼猴桃果醋研制時選用在黑曲霉831菌株固體曲中提取的果膠酶進行澄清,結果表明,在加酶量為1 400 U/L、溫度50 ℃處理后,果汁澄清透明,澄清度可達到95%以上。王雪松[38]處理軟棗獼猴桃果汁時選用果膠酶50 mg/kg、皂土700 mg/kg、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone,PVP)100 mg/kg、處理4 h,透光率達到91%以上。在此基礎上對軟棗獼猴桃原酒最佳澄清參數(shù)進行探究,綜合比較后得出,添加0.16%皂土為最佳澄清參數(shù),透光率達到94%以上。經(jīng)過澄清處理,酒液清澈,達到最佳的穩(wěn)定狀態(tài),使酒質風味醇和芳香。復合澄清效果要比單一澄清效果好,但也會讓酒中部分酚類、醇類等物質損失,影響酒的品質。隨著澄清技術發(fā)展及更多澄清劑的應用,軟棗獼猴桃酒酒體澄清度將會大幅度提升。
軟棗獼猴桃酒中各成分均會影響軟棗獼猴桃酒的口感,軟棗獼猴桃酒的營養(yǎng)價值決定于非揮發(fā)性成分,風味特征取決于揮發(fā)性成分[39]。因此,軟棗獼猴桃酒的非揮發(fā)性基質和揮發(fā)性香氣成分的檢測分析對發(fā)酵工藝參數(shù)的優(yōu)化及提高軟棗獼猴桃酒的品質有一定幫助。
軟棗獼猴桃果酒含有豐富的氨基酸,種類至少有17種,包括7種必需氨基酸[40]。果酒中氨基酸含量雖比鮮果的含量稍低一些,但必需氨基酸的含量更加合理。VC也是判斷果酒營養(yǎng)價值的重要指標。相關研究表明果酒中的維生素比鮮果更易被人體吸收[41]。軟棗獼猴桃VC含量豐富,釀造后使得軟棗獼猴桃酒的VC含量高出其他果酒。軟棗獼猴桃酒釀制過程中大部分礦物質元素可以被保留下來,這些礦物質元素可以調節(jié)人體機能,與人體生命活力密切相關。
除此以外,軟棗獼猴桃中富含活性成分,提升了軟棗獼猴桃果酒的保健作用。何婷婷等[42]實驗結果表明,對軟棗獼猴桃黃酮和多糖的質量濃度在0.8 mg/mL以上時,對羥基自由基(·OH)、超氧自由基(O2-·)的清除率在70%以上,具有較好的抗氧化活性。彭雪[43]探究軟棗獼猴桃的抗氧化活性的試驗中,以總黃酮為評判指標,得出軟棗獼猴桃黃酮對DPPH·的清除率高于VC,純化的軟棗獼猴桃黃酮對DPPH·、·OH、O2-·的清除效果更好。這些活性成分經(jīng)過發(fā)酵進入酒中,使得軟棗獼猴桃果酒具有保健作用。閆勝楠[21]通過DPPH·、·OH、O2-·及總抗氧化性測定軟棗獼猴桃果酒和浸泡酒的抗氧化性,結果得出軟棗獼猴桃果酒的抗氧化能力更好。
目前,軟棗獼猴桃香氣成分測定主要是用溶劑萃取法和頂空固相微萃取法。YANG E等[44]使用固相微萃取(solid-phase microextraction,SPME)從軟棗獼猴桃中提取揮發(fā)物,利用氣相色譜-嗅覺法(gas chromatography-olfactometry-mass spectrometry,GC-O)得出主要香氣成分為丁酸乙酯和4-羥基-2,5-二甲基-3(2H)呋喃酮,其次是乙基乙烯基酮、1-烯-3-辛醇、戊醛、己醛等。PARK K L等[45]通過氣相色譜(GC)分析確定了軟棗獼猴桃揮發(fā)性風味成分,包括10種酯,8種醇,5種酸,3種其他酸和醛。KOSTYRA E等[46]經(jīng)氣相色譜-質譜聯(lián)用儀(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)分析軟棗獼猴桃汁中的主要化合物為醛類、烷烴和醇類,其次為酯類和酮類。結果表明,獼猴桃汁中主要成分為丙烯醛、己醛、戊烷、正己醇、甲醇,具有果味、花香味等特征。這些揮發(fā)性成分使軟棗獼猴桃酒具有獨特的風味特征,是決定軟棗獼猴桃酒品質重要因素之一。揮發(fā)性成分具有不穩(wěn)定性,因此在提高軟棗獼猴桃酒穩(wěn)定性方面還應進一步深入研究。
酵母菌作為軟棗獼猴桃酒發(fā)酵的關鍵因素。現(xiàn)階段,我國尚無軟棗獼猴桃發(fā)酵專用酵母。所用酵母主要是葡萄酒發(fā)酵酵母,軟棗獼猴桃質地及所含成分與葡萄區(qū)別較大,所以葡萄酒酵母不完全適用于軟棗獼猴桃酒的發(fā)酵。因此為了提高軟棗獼猴桃酒的品質,需要針對軟棗獼猴桃的特點篩選專用酵母用于軟棗獼猴桃酒生產加工。軟棗獼猴桃含有大量果膠和有機酸,應該篩選可以降解果膠、降酸效果較好的酵母作為發(fā)酵菌種。另外,將具有不同功能的酵母菌復合使用可以使軟棗獼猴桃酒中有效物質被充分利用。
軟棗獼猴桃酒釀造工藝和設備缺乏專業(yè)性、降酸和澄清的技術不完善、軟棗獼猴桃果膠含量較多、出汁率、酶解時間、酒體穩(wěn)定性都是制約軟棗獼猴桃酒產業(yè)化的瓶頸問題。
現(xiàn)行國家標準中尚無軟棗獼猴桃酒標準,且行業(yè)標準QB/T 2027—1994《獼猴桃酒》已多年未更新。感官評定和理化指標檢測只能參照GB 2758—2012《食品安全國家標準發(fā)酵酒及配制酒》和GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》等國家標準進行。
軟棗獼猴桃營養(yǎng)價值高,果皮薄,不耐儲存。軟棗獼猴桃制酒能較好解決軟棗獼猴桃易腐爛、保質期短、不易鮮售的問題。軟棗獼猴桃制酒后也能較好保留鮮果中營養(yǎng)成分,且發(fā)酵酒遠比勾兌酒、浸泡酒能更多地保留果實中的營養(yǎng)成分,也更加安全。由于軟棗獼猴桃果膠含量高,出汁率低;酸含量高,口感欠佳。因此影響了軟棗獼猴桃釀造酒在消費過程中的認可度,制約著軟棗獼猴桃酒的發(fā)展。為解決這些問題,軟棗獼猴桃酒未來發(fā)展的方向應從以下方面入手:
①是篩選集多種功能與一體的發(fā)酵菌。比如產酯多、風味好,分解果膠能力強、出酒率高,具有一定的降酸能力、可以改善口感上的不足,產甲醇量少、食用更安全的菌種用于獼猴桃酒發(fā)酵。②是多菌種聯(lián)合發(fā)酵。在沒有多功能發(fā)酵菌的情況下,可以優(yōu)化多菌種發(fā)酵工藝,利用不同菌的功能特點,釀制高質量的軟棗獼猴桃酒。③是開發(fā)具有保健功能的軟弱獼猴桃發(fā)酵酒。如在發(fā)酵前或發(fā)酵后添加藥食同源的中草藥,增加軟棗獼猴桃酒保健功能的同時又可以改善其口感不足。④是生產軟棗獼猴桃蒸餾酒。由于軟棗獼猴桃釀造酒濁度高,不易澄清,可以用生產釀造酒的酒渣、酒腳等生產蒸餾酒,再開發(fā)出具有不同酒精度、不同口味特點軟棗獼猴桃蒸餾酒。⑤是添加其他品種水果原料生產軟棗獼猴桃果酒??梢詢?yōu)選與軟棗獼猴桃復配度高的水果一同發(fā)酵,改善軟棗獼猴桃酒的風味,增加營養(yǎng),提高適口性。
軟棗獼猴桃制酒是軟棗獼猴桃深加工的有效途徑,通過集思廣益,可以開發(fā)出更多品質好、營養(yǎng)價值高、受消費者歡迎的軟棗獼猴桃果酒,豐富果酒市場品種,滿足消費者需求,拓寬軟棗獼猴桃深加工范圍,帶動軟棗獼猴桃產業(yè)的發(fā)展。