近年来,随着人们物质生活改善,健康意识提高,逐渐激发了对于高品质安全饮食的需求,果酒因其良好的风味及保健功能,在市场上所占比重日益增加[1]。新酿制的果酒存在口感生涩、香气结构简单、酒体浑浊等问题,尽管自然陈酿能对其进行改善,但面临生产周期长,贮酒室占地面积大、使用橡木桶和不锈钢罐陈酿管理复杂、耗资高昂等问题[2]。因此,急需一种新型催陈方法来提升生产效率、降低生产成本、缩短果酒上市周期。物理催陈因其处理简单、成本低、见效快[3]等原因,逐渐得到开发与利用。物理催陈是指通过超高压、电场、超声波等[4-6]手段,促进果酒中各种物理化学反应,使之以较短的时间达到和自然陈酿相似的酒体平衡状态,有效改善果酒的色泽、风味与适口性,目前已有在蓝莓、椪柑、葡萄等[7-9]果酒上的应用报道。物理催陈作为果酒中新兴的熟化手段,被科研人员与企业持续关注并深入研究,已得到较为广泛的应用。为把握果酒物理催陈当前研究热点与企业发展现状,本文以China National Knowledge Infrastructure(CNKI)数据库、Web of Science(WOS)核心合集、SooPAT专利搜索引擎、天眼查为数据来源,使用文献计量学的方法,对果酒物理催陈研究进展及企业发展现状进行统计与可视化分析,为果酒物理催陈后续研究提供一定理论依据。
1 数据来源及统计分析
1.1 数据来源与工具
1.1.1 文献统计与处理
有关果酒物理催陈的文献数据来源于中国知网CNKI和WOS核心合集[10]。登录CNKI官网,通过检索式进行篇关摘检索(检索式=“酒”和“催陈”),未对时间进行检索限制,共得到1999—2023年发表的59篇有效文献。登录WOS官网,选择高级检索,输入检索式(ALL=“wine aging”),添加日期范围为“1990-01-01至2023-12-31”,将检索结果进行筛选,共得到1996—2022年发表的164篇相关文献。
以CNKI及WOS数据库中检索到的文献为数据集,利用Excel 2016进行数据整理,通过中国知网和Web of Science对文献年份、出版物、主要机构等进行归纳,使用VOSviewer1.6.18对关键词演化、作者合作网络等进行可视化分析,采用Origin2021进行柱形图及饼图绘制,以此了解果酒物理催陈研究进展、前沿动态、热点内容以及果酒物理催陈未来发展趋势。
1.1.2 专利检索
使用SooPAT专利搜索引擎,在中国专利检索栏输入“果酒催陈”或“葡萄酒催陈”,点击sooPAT搜索,经筛选得到了93件相关专利,对其类型、分类部号、申请及发表日期进行统计,预测果酒物理催陈发展趋势。
1.1.3 企业查询
使用商业查询平台天眼查,以“催陈”为搜索内容,对国内果酒物理催陈相关企业进行检索,经筛选统计了29家相关企业,对其注册资金、注册时间、分布地区进行统计,分析果酒物理催陈行业发展现状。
1.2 基于文献计量的果酒物理催陈研究发展趋势分析
1.2.1 年代分布分析
发文量可以反映该领域研究及成果产出情况,对检索得到的223篇中英文文献进行年代分布分析,结果如图1-A所示。国外对于果酒物理催陈的研究早于国内,第一篇相关文献发表于1996年,直至1999年CNKI数据库才有此类文献记载,1996—2004年属于果酒物理催陈初始研究阶段,国内外文献发表量均增长缓慢,两数据库年发文量总和在4篇及以下。对WOS数据库文献发表情况进行观察可发现,2005—2020年属于国外果酒物理催陈快速发展阶段,年发文量呈波动上升状态,2020年发表22篇相关文献,数量最多占总量的9.9%,然而自2021年以来,WOS发文量有所下降,成果产出减少。国内果酒物理催陈的研究自2005年以后一直处于平稳发展阶段,年发文量未有明显变化,除2015年外,每年都至少有一篇相关文献发表,但最高年发文量也未超过5篇。两数据库发表文献数量总计与WOS数据库发文量整体趋势一致,对各年总发文量进行线性回归分析可知,果酒物理催陈领域的研究在持续进行,发文量总体呈上升趋势且在未来可能有所增长。
A-WOS发文数、CNKI发文数及两者总发文量变化图;B-WOS发文量前十国家统计图;C-WOS国家共现与发展趋势图;D-CNKI主要期刊发表文献数量图;E-CNKI文献资助基金分布图(前8位)
图1 WOS及CNKI发表文献情况
Fig.1 Literatures publication status of WOS and CNKI
1.2.2 作者国家分析
以WOS数据库中的文献信息为依据,共有22个国家在果酒物理催陈领域有所研究,结果如图1-B所示,对发文量排名前十的国家进行分析,前三为西班牙(62篇),占总检索164篇文献的37.80%,中国(35篇),占总检索164篇文献的21.34%,葡萄牙(22篇),占总检索164篇文献的13.41%,其余位列前十的国家还有法国20篇、意大利15篇、爱尔兰8篇、美国7篇、阿根廷6篇、克罗地亚4篇、澳大利亚3篇。由图1-C可知,WOS发文量前十国家共现及发展趋势分析可知,西班牙是从事果酒物理催陈的老牌国家,主要研究集中于2014—2016年间,阿根廷和中国等则是在此领域的新兴国家,主要研究集中于2017年后,西班牙和中国2个发文量最高的国家同样与他国有着紧密的联系与合作。中国作为果酒物理催陈的新兴国家之一,应积极与别国交流,以取拓宽研究领域,取得更大突破。
1.2.3 出版期刊分析
对于出版期刊的分析可作为了解果酒物理催陈领域主要研究方向的有效途径。从CNKI检索数据来看,我国收录有关果酒物理催陈相关文献的核心期刊主要有10家,其信息如图1-D所示。这10家期刊共计收录39篇相关文献,占据总收录数59篇的66.10%,其中刊登相关文献数量在5%以上的期刊共7家,分别为《中国酿造》9篇,占15.25%;《酿酒科技》6篇,占10.17%;《食品工业科技》5篇,占8.47%;《酿酒》4篇,占6.78%;《中外葡萄与葡萄酒》3篇,占5.08%;《农业工程技术》3篇,占5.08%;《食品科学》3篇,占5.08%。综合收录期刊方向分析,国内关于果酒物理催陈的相关研究主要以轻工业和食品工业为主,期刊分布相对集中,刊登数前三的期刊总刊登数为20篇,占据总数的33.90%,超过文献总数的1/3。
WOS核心合集数据库中有关果酒物理催陈的文献共计有164篇发表在47个期刊,平均刊载量为3.49篇/刊,参考检索结果中的文献数量及分析结果,对其中刊登数量在3篇及以上期刊进行分析比较,表1展示了刊登相关文献数量在3篇及以上的期刊。收录数最多的期刊为Food Chemistry,收录28篇,占据全部文献的17.07%,前5名期刊共计刊登文献68篇,占据文献总数的41.46%,说明关于果酒物理催陈的收录期刊分布相对较为集中。可以发现相关文献主要刊登在食品化学类期刊上,少数刊登于分析化学、生物化学、分子生物学等类别期刊,可见目前关于果酒物理催陈的研究和应用正在推进,并为不同领域提供服务。
表1 主要机构发表文献数量情况(WOS)
Table 1 Number of publications by major institutions (WOS)
序号出版物/来源出版物名称记录数占比/%1Food Chemistry2817.072European Food Research and Technology106.103Innovative Food Science Emerging Technologies106.104Journal of Agricultural and Food Chemistry106.105LWT- Food Science and Technology106.106Foods95.497American Journal of Enology and Viticulture84.888Food Research International63.669Analytica Chimica Acta42.4410Cyta Journal of Food42.4411Food and Bioprocess Technology42.4412Journal of Food Processing and Preservation42.4413South African Journal of Enology and Viticulture42.4414Ultrasonics Sonochemistry42.4415Journal of Food Science31.8316Journal of The Science of Food and Agriculture31.8317Molecules31.8318Oeno One31.83
1.2.4 基金分析
图1-E所示为在中国知网数据库检索到的1990年至今发表及收录的中文核心期刊文献资助基金分布情况,展示为前8位基金项目(百分比占比=受该基金资助发表文献数/受前20名基金资助发表总文献数)。其中受国家自然科学基金资助研究发表的文献有6篇,受大学生创新项目资助研究发表的文献有4篇,受科技成果转化项目资助研究发表的文献有2篇,可以看出国家基金对果酒物理催陈研究的贡献较大。
表2所示为在WOS数据库检索到的1990年至今发表及收录在核心合集数据库的文献资助基金分布情况,展示为前10位基金项目。收录文献最多的国家为西班牙,共计62篇,而受到Spanish Government资助的文献有24篇;中国共计发表文献35篇,受National Natural Science Foundation of China NSFC资助的文献有24篇。整体来看,资助基金项目分布相对集中,具有较大贡献量的基金多为国家级基金,研究的开展依托基金项目的资助,基金资助很大程度上决定了科研成果的产出。
表2 主要基金资助机构发表文献数量情况(WOS)
Table 2 The number of literatures published by the major funding agencies (WOS)
序号基金资助机构记录数占比/%1National Natural Science Foundation of Chi-na NSFC2414.632Spanish Government2414.633European Union159.154Fundação para a Ciência e a Tecnologia159.155Fundamental Research Funds for the Cen-tral Universities84.886Junta de Castilla Y Leon84.887Natural Science Foundation of Shaanxi Province53.058Croatian Science Foundation42.449Key Research Development Program of Shaanxi Province China42.4410Technology Transfer Promotion Project of Xi'an Shaanxi Province China42.44
1.2.5 作者共现及研究机构分析
研究领域的高频作者及其合作网络是该领域的关键力量,对发文作者进行共现分析可以直观地了解核心作者群及其学术交流的强度。利用VOSviewer软件对CNKI检索到的相关文献进行作者共现及发展趋势分析,结果如图2-A所示。其中,每个节点大小代表了一个作者的发文量,节点间的连线代表了作者间的合作密切程度。由图2-A可知,早期主要形成了以王颉、刘学军、蒋耀庭等为代表的合作团队,中期主要形成了以冷慧娟、黄卫东、李建飞等为代表的合作团队,近期形成了以周才琼、岳国鑫、双全等为代表的合作团队。对中文核心期刊中果酒催陈相关文献贡献度较高的作者是王颉,来自河北农业大学,发表文献6篇;其次为郭雪霞、蒋耀庭、岳国鑫等。通过对国内作者共现分析可知,果酒催陈领域形成了较为稳定的研究团队,团队内合作交流较紧密,而团队间联系较少。
A-作者共现及发展趋势图;B-主要机构发表文献数量图
图2 发表文献作者及机构分析(CNKI)
Fig.2 Published literatures author and institutional analysis (CNKI)
对研究机构及合作关系的分析有助于了解果酒催陈领域的发展程度和力量分布。图2-B展示了在CNKI期刊刊登文献数前20名的相关机构,可以看出果酒催陈领域研究机构发文数大多不超过5篇,其中河北农业大学食品科技学院、新天国际葡萄酒业有限公司、华南理工大学食品与生物工程学院发文最多,各发表相关文献4篇;其次为沈阳农业大学食品学院和西南大学食品科学学院,分别发表相关文献3篇。在这20家机构中,多以农业、食品相关高校为主,因此目前国内对于果酒催陈相关研究主要以全国各大高校为主体研究力量。
图3为WOS检索到的文献作者及机构共现图。分析WOS检索文献的发文作者,发文数量最多的为Nevares Ignacio,共计发表相关文献12篇;此外,ALVAREZ I、DEL ALAMO-SANZA M、RASO J文献发表数量也较多,分别发表相关文献9篇。通过对研究机构的分析可以看出,来自不同国家的机构存在合作状况,打破了地域限制。表3对WOS检索到的核心期刊文献数据集进行分析,得到发文数前10名的机构。这10家机构中大部分位于欧洲地区,其中葡萄牙关于果酒催陈的研究机构发文数量最多,共4家;中国相关的研究机构中陕西师范大学发文数量较多,共计发文9篇,占据检索文献总数的5.49%。
表3 主要机构发表文献数量情况统计表(WOS)
Table 3 Number of publications by major institutions (WOS)
序号主要发文机构中文名称所属国家出版数占比/%1University of Zaragoza萨拉戈萨大学西班牙116.712Universidad de Valladolid巴利亚多利德大学西班牙106.103Universidade de Lisboa里斯本大学葡萄牙106.104Universite de Bordeaux波尔多大学法国 106.105INRAE法国国家农业食品与环境研究院法国 95.496Shaanxi Normal University陕西师范大学中国 95.497Polytechnic Institute of Castelo Branco布朗库堡理工学院葡萄牙84.888University of Evora埃武拉大学葡萄牙84.889University College Dublin都柏林大学爱尔兰74.2710Universidade de Aveiro阿威罗大学葡萄牙63.66
注:INRAE为National Research Institute for Agriculture, Food and Environment。
A-作者共现及发展趋势图;B-研究机构共现及发展趋势图
图3 发表文献作者及机构分析(WOS)
Fig.3 Published literatures author and institutional analysis (WOS)
1.2.6 关键词共现分析
关键词共现是对某一领域的主要研究方向和研究热点进行分析的重要手段。图4-A为CNKI检索到文献关键词共现图,由图4-A可知,果酒催陈研究的主要关键词有:葡萄酒、催陈、超声波、人工催陈、陈酿、香气成分、微波、橡木片、品质、超高压等。因此国内文献对于果酒催陈相关研究主要涉及超声波、微波、橡木片、超高压等物理方法对果酒(尤其是葡萄酒)香气成分、色泽等品质的影响。催陈处理中果酒的抗氧化性也是近年来备受关注的研究方向。
A-检索来源于CNKI;B-检索来源于WOS
图4 关键词共现及发展趋势图
Fig.4 Keyword co-occurrence and development trend chart
对WOS核心合集中检索到的文献,通过VOSviewer进行关键词共现,得到关键词共现图见图4-B。对图4-B综合分析可以得出,主要关键词有:red wine、color、micro-oxygenation、phenolic-compounds、wine、anthocyanins、extraction、evolution、volatile compounds、aging等。因此,对于果酒催陈的研究主要集中于微氧、超声、橡木桶/片等对果酒陈酿中的颜色、多酚、香气物质的影响,与CNKI关键词分析结果较一致。
1.3 基于专利与企业发展的果酒物理催陈行业发展现状分析
1.3.1 相关专利申请
利用专利检索工具SooPAT,选择检索中国专利,搜索内容“果酒 催陈”和“葡萄酒 催陈”,累计检索到果酒物理催陈相关专利93件,其中实用新型专利16件,发明专利57件,发明授权20件(图5)。1989年,第一份关于果酒物理催陈的专利进行申请,1990年,第一件关于果酒物理催陈的专利公开发表,这是我国关于果酒物理催陈研究成果转化的开始,此后相关专利申请整体呈缓慢上升趋势,直至2012年增幅逐渐提高且在2016年专利申请量和发表量同时达到最大,2016年后基本趋于稳定。统计检索到专利的主分类号部,属于“C化学;冶金”的专利数共计84件,占据总数的90.32%,表明果酒物理催陈技术主要应用于食品化学行业。以第一申请人申请果酒物理催陈专利的机构及专家学者共计46个,如图5-C可以看出,华南理工大学是发表专利数量排名第一的机构,共发表专利12件。
A-专利类型统计图;B-专利分类号部统计图;C-专利申请机构统计图;D-专利申请/发表量变化图
图5 果酒物理催陈相关专利申请现状
Fig.5 Status of patent applications related to physical aging in fruit wine
1.3.2 企业发展现状分析
通过商业查询平台天眼查选择“查公司”,搜索“果酒催陈”对国内果酒催陈相关企业进行检索,搜集到92条相关信息,筛选出经营范围包含果酒催陈业务的企业共计29所,对基本情况做出分析如图6。
A-中国区域范围内果酒催陈企业分布图;B-果酒催陈企业注册资金统计图;C-国内果酒催陈企业成立时间统计图
图6 国内果酒催陈相关企业发展现状
Fig.6 The development status of domestic fruit wine aging related enterprises
图6-A为全国区域范围内果酒催陈相关企业分布图,可以看出目前涉及果酒催陈相关的企业在沿海地区分布较多,西北地区和华中地区也有部分企业分布;广东省是我国果酒催陈相关企业数量最多的省份,共计7家,现存6家,占全国相关企业总数的20.69%;其次为辽宁省和福建省,均现存3家,占全国总数的10.34%,其他内陆省份也有少量相关企业分布。广东省是我国沿海地区的经济领头省份、对外开放的前沿阵地,经济发展水平较高,新兴技术发展较快,同时果业资源丰富,并逐渐形成专业化和规模化布局[11],这可能是相关企业在广东省分布较多的原因。
图6-B为相关企业注册资本情况统计。如图6-B所示,企业注册资本在500万以下的占比最大,共10家,占相关企业的34.5%;企业注册资本为500～1 000万和1 000～2 000万的企业占比较小,各有3家;企业注册资本为2 000～5 000万的企业有7家,占相关企业的24.1%;企业注册资本在5 000万以上的企业有6家,占相关企业的20.7%。目前果酒催陈产业内大型企业和中小型规模企业数量较均衡。
图6-C为我国果酒催陈相关企业成立情况随年份变化统计。如图6-C所示,在2000年以前就有相关企业成立,最早涉及果酒催陈的企业是1983年成立的中国长城葡萄酒有限公司。此后相关企业成立基本呈现上升趋势,2016年—2020年成立数目达到9家。果酒产业融合了农业、制造业与服务业,不仅能够提高果实的附加值,对解决水果滞销、实现农业增效也有重要意义。此外,果酒作为一种低酒精度饮料,在当今追求健康、营养生活理念的环境下,具有很大的发展潜力。
2 果酒物理催陈研究热点内容
通过对果酒物理催陈相关文献进行计量学分析,结合关键词共现可发现,当前研究主要分为:果酒物理催陈技术在葡萄酒中的探究;果酒物理催陈对酚类物质的影响;果酒物理催陈技术对感官品质影响。
2.1 果酒物理催陈技术在葡萄酒中的探究
物理催陈技术在提升果酒品质和缩短老化时间方面具有显著功效,目前各类果酒中关于葡萄酒物理催陈的研究和应用较为广泛。其中超高压、超声波、电场、红外等方法[12]被认为是主要的催陈手段。SANTOS等[13]实验证明超高压(300 MPa,5 min,20 ℃)可以促进葡萄酒中的氧化及缩合反应,加速葡萄酒老熟。超声波通过高频振动和空化作用来改变葡萄酒中的化学反应速率,处理后葡萄酒色泽指标上的变化与自然陈酿趋势一致[14]。适当的超声处理(180 W,20 min)可有效降低葡萄酒游离花色苷含量,促进颜色转变,增大化学酒龄[15]。高压电场在葡萄酒浸渍、微生物灭活及催陈等方面皆有所应用,WANG等[16]实验发现电场强度为12 kV/cm,脉冲数为300次处理的梅尔诺葡萄酒与其自然瓶贮陈酿葡萄酒有机酸含量变化趋势类似。微波处理可有效改善葡萄酒感官品质[17],YUAN等[18]实验证明微波处理可以增加红葡萄酒的色度,酒中总酚、花青素、咖啡酸、丁香酸、没食子酸等物质的含量变化与自然陈酿变化趋势相似。综上,物理催陈技术可有效提高葡萄酒陈化速率,改善其内在品质。
2.2 果酒物理催陈对酚类物质的影响
酚类物质是构成葡萄酒骨架和灵魂的主要成分之一,决定着葡萄酒的色调、色度、收敛性等感官特性。因此酚类物质是衡量葡萄酒等果酒风味品质的重要指标之一。不同催陈技术的处理对果酒中酚类物质成分及其含量的影响不同。
2.2.1 脉冲电场技术
脉冲电场(pulsed electric fields, PEF)是一种非热加工技术,近年来在葡萄酒行业的潜在应用方面取得了巨大的进展。PEF技术利用PEF短时间施加于液态或半固态食品,注入PEF能量,杀灭微生物和钝化酶活力以达到长期贮存的目的[19]。研究表明,PEF技术可以提高食品加工中酚类物质含量。
FENG等[5]的研究表明,PEF处理发酵酒有助于促进主要功能成分的提取,在浸渍阶段应用PEF可以大大提高发酵酒中酚类化合物的含量,不同PEF处理条件下酚类物质含量的变化趋势有所不同。XU等[23]对枣进行PEF预处理,结果表明PEF预处理提高了对酚类化合物尤其是咖啡酸、桑色素和羟基苯甲酸的提取率。陈杰等[21]分析了PEF处理前后葡萄酒中黄烷-3-醇和酚酸2种酚类物质的含量变化,发现PEF处理后黄烷-3-醇的含量减少,酚酸的含量增加。
2.2.2 超声波技术
超声波催陈是利用超声波处理产生强烈的空化作用,使酒体处于瞬间高温高压状态,显著提高酒中各成分的活化能,从而促进酒体发生一系列有助于提升果酒品质的物化反应的过程[12]。
冷慧娟等[22]对超声波处理前后的葡萄酒的主要物性指标进行分析,结果表明超声波处理对总酚含量影响不大。申远等[23]应用超声波处理红葡萄酒,结果表明超声处理会使红葡萄酒总酚含量、总黄酮含量与自由基清除能力显著降低。有研究在橡木桶陈酿中应用超声波,发现多酚从橡木释放到葡萄酒中的量大幅增加,但超声波的使用也受到橡木来源的影响[24]。
2.2.3 超高压技术
超高压技术(ultra-high pressure,UHP)或高静压技术(high hydrostatic pressure,HHP) 是在室温或温和加热条件下利用100～1 000 MPa的压力处理食品,以达到到杀菌、灭酶或加工食品等目的[25]。
TAO等[26]研究了压力(250～650 MPa)和保压时间(15～120 min)对红葡萄酒主要品质参数的影响,结果表明超高压处理使葡萄酒中的酚类物质减少,并认为酚类成分可以作为区分压力的依据。马玲君等[27]测定了不同处理压力和处理时间下11种酚酸含量的变化,发现随着处理压力和处理时间的改变, 11种酚酸含量发生显著的变化;且与刚经过超高压处理的酒样相比,陈酿1年后超高压处理过的酒样中酚酸物质的含量显著高于未经处理的酒样。CHEN等[28]对年轻的红葡萄酒进行超高压处理,发现11种酚酸的含量变化不同,但总体呈上升趋势;黄烷-3-醇含量下降,原花青素含量上升。
2.3 果酒物理催陈技术对感官品质的影响
微波催陈、超声处理、超高压催陈、冷热交替处理等物理催陈技术均能在缩短陈酿时间的前提下,综合改善果酒的外观、香气和口感,进而提高果酒的感官品质。主要表现为色度和色调增加,陈酿香和花果香增加,酒体协调度提高。
2.3.1 微波催陈
适当的微波催陈能使果酒的亮度增加,香气馥郁,酸度降低,口感清爽,酒体柔和、饱满。YUAN等[9]研究发现红葡萄酒经微波催陈后的颜色特征变化趋势与自然陈酿保持一致。LIU等[29 ]研究发现高功率脉冲微波处理可以提高蓝莓酒的亮度,增加酒中酯类物质含量并减少酸性物质形成,改善蓝莓酒风味,这与袁敏等[30]对白肉枇杷果酒的相关研究结果一致。何琼等[31]采用微波功率400 W、微波时间2 min、微波2次的条件催陈无花果酒,催陈后的无花果酒酯类物质总量较原酒升高了80.69%,高级醇、甲醇和总酸含量分别下降了25.32%、11.52%、6.20%,酒体饱满,爽口怡人。
2.3.2 超声波处理
超声波处理可以有效保护果酒颜色稳定,增加陈酿香气,改善果酒感官品质。马小强等[15]通过超声处理提高了葡萄酒的色度,实现色调从紫红色向着砖红色转变。GARC
A等[32]研究发现,超声波辅助催陈能加速葡萄酒陈酿香气的形成。WU等[33]研究表明28、40 kHz的超声波处理可改善梅酒的颜色特征,增加梅酒的a、b和C* 值以及颜色强度。
2.3.3 超高压催陈
冷慧娟等[34]研究发现,葡萄酒经超高压处理后,色度升高,乙醇、杂醇油、酸类和醛类的含量均有不同程度的下降,苯乙醇、总酯的含量有所增加,且在300 MPa、30 min 处理条件下,葡萄酒口感和风味最佳。SUN等[35]研究了压力和处理时间对葡萄酒感官品质的影响,结果表明超高压处理后,酒的外观、香气和口感均有不同程度的改善,外观得分显著提高,在500 MPa处理30 min后感官品质最佳。
2.3.4 冷热交替处理
冷热交替催陈可有效减少果酒的涩味,使酒体更加协调。袁敏等[31]对冷热交替催陈的枇杷果酒组织了感官品评,结果显示催陈后的枇杷果酒生涩味基本消失,酒味醇厚,果香浓郁,且催陈效果优于超声波催陈和微波催陈,在刘晓艳等[36]对柿子酒的冷热交替催陈研究中也有相应发现。
2.4 不同物理催陈方法比较及未来发展趋势
新酿制的果酒应通过陈化以提升其品质,物理催陈技术主要通过施加外源能量以促进果酒中的物理化学反应,本文对后续的不同催陈技术方法及研究团队的异同等进行了分析,如表4所示。总的来说,上文介绍的各种物理方法均可从色泽、香气、口感等方面提升果酒品质,极大缩短了果酒陈化时间。其中,经超高压处理后葡萄酒中11种酚酸含量呈上升趋势[27-28]。然而,TAO等[26]得出了相反的结论,这与对果酒施加的压力大小有关。各团队研究结果表明超声波处理可促进果酒颜色转变,但对于总酚等物质的影响,研究结论并不完全相同,这与超声功率有关[15,22-23],以上团队研究异同产生的原因主要与处理时对果酒施加能量的大小及具体处理酒种有关。当前,许多果酒消费者与生产者对这些技术的安全性及处理结果稳定性存在担忧,因此,有必要深入研究果酒物理催陈技术的作用机理,以便更全面地评估其可行性,提高技术可信度。
表4 不同催陈方法及团队研究异同比较
Table 4 Comparison of differences and similarities in different aging methods and team research
催陈方法原理团队研究异同异同原因优点缺点物理催陈方法超高压采用100 MPa以上的压力处理果酒,将物理能量转化为活化能超高压处理可提高葡萄酒中多酚含量[27-28],TAO等[26]研究结果相反施加的压力大小超声波利用超声波处理产生强烈的空化作用,提高果酒中不同成分活化能超声波处理可使果酒中花色苷含量增加,但对于总酚与黄酮类化合物含量的变化,研究结果并不相同[15,22-23]超声功率脉冲电场对果酒短时间施加脉冲电场,使分子电离,降低反应所需的活化能以适宜的电场强度处理果酒可显著提高其品质,反之则会产生不良影响[5,16]场强及脉冲次数微波通过微波添加外部能量,为果酒提供活化能对于不同种类的果酒,适宜施加的微波功率并不相同,最佳处理方式需通过实验验证[29-31]微波功率缩短果酒老化时间、有效提高果酒品质、节省劳动力与贮酒空间、降低企业生产成本消费者与生产者对技术的安全性及处理结果稳定性存在担忧;果酒物理催陈技术的作用机理上不明晰复合催陈方法超高压+橡木制品利用超高压及橡木的协同作用,加速橡木成分的浸提效果,缩短陈酿时间经超高压结合橡木制品处理后,以较短时间(150 min)便可达木桶陈酿1～2年的效果[37]超声波+橡木制品利用超声波及橡木的协同作用,加速橡木成分的浸提效果,缩短陈酿时间可改善红葡萄酒的香气结构且无感官层面的缺陷[38]超高压+微氧利用超高压及微氧的协同作用促进果酒中的微氧化作用进一步提高果酒陈化速率,有效减轻其涩感[39]进一步缩短老化时间、满足陈化中各种物质与能量需求、提高果酒品质、节省劳动力与贮酒空间、降低企业生产成本相关研究较少;处理方案体系的建设尚不够完善
同时多种方法联合应用的复合催陈技术,正逐步受到研究人员的关注,有望进一步推动果酒催陈技术的发展。如表4所示,超高压结合橡木制品陈化是指利用橡木及超高压的协同作用,加速橡木成分的浸提效果,缩短陈酿时间,微氧结合超高压技术可促进果酒中的微氧化作用,进一步提高果酒陈化速率,有效减轻其涩感。以上复合催陈技术虽然展现出良好的应用前景,但目前相关研究较少,同时处理方案体系的建设也尚不够完善,科研人员应进行更深入的研究,使其更好地服务于果酒物理催陈产业。
3 总结与展望
物理催陈作为一种新兴的果酒熟化手段,具有操作简单、见效快等优点,商业发展前景良好,但目前有关物理催陈的研究多集中于白酒和黄酒领域,在果酒方面关注重点是各种物理方法对其营养保持和杀菌方面的作用,多数科研人员仅探索使用一种物理催陈方法对果酒品质的影响,研究表明单一物理催陈手段很难满足果酒陈化过程中的各种物质与能量需求,为达到更好的催陈效果,可考虑采用多种方法联合处理。此外,超高压、辐照等物理催陈手段需要使用高精度和高安全性的设备来实现,这些设备往往造价高昂,对于中小企业而言反而增加了生产成本,导致物理催陈技术在生产上还未得到普及。本文使用CNKI、WOS、VOSviewer、Origin对检索得到的数据进行可视化分析,旨在总结当前果酒物理催陈领域的研究热点和行业发展现状,以期为未来的科研工作提供有益的参考和支持。
[1] 赵婷, 李林波, 潘明, 等. 果酒产业的发展现状与市场前景展望[J]. 食品工业, 2019, 40(5):302-308.ZHAO T, LI L B, PAN M, et al. Development status and market prospects of fruit wine industry[J]. The Food Industry, 2019, 40(5):302-308.
[2] SUN X Y, LI L, MA T T, et al. High hydrostatic pressure treatment: An artificial accelerating aging method which did not change the region and variety non-colored phenolic characteristic of red wine[J]. Innovative Food Science &Emerging Technologies, 2016, 33:123-134.
[3] MA T T, WANG J Q, WANG H L, et al. Wine aging and artificial simulated wine aging: Technologies, applications, challenges, and perspectives[J]. Food Research International, 2022, 153:110953.
[4] SANTOS M C, NUNES C, JOURDES M, et al. Evaluation of the potential of high pressure technology as an enological practice for red wines[J]. Innovative Food Science &Emerging Technologies, 2016, 33:76-83.
[5] FENG Y X, YANG T, ZHANG Y N, et al. Potential applications of pulsed electric field in the fermented wine industry[J]. Frontiers in Nutrition, 2022, 9:1048632.
[6] 
N, et al. Effects of high power ultrasound treatments on the phenolic, chromatic and aroma composition of young and aged red wine[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2019, 59:104725.
[7] 胡文泽, 李金凤, 李淼, 等. 磁化催陈对蓝莓酒理化指标的影响[J]. 包装工程, 2022, 43(3):135-143.HU W Z, LI J F, LI M, et al. Effects of magnetization aging on physichemical indexes of blueberry wine[J]. Packaging Engineering, 2022, 43(3):135-143.
[8] 李冲, 余佶, 邹海英, 等. 不同催陈方式对椪柑果酒品质与香气成分的影响[J]. 食品与发酵工业, 2018, 44(7):141-147.LI C, YU J, ZOU H Y, et al. Effects of different aging methods on quality changes and aroma components of Ponkan fruit wine[J]. Food and Fermentation Industries, 2018, 44(7):141-147.
[9] YUAN J F, WANG T T, CHEN Z Y, et al. Microwave irradiation: Impacts on physicochemical properties of red wine[J]. CyTA-Journal of Food, 2020, 18(1):281-290.
[10] 吕欣然, 李欣洁, 梁源, 等. 基于文献计量学的胡萝卜汁研究现状可视化分析[J]. 食品工业科技, 2022, 43(13):320-328.LÜ X R, LI X J, LIANG Y, et al. Visual analysis of carrot juice research status based on bibliometrics[J]. Science and Technology of Food Industry, 2022, 43(13):320-328.
[11] 李元爱, 吴菁. 广东省水果产业结构演进及优化建议[J]. 中国果树, 2023(7):107-112.LI Y A, WU J. Evolution and optimization suggestions of the fruit industry structure in Guangdong Province[J]. China Fruits, 2023(7):107-112.
[12] 胡文泽, 李淼, 郝婉莹, 等. 果酒催陈技术研究进展[J]. 中国酿造, 2021, 40(2):1-4.HU W Z, LI M, HAO W Y, et al. Research progress on aging technology of fruit wine[J]. China Brewing, 2021, 40(2):1-4.
[13] SANTOS M C, NUNES C, FERREIRA A S, et al. Comparison of high pressure treatment with conventional red wine aging processes: Impact on phenolic composition[J]. Food Research International, 2019, 116:223-231.
[14] ZHANG Q G, WANG T T. Effect of ultrasound irradiation on the evolution of color properties and major phenolic compounds in wine during storage[J]. Food Chemistry, 2017, 234:372-380.
[15] 马小强, 王有梁, 潘艺波, 等. 超声催陈对葡萄酒色泽品质的影响[J]. 食品研究与开发, 2023, 44(15):15-23.MA X Q, WANG Y L, PAN Y B, et al. The effect of ultrasonic aging on the color quality of wine[J]. Food Research and Development, 2023, 44(15):15-23.
[16] WANG X Q, SU H N, ZHANG Q H, et al. The effects of pulsed electric fields applied to red and white wines during bottle ageing on organic acid contents[J]. Journal of Food Science and Technology, 2015, 52(1):171-180.
[17] 赖钰婷, 原江锋, 陈卓瑶, 等. 微波技术对葡萄酒中酚类和有机酸类的影响[J]. 河南科技大学学报(自然科学版), 2022, 43(2):77-83; 91; 9.LAI Y T, YUAN J F, CHEN Z Y, et al. Effects of microwave technology on phenolics and organic acids in wine[J]. Journal of Henan University of Science and Technology (Natural Science), 2022, 43(2):77-83; 91; 9.
[18] YUAN J F, LAI Y T, CHEN Z Y, et al. Microwave irradiation: Effects on the change of colour characteristics and main phenolic compounds of cabernet gernischt dry red wine during storage[J]. Foods, 2022, 11(12):1778.
[19] 卢丞文, 殷涌光. 高压脉冲电场技术对食品中生物活性成分的影响[J]. 安徽农业科学, 2012, 40(20):10590-10592, 10611. LU C W, YIN Y G. Effect of plused electric fields on the bioactive compounds in food[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2012, 40(20):10590-10592, 10611.
[20] XU L F, TANG Z S, WEN Q H, et al. Effects of pulsed electric fields pretreatment on the quality of jujube wine[J]. International Journal of Food Science &Technology, 2019, 54(11):3109-3117.
[21] 陈杰, 张若兵, 王秀芹, 等. 脉冲电场对新鲜干红葡萄酒酚类物质和色泽影响的研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2010, 30(1):206-209.CHEN J, ZHANG R B, WANG X Q, et al. Effects of pulsed electric fields on phenols and colour in young red wine[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2010, 30(1):206-209.
[22] 冷慧娟, 聂聪, 门颖, 等. 超声波处理对赤霞珠葡萄酒品质的影响[J]. 食品工业, 2014, 35(11):20-24.LENG H J, NIE C, MEN Y, et al. Influence of ultrasonic wave on quality of cabernet sauvignon wine[J]. The Food Industry, 2014, 35(11):20-24.
[23] 申远, 张清安, 易璇, 等. 超声波处理对红葡萄酒总酚、总黄酮含量及自由基清除活性的影响[J]. 食品工业科技, 2015, 36(23):111-115.SHEN Y, ZHANG Q A, YI X, et al. Effect of ultrasound on total phenolic, flavonoid content and free radical scavenging activity of red wine[J]. Science and Technology of Food Industry, 2015, 36(23):111-115.
[24] JIMÉNEZ-S
NCHEZ M, CASTRO R, RODR
GUEZ-DODERO M C, et al. The impact of ultrasound, micro-oxygenation and oak wood type on the phenolic and volatile composition of a Tempranillo red wine[J]. LWT, 2022, 163:113618.
[25] 王正荣, 李玮, 杨丽, 等. 超高压技术在酒类生产中的研究进展[J]. 中国酿造, 2016, 35(10):22-26.WANG Z R, LI W, YANG L, et al. Research progress on ultra-high pressure technology in alcoholic drinks[J]. China Brewing, 2016, 35(10):22-26.
[26] TAO Y, WU D, SUN D W, et al. Quantitative and predictive study of the evolution of wine quality parameters during high hydrostatic pressure processing[J]. Innovative Food Science &Emerging Technologies, 2013, 20:81-90.
[27] 马玲君, 李乐, 赵芳, 等. 超高压处理对干红葡萄酒中11种酚酸的影响[J]. 酿酒科技, 2013(2):31-33.MA L J, LI L, ZHAO F, et al. Effects of ultra-high pressure treatment on the content of 11 kinds of phenolic acids in red wine[J]. Liquor-Making Science &Technology, 2013(2):31-33.
[28] CHEN X, LI L, YOU Y, et al. The effects of ultra-high pressure treatment on the phenolic composition of red wine[J]. South African Journal of Enology and Viticulture, 2016, 33(2): 203-213.
[29] LIU S Y, LI S J, LI S Y, et al. Effects of high power pulsed microwave on the enhanced color and flavor of aged blueberry wine[J]. Food Science and Biotechnology, 2023, 33(1):33-45.
[30] 袁敏, 王巧碧, 赵欠, 等. 催陈方法对白肉枇杷果酒品质的影响[J]. 食品与机械, 2016, 32(12):108-114.YUAN M, WANG Q B, ZHAO Q, et al. Influence on quality of white pulp loquat wine with different artificial aging technology[J]. Food &Machinery, 2016, 32(12):108-114.
[31] 何琼, 林宇豪, 龙波, 等. 响应面优化微波催陈无花果酒及其质量评价[J]. 湖南农业大学学报(自然科学版), 2023, 49(2):241-250.HE Q, LIN Y H, LONG B, et al. Response surface optimization for microwave aging fig wine and the quality evaluation for its products[J]. Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences), 2023, 49(2):241-250.
[32] MU
OZ-GARCA R, DAZ-MAROTO M C, ARÉVALO VILLENA M, et al. Ultrasound and microwave techniques as physical methods to accelerate oak wood aged aroma in red wines[J]. LWT, 2023, 179:114597.
[33] WU Z Q, LI X S, ZENG Y Y, et al. Color stability enhancement and antioxidation improvement of Sanhua plum wine under circulating ultrasound[J]. Foods, 2022, 11(16):2435.
[34] 冷慧娟, 聂聪, 门颖, 等. 超高压处理对赤霞珠葡萄酒品质的影响[J]. 中外葡萄与葡萄酒, 2014(2):12-17.LENG H J, NIE C, MEN Y, et al. Influence of ultra high pressure on quality of Cabernet Sauvignon wine[J]. Sino-Overseas Grapevine &Wine, 2014(2):12-17.
[35] SUN X, CHEN X, LI L, et al. Effect of ultra-high pressure treatment on the chemical properties, colour and sensory quality of young red wine[J]. South African Journal of Enology and Viticulture, 2015, 36(3): 393-401.
[36] 刘晓艳, 白卫东, 马永轩, 等. 不同催陈方法对柿子酒的影响[J]. 广东农业科学, 2011, 38(16):79-81.LIU X Y, BAI W D, MA Y X, et al. The effect of aging methods on the quality of persimmon wine[J]. Guangdong Agricultural Sciences, 2011, 38(16):79-81.
[37] 孙大文, 曾新安, 杨星, 等. 一种利用橡木及高静压加快干红葡萄酒老熟的方法: 中国, CN102994356A[P]. 2013-03-27.SUN D W, ZENG X A, YANG X, et al. A method using oak products combined with high hydrostatic pressure to aging red wine: China, CN102994356A[P]. 2013-03-27.
[38] DEL FRESNO J M, MORATA A, ESCOTT C, et al. Sonication of yeast biomasses to improve the ageing on lees technique in red wines[J]. Molecules, 2019, 24(3):635.
[39] 孙大文, 曾新安, 杨星. 一种微氧高静压加快干红葡萄酒老熟的方法: 中国, CN102787064B[P]. 2014-02-12.SUN D W, ZENG X A, YANG X. A method of accelerating the aging of dry red wine with micro oxygen and high static pressure: China, CN102787064B[P]. 2014-02-12.