在我国“促进健康消费专项行动”的背景下,健康生活、健康饮食成为热点话题。酒作为连接人们生活、社交的重要媒介,消费者对其有着更新、更高的要求,推动饮料酒市场呈现多元化、高端化发展趋势,生产种类多样的饮料酒以满足不同群体的消费需求[1]。当前,越来越多的消费者更倾向于选择低醇乃至无醇酒(no-alcohol beverage,NA),无醇酒尤其受到青年群体的青睐,具有良好市场前景[2]。
1 无醇酒概述及发展现状
1.1 无醇酒概述
无醇酒,又称“无醇饮料”、“无酒精饮品”,是不含酒精或酒精含量极低的酿造饮品。我国各类无醇或低醇酒酒精含量要求各异,具体可参考标准中各类酒的定义(表1),实际应用过程中要注意区分各类酒的差异。尽管酒精含量低,无醇啤酒、无醇葡萄酒仍分别属于啤酒与葡萄酒的范畴。此外,各国对无醇酒中乙醇含量的定义亦有不同,德国规定无醇酒或无醇烈酒(alcohol-free spirits)乙醇含量<1.5%vol,而欧盟要求乙醇含量≤1%vol[3]。
表1 GB/T 17204—2021《饮料酒术语和分类》中各类酒定义
Table 1 Definitions of various types of alcoholic beverages in Terminology and Classification of Alcoholic Beverages(GB/T 17204—2021)
种类名称定义啤酒 以麦芽、水为主要原料,加啤酒花(包括啤酒花制品),经酵母发酵酿制而成的、含有二氧化碳并可形成泡沫的发酵酒啤酒 低醇啤酒 酒精度为0.5%vol～2.5%vol的啤酒无醇啤酒 酒精度≤0.5%vol的啤酒葡萄酒 以葡萄或葡萄汁为原料,经全部或部分酒精发酵酿制而成的,含有一定酒精度的发酵酒低度葡萄酒经终止发酵获得酒精度<7%vol的葡萄酒葡萄酒脱醇葡萄酒采用葡萄或葡萄汁经全部或部分酒精发酵,生成酒精度≥7%vol的原酒,然后采用特种工艺降低酒精度的葡萄酒低醇葡萄酒酒精度为0.5%vol～7%vol的葡萄酒无醇葡萄酒酒精度<0.5%vol的葡萄酒
1.2 无醇酒发展现状
以中国知网(China National Knowledge Infrastructure,CNKI)为数据库,根据主题“无醇”、“酒”进行检索,相关437条无醇酒文献中,中文文章发文数为122条、外文文章发文数为315条,时间为1985年—2025年,2020年至今的发文量共计133篇,中文文章仅15条。检索出的文章主题数量较多的依次为“alcohol-free”、“alcohol-free beer”、“无醇啤酒”、“beer”、“低醇啤酒”。整体而言,国外无醇酒发展历程较长,国内研究较国外相对滞后;无醇啤酒是当前的研究热点,也是无醇酒产业发展的主流产品[4]。
国际葡萄酒与烈酒研究机构(International Wine and Spirits Research,IWSR)预测,2024年起,未来5年无醇酒将以每年5%的速度增长;预计2028年,无(低)醇酒市场的年增长率将达到4%,无醇酒产品预计实现40亿美元的增长,以无醇啤酒为主力,引领无醇酒的绝对销量增长;无醇酒市场主要集中在日、英、美、德、法等10个国家;国际举办无醇酒比赛“World Alcohol-Free Awards”,对全球各地的数百种无醇酒进行分类与评比[5-6]。可见,无醇酒以年轻化、多样化成为全球消费趋势[7]。我国无醇酒行业应顺应当前发展潮流,促进品牌创新、丰富品种、提高质量标准,推广无醇酒在国内的消费场景和应用领域,提高消费者对无醇酒的认知和接受度,以促进国内无醇酒市场发展。
同时,无醇酒行业也存在一些问题。1)我国各无醇酒标准仍存在冲突。GB/T 15037—2006《葡萄酒》中无醇葡萄酒的“酒精度为0.5%～1%”,与GB/T 17204—2021《饮料酒术语和分类》中“酒精度<0.5%vol”有所出入。2)消费者对“无醇”的定义模糊不清,甚至将无醇酒与饮料或果汁混为一谈。3)因脱醇工艺繁琐,无醇酒售价普遍偏高,不同品牌的无醇酒价格也存在较大差异,这极大限制了消费者的购买欲望。因此,建立一套健全的行业统一标准,保证无醇酒优良品质、降低生产成本,是加速推进无醇酒市场发展的必要条件。
2 无醇酒类别
2.1 无醇啤酒
无醇啤酒保留了传统啤酒的口感和大部分香气,富含人体所需的氨基酸、矿物质、酚类物质等营养成分[8]。2021年中国酒业协会颁布的《无醇啤酒》标准中要求无醇啤酒酒精度≤0.5%vol[9]。大多欧美国家规定无醇啤酒酒精含量<0.5%vol,其中美国无醇啤酒酒精含量<0.05%vol,几乎完全不含酒精[10]。此外一些国家的无醇啤酒因宗教信仰等原因,通常指不含酒精的啤酒[11]。近年来,无醇啤酒销售额逐步增加,不同人群对无醇啤酒的需求与喜爱各异[12]。2024年,荷兰喜力集团旗下无醇啤酒产品经营利润实现10%的增长,美国、巴西等国无醇啤酒的销售量保持着全球无醇啤酒的引领地位[13]。在当前形势下,国内无醇啤酒市场发展相对滞后,部分产品仍存在味道淡、酸感强、价格高的问题,以致消费者接受度低。
2.2 无醇葡萄酒
无醇葡萄酒即采用鲜葡萄或葡萄汁经过全部或部分发酵,采用特殊工艺脱醇加工而成的饮料酒,所含酒精度为0.5%vol～1%vol(GB/T 15037—2006《葡萄酒》)。无醇葡萄酒保留着葡萄发酵产生的果香与儿茶酚等有益抗氧化成分,既有干型葡萄酒的纯正,又有甜型葡萄酒的爽口,是具有花果香的非酒精果酒饮品[14]。无醇葡萄酒因其清爽风格广受欢迎。在北美与澳洲市场,无(低)醇葡萄酒产品份额呈稳定增长趋势;英国、加拿大每年出口的无醇葡萄酒以5%以上的销售额增长[15-17]。但我国部分地区、品牌的无醇葡萄酒存在口感风味差、勾调成分多的情况,因此改进脱醇技术、降低生产成本,提高无醇葡萄酒品质至关重要[17]。
2.3 无醇龙舌兰酒
龙舌兰酒是国际上最畅销的烈性酒之一,主要以龙舌兰为原料,经发酵、蒸馏、陈酿、配制而成[18]。龙舌兰酒起源于墨西哥特基拉镇,当地特有的“蓝色韦伯龙舌兰”是酿造龙舌兰酒的重要原料,故龙舌兰酒有“Tequila”之称。龙舌兰汁水丰富、富含糖分,利于发酵蒸馏提取酒精。类似于中国的白酒文化,特基拉的龙舌兰酒文化已经成为墨西哥文化中不可或缺的一部分[18-19]。传统龙舌兰酒酒度在40%vol左右,酒体清澈、品类丰富,根据陈酿时间分为直接装瓶保存的白色龙舌兰酒、陈酿2～12个月的轻熟龙舌兰酒和陈酿1年以上的陈年龙舌兰酒。陈酿3年以上的特级龙舌兰酒带有香草味、橡木味以及葡萄风味,但保藏年份过长则会失去龙舌兰酒典型的爽冽与咸鲜基调。
近年来,国外酒企生产出许多温和适口的无醇龙舌兰酒。如Parch Spirits and Cocktails推出的无醇龙舌兰酒富含沙漠植物和功能草本成分;加拿大的Ole Cocktail Co推出了一系列无醇龙舌兰鸡尾酒[6]。IWSR研究显示,在无醇烈酒的驱动下,2023年美国烈酒类销售额销量增长38%,预计到2028年将实现进一步的涨幅[20]。将龙舌兰酒进行脱醇处理,既保留龙舌兰的自身发酵香气,又满足消费者的日常饮用需求。
2.4 其他无醇酒
除无醇啤酒、无醇葡萄酒外,无醇米酒、清酒、无醇果酒以及无醇烈酒都是常见无醇酒[21-22]。常见无醇酒类别见图1。为满足健康化市场消费需求,许多米酒企业开发了低醇、功能性米酒产品[23]。无醇米酒经微生物酒曲发酵而成,酒精度为0.1%～0.5%vol(NY/T 1885—2017《绿色食品 米酒》),风味醇甜,富含葡萄糖、维生素、氨基酸等营养成分、深受消费者喜爱[24-25];而酒度低、口感清爽的清酒常被用作生产无醇啤酒的基酒。低醇、低糖类清淡型清酒充分发挥清酒的独特性,为开辟国内清酒市场打开了新思路[26]。将膜分离技术、硅藻土过滤技术与旋转蒸发技术相结合生产无醇米酒、清酒,所得产品澄清透明,且可较好地保持酒体原有风格[27]。
图1 常见无醇酒品类
Fig.1 Common non-alcoholic beverage categories
无醇果酒中,以无醇葡萄酒最常见。近年来,无醇猕猴桃酒、草莓酒、杨梅酒、苹果酒、甘蔗酒等品类的研究也逐渐展开,聚焦于发酵工艺的优化、品质分析及脱醇技术的改进与创新[28-31]。无醇果酒常用的脱醇方式包括低含糖未成熟水果发酵、提前终止发酵、膜过滤及蒸馏等物理脱醇,或采用非酿酒酵母直接生产,既可保留果香,又可获得无(低)醇果酒[32-33]。此外,随着健康生活理念的普及,以及一些宗教信仰、进口关税和法律因素,各国消费者对无醇果酒的需求逐渐增加[34-35]。具体见图1。
国外无醇酒产品覆盖无醇啤酒、葡萄酒、烈酒等多类饮品,常见无醇酒品牌见表2。其中,零度烈酒Nequila将酿酒工艺与脱醇技术组合,保留酒体中特有的龙舌兰香气与功能草本成分[6];首个无醇烈酒品牌Seedlip被誉为零酒精烈酒领域的开创者,保留了原料中的柑橘香和草本味[36];Arkay Beverages在国外无醇和低醇酒市场中占据主导地位,统计发现其累积产品估值超过130亿美元[37]。
表2 国外常见无醇酒品牌
Table 2 Common non-alcoholic beverages brands abroad
品牌国家类型参考文献Nequila墨西哥无醇龙舌兰[6]Alma ve墨西哥无醇龙舌兰[5]Arkay美国无醇烈酒[37]Seedlip美国无醇烈酒[5]Ritual Zero Proof美国无醇烈酒[5]Eisberg德国无醇葡萄酒[5]French Bloom法国无醇气泡酒[5]
3 无醇酒工艺解析
无醇酒的生产工艺包括2方面:1)脱醇,通过各种方式最大限度保留酒中发酵产生的健康成分的同时去除酒精或限制乙醇的生成[38];2)风味补偿,通过风味补偿技术减少脱醇阶段损失的风味成分,以保障无醇酒优良品质。限制酒精发酵和物理脱醇是酒体脱醇的2个主流方式,在无醇酒工业生产中得到广泛应用,无醇酒典型脱醇工艺及特性如表3所示。此外,各无醇酒因原料特性、发酵条件的不同,其适用的脱醇工艺也存在差异,以无醇啤酒、无醇葡萄酒为例,探究二者的核心脱醇技术。
表3 无醇酒典型脱醇工艺及特性
Table 3 Typical dealcoholization processes and characteristics for non-alcoholic beverages
分类方法脱醇效率风味保留程度生产成本工业化适用性限制酒精 发酵法 生物法 低高低小规模或低产量生产优化发酵方法 高温糖化:高加压发酵:较高低温发酵:低超低温发酵:低发酵液周期性曝气:较高高温糖化:较高加压发酵:较高低温发酵:高超低温发酵:高发酵液周期性曝气:较高高温糖化:低加压发酵:较高低温发酵:较高超低温发酵:较高发酵液周期性曝气:较低高温糖化、加压发酵、低温发酵均适宜大规模工业生产;超低温发酵法、发酵液周期性曝气仅适用于小规模发酵使用物理脱醇法蒸馏法 减压蒸馏法:较高真空蒸馏法:高渗透蒸馏法:高减压蒸馏法:中等真空蒸馏法:高渗透蒸馏法:高减压蒸馏法:中等真空蒸馏法:高渗透蒸馏法:高减压蒸馏、真空蒸馏适宜大规模工业生产;渗透蒸馏法仅适用于小规模发酵膜过滤法较高较高较高小规模或低产量生产吸附法 较高较高,但吸附剂中的微粒分子易造成酒体污染低实验室规模或小规模生产萃取法 较高,实际生产受温度、压力、初始乙醇浓度等因素的制约较高高实验室规模或小规模生产
3.1 无醇啤酒生产工艺
无醇啤酒的生产工艺见图2,包括无酵母酿造法、限制酒精发酵法、稀释法、物理脱醇法四类[8,11,39-40]。
图2 无醇啤酒生产工艺
Fig.2 Production process of non-alcoholic beer
通过探究生物发酵、热反应及组合发酵等酿造技术生产的无醇啤酒的化学特性、风味特征、陈酿变化的差异,为改进酿造技术和延长产品保质期提供重要思路[41]。
3.1.1 无酵母酿造法
无酵母酿造法指不添加酵母发酵的方法,伊朗常用该方法生产无醇啤酒[40]。但该方法生产的酒口感风味淡薄,不属于传统意义上的无醇啤酒。
3.1.2 限制酒精发酵法
限制酒精发酵法包括生物法和各类优化发酵方法,其根本原理是通过减少发酵体系乙醇的生成达到无醇的目的。限制发酵法不借助分离设备,工艺简单、成本低,能较好保留啤酒的发酵风味,但对操作人员要求高,需熟练掌握啤酒酿造技术。实际生产中,生物法因操作便捷简单、应用最广泛。
3.1.2.1 生物法
传统意义上的生物法可以统称为限制发酵法,包括特殊酵母法、冷接触与终止发酵,其操作简单、成本低,适用于小型酒厂生产使用[39]。
随着分子生物学和生物技术的迅速发展,特殊酵母的应用越来越广泛。用鲁氏酵母菌、克鲁维毕赤酵母等这类直接利用原料中的葡萄糖、果糖等单糖发酵,而不发酵麦芽糖的特殊酵母代替传统酵母,使发酵液中的糖分利用率下降从而实现无醇的效果[42-44]。筛选合适的特殊酵母用于啤酒无醇发酵,保证无醇的同时又能维持传统风味和口感,能够有效降低生产无醇啤酒的成本。冷接触,也称低温长期发酵,通过低温发酵并延长发酵时间减少乙醇的生成。通常在接种酵母前,通过固定化酵母或游离酵母(非固定化酵母)2种方式将麦汁降温到0～1 ℃[45]。终止发酵实质是通过离心、过滤、添加SO2、极速降温等方式将发酵液中的酵母细胞除去,迫使发酵停止[46]。
3.1.2.2 优化发酵方法
优化发酵方法通过高温糖化、加压发酵、低温发酵、超低温发酵、发酵液周期性曝气等限制酒精发酵。高温糖化生产无醇啤酒时,一般控制麦汁糖与非糖浓度比在1∶0.7左右。酿造中采用适宜的发酵温度、麦汁浓度、溶氧量等糖化工艺结合低温加压发酵,不仅能降低啤酒中高级醇的含量,还可以促进酯类物质的形成,降低啤酒的醇酯比[47-48]。发酵液周期性曝气指通入适量空气或纯氧至发酵体系控制酒精发酵[49]。实际应用中结合生物法与糖化发酵工艺能达到更佳的脱醇效果。
3.1.3 稀释法
发酵的麦汁经过滤分离酵母细胞后,用脱氧加工的纯净水稀释,直至达到预定的酒精度和固形物量,还可以通过加入乳酸调节pH值。通过直接稀释实现降醇可以缩短啤酒的发酵周期、降低酿造成本,但也会导致啤酒风味寡淡、不协调,因此可以将脱醇啤酒与传统啤酒的混合稀释改善啤酒品质[50]。
3.1.4 物理脱醇法
物理脱醇法通常应用于无醇啤酒生产的下游环节,包括热处理法、膜过滤法、吸附法和萃取法,能够将啤酒中的乙醇含量降到较低水平,具有精准调控脱醇、生产成本高的特点。如采用反渗透脱醇技术能将啤酒酒度降到0.5%vol以下,实际应用中需要采购仪器设备并投入大量人力物力[8,51]。物理脱醇过程存在工艺复杂、能耗高、啤酒风味改变的问题,损害啤酒中的异α-酸等苦味物质与泡沫稳定性。脱醇对挥发性物质的影响最显著,通过采用不同的后处理和组合技术,添加酵母或与原啤酒、发酵醪组合发酵进行改良[42,52-53]。
3.1.4.1 热处理法
热处理法是指在一定温度下蒸馏脱醇的方法,一般在减压或真空条件进行低温脱醇,避免温度过高,破坏啤酒中的蛋白质和风味物质。常见的蒸馏方式有减压蒸馏、真空蒸馏、降膜蒸馏、薄层蒸馏等。减压蒸馏是无醇啤酒最经济实惠的脱醇方式,能有效减缓啤酒产生的热效应;真空蒸馏法一般在4～20 kPa、30～60 ℃条件下进行,较减压蒸馏能够降低能耗并防止酒体中的萜烯类、酚类等热敏性成分被破坏[11]。尽管热处理是最常用的物理脱醇方法,但实际蒸馏过程中仍伴随着啤酒中的葡萄糖等小分子糖以及乳酸、乙酸等有机酸的转移,导致酒体口感淡薄、酸度失衡,需要通过补充低浓度麦芽糖等营养物质保证无醇啤酒自身品质[40]。
3.1.4.2 膜过滤法
根据半渗透性原理,啤酒中的水、乙醇等小分子物质被分离到渗透液中,从而减少乙醇含量。膜过滤法避免了低热效应对啤酒的影响,操作灵活、运行成本大。透析法和逆渗透法是啤酒脱醇工艺中常用的膜过滤法,其应用压力、温度、膜材料、结构皆有所差异。
透析法核心是分子扩散作用,在啤酒与渗透液的浓度梯度作用下,乙醇等小分子物质选择性的通过半透膜,分子的渗透作用取决于膜的孔径和表面性质。透析法可以根据生产需要同时对多种啤酒进行脱醇操作。但耗时长、耗水量大,对一些分子体积、物理化学性质相仿的溶质体系的分离效果差。逆渗透法又称反渗透法,当跨膜压力超过啤酒的渗透压时,啤酒沿横切向膜表面流动,水、乙醇有选择性地通过膜[11]。不同物质对薄膜的穿透性差异较大,从易到难分别为水、乙醇及各种蛋白质、多肽、多酚等大分子提取物,脱醇过程中,水分子与乙醇分子不断被抽离,而大分子物质被保留下来,使得啤酒逐渐浓稠。因此要不断补充经除氧及碳酸化处理的水直至啤酒初始体积。值得一提的是,渗透汽化作为一种新型的膜分离技术,能通过蒸汽加压和微孔过滤将啤酒中的乙醇转移到水中进行高效分离,具有无污染、成本低的特点,有研究者通过渗透汽化法分离啤酒中的芳香化合物[54-55]。
3.1.4.3 吸附法
啤酒中的乙醇经活性炭、硅胶、二乙烯基苯聚合物等材料吸附分离。吸附法仅适用于实验室或小规模啤酒脱醇工艺中。同时吸附剂中的微粒分子易造成酒体污染,影响啤酒品质[8]。由于酒体降度过程中,棕榈酸乙酯、油酸乙酯、亚油酸乙酯等高级脂肪酸乙酯溶解度下降析出,使酒体浑浊、沉淀。因此吸附法常用作酒体后处理工艺,通过活性炭、树脂、分子筛、淀粉吸附等方法提高酒体的透明度与稳定性,其中淀粉吸附效果最好,既能快速过滤,又能保证酒体风味[56-57]。
3.1.4.4 萃取法
萃取法通过溶剂分离啤酒中的乙醇-水混合物。研究发现,磷基离子液体能够用于乙醇-水分离,在萃取乙醇方面展现出巨大潜力[8]。此外,超临界CO2萃取技术也常用于乙醇-水混合物的分离,周海滨等[58]采用超临界CO2萃取技术对啤酒发酵液进行脱醇处理,通过探究最佳工艺条件,证明了该工艺在无醇啤酒工业制备上的可行性。实际应用中,还要考虑温度、压力、提取时间、初始乙醇浓度对萃取效果的影响。尽管萃取技术分离效果好,但生产成本高,同样不适用于大规模生产。
3.2 无醇葡萄酒生产工艺
在葡萄酒的发酵前、中、后阶段均采用了不同的脱醇技术,其中物理脱醇技术(膜分离技术、热蒸馏技术)研究最广并常应用于工业生产。无醇葡萄酒的生产工艺见图3。
图3 无醇葡萄酒生产工艺
Fig.3 Production process of non-alcoholic wine
3.2.1 发酵前技术
通过优化葡萄栽培技术(减少叶面积、使用生长调节剂及改良灌溉系统)或用未完全成熟的葡萄进行发酵能够降低葡萄汁中可发酵糖的浓度,控制酒精含量。此外,通过遮荫能够减缓葡萄的成熟,有利于芳香化合物的积累[59]。将未成熟的葡萄或成熟葡萄与未成熟葡萄混合发酵也能实现降醇目的,但获得的葡萄酒易产生令人不愉快的酸味,需通过风味补偿进行香气回填与风味调配[60]。
3.2.2 发酵过程技术
在葡萄汁中加入葡萄糖氧化酶能够减少发酵过程中酒精的生成。葡萄糖氧化酶在有氧条件下将葡萄糖氧化成葡糖内酯,葡糖内酯通过非酶促反应水解成葡萄糖酸,葡萄中约一半的发酵糖是葡萄糖,因此经酶处理可以减少将近五成乙醇的生成。酶法对葡萄酒香气影响小,但葡萄糖酸含量高,处理后的葡萄酒口感偏酸[61]。限制发酵和减少生物量也是重要的脱醇措施,使用非酿酒酵母及改良酵母功能菌进行发酵,防止发酵中产生过多的乙醇。有研究通过混菌发酵消耗NADH改变糖酵解过程中的NAD+/NADH平衡,以重新定向反应终点实现生物降醇。反应体系中,乙醛还原成乙醇需要消耗NADH,但一般情况下3-磷酸甘油醛脱氢过程会消耗大量NAD+,余下的NADH会加快促进乙醛还原成乙醇这一过程,因此通过耐热克鲁维酵母和酿酒酵母连续接种混合发酵消耗NADH、降低乙醇并达到新的糖酵解终点生成甘油和丙酮酸。此外,孢汉逊酵母、接合酵母、双孢接合酵母或一些突变酿酒酵母在发酵葡萄时也具有类似低产乙醇的效果[62-64]。低含量可发酵糖受到生物量的影响,通过控制发酵温度和发酵时间终止发酵,减少乙醇的生成。
3.2.3 发酵后技术
发酵后技术包括热处理(减压、真空蒸馏)、膜过滤(纳滤、反渗透、渗透蒸馏)及分子蒸馏技术(旋转锥塔、降膜蒸馏)[59-65]。蒸馏强调在低压、低温条件下促进乙醇挥发,降低热效应对酒产生的负面影响。纳滤膜能够降低葡萄酒糖浓度获得低酒精葡萄酒;反渗透技术是在高压条件下迫使葡萄酒中的乙醇与其他成分分离,其分离效果受到分子的大小、形状、电荷和化学亲和力等因素的影响,降低热处理对葡萄酒造成的化学变化及风味损失[66-67];渗透蒸馏膜按功能分为亲水膜和亲有机物膜,亲有机物膜可以将乙醇从液相转变为气相,并保留酒中的水分,常用于生产脱醇葡萄酒[68]。旋转锥塔基于分子蒸馏,适用于葡萄酒等热敏性产品的脱醇,在食品工业中得到广泛应用。葡萄酒经旋转锥塔处理后,乙醇等易挥发物随蒸汽从塔顶部流出,另一部分无醇酒在重力作用下随锥体留至塔底回收,通过控制温度、压力和液膜的形成,旋转锥塔能够有效去除酒精保留葡萄酒理想感官风味[69];降膜蒸馏具有低温分离的特性,用于生产无醇干红使原酒中的乙醇由11.5%vol下降至0.5%vol以下[70]。此外,吸附法和萃取法也是葡萄酒重要的脱醇方法,但仅适合于实验室小规模生产,且吸附剂微粒进入酒液易造成污染[16,71]。
3.3 无醇龙舌兰酒生产工艺
新鲜的龙舌兰经烹煮后淀粉糊化、释放天然糖分,烹煮软化后的龙舌兰切碎碾磨盛入发酵桶中,并拌入酵母、水进行为期3～10 d的发酵,发酵液酒精度一般在5%vol左右,最后蒸馏得到龙舌兰烈酒。质量等级较高的龙舌兰酒会放入木桶中陈酿几个月到数年不等,木桶材质以及陈酿年份对于龙舌兰酒的风味和品质至关重要[72]。此外,环境、地理位置造成的微生物差异性也是不同龙舌兰酒差异的重要原因[19]。制作龙舌兰酒的关键在于尽可能保留龙舌兰的天然风味,避免因反复多次蒸馏破坏酒自身风味。传统龙舌兰酒酿造过程耗时耗力、生产成本高,一般每7 kg龙舌兰才能酿造出1 kg纯龙舌兰酒[73]。现今,大多酒企通过连续精馏工艺以大规模商业化生产方式显著降低生产成本、提高酿造效率[74]。此外,市面上售卖的大多数龙舌兰酒是通过“龙舌兰+其他作物发酵液”混制而成,以致部分龙舌兰酒产品纯度低、品质差。
无醇龙舌兰酒是国外畅销的无醇酒产品之一,但在国内并不常见。目前,关于无醇龙舌兰酒生产工艺的文献资料较少,参考前文中的无醇啤酒、无醇葡萄酒的制作原理与方法,龙舌兰酒主要从发酵中减少酒精的生成以及发酵结束后经物理脱醇两方面来实现无醇。
3.4 无醇酒风味补偿技术
风味补偿技术指无醇酒生产过程中为弥补脱醇造成的风味物质损失的方式。回填技术和调配技术是无醇酒风味补偿的重要内容,2个工序相辅相成,共同作用以增加酒产品风味。回填技术常应用于食品、软饮料、酒类加工,通过回收脱醇损失的风味香气,结合调配工序按需回填至脱醇酒中,保障无醇酒原有风格[75]。
膜过滤技术、旋转锥塔技术、超临界CO2萃取技术均能实现乙醇与酒中其他成分的分离,结合回填技术生产品质优良的无醇酒,但生产成本普遍较高。KUMAR等[67]将反渗透、渗透蒸馏与旋转锥塔结合回收酒中的挥发性香气物质,降低风味损失;有研究通过汽化冷凝与渗透汽化膜技术富集葡萄酒发酵过程中损失的香气并用于后期风味调配和成品品控[76];在一定的温度、压力条件下,利用超临界CO2萃取技术分离乙醇、发酵酒浸出物以及香气成分,再将香气成分回填到脱醇酒中[77]。特别说明的是,将低温浓缩物用于无醇酒的调配也是一种重要的补偿手段。在葡萄酒生产中,可用冷冻、升华除水的浓缩葡萄汁调节无醇葡萄酒酸度、甜味并提高维生素、抗氧化物等有益成分含量。
此外,热处理是实际工业生产中应用最广泛的脱醇方式,但加热对酒中低沸点挥发性物质的损失大,并伴随着氨基酸、维生素、多酚类活性物质的损失。近年来随着膜过滤、吸附、萃取等方法的不断完善,无醇酒的非热加工脱醇技术有了明显突破,一些新型材料也被用于酒的非热脱醇。金属拉西环填料、金属网波形填料和θ环填料用于CO2萃取产低醇葡萄酒,探究不同温度、压力、气液流量比等参数下对乙醇的去除率与葡萄酒功效成分的影响,其中θ环填料脱醇效果最佳,能将酒中乙醇含量由11%vol降至3.7%vol[78]。聚二甲基硅氧烷、醚酰胺嵌段共聚物是渗透蒸馏技术的重要材料,其对氨基甲酸乙酯、赭曲霉毒素A、生物胺、Fe3+、Cu2+透过率较低,能降低酒中的有害物质含量[68]。在此基础上,加入二氧化硅、有机金属框架、共价有机框架能够提升酒体稳定性与乙醇分离效果;新型材料微孔聚合物、氧化石墨烯、新型硅橡胶复合膜具有更好的渗透通量,可提高乙醇分离效率并减少酒中高级醇类、酯类物质的损失,使乙酸乙酯、异戊醇等物质能够顺利通过,最大程度保留酒体风味[79-80]。后续研究也应着手大力发掘各种新型材料用于酒体脱醇,突破脱醇过程乙醇通透量低这一行业瓶颈,推进我国无醇酒产业发展。
4 结语
本综述介绍了无醇啤酒、无醇葡萄酒、无醇龙舌兰酒等无醇酒的脱醇工艺,将脱醇工艺与风味补偿技术结合,聚焦于脱醇与风味保留,在开发无醇酒的同时推动其工艺技术的不断完善,促进我国无醇酒产业实现高品质发展。
近年来,我国大力倡导“推进绿色创新,共促可持续发展”,探讨“生态保护与食品可持续发挥”的重要性,开发“绿色、环保”的新型工业技术。热处理脱醇工艺具有高能耗、高排放的问题,不利于生产周边环境的长期发展。因此,非热加工技术展现出更大应用潜力,开发新技术、新材料应用于无醇酒非热加工技术,将膜过滤、萃取技术渗透于实际生产,保证产品品质的同时减少污染、节能排放,创造更高绿色生态效益。未来无醇酒的研究应当进一步聚焦于非热物理脱醇工艺,引入化学基团于疏水性滤膜表面进行改性,提高渗透通透量,或将不同工艺组合发酵,充分利用多学科、多工艺交叉组合,突破传统工艺,实现产业高效绿色发展。
此外,我国无醇酒市场存在行业标准不完备、产品质量差异大、缺乏统一品质监管等一系列问题,国内市场不断受到外来市场的冲击,推动我国无醇酒朝着多元化高速发展。在开拓无醇酒道路时,不能抓大放小忽略酒自身的产品质量,无论哪一类无醇酒,采用哪一种脱醇制备方法,都要在实践中不断优化酿造参数条件,升级创新,向世界发出一张属于中国的无醇酒名片。
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