脉冲电场赋能 + 科学发酵！诺丽果酒：从热带瑰宝到健康饮品新选择 —— 基于华南理工大学诺丽果研究成果解析

随着消费者对“天然、健康、功能性”饮品的需求持续升级，传统保健饮品如诺丽酵素虽因诺丽果的生物活性备受关注，却面临生产周期长（3-12个月）、品质难控（甲醇含量高）、风味不佳（“腐臭干酪味”“生青味”）、直接发酵难（强抑菌性）等痛点，难以满足规模化、高品质的市场需求。在此背景下，华南理工大学食品科学与工程学院许龄方团队在曾新安教授指导下，开展“诺丽果酒酿造及其风味研究与调控”研究，创新采用脉冲电场预处理、优化发酵工艺、复配红枣混合发酵等技术，攻克诺丽加工难题，推出兼具健康属性与良好风味的诺丽果酒，为诺丽产业高值化发展提供科学方案。

一、文献引用

题目：诺丽果酒酿造及其风味研究与调控
作者：许龄方（指导教师：曾新安教授）
单位：华南理工大学食品科学与工程学院
论文提交日期：2019 年
出处：华南理工大学硕士学位论文（分类号：TS201.1）
摘要：

诺丽是一种热带植物，学名海巴戟天，在我国台湾岛、海南省及西沙群岛等地均有种植。作为一种极具药用价值的新资源食品，诺丽具有丰富的营养价值和多种生物活性，目前已引起广泛关注。酵素是该水果目前最主要的商业化产品，传统加工方式由成熟果实经内生菌分解而成，但生产周期长、品质难以控制，影响了产品推广和产业发展。诺丽具有很强的抑菌性，果实出汁率低，有强烈的令人不愉悦的气味，给直接酿造带来了一定的困难。本文利用脉冲电场预处理提高整果利用率和果汁质量，研究诺丽的抑菌成分，对其抑菌特性做出改善的同时优化诺丽酒的发酵工艺，并构建动力学模型。通过发酵产生的醇类和酯类物质对诺丽的香气成分做出调控和改善，与不同成熟阶段诺丽的挥发性成分对比，确定发酵对香气特征的影响，并对诺丽酒的品质作出进一步优化，在提高质量的同时关注产品的抗氧化活性，研究内容与结论如下：

1，诺丽果实的纤维含量高、出汁少，整果利用率低。利用脉冲电场预处理，在电场强度1.5 kV/cm、频率1 Hz、脉宽100 μs、脉冲个数30次的单极指数波条件下，出汁率增加了13.37%，氨基酸含量提高一倍，显示出脉冲电场作为一种高效的预处理技术，能够显著提高整果利用率和果汁质量，在果酒酿造中有良好的应用前景。

2，诺丽果汁抑菌性很强，无法直接接种酿酒酵母发酵，诺丽中含量丰富的多酚、黄酮如阿魏酸、绿原酸、对羟基苯甲酸、咖啡酸和芦丁等是主要的抑菌物质，均能延迟酵母进入对数期的时间并降低菌体浓度。其中，阿魏酸和绿原酸对诺丽的抑菌性贡献最大，在果汁中含量分别为1046.83 mg/L和163.29 mg/L，最小抑菌浓度为125 mg/L和25 mg/L。pH值能显著影响抑菌活性，抑菌物质浓度随酸性减弱降低，阿魏酸和绿原酸含量在pH 6.5和5.0时降至最小抑菌浓度以下，可以通过降酸改善酵母的生长代谢环境。

3，诺丽有特殊的生青味和强烈的丁酸类气味，感官接受度欠佳，可以通过发酵增加醇类和酯类含量改善不良风味，达到对香气的调控。pH值、初始含糖量、酵母接种量和温度对诺丽酒的酒精度、高级醇含量和感官指标有重要影响，通过单因素和正交试验确定发酵工艺参数为：pH 6.8、初始含糖量180 g/L、酵母接种量400 mg/L、温度26°C。菌体生长、残糖、酒精和高级醇变化可用Logistic方程、底物消耗方程和Leudeking-Piret 方程拟合，发酵动力学方程的构建为果酒生产在线监测提供了理论基础。

4，较高浓度的脂肪酸形成了诺丽果实明显的“腐臭干酪”类气味特征；α-松油醇、3-甲基-3-丁烯-1-醇、3-甲基-2-丁烯-1-醇是诺丽“生青味”的来源。通过酒精发酵，诺丽果酒中的醇类和酯类与果实相比明显增多，酸类物质含量降低。异丁醇、异戊醇、活性戊醇等高级醇能赋予诺丽果酒特殊酒香和水果香，乙酸异戊酯、苯甲酸乙酯、2-羟基苯甲酸乙酯、苯甲酸苄酯、DL-柠檬烯、芳樟醇、邻丁香酚对风味有显著的改善作用。

5，诺丽果酒的干浸出物为14.17 g/L，酒体较为单薄，缺乏骨架，酸度低，口感不平衡，通过选用可溶性固形物含量较高，酸度低、色度接近的红枣果浆混合发酵，可以提高产品质量。红枣原料在酿造前经场强1.5 kV/cm、频率1 Hz、脉冲个数为10、30、50次的预处理后与已降酸的诺丽果汁复配发酵，产品的干浸出物最高能增加10.02%，显著提高了果酒质量，体现出脉冲电场在果酒酿造中的良好应用前景。感官评价显示当诺丽：红枣的复配比例为80: 20时，发酵出的产品干浸出物提高到19.71 g/L，色泽明亮，呈琥珀色，酒香清雅纯正，酒体丰满平衡，典型性明确，感官接受度最高，同时仍能够保留诺丽的典型性。产品中新增加了十五种香气成分，其中缩醛、3-甲基-2-己醇、肉豆蔻酸乙酯、β-乙酸苯乙酯和β-大马酮含量均超过阈值，对产品的风味有重要的改善作用。

6，产品各项理化性质和微生物指标符合国家安全标准，总酚含量为89.26 mg/100 mL，总黄酮24.01 mg/100 mL，DPPH清除率、ABTS·清除率和羟基自由基清除率分别达到56.28%、48.14%和52.01%，具有良好的抗氧化性和保健效果。

关键词：诺丽；脉冲电场；发酵动力学；高级醇；香气成分

二、研究成果深度解析

本研究围绕诺丽果的 “营养特性 - 加工痛点 - 技术突破 - 品质提升” 展开，核心成果可从以下 5 个维度结合关键数据解析：
（一）诺丽果核心营养成分：天然活性与健康基础
诺丽果作为热带 “营养宝库”，其成分构成是健康价值的核心支撑，研究测定关键营养数据如下：
基础营养：含水量约 90%，干物质中还原糖 45.20g/L、蔗糖 1.3%，蛋白质占果汁干重 11.3%（富含天门冬氨酸、谷氨酸等），矿物质以钾为主（30-150mg/L），属 “高钾低钠” 食品，符合现代控盐控血压的健康需求；
维生素：维生素 C 含量达 24-128g/100g（干重），同时含硫胺素（VB1）、烟酰胺（VB5），为天然维生素补充源；
生物活性成分：总酚含量 189.87mg/100mL、总黄酮 49.56mg/100mL，含阿魏酸（1046.83mg/L）、绿原酸（163.29mg/L）、芦丁（549.62mg/L）等多酚黄酮，及环烯醚萜、蒽醌类（如茜草素、虎刺醛），这些成分是其抑菌、抗氧化的核心；
有机酸：苹果酸含量最高（7485.24mg/L），其次为醋酸（771.56mg/L）、草酸（730.18mg/L），虽带来酸涩味，但为后续风味调控提供基础。
（二）脉冲电场预处理：攻克 “出汁率低、营养提取难” 痛点
诺丽果纤维含量高（整果利用率低），传统压榨出汁率低，酶解法成本高、耗时久。研究创新采用脉冲电场（PEF）非热预处理技术，关键数据如下：
最优参数：单极指数波条件下，电场强度 1.5kV/cm、频率 1Hz、脉宽 100μs、脉冲个数 30 次；
效果提升：出汁率较空白组增加 13.37%（空白组约 54.08%，PEF 组达 67.45%），果汁中氨基酸总量从 2.77g/100g 提升至 5.55g/100g（翻倍），可溶性固形物从 6.90ºBrix 提升至 7.21ºBrix，且无热加工导致的营养流失，为后续发酵提供高质量原料。
（三）抑菌机制破解：实现 “直接接种酵母发酵” 突破
诺丽果因强抑菌性无法直接发酵，研究明确抑菌成分及调控方法，关键数据如下：
主要抑菌物质：多酚（阿魏酸、绿原酸、咖啡酸）与黄酮（芦丁），其中阿魏酸、绿原酸贡献最大，最小抑菌浓度（MIC）分别为 125mg/L、25mg/L；
调控方案：pH 值显著影响抑菌活性 —— 当 pH 升至 6.5 时，阿魏酸含量降至 118.00mg/L（低于 MIC）；pH 升至 5.0 时，绿原酸降至 19.25mg/L（低于 MIC），最终确定发酵初始 pH 为 6.8，彻底解决酵母抑制问题，实现直接接种酿酒酵母发酵。
（四）发酵工艺优化：兼顾 “酒精度、风味、安全性”
通过单因素与正交试验，确定诺丽果酒最佳发酵参数，关键数据如下：
最优工艺：初始 pH6.8、初始含糖量 180g/L（补充白砂糖，诺丽原糖仅 45.2g/L）、酵母接种量 400mg/L、发酵温度 26℃；
产品指标：酒精度达 10.78% v/v，高级醇（异丁醇、异戊醇等）含量 161.28mg/L（低于国标 0.2g/100mL 限值），感官评分 87 分（满分 100）；
动力学模型：菌体生长符合 Logistic 方程（R²=0.9964），残糖消耗、酒精生成符合修正 Leudeking-Piret 方程（R² 均 > 0.91），为工业化在线监测提供理论支撑。
（五）风味与品质提升：从 “异味明显” 到 “香气协调” 针对诺丽果 “生青味”“腐臭干酪味”，研究通过发酵与红枣复配实现风味调控，关键数据如下：
风味改善：发酵后醇类含量是传统酵素的 10.55 倍（异戊醇 80.10mg/L、活性戊醇 45.13mg/L），酯类含量是酵素的 9.94 倍（乙酸异戊酯 0.83mg/L、苯甲酸乙酯 2.24mg/L），酸类（如辛酸）从 333.85mg/L 降至 0.28mg/L，消除 “腐臭味”；
红枣复配：诺丽：红枣 = 80:20 复配，干浸出物从 14.17g/L 提升至 19.71g/L（酒体更丰满），新增缩醛（5.30mg/L）、β- 乙酸苯乙酯（7.42mg/L）等 15 种香气成分，产品呈琥珀色，酒香清雅，感官接受度最高；
抗氧化活性：最终产品 DPPH 自由基清除率 56.28%、ABTS・清除率 48.14%、羟基自由基清除率 52.01%，优于多数果酒（如葡萄果酒 DPPH 清除率约 40%）。

三、市场价值和应用前景

基于研究成果，诺丽果（尤其是诺丽果酒）的市场价值聚焦 “健康属性 + 工艺突破”，应用前景覆盖多场景，核心价值如下：
（一）健康价值：精准匹配消费者 “天然保健” 需求
抗氧化抗衰：总酚 89.26mg/100mL、总黄酮 24.01mg/L，自由基清除率达 52%-56%，可减少体内氧化损伤，延缓衰老，适合注重 “抗初老” 的中青年人群；
抑菌护肠胃：保留诺丽果天然抑菌成分（如绿原酸），对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等致病菌有抑制作用，且不影响双歧杆菌等益生菌，可辅助维护肠道健康，适合肠胃敏感人群；
低钠高钾护血管：钾含量 30-150mg/L，钠含量低，符合 “控盐控血压” 的健康需求，适合中老年及高血压风险人群；
安全无负担：相较于传统酵素（甲醇≥2000mg/L、含氨基甲酸乙酯等有害物质），诺丽果酒甲醇含量 468.11mg/L（远低于国标限值），无氨基甲酸乙酯，且高级醇 328.26mg/L（安全范围），长期饮用更安全。
（二）市场价值：破解诺丽产业 “痛点”，提升附加值
解决产业瓶颈：传统诺丽酵素生产周期 3-12 个月，研究成果将生产周期缩短至 7-10 天（发酵周期），且品质可控，规模化生产效率提升 10 倍以上；
提升产品溢价：诺丽鲜果市场价约 5-8 元 / 斤，传统酵素约 50 元 / 500mL，而诺丽果酒因风味佳、健康属性明确，定价可提升至 80-120 元 / 500mL，原料附加值提升 20 倍以上；
拓展消费场景：可作为 “健康礼品”（节日馈赠）、“轻饮酒品”（餐饮佐餐）、“功能性饮品”（日常保健），覆盖礼品、餐饮、零售三大渠道，目标客群包括中高端养生人群、年轻轻饮酒消费者。
（三）应用前景：从 “单一产品” 到 “全产业链布局”
饮品领域：除诺丽果酒外，可延伸开发诺丽 - 红枣复合果汁、诺丽果酒气泡水等，满足不同口味需求；
保健食品领域：提取诺丽果多酚、多糖，开发胶囊、压片糖果等，针对免疫力低下人群；
农业带动：推动海南、台湾等热带地区诺丽种植规模化，形成 “种植 - 加工 - 销售” 产业链，助力乡村振兴；
技术输出：脉冲电场预处理、发酵动力学模型可推广至芒果、菠萝等热带果酒加工，带动整个热带果酒产业升级。

四、结语

华南理工大学 “诺丽果酒酿造及其风味研究与调控” 成果，以科学技术破解了诺丽加工的 “出汁率低、抑菌难、风味差” 三大痛点：脉冲电场技术让诺丽果 “营养最大化”，精准发酵让 “异味变香气”，红枣复配让 “酒体更丰满”，最终推出的诺丽果酒，既是 “天然健康” 的载体（高酚高黄酮、强抗氧化），又是 “工艺创新” 的典范（非热加工、安全可控）。
在健康消费升级的当下，诺丽果不再是 “小众热带水果”，而是通过科学技术转化为 “全民可享的健康饮品”。未来，随着规模化生产落地与消费教育深化，诺丽果酒有望成为继葡萄酒、苹果酒之后的 “新一代健康果酒”，为消费者带来 “喝出健康、品出风味” 的新选择，也为热带农产品高值化发展提供可复制的科学方案。

参考文献

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