非葡萄果酒中生物活性化合物比较综述：酚类组成、抗氧化活性、发酵工艺及果渣可持续增值

《Foods》：Bioactive Compounds in Fruit Wines: A Narrative Review

　　

由非葡萄水果生产的果酒因其多样化学组成和生物活性化合物（bioactive compounds）含量，作为增值发酵饮料（value-added fermented beverages）正获得越来越多的关注。该叙述性综述（narrative review）对由浆果（berries）、核果（drupes）、仁果（pome fruits）、柑橘类水果（citrus fruits）和热带水果（tropical fruits）获得的果酒进行了比较性概述，特别强调其理化特性（physicochemical characteristics）、酚类组成（phenolic composition）、抗氧化特性（antioxidant properties）以及生产的技术方面（technological aspects of production）。研究人员没有将果酒视为单一类别，而是基于现有证据在不同水果组之间进行考察，以识别生物活性化合物出现与相对丰度的特征模式及其相关抗氧化活性。浆果果酒通常以高酚类（phenolics）和高花色苷（anthocyanins）含量为特征，而其他水果类别生产的果酒则表现出独特的酚酸（phenolic acids）、类黄酮（flavonoids）及其他生物活性成分谱。原料和技术条件，包括发酵与加工策略的差异，显著导致所得果酒组成与功能特性的变异性。该综述还认为果酒果渣（fruit-wine pomace）是残留生物活性化合物的潜在有价值来源，突出其在可持续和循环生产系统（sustainable and circular production systems）中的增值机会。然而，分析方法、报告单位、样品基质（sample matrices）和实验条件方面的差异目前限制了不同研究之间的直接定量比较。总体而言，该综述整合了主要水果类别的组成、技术和抗氧化活性数据，识别当前知识空白，并强调改善果酒生产、分析表征以及水果加工副产品可持续利用的机会。

1. Introduction

果酒是历史悠久的发酵饮料，但“wine”通常专指葡萄酿造的酒精饮料，果酒可定义为除葡萄外任何水果的果汁或果浆经发酵获得的酒精饮料。全球非葡萄水果产量持续增加，果酒生产与白、红葡萄葡萄酒相似，可在葡萄加工设施中进行，但受特定水果产区与原料供应限制。部分或完全酒精发酵、苹果酸-乳酸发酵（malolactic fermentation）等可制得高质量果酒；苹果酒（cider）和梨酒（perry）最广泛，欧洲、亚洲和北美还生产浆果、柑橘、核果及热带水果果酒。果酒是含乙醇、水和多种生物活性化合物（bioactive compounds）的复杂基质，发酵可从果皮和种子提取酚类（phenolics）等，提高其吸收可利用性。果酒生产产生果渣（pomace）、酒泥等副产物，果渣富含果胶、膳食纤维、酚类、维生素，具抗氧化等活性，并与联合国可持续发展目标及循环经济相关。

2. Materials and Methods

Literature Search

初步检索使用关键词“fruit wine”和“fruit wine pomace”，识别具体水果名称，再与“physicochemical properties”“phenolic compounds”“antioxidant capacity”“bioactivity”组合，检索Scopus、PubMed和Google Scholar。文献筛选关注果酒组成、生物活性化合物谱和生物活性。因属叙述性综述，未采用严格系统检索方案、预定义纳入/排除标准或正式质量评价工具。

3. Fruit Wine Production

3.1. Production of Fruit Around the World and the Significance of Fruit Processing

水果生产是全球农业重要部门，关系粮食安全、农村发展、国际贸易和农工业增长。全球水果产量因鲜果、加工产品和功能食品需求上升而增加。主产区包括亚洲、欧洲、拉丁美洲、非洲和北美，中国、印度、巴西、美国及地中海国家领先。气候、土壤、灌溉、病虫害、品种和农艺实践影响产量与品质；采后损失仍是全球问题。水果加工可延长货架期、减少损失、提高稳定性并增值，果酒生产是利用过剩和未充分利用水果、促进可持续农工业和循环经济的重要途径。

3.2. Technological Approaches Applied During the Production of Fruit Wines

果酒生产包括选果、分选、清洗、去皮、破碎、榨汁、发酵、陈酿等阶段。与葡萄酿酒相似，但因果实糖、酸、单宁和营养差异，常需调整工艺。因果实糖含量常低于葡萄，常进行加糖（chaptalization），也可能酸化或降酸。酵母核心为Saccharomyces cerevisiae；非Saccharomyces酵母如Torulaspora delbrueckii、Metschnikowia pulcherrima等可增强风味复杂性。酒精发酵为主，有时进行苹果酸-乳酸发酵。工业上偏好控制发酵以提高重复性和一致性。酶处理、超声辅助提取、脉冲电场、高压处理、固定化酵母和温控发酵等新技术正被探索，以改善榨汁、澄清、色泽、酚类回收和生物活性保留。

3.3. Types of Fruit Wines and the Most Common Fruit Wines Today

果酒可按水果来源、酒精含量、甜度、生产方法和发酵特征分类，包括静酒、起泡酒、甜酒、加强酒和低醇发酵饮料。苹果酒与梨酒是全球商业上最重要的果酒之一，苹果酒依酒精含量可分为soft（1–5%）和hard（6–7%）。浆果酒如蓝莓、草莓、覆盆子、黑莓、蔓越莓和接骨木果酒因色泽、香气和抗氧化性受欢迎。亚洲常见李子酒、荔枝酒及米果混合酒；热带水果酒如菠萝、芒果、香蕉、番石榴、菠萝蜜和百香果酒在非洲、拉美和东南亚增长。智利和阿根廷果酒生产扩展，蓝莓、maqui、苹果、樱桃等受关注；塞尔维亚以黑莓、覆盆子、酸樱桃等为特色。低醇和益生菌果酒成为新兴趋势，果渣可仿照piquette、ciderkin进行增值利用。

4. Composition and Nutritive Significance of Fruit Wines and Pomace

4.1. Physico-Chemical Parameters of Quality

关键质量参数包括酒精含量、pH、总滴定酸、二氧化硫和总可溶性固形物（total soluble solids，TSS），后者常以Brix度（°Bx）表示。

4.1.1. Total Soluble Solids

Brix度用于评估果实成熟度、品质和酿酒。与葡萄相比，其他水果糖含量较低；为获得10–12 vol%乙醇，发酵前常需将果汁调至18–21 °Brix，即加糖。蓝莓酒TSS为21.25–25%时，发酵14.5–16天使酒精最高；杏酒调至22 °Brix，8天达11.4% vol；火龙果汁调至20 °Brix后，不同酵母产生8.25–8.93% vol酒精。

4.1.2. Alcohol Content

酒精影响果酒稳定性和防腐，并作为溶剂提取果皮和种子中的酚类。乙醇为主，同时生成芳香高级醇和酯，平衡酸度和果味。苹果酸多，需加糖才可达5 vol%酒精。pH 2.9和16 vol%酒精可抑制细菌。塞尔维亚研究显示加糖提高酒精并增强酚类提取和抗氧化。覆盆子酒乙醇为4.5–11.1 vol%，受品种、气候和农艺影响。黑覆盆子控制苹果酸-乳酸发酵可提高乙醇。草莓酒、桃酒、猕猴桃酒、菠萝酒和龙眼酒中，加糖、加水、带渣、酵母和品种均影响酒精含量。

4.1.3. pH Value

葡萄果酒pH为2.8–4，果酒pH取决于水果种类，微生物安全目标为3.0–3.8。pH高于4.0易受细菌腐败和氧化褐变；较低pH具清脆口感并利于储存稳定。蓝莓酒pH取决于TSS和发酵时间；桃酒加水后pH更高；杏酒发酵中降至3.8；猕猴桃发酵后pH升高，品种亦有影响；龙眼酒pH受酵母影响。

4.1.4. Total Titratable Acidity (TTA)

pH反映酸强度，TTA反映总可滴定酸。酸度是果酒结构组分，防止口感平淡。核果和仁果以苹果酸为主，柑橘以柠檬酸为主。发酵产生乳酸、乙酸、丙酸和丁酸。TTA影响感官、成熟和稳定性，并影响游离SO₂。中国蓝莓酒TTA为7.4–14.9 g/L，甜酸平衡；黑覆盆子控制苹果酸-乳酸发酵后TTA较低；桃酒加水降低TTA；猕猴桃酒TTA高于果汁。

4.1.5. Free SO₂ Content

SO₂是饮料和食品工业常用抗菌及抗氧化剂，游离SO₂防止腐败，部分与酒中生物分子结合。SO₂可防止氧化和不良细菌、酵母生长，保持新鲜并防止变果醋。果浆中常添加K₂S₂O₅，维持游离SO₂以控制S. cerevisiae发酵。测定游离SO₂对技术和健康均有意义。

4.2. Biological Active Compounds-Phenolic Profile of Fruit Wine and Fruit Pomace

酚类（phenolics）是果酒最重要生物活性成分之一，决定抗氧化能力、颜色、感官和生物价值。主要包括酚酸、类黄酮和花色苷，其组成受水果种和基因型影响。加糖提高酒精可增强蓝莓、黑莓、黑野樱莓、覆盆子和草莓酒的TPC，并与FRAP和DPPH值相关。深色核果酒TPC高于浅色核果酒。苹果酒TPC依赖乙醇和品种。花色苷在深色浆果酒中显著。无花果酒陈酿中TPC先升后降。农艺和工艺因素显著影响酚类提取、转化与稳定性。

4.2.1. Phenolic Acids

酚酸包括羟基苯甲酸（如没食子酸、原儿茶酸、香草酸）和羟基肉桂酸（如绿原酸、咖啡酸、阿魏酸、对香豆酸）。在Berry Fruit中，浆果酒酚酸多样性最高，蓝莓以绿原酸为主，野樱莓富含绿原酸、原儿茶酸、对香豆酸和咖啡酸，覆盆子以没食子酸为主，黑莓和草莓以对香豆酰己糖苷为主。在Drupe Fruit中，核果酒多样性较低，甜樱桃最丰富，桃、杏和梅以绿原酸等为主。在Pome Fruit Wines中，苹果酒以绿原酸等羟基肉桂酸为主，苹果酸-乳酸发酵增加复杂性。在Citrus Fruit中，橙酒含没食子酸和阿魏酸，柑橘酒中羟基肉桂酸总量较高。在Tropical Fruit中，猕猴桃、红araca、芒果、番荔枝和菠萝蜜酒呈现物种特异性酚酸谱。

4.2.2. Flavonoids

类黄酮包括黄烷-3-醇、黄酮醇及柑橘黄烷酮。在Berry Fruit Wines中，蓝莓含槲皮素、杨梅素、儿茶素、表儿茶素和原花青素，接骨木富含槲皮素糖苷，黑莓和草莓含儿茶素、表儿茶素、芦丁、槲皮素和山柰酚。在Drupe Fruit Wines中，甜樱桃类黄酮最丰富，李子含芦丁和槲皮素，桃和杏较简单。在Pome Fruit Wines中，苹果酒以儿茶素、表儿茶素、原花青素及槲皮素、根皮素衍生物为主；果渣亦含根皮苷、原花青素B2、芦丁等。在Citrus Fruit Wines中，黄烷酮尤其橙皮苷和narirutin占优势，是柑橘酒标志物。在Tropical Fruit Wines中，猕猴桃酒以儿茶素、表儿茶素、槲皮素及槲皮苷衍生物为主，差异受品种和发酵方式影响。

4.2.3. Anthocyanins

花色苷决定红、紫、蓝色。在Berry Fruit Wines中，黑莓以矢车菊素-3-O-葡萄糖苷为主，覆盆子含矢车菊素-sophoroside和矢车菊素-3-(2G-葡萄糖基芸香糖苷)，草莓以天竺葵素-3-O-葡萄糖苷为主；bilberry花色苷多样性最高，蓝莓果渣含多种飞燕草素、矮牵牛素、矢车菊素和锦葵素衍生物。在Drupe Fruit Wines中，核果酒花色苷低于浆果酒，樱桃总花色苷最丰富，李、桃和杏较低。在Pome Fruit Wines中，苹果酒花色苷贡献很小，颜色主要与发酵和陈酿中的氧化反应有关。在Citrus Fruit Wines中，血橙酒发酵促进羟基苯基-吡喃花色苷形成并降低原生花色苷。在Tropical Fruit Wines中，红araca酒含矢车菊素-3-葡萄糖苷等，降低pH至2.8并于发酵前添加100 mg K₂S₂O₅可提高其保留和红色稳定性。

5. Biological Activity of Fruit Wines and Fruit Pomace

5.1. Antioxidant and Antiradical Properties

果酒是富含生物活性化合物的水醇溶液，饮用后这些化合物在胃肠道吸收并发挥抗自由基和抗氧化作用。FRAP法最高值见于黑莓酒，ABTS和DPPH法显示黑莓和蓝莓酒较高，覆盆子和草莓酒亦具明显活性；ORAC法黑莓酒高于蓝莓酒。深蓝或黑色浆果酒如黑野樱莓、黑莓和蓝莓酒的FRAP活性高于苹果和覆盆子酒。抗氧化性依赖酿酒工艺，高酒精可增强酚类提取，酶解释放苷元。深色核果酒抗氧化性高于杏和桃酒。无花果酒DPPH活性随陈酿先升后降。智利maqui果总酚超过12 g GAE kg^?1 fresh fruit，ORAC值超过29,000 μmol TE 100 g^?1 fresh fruit，显著高于蓝莓等。

5.2. Beneficial Health Effects

与葡萄葡萄酒相比，果酒健康效应研究较少。过量饮酒存在风险，因此潜在益处不应被解释为饮酒推荐。

5.2.1. Absorption of Phenolic Compounds

消化系统是酚类暴露和吸收的主要部位，稳定性与生物利用度受消化影响。乙醇可影响吸收，酒中酚类生物利用度可能高于分离酚提取物或脱醇酒。吸收后，酚类及代谢物经循环与血清白蛋白等结合并分布至组织。酚酸经历II相代谢，包括结合和O-甲基化，占吸收酚类的30–60%。糖基化花色苷可在摄入后数分钟进入血液和靶组织；蓝莓花色苷吸收率为19–37%，飞燕草素苷最高。类黄酮通常仅苷元和部分糖苷可在小肠吸收，鼠李糖苷需结肠菌群水解。酒精可影响儿茶素吸收，120 mL红葡萄酒摄入1 h后血浆儿茶素为91 ± 14 nmol/L，脱醇酒为81 ± 11 nmol/L。个体差异与消化酶和转运蛋白多态性有关。

5.2.2. Oxidative Stress Prevention

氧化应激与多种慢性非传染性疾病相关。抗氧化系统包括SOD、CAT和GPx。果酒可减轻实验诱导的氧化应激；在大鼠脑突触体模型中，果酒增加SOD、CAT和GPx活性，蓝莓、黑莓、草莓、甜樱桃和李子酒作用较强，并降低MDA，减少膜脂损伤。酚类可穿过血脑屏障，O-甲基化代谢物较硫酸和葡萄糖醛酸结合物更易通过。在V79-4成纤维细胞模型中，果酒和酸樱桃汁减少H₂O₂诱导的氧化应激，且酒比汁和鲜果更能提高SOD和CAT活性。

5.2.3. Cardiovascular Disease Prevention

心脏保护研究多集中于红葡萄葡萄酒，果酒研究较少。黑莓酒血管舒张作用大于白葡萄酒，红葡萄酒又高于白葡萄酒和黑莓酒，活性归因于羟基肉桂酸和羟基苯甲酸衍生物。酚类可改善内皮功能，促进NO介导的血管舒张，防止血小板聚集，降低血压，提高HDL胆固醇，并影响NO代谢。酚类还可结合LDL胆固醇并防止其氧化，红葡萄酒降低血浆LDL氧化，槲皮素等类黄酮贡献显著。多酚可下调细胞粘附相关基因，减少单核细胞活性。

5.2.4. Anti-Tumor Properties

果酒抗肿瘤研究较少，水果和提取物研究更多。浆果提取物富酚并具抗增殖作用；草莓、黑莓、蓝莓、覆盆子、黑覆盆子和蔓越莓提取物可抑制多种肿瘤细胞系增殖，草莓和黑覆盆子提取物对结肠癌HT-29细胞促凋亡最强。黑覆盆子酒、汁和提取物在结肠和前列腺癌细胞中抑制增殖；种子富含活性物，60%乙醇提取可提高提取效率和抗增殖作用。

5.2.5. Anti-Hyperglycemic Properties

浆果及产品可能减轻代谢综合征，其基础涉及肥胖和2型糖尿病。果酒中多种生物活性化合物可能协同作用。果酒可抑制α-葡萄糖苷酶，该酶参与碳水化合物消化终末阶段，抑制后降低餐后高血糖。酿酒工艺产生的高酚类果酒具显著α-葡萄糖苷酶抑制活性，黑野樱莓和蓝莓酒最强。

6. Future Perspectives

未来需标准化分析方法，以减少提取、分析、单位、样品基质和实验条件差异对比较的限制。应系统优化发酵条件，包括水果特性、pH、SO₂添加、温度、时间、酶处理和酵母选择，以最大化生物活性保留并保证品质。应结合酚谱与多变量分析识别解释生物活性的化合物。需重视酚类生物可及性、生物利用度和胃肠道消化后代谢转化。果酒果渣是保留生物活性物的潜在增值资源。未来应整合技术、化学、感官、消费者接受、技术经济和环境评估。

7. Conclusions

果酒生产是多学科过程，涉及食品科学、发酵技术、生物化学、可持续性和农工业创新。果酒及果渣富含生物活性化合物，可作为潜在功能食品加以研究。果酒生产可增值水果作物、减少采后损失并促进可持续农工业发展。全球水果多样性和消费者对创新、功能及手工发酵饮料的需求推动了果酒研究和生产技术进展；果酒为过剩和未充分利用水果提供替代用途，并通过果渣等副产物增值促进循环经济。