COlt;SUBgt;2lt;/SUBgt;浸漬發(fā)酵法研究進(jìn)展

劉 晶，王 華，2，*，李 華，2，*，米 思

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院，陜西楊凌712100；2.陜西省葡萄與葡萄酒工程技術(shù)研究中心，陜西楊凌712100；3.西北農(nóng)林科技大學(xué)食品學(xué)院，陜西楊凌712100）

COlt;SUBgt;2lt;/SUBgt;浸漬發(fā)酵法研究進(jìn)展

劉 晶1，王 華1，2，*，李 華1，2，*，米 思3

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院，陜西楊凌712100；2.陜西省葡萄與葡萄酒工程技術(shù)研究中心，陜西楊凌712100；3.西北農(nóng)林科技大學(xué)食品學(xué)院，陜西楊凌712100）

作為一種特殊的釀酒工藝，CO2浸漬法為釀制新型葡萄酒提供了新的思路。綜述了CO2浸漬過(guò)程中化學(xué)成分和微生物群落的變化以及影響因素，并對(duì)CO2浸漬法的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

CO2浸漬，研究進(jìn)展

CO2浸漬釀造法（稱(chēng)為Maceration Carbonique法或Carbonic Maceration法，簡(jiǎn)稱(chēng)MC法）是將整粒葡萄置于充滿(mǎn)CO2的密閉容器中，使葡萄細(xì)胞內(nèi)發(fā)生厭氧代謝，然后進(jìn)行酒精發(fā)酵和后處理的葡萄酒釀造方法，所釀制的葡萄酒具有一種不同于傳統(tǒng)發(fā)酵酒的獨(dú)特風(fēng)味[1]。其核心是果實(shí)在厭氧條件下進(jìn)行的細(xì)胞內(nèi)發(fā)酵作用和浸漬作用。此過(guò)程中有酒精發(fā)酵，揮發(fā)性物質(zhì)的形成，蛋白質(zhì)、果膠質(zhì)的水解，蘋(píng)果酸的轉(zhuǎn)化等一系列化學(xué)反應(yīng)。CO2浸漬發(fā)酵現(xiàn)象最早是由巴斯德（1872年）觀察到的。在此之后，F(xiàn)lanzy（1935年）進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，提出了CO2浸漬釀造法。但是這一釀造法直到20世紀(jì)60年代才較為廣泛地應(yīng)用于實(shí)踐。在法國(guó)保祖利（Beaujolais）地區(qū)，CO2浸漬法應(yīng)用很廣泛，尤其是以佳美（Gamay）葡萄釀制的佳美保祖利最為出名[2]。近年來(lái)，葡萄酒新世界越來(lái)越多的生產(chǎn)者在釀造普通干紅葡萄酒時(shí)也開(kāi)始采用該技術(shù)，以釀造果味清新、口感柔和的紅葡萄酒。

1 CO2浸漬過(guò)程中化學(xué)成分和微生物群落的變化

1.1 CO2浸漬過(guò)程中化學(xué)成分的變化

1.1.1 總酸的變化 總酸是影響葡萄酒感官質(zhì)量的重要因素之一。對(duì)于所有的紅葡萄酒，如果總酸量較低，則酒體柔和、圓潤(rùn)；相反，如果總酸量過(guò)高，則酒體粗糙、瘦弱[3]。另外，總酸也影響著葡萄酒的顏色及穩(wěn)定性。葡萄酒中含有多種酸，特別是有機(jī)酸。蘋(píng)果酸、酒石酸都是葡萄酒中重要的有機(jī)酸。CO2浸漬能明顯降低總酸，特別是蘋(píng)果酸的含量，而且CO2浸漬時(shí)間越長(zhǎng)，總酸含量越低。所以CO2浸漬法為改善含酸量高的葡萄原料的釀酒酒質(zhì)提供了工藝保證。阮仕立等[4]的研究表明：佳利釀葡萄經(jīng)過(guò)20d的CO2浸漬后，蘋(píng)果酸、酒石酸、檸檬酸含量都有不同程度的下降，而乳酸、琥珀酸和乙酸含量則有一定程度的上升，但總酸水平仍有明顯的下降。Miller等[5]用整穗葡萄原料和破碎葡萄原料分別進(jìn)行CO2浸漬研究，結(jié)果表明：總酸水平與浸漬時(shí)間、整穗比例呈反相關(guān)；pH在整穗原料中隨浸漬時(shí)間增加而上升，在破碎原料中則明顯低于前者。Joshi等[6]采用不同的浸漬技術(shù)（傳統(tǒng)浸漬、熱浸漬、強(qiáng)烈浸漬和CO2浸漬）釀造不同種（Camarosa、Chandler、Doughlas）的酒，也發(fā)現(xiàn)CO2浸漬酒的pH更高，總酸、蘋(píng)果酸和酒石酸的含量更低。

CO2浸漬過(guò)程中總酸下降的原因主要?dú)w結(jié)于蘋(píng)果酸的大幅度減少。葡萄汁中能夠代謝蘋(píng)果酸的酶有蘋(píng)果酸脫氫酶和蘋(píng)果酸酶兩種，前者的活動(dòng)需要氧，而后者在厭氧條件下活動(dòng)。CO2浸漬過(guò)程中葡萄漿果中蘋(píng)果酸的分解途徑見(jiàn)圖1。另外，在厭氧條件下蘋(píng)果酸－乳酸菌繁殖較快，有助于蘋(píng)果酸轉(zhuǎn)換為乳酸，使蘋(píng)果酸含量降低[7]。

圖1 葡萄漿果厭氧代謝對(duì)蘋(píng)果酸的分解途徑Fig.1 The decomposition path of grape’s anaerobic metabolism to malic acid

1.1.2 多酚物質(zhì)的變化 葡萄酒中的多酚物質(zhì)包括色素和無(wú)色多酚兩大類(lèi)。色素賦予葡萄酒顏色，單寧等無(wú)色多酚賦予葡萄酒“筋骨”，對(duì)人體保健也有一定作用。多酚物質(zhì)有利于葡萄酒的陳釀，是葡萄酒中的重要感官成分[8－9]，其含量受到葡萄品種、葡萄酒釀造方式和陳釀過(guò)程中的轉(zhuǎn)變幾方面的影響。CO2浸漬處理過(guò)程中，葡萄果汁中色素、單寧含量在浸漬前幾天內(nèi)不斷上升，浸漬后期至（純汁）發(fā)酵階段含量下降。但和傳統(tǒng)工藝釀造的葡萄酒相比，CO2浸漬處理各階段結(jié)束時(shí)色素、單寧含量都比較低。所以CO2浸漬發(fā)酵法可以降低葡萄酒的苦澀感，使其口味更加柔和、流暢。Castillo等[10－11]的研究結(jié)果表明：與泵循環(huán)發(fā)酵法和旋轉(zhuǎn)發(fā)酵法釀造的葡萄酒相比，CO2浸漬法釀造的葡萄酒中花色素含量更低，僅為421mg·L－1，而前兩種方法釀造的葡萄酒花色素含量分別為756、562mg·L－1。Gomez等[12]也認(rèn)為CO2浸漬法釀造的葡萄酒中花色素含量更低。董偉等[13]分別對(duì)利用CO2浸漬工藝和傳統(tǒng)工藝釀造的佳美桃紅葡萄酒進(jìn)行理化及感官指標(biāo)的測(cè)定、分析，結(jié)果表明：用CO2浸漬法釀造出的桃紅葡萄酒單寧含量較低，香氣更加濃郁，口味豐滿(mǎn)柔和，爽口怡人，風(fēng)格突出；而傳統(tǒng)工藝釀造的桃紅葡萄酒則有較明顯的苦澀味。Spranger[14]利用四種不同的釀造技術(shù)：CO2浸漬法（35℃浸漬20d）、帶梗發(fā)酵（浸漬7d和21d）以及不帶梗發(fā)酵（浸漬7d）釀造Castel?o紅葡萄酒，結(jié)果表明：CO2浸漬葡萄酒中的總酸量和酚類(lèi)物質(zhì)含量較低，所以口味更加柔和、圓潤(rùn)。

CO2浸漬處理使色素、單寧等多酚物質(zhì)含量下降是因?yàn)槠洳捎谜肫咸堰M(jìn)行浸漬，阻礙了果皮中的酚類(lèi)物質(zhì)和其他固性物質(zhì)的有效浸出，又由于葡萄漿果厭氧代謝產(chǎn)生的酒精較少，浸提作用較弱，因而浸出的多酚物質(zhì)較少，使葡萄酒口感比較柔和。

1.1.3 香氣成分的變化 香氣是葡萄酒品質(zhì)的重要因素之一。葡萄酒的質(zhì)量決定于口感、香氣以及口感與香氣間的平衡。良好的香氣質(zhì)量能彌補(bǔ)口感的不足[15]。CO2浸漬法一般會(huì)遮蓋品種特征，可以克服葡萄酒表現(xiàn)出的不良香氣特征，并會(huì)形成一種特殊的二氧化碳浸漬香氣。CO2浸漬過(guò)程中葡萄汁的生青、土腥味減弱，逐漸代之以花香、果香等香氣；而傳統(tǒng)工藝葡萄汁的香氣則仍以生青氣味為主。房玉林等[16]利用GC/MS法對(duì)秦巴山區(qū)野生毛葡萄在兩種工藝條件下釀造的葡萄酒的香氣成分進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：傳統(tǒng)工藝釀造的原酒質(zhì)量?jī)?yōu)于CO2浸漬工藝的原酒，但經(jīng)過(guò)六個(gè)月的陳釀后，CO2浸漬工藝釀造的葡萄酒香氣質(zhì)量高于傳統(tǒng)工藝的釀造酒。這說(shuō)明在陳釀過(guò)程中，CO2浸漬法釀造的葡萄酒香氣質(zhì)量改觀更大。Etaio等[17]指出CO2浸漬法釀造的葡萄酒的香氣主要為草莓、樹(shù)莓、櫻桃等水果香，而傳統(tǒng)方法釀造的葡萄酒的香氣主要為木味、樹(shù)脂味、甘草味等。CO2浸漬葡萄酒形成特殊香氣的原因是由于其含有的常見(jiàn)揮發(fā)性成分更多，如肉桂酸乙酯、異戊酯、乙酯等。Yang[18]的研究表明，CO2浸漬葡萄酒中高級(jí)醇、雙乙酰、乙偶姻和2，3－丁二醇的含量較高，且其含量隨浸漬時(shí)間延長(zhǎng)而增加。

1.1.4 無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分的變化 在CO2浸漬過(guò)程中，由可溶性氮化物測(cè)得的總氮量略有上升，而且大多數(shù)氨基酸，如酪氨酸、賴(lài)氨酸、甘氨酸、亮氨酸、纈氨酸、精氨酸等的含量都有所上升，但天冬氨酸、谷氨酸卻幾乎全部消失[1]。Carmen等[19]采用傳統(tǒng)方法和CO2浸漬法對(duì)西拉、美樂(lè)和赤霞珠三個(gè)葡萄品種進(jìn)行釀酒，發(fā)現(xiàn)CO2浸漬法釀造的葡萄酒中生物胺如組氨酸和酪氨酸，以及揮發(fā)性胺含量都比傳統(tǒng)方法葡萄酒中的高，而且CO2浸漬發(fā)酵罐中更具備還原環(huán)境，所以該方法釀造的葡萄酒更不穩(wěn)定。氮素物質(zhì)增加的原因是由于在傳統(tǒng)釀造法的酒精發(fā)酵中，葡萄酒酵母一般分泌轉(zhuǎn)化酶、蛋白酶、還原酶等，而在CO2浸漬法中分泌的蛋白酶較多，將更多的蛋白質(zhì)分解成氨基酸。由于有了充分的氮素營(yíng)養(yǎng)，后期的酒精發(fā)酵和蘋(píng)果酸乳酸發(fā)酵都能進(jìn)行得比較順利。

1.2 CO2浸漬中微生物的變化

CO2浸漬過(guò)程中酵母菌大量繁殖，壓榨階段酵母菌的數(shù)量大約為（80～100）×106cfu·mL－1。酵母菌大量繁殖的原因：一是葡萄漿果表面含有齊墩果酸和油酸，它們是酵母菌在無(wú)氧條件下活動(dòng)的促進(jìn)物質(zhì)，由于CO2浸漬法利用的是整穗葡萄漿果，所以漿果表面的這些促進(jìn)物質(zhì)沒(méi)有被破壞，或者破壞量較少，因而促進(jìn)了酵母菌的活動(dòng)；二是CO2浸漬過(guò)程中產(chǎn)生的酒精量較少，酵母菌受到的抑制作用較小，所以能夠在此階段大量繁殖[1，20]。CO2浸漬過(guò)程也有利于乳酸菌的活動(dòng)，但是同時(shí)細(xì)菌產(chǎn)生病害的危險(xiǎn)性也更大。所以如果需要進(jìn)行蘋(píng)果酸－乳酸發(fā)酵，就必須對(duì)此進(jìn)行良好的控制，否則將很容易產(chǎn)生細(xì)菌性病害，影響葡萄酒的品質(zhì)。CO2浸漬階段有利于細(xì)菌活動(dòng)是因?yàn)镃O2有利于許多兼氣性細(xì)菌的繁殖，而且細(xì)菌的潛伏期在基質(zhì)中酒精量較低的情況下容易通過(guò)。同時(shí)，果實(shí)表面果粉中的脂肪酸對(duì)細(xì)菌的活動(dòng)有促進(jìn)作用。此外，酒精發(fā)酵階段也有利于細(xì)菌活動(dòng)，這是因?yàn)镃O2浸漬過(guò)程蘋(píng)果酸、總酸下降，pH提高，從而有利于細(xì)菌的活動(dòng)，同時(shí)氮素營(yíng)養(yǎng)有所改善，具有細(xì)菌可利用的還原糖，這都為酒精發(fā)酵階段細(xì)菌的活動(dòng)提供了有利條件。

2 影響CO2浸漬發(fā)酵法的因素

2.1 原料狀況

保證CO2浸漬葡萄酒的優(yōu)良品質(zhì)首先要盡量確保葡萄原料的完整性。在葡萄的采收和運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)盡量防止果實(shí)的破損和擠壓，以最大限度地保證果穗和果粒的完整性；在葡萄酒廠(chǎng)的原料接收?qǐng)龅?，?yīng)采用皮帶輸送而不能采用螺旋輸送；裝罐時(shí)應(yīng)盡量避免將原料從高處往下倒。另外，CO2浸漬法釀酒一般不對(duì)葡萄原料進(jìn)行除梗，而是將完整的葡萄果穗直接入罐，但是也可以采用新型破碎－除梗機(jī)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)原料只除梗不破碎的要求[1，21]。此外，要確保葡萄原料沒(méi)有病害，尤其是不能有灰腐病，否則灰腐病中含有的氧化酶將嚴(yán)重影響葡萄酒的風(fēng)味。

2.2 溫度

溫度是CO2浸漬法釀酒最關(guān)鍵的因素之一。為了獲得良好的CO2浸漬效果，一般將前期溫度控制在25～30℃，后期溫度控制在18～20℃。厭氧浸漬過(guò)程中需要保持較高的溫度，一方面是由于在一定范圍內(nèi)，溫度越高，蘋(píng)果酸的降低幅度越大，速度也越快，高溫可以更好地實(shí)現(xiàn)CO2浸漬法降低葡萄酒總酸的目的；另一方面，溫度越高，葡萄細(xì)胞內(nèi)發(fā)酵進(jìn)行得越快，所需要的浸漬時(shí)間就相應(yīng)減少[22]，從而可以縮短葡萄酒生產(chǎn)周期。在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，靈活調(diào)整CO2浸漬的溫度和時(shí)間。但是在后期酒精發(fā)酵過(guò)程中應(yīng)將溫度控制在較低的水平上，這樣可以防止香氣的損失。另外，如果此階段溫度過(guò)高，可能會(huì)出現(xiàn)發(fā)酵中止，產(chǎn)生細(xì)菌性病害。

2.3 其他因素

CO2浸漬過(guò)程中要確保充足的CO2來(lái)源。裝滿(mǎn)原料后，應(yīng)充入浸漬罐體積3～4倍的CO2，其后要隔一定的時(shí)間向罐中補(bǔ)充CO2，以抵消被漿果吸收的CO2。對(duì)于SO2的使用，如果酒廠(chǎng)的衛(wèi)生條件和原料的衛(wèi)生狀況良好，可以不對(duì)原料進(jìn)行SO2處理。如果需要添加SO2，則應(yīng)在裝罐過(guò)程中進(jìn)行。SO2的使用濃度一般為30～80mg·L－1，有時(shí)也可達(dá)100mg·L－1[1]。當(dāng)然，也應(yīng)該選擇合適的葡萄品種。

3 CO2浸漬發(fā)酵法的前景展望

隨著人們生活水平的提高和政府對(duì)酒類(lèi)飲料的正確導(dǎo)向，近年來(lái)我國(guó)對(duì)葡萄酒的需求量急劇增加，人們對(duì)葡萄酒品質(zhì)的要求也越來(lái)越高。但是目前我國(guó)生產(chǎn)上常用的釀酒葡萄品種較單一，仍然是以引種和加工赤霞珠、梅鹿輒、品麗珠、霞多麗、雷司令、白玉霓等歐洲釀酒葡萄品種為主[23]，而且釀造方式上也主要采用傳統(tǒng)的葡萄酒釀制方法，造成葡萄酒產(chǎn)品同一化現(xiàn)象嚴(yán)重。CO2浸漬發(fā)酵法作為一種特殊的釀造工藝，對(duì)改善葡萄酒質(zhì)量、釀制新型葡萄酒具有重要的指導(dǎo)意義。和傳統(tǒng)葡萄酒釀造方式相比，CO2浸漬法具有明顯的特點(diǎn)：CO2浸漬法釀造的葡萄酒總酸，尤其是蘋(píng)果酸含量大量減少，并且單寧、多酚含量也有所降低，所以葡萄酒的口味更加柔和、清新；CO2浸漬法一般會(huì)遮蓋葡萄原料的品種特征，具有不良香氣特征的葡萄品種會(huì)因此香氣獨(dú)特、果香味更明顯；CO2浸漬發(fā)酵法生產(chǎn)周期短，企業(yè)資金周轉(zhuǎn)快，其應(yīng)用與推廣為企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益提供了有效途徑[24]。但是CO2浸漬法也存在一些不足，如果儲(chǔ)藏時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，葡萄酒的CO2浸漬特征會(huì)逐漸消失，并且表現(xiàn)出葡萄酒色調(diào)轉(zhuǎn)變?yōu)殚偌t色、游離花色素氧化等缺陷，所以CO2浸漬法釀造的葡萄酒更適于作為新鮮葡萄酒消費(fèi)[25－26]。另外，CO2浸漬法對(duì)原料衛(wèi)生要求嚴(yán)格，必須是新鮮無(wú)污染的葡萄原料。

要根據(jù)我國(guó)葡萄酒生產(chǎn)的實(shí)際情況及具體要求，對(duì)應(yīng)用CO2浸漬發(fā)酵法釀制紅葡萄酒或其它類(lèi)型葡萄酒的理論性及實(shí)踐性問(wèn)題進(jìn)行探索研究。相信這一方法的應(yīng)用將會(huì)給葡萄酒市場(chǎng)提供更具特色的葡萄酒，這對(duì)于提高我國(guó)經(jīng)濟(jì)效益、促進(jìn)葡萄酒業(yè)的發(fā)展具有重大意義。

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Research progress in carbonic maceration method

LIU Jing1，WANG Hua1，2，*，LI Hua1，2，*，MI Si3
（1.College of Enology，Northwest Aamp;F University，Yangling 712100，China；2.Shaanxi Engineering Research Center for Viti-Viniculture，Yangling 712100，China；3.College of Food Science and Engineering，Northwest Aamp;F University，Yangling 712100，China）

As a special wine-making process，carbonic maceration creates a new idea to brew new wine.Changes of chemical composition，microbiologic population and their influencing factors in carbonic maceration were summarized，and application prospects of carbonic maceration were viewed.

carbonic maceration；research progress

TS261.4

A

1002-0306（2012）03-0369-04

2011－04－11 *通訊聯(lián)系人

劉晶（1987-），女，在讀碩士研究生，研究方向：葡萄與葡萄酒學(xué)。

國(guó)家“948”項(xiàng)目（2009-4-09）。