唐虎利
(寧夏職業(yè)技術(shù)學院寧夏農(nóng)業(yè)學校,寧夏銀川 750021)
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2種發(fā)酵罐對赤霞珠干紅葡萄酒發(fā)酵品質(zhì)的影響
唐虎利
(寧夏職業(yè)技術(shù)學院寧夏農(nóng)業(yè)學校,寧夏銀川 750021)
[目的]研究釀造高質(zhì)量赤霞珠干紅葡萄酒的關(guān)鍵容器。[方法]采用錐筒冷帶發(fā)酵罐和立式夾發(fā)酵罐,研究2種發(fā)酵罐對赤霞珠干紅葡萄酒發(fā)酵品質(zhì)的影響。[結(jié)果]2種發(fā)酵罐都能正常完成酒精發(fā)酵過程,發(fā)酵曲線呈“慢-快-慢”的正常模式,在發(fā)酵旺盛期,錐筒冷帶發(fā)酵罐的控溫效果明顯優(yōu)于立式夾套發(fā)酵罐。2種發(fā)酵罐中的葡萄汁在發(fā)酵過程中有機酸的變化規(guī)律基本一致,差異不明顯。2種發(fā)酵罐在開始浸漬發(fā)酵的前8 d,總酚、單寧、總花色素苷含量都迅速增加。在整個發(fā)酵期內(nèi),總酚、單寧的含量與浸漬時間呈正相關(guān),而前8 d,總花色素苷的含量與浸漬時間呈正相關(guān)。在發(fā)酵過程中錐筒冷帶發(fā)酵罐對總酚、單寧、總花色素苷浸提效果明顯優(yōu)于立式夾套發(fā)酵罐。原酒、陳釀酒在酒精度、干浸出物、總酚、單寧、總花色素苷指標上,錐筒冷帶發(fā)酵罐均優(yōu)于立式夾套發(fā)酵罐,更具有陳釀潛力。2種發(fā)酵罐所釀造葡萄酒的品質(zhì)均為“優(yōu)秀”,但錐筒冷帶發(fā)酵罐所得酒在外觀、香氣、口味和典型性方面均優(yōu)于立式夾套發(fā)酵罐。[結(jié)論]各酒莊應根據(jù)產(chǎn)品市場定位、生產(chǎn)規(guī)模、資金實力等具體情況,合理搭配2種罐體的比例。
錐筒冷帶;立式夾套;發(fā)酵罐;赤霞珠;品質(zhì)
寧夏賀蘭山東麓是我國四大釀酒葡萄原產(chǎn)地域保護區(qū)之一,葡萄產(chǎn)業(yè)是特色支柱產(chǎn)業(yè)之一,葡萄品質(zhì)優(yōu)良,營養(yǎng)價值高。截至2015年底,全區(qū)葡萄種植面積接近4.0萬hm2,其中釀酒葡萄近3.33萬hm2,產(chǎn)量20萬t,葡萄酒加工能力近27萬t,目前共建設(shè)的酒莊達185家,綜合產(chǎn)值達65億元,初步形成了以銀川市、石嘴山市、青銅峽市、紅寺堡區(qū)和農(nóng)墾系統(tǒng)為主體的五大葡萄酒產(chǎn)區(qū)[1]。伴隨著“小酒莊、大產(chǎn)業(yè)”的蓬勃發(fā)展,在自治區(qū)“擴量、提質(zhì)、增效”的產(chǎn)業(yè)帶動下,酒莊葡萄酒收益的競爭優(yōu)先表現(xiàn)在葡萄酒品質(zhì)的競爭,必須在原料品質(zhì)、工藝技術(shù)、釀酒設(shè)備等方面不斷創(chuàng)新。不同的發(fā)酵設(shè)備與工藝控制參數(shù),可以獲得不同產(chǎn)品類型和質(zhì)量檔次的葡萄酒。先進發(fā)酵設(shè)備與降溫控制相結(jié)合在一定程度上提升了葡萄酒原酒質(zhì)量,而原酒品質(zhì)是劃分酒體等級和決定酒體陳釀的基礎(chǔ)條件。在國外“錐筒冷帶發(fā)酵罐”也早已投入使用,尤其在新鮮型酒、陳釀型酒發(fā)酵設(shè)備選型上積累了豐富經(jīng)驗,為豐富酒體種類和提升質(zhì)量發(fā)揮了重大作用。在國內(nèi)由于板材、焊接難度、成本價格的限制,近2年出現(xiàn)了“錐筒冷帶發(fā)酵罐”的專利產(chǎn)品,寧夏一些酒莊將其引入生產(chǎn)陳釀型高端干紅葡萄酒,但由于新型“錐筒冷帶發(fā)酵罐”與傳統(tǒng)“立式夾套發(fā)酵罐”在結(jié)構(gòu)設(shè)計、降溫方式等方面的差異,需要對葡萄發(fā)酵過程、發(fā)酵產(chǎn)品品質(zhì)等進行比較,利于選擇適宜釀酒品種,合理控制關(guān)鍵釀造環(huán)節(jié),指導企業(yè)在罐體類型搭配、酒體目標設(shè)計方面正確決策,可避免在酒莊建設(shè)中盲目擴大或重復投資,以期提高寧夏酒莊葡萄酒質(zhì)量和生產(chǎn)經(jīng)濟效益,快速提升寧夏葡萄酒產(chǎn)業(yè)的核心競爭力,有效促進寧夏葡萄酒產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
1.1試驗材料供試品種為赤霞珠(Cabernet Sauvignon)。試驗地點為寧夏新慧彬葡萄酒莊有限公司。試驗園生態(tài)條件:1997年定植,南北行向,株行距0.8 m×3.0 m,“廠字型”架形,活動積溫3 500 ℃,年降雨量小于200 mm,土壤多是砂石土壤,富含石灰石,冬季須埋土,產(chǎn)量控制3 000 kg/hm2,無病蟲害。果實紫黑色,成熟度一致,可溶性固形物256 g/L,還原糖252.2 g/L,總酸6.52 g/L,pH 3.56。
1.2主要設(shè)備5 t錐筒冷帶發(fā)酵罐:不銹鋼材質(zhì)SUS304,罐體高度2 120 mm,上直徑1 600 mm,下直徑1 900 mm,壁厚2 mm,冷卻帶冷卻(100 mm×10 mm),設(shè)計壓力0.4~0.6 MPa,設(shè)計溫度-15~20 ℃,冷卻介質(zhì)乙醇溶液,換熱面積3.8 m2。
5 t立式夾套發(fā)酵罐:不銹鋼材質(zhì)SUS304,罐體高度2 440 mm,壁厚2 mm,彌勒板冷卻,設(shè)計壓力0.4~0.6 MPa,設(shè)計溫度-15~20 ℃,冷卻介質(zhì)乙醇溶液,換熱面積3.8 m2。
1.3試驗方法2015年10月3日從葡萄園采摘成熟一致的赤霞珠葡萄,經(jīng)粒選、除梗、破碎后入罐,每罐入料4 t,采用傳統(tǒng)干紅釀造工藝,先浸漬48 h后接種發(fā)酵。每天6 h測定溫度、比重各1次;發(fā)酵溫度控制在25~28 ℃,溫度過高時開啟冷卻系統(tǒng)自動降溫;每6 h循環(huán)壓帽15 min;每天測定總酸、pH、總酚、單寧、總花色素苷1次。對原酒、陳釀150 d后酒檢測酒精度、總酸、pH、干浸出物、總酚、單寧、總花色素苷指標,最后按葡萄酒品嘗表[2]進行感官評比。
選用偏重亞硫酸鉀、進口果膠酶RCO、進口酵母OFC、酵母營養(yǎng)劑FN502等輔料,用量依次為120 mg/L、30 mg/L、0.2 g/L、0.2 g/L。
1.4測定項目與方法酒精度(V/V,%)、總酸(以酒石酸計,g/L)、pH、干浸出物(g/L)、總酚(以沒食子酸計,mg/L)、單寧(以單寧酸計,mg/L)、總花色素苷(mg/L)、揮發(fā)酸(g/L)按文獻[3]方法測定。
有機酸測定[4 ],標樣均為分析純,先配成(酒石酸4 g/L、蘋果酸2 g/L、檸檬酸1 g/L、琥珀酸1 g/L、乳酸2 g/L)混合標樣,然后稀釋成一系列濃度由小到大的混合標樣。
2.1葡萄發(fā)酵過程中主要指標的變化
2.1.1比重和溫度變化。以錐筒冷帶發(fā)酵罐(ZT)和立式夾套發(fā)酵罐(LJ)在相同工藝下進行赤霞珠干紅的釀造,對檢測所得的比重(D)、溫度(T)制作發(fā)酵曲線。由圖1可知,在整個酒精發(fā)酵過程中,葡萄汁的比重持續(xù)下降,并呈“慢-快-慢”的正常模式[5]。錐筒冷帶發(fā)酵罐在第12天時葡萄汁比重降至992,發(fā)酵完成,而立式夾套發(fā)酵罐在第11天時葡萄汁比重降至992。通過計算產(chǎn)酒精效率,錐筒冷帶發(fā)酵罐、立式夾套發(fā)酵罐中赤霞珠葡萄產(chǎn)生1%(V/V)的酒精需糖量分別為17.6 、17.9 g/L。在發(fā)酵中,第1~7天汁液溫度逐步上升,尤其第4~7天立式夾套發(fā)酵罐汁液溫度明顯高于錐筒冷帶發(fā)酵罐,這是由于發(fā)酵過程產(chǎn)熱與不同冷卻降溫方式綜合作用的結(jié)果。從第7~12天發(fā)酵溫度逐步下降,這是由于未采取制冷降溫,發(fā)酵過程平緩,汁液散熱所致,且立式夾套發(fā)酵罐在發(fā)酵后期比錐筒冷帶發(fā)酵罐散熱效果好。
圖1 葡萄汁發(fā)酵過程中比重和溫度變化Fig.1 The change curve of proportion,temperature of grape juice in fermentation process
2.1.2有機酸含量變化。由圖2可知,葡萄汁發(fā)酵前后,總酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸均出現(xiàn)不同程度的降低。立式夾套發(fā)酵罐比錐筒冷帶發(fā)酵罐總酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸的降低幅度大,立式夾套發(fā)酵罐總酸由6.68 g/L降至5.32 g/L,降低了1.36 g/L,降幅達20.36%;酒石酸由3.141 g/L降至2.036 g/L,降低了1.105 g/L;蘋果酸由1.931 g/L降至1.364 g/L,降低了0.567 g/L;檸檬酸由0.481 g/L降至0.151 g/L。2種發(fā)酵罐都以酒石酸降幅最大,其次為蘋果酸。發(fā)酵過程中總酸的降低,主要是由于酒石酸的降低引起的,其原因為發(fā)酵過程中乙醇的生成和發(fā)酵介質(zhì)的溫度變化導致鹽類物質(zhì)溶解度下降。蘋果酸、檸檬酸的降低與其部分參與酒精發(fā)酵代謝途徑有關(guān)。錐筒冷帶發(fā)酵罐比立式夾套發(fā)酵罐產(chǎn)生的琥珀酸、乳酸稍多,而產(chǎn)生乙酸較少。這可能與錐筒冷帶發(fā)酵罐的通氧量、衛(wèi)生狀況有關(guān)。此外,乙酸作為衡量葡萄酒發(fā)酵質(zhì)量好壞的“體溫表”,在發(fā)酵生成量上差異不明顯,說明2種罐葡萄發(fā)酵狀況均良好。
圖2 葡萄汁發(fā)酵前與發(fā)酵后葡萄酒有機酸含量比較Fig.2 Comparison of organic acid content before and after fermentation of grape juice
2.1.3總酚、單寧及總花色素苷含量的變化。由圖3、4可知,在開始浸漬發(fā)酵的前8 d,總酚、單寧、總花色素苷含量迅速增加。隨著浸漬時間的延長,總花色素苷含量有所下降,而總酚、單寧含量卻持續(xù)上升??偡?、單寧在浸漬發(fā)酵過程中均保持上升趨勢,直到浸漬的第11天。在整個發(fā)酵期內(nèi),總酚、單寧的含量與浸漬時間成正相關(guān)(ZT:y=174.4x+261.89,R2=0.993 3;y=187.15x+343.26,R2=0.974 6 ;LJ:y=158.08x+281.68,R2=0.985 4;y=176.33x+322.32,R2=0.973 2)。在發(fā)酵過程中錐筒冷帶發(fā)酵罐對總酚、單寧浸提效果明顯高于立式夾套發(fā)酵罐。發(fā)酵結(jié)束時,錐筒冷帶發(fā)酵罐的總酚、單寧含量分別增加了3.97倍、4.24倍。由圖5可知,在發(fā)酵開始后,總花色素苷的含量逐步增加,第8天后保持穩(wěn)定并有減小趨勢。前8 d,總花色素苷的含量與浸漬時間成正相關(guān)(ZT:y=116.12x-22.418,R2=0.967 8;LJ:y=115.48x-47.343,R2=0.970 9),且錐筒冷帶發(fā)酵罐總花色素苷含量略高于立式夾套發(fā)酵罐。發(fā)酵結(jié)束時,錐筒冷帶發(fā)酵罐總花色素苷含量增加了7.8倍。因此,在釀造高品質(zhì)葡萄酒時,要合理控制浸漬方式與浸漬時間,從而保證酚類物質(zhì)的最佳含量。
圖3 葡萄汁發(fā)酵過程中總酚含量變化Fig.3 The change of total phenol content in the fermentation process of grape juice
圖4 葡萄汁發(fā)酵過程中單寧含量變化Fig.4 The change of tannic acid content in the fermentation process of grape juice
圖5 葡萄汁發(fā)酵過程中總花色素苷含量變化Fig.5 The change of total anthocyanin content in the fermentation process of grape juice
2.1.4發(fā)酵結(jié)束葡萄酒原酒的質(zhì)量指標對比。由表1可知,錐筒冷帶發(fā)酵罐與立式夾套發(fā)酵罐所釀造的干紅葡萄酒相比,前者在酒精度、干浸出物、總酚、單寧、總花色素苷等指標上均有所增加,并存在一定差異。而葡萄酒中的酒精度、干浸出物、單寧、總酚成分越多,其陳釀潛力越大[6]。
2.2原酒陳釀后質(zhì)量指標的變化
2.2.1理化指標對比。由表2可知,錐筒冷帶發(fā)酵罐與立式夾套發(fā)酵所得原酒經(jīng)陳釀后相比,前者在酒精度、干浸出物、總酚、單寧、總花色素苷指標上均高于后者,說明前者所得的葡萄酒更具有陳釀潛力。
表1 不同發(fā)酵罐所得葡萄酒主要理化指標對比
表2 葡萄酒陳釀后主要理化指標對比
2.2.2感官質(zhì)量的評價對比。從外觀、香氣、口味和典型性4個方面對葡萄酒進行感官評價(15個評委,均有3級以上品酒師職業(yè)資格),總分為100,質(zhì)量等級分為優(yōu)秀(≥86)、很好(81~85)、好(71~80)、一般(51~70)、不好(≤50),共5個檔次[7],所得綜合評判結(jié)果見表3。由表3可知,錐筒冷帶發(fā)酵罐與立式夾套發(fā)酵罐所釀造葡萄酒的品質(zhì)均為“優(yōu)秀”,評分在85以上,但前者在外觀、香氣、口味和典型性方面均優(yōu)于后者。
(1)2種發(fā)酵罐都能在正常操作控制下順利完成酒精發(fā)酵過程。在前期浸漬2 d后啟動發(fā)酵的情況下,錐筒冷帶發(fā)酵罐中的葡萄汁12 d徹底完成酒精發(fā)酵,而立式夾套發(fā)酵罐需要11 d完成。尤其在發(fā)酵4~7 d進入旺盛期產(chǎn)熱增加時,錐筒冷帶發(fā)酵罐的控溫效果明顯優(yōu)于立式夾套發(fā)酵罐,很好地實現(xiàn)了浸漬發(fā)酵的溫度控制。2種發(fā)酵罐中的葡萄汁在發(fā)酵過程中有機酸的變化規(guī)律基本一致,立式夾套發(fā)酵罐比錐筒冷帶發(fā)酵罐中總酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸的降低幅度大,這主要是由于酒精生成、溫度變化、部分酸參與代謝造成;錐筒冷帶發(fā)酵罐比立式夾套發(fā)酵罐中產(chǎn)生琥珀酸、乳酸稍多,而產(chǎn)生乙酸較少,這也驗證了錐筒發(fā)酵罐在溫度控制與通氧、衛(wèi)生控制方面的獨特優(yōu)勢。
(2)2種發(fā)酵罐在酚類物質(zhì)的浸漬提取中都發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。酚類物質(zhì)包括單寧、花色苷、酚酸和黃酮類化合物,決定了葡萄及其加工的顏色、澀感、苦味、氧化性能等[8]。2種發(fā)酵罐在發(fā)酵過程中對于總酚、單寧、總花色素苷的提取,在前8 d內(nèi)其含量與浸漬時間呈明顯的正相關(guān)關(guān)系,且發(fā)酵過程中單寧、總酚的提取效果明顯優(yōu)于總花色素苷。錐筒冷帶發(fā)酵罐對總酚、單寧、總花色素苷的浸提效果明顯優(yōu)于立式夾套發(fā)酵罐,這主要是由于錐筒冷帶發(fā)酵罐“上小下大”的罐體結(jié)構(gòu)抑制了發(fā)酵過程中皮渣的上浮而壓帽、有效浸漬、通氧量的差異、溫度控制嚴格等綜合作用結(jié)果,這種罐體自身“內(nèi)壓帽”作用是錐筒帶式發(fā)酵罐的獨特優(yōu)勢。
表3 葡萄酒陳釀后感官評價對比
(3)2種發(fā)酵罐在正常發(fā)酵控制下均能生產(chǎn)出質(zhì)量優(yōu)秀的葡萄酒。通過所得原酒、陳釀酒的質(zhì)量比較,錐筒冷帶發(fā)酵罐與立式夾套發(fā)酵罐所釀造原酒,前者在酒精度、干浸出物、單寧、總酚、總花色素苷含量上均優(yōu)于后者,且出現(xiàn)一定的差異,這決定了葡萄酒的結(jié)構(gòu)骨架與陳釀潛力。陳釀酒的質(zhì)量指標檢測中也出現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。在陳釀酒的感官質(zhì)量評價中,立式夾套發(fā)酵罐與錐筒冷帶發(fā)酵罐所得酒在色、香、味、典型性的評價上均為“優(yōu)秀”,但后者在色澤、香氣濃郁度與豐富度、酒體醇厚度、陳釀潛力上尤其突出。
(4)在研究2種發(fā)酵罐對赤霞珠干紅葡萄酒發(fā)酵品質(zhì)的影響后,弄清了赤霞珠葡萄發(fā)酵過程中發(fā)酵曲線、有機酸、酚類物質(zhì)的變化規(guī)律,為生產(chǎn)工藝控制、發(fā)酵罐選擇、單品種葡萄酒釀造提供參考。同時,不同罐體生產(chǎn)的酒體在理化指標、感官指標上有一定差異,為生產(chǎn)中酒體的質(zhì)量分級、陳釀、市場定位提供了一定指導。合理選擇發(fā)酵罐類型在一定程度上影響葡萄酒的質(zhì)量檔次,發(fā)酵過程是葡萄酒品質(zhì)充分表達的重要過程,浸漬方式或工藝[9]、浸漬時間、溫度、汁與皮渣接觸面積等是影響浸漬效果的重要條件[10],在生產(chǎn)中應科學地控制總酚、單寧及花色素苷的浸漬程度,這與發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)、控溫方式、通氧量等密切相關(guān)。伴隨著賀蘭山東麓葡萄產(chǎn)區(qū)“小酒莊、大旅游”產(chǎn)業(yè)的崛起,在同等葡萄質(zhì)量與傳統(tǒng)釀造工藝前提下,決定葡萄酒質(zhì)量的發(fā)酵設(shè)備也進行了不斷地改造升級,雖然錐筒冷帶發(fā)酵罐比立式夾套發(fā)酵罐在葡萄酒的發(fā)酵品質(zhì)上更勝一籌,但由于2種罐在板材價格、焊接難度、制作費用、平臺設(shè)計、車間利用率等方面的差異,各酒莊應根據(jù)產(chǎn)品市場定位、生產(chǎn)規(guī)模、資金實力等具體情況,合理搭配2種罐體的比例,避免酒莊酒同質(zhì)化,突出差異化[11],以保證市場核心競爭力和酒莊健康持續(xù)發(fā)展。
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Influence of Two Kinds of Fermentation Tank on the Fermentation Quality on Cabernet Sauvignon Wine
TANG Hu-li
(Ningxia Agricultural School of Ningxia Vocational College,Yinchuan,Ningxia 750021)
[Objective]The aim was to explore key tank for brewing high quality Cabernet Sauvignon wine.[Method]By using cone-cold strip and vertical-jacke fermentation tank,the fermentation quality of Cabernet Sauvignon wine two kinds of fermentation tank was studied.[Result]The results showed that the process of alcohol fermentation can normally complete in the two kinds of fermentation tanks,in which the fermentation curves showed the normal mode of "slow fast slow" ,but in the fastest growth period,the effect of temperature control in the cone-cold strip fermentation tank is obviously better than that in the vertical-jacket fermentation tank.The changes of organic acids in the fermentation process of two kinds of fermentation tanks were basically the same and no significant differences.The amount of total phenols,tannins and total anthocyan were increased rapidly in the first 8 days of two kinds of fermentation tanks.During the whole fermentation period,the amount of total phenols and tannins was positively correlated with the maceration time,but in the first 8 days,the total anthocyan content was positively correlated with maceration time.Along with the fermentation process,the extraction efficiency of total phenols,tannin and total anthocyan in the cone-cold strip fermentation tank was significantly higher than that in the vertical-jacket fermentation tank.The alcohol,dry extract,total phenols,tannin and total anthocyan contents of brut wine and natural aging wine fermented in the cone-cold strip fermentation tank,with more aging potentiality,were better than that in the vertical-jacket fermentation tank.The quality of the wine made in the two kinds of fermentation tanks are "excellent",but the appearance,aroma,taste and typical of the wine made in the cone-cold strip fermentation tank were better than that in the vertical-jacket fermentation tank.[Conclusion]The proportion of two kinds of fermentation tank should be allocated rationally according to products market positioning,production scale,capital power and so on.
Cone-cold strip;Vertical-jacket;Fermentation tank;Cabernet sauvignon;Quality
寧夏職業(yè)技術(shù)學院寧夏農(nóng)業(yè)學校科研基金項目(NX14004)。
唐虎利(1974-),男,陜西鳳翔人,講師,碩士,從事葡萄與葡萄酒教學科研工作。
2016-07-04
TS 262.61
A
0517-6611(2016)25-051-04