淺析葡萄酒生產(chǎn)工藝中壓帽與循環(huán)的差異

張 鋮 劉樹文 / 西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院

淺析葡萄酒生產(chǎn)工藝中壓帽與循環(huán)的差異

張 鋮 劉樹文 / 西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院

目的：比較小樹齡梅鹿輒紅葡萄酒生產(chǎn)中壓帽和循環(huán)對(duì)葡萄酒品質(zhì)和各指標(biāo)的影響及差異。方法：以小樹齡梅鹿輒為葡萄原料，利用壓帽和循環(huán)兩種不同工藝進(jìn)行葡萄酒的釀造，并控制葡萄酒釀造過程中其他過程條件的一致性，最終進(jìn)行兩種工藝釀造下的葡萄酒理化指標(biāo)、酚類物質(zhì)和感官品嘗的檢測(cè)和試驗(yàn)，從而探究壓帽和循環(huán)對(duì)葡萄酒品質(zhì)的影響及兩種工藝的差異。結(jié)果：(1)采取循環(huán)和壓帽兩種工藝，葡萄酒的基本理化指標(biāo)基本保持一致；(2)循環(huán)和壓帽處理的葡萄酒，其酚類物質(zhì)的變化情況出現(xiàn)差異。相比循環(huán)處理酚類物質(zhì)的持續(xù)升高，壓帽處理的葡萄酒在蘋乳發(fā)酵后酚類物質(zhì)含量會(huì)有一定的降低；而且單寧含量更高，高處0.3-0.4g/l；相比壓帽處理，循環(huán)處理的葡萄酒中花色苷的萃取速率更快；(3)利用循環(huán)和壓帽兩種工藝操作，葡萄酒顏色強(qiáng)度和色調(diào)沒有太大差異。結(jié)論：利用壓帽和循環(huán)兩種工藝釀造小樹齡葡萄酒，酚類物質(zhì)出現(xiàn)差異，且不同酚類物質(zhì)，兩種工藝造成的影響不同。

紅葡萄酒；酚類物質(zhì)；壓帽；循環(huán)

葡萄酒中酚類具有很多與葡萄酒相關(guān)的功能[1]，如對(duì)特定風(fēng)味，口感，顏色及葡萄酒長(zhǎng)期陳釀等方面，作用很大。酚類物質(zhì)主要為黃酮類和非黃酮類[2-3]。葡萄酒中的酚類物質(zhì)主要來源于葡萄果實(shí)，這也是葡萄酒品質(zhì)與葡萄原料及品種密切相關(guān)的原因，可以說，酚類物質(zhì)含量是標(biāo)識(shí)葡萄品種的固有標(biāo)記[4-5]。色素進(jìn)入葡萄酒形成葡萄酒的色澤。葡萄果皮種的優(yōu)質(zhì)單寧的適量的存在使葡萄酒更有結(jié)構(gòu)感，口感和諧醇厚，同時(shí)容易形成復(fù)雜的聚合物使味感質(zhì)量得到提高。因此，葡萄酒生產(chǎn)中酚類物質(zhì)釋放對(duì)葡萄酒的質(zhì)量具有非常大的影響。目前有很多研究針對(duì)酚類物質(zhì)的萃取量提高的工藝操作和檢測(cè)方法完善[6-8]。

在葡萄酒釀造過程中，冷浸漬與循環(huán)和壓帽經(jīng)常結(jié)合運(yùn)用以達(dá)到酚類物質(zhì)更高的萃取效率。研究表明，利用冷浸漬能夠不同程度的提高酚類物質(zhì)或者香氣成分的含量，從而優(yōu)化葡萄酒品質(zhì)[9-11]。也有研究發(fā)現(xiàn)，冷浸漬對(duì)葡萄酒的有益成分含量影響不大，對(duì)葡萄酒品質(zhì)沒有明顯增益效果[12-14]。

在發(fā)酵過程中，研究發(fā)現(xiàn)除了浸漬，通過淋撒酒帽的循環(huán)和通過打破酒帽的壓帽都可以促進(jìn)酚類物質(zhì)的萃取[15]。有研究表明，相對(duì)進(jìn)行循環(huán)操作的葡萄酒，壓帽的葡萄酒中含有更多的酚類物質(zhì)。更值得注意的是在感官分析中，壓帽葡萄酒表現(xiàn)的更加收斂，酸度更高[16]。在對(duì)Pinotage的研究中發(fā)現(xiàn)壓帽的葡萄酒中多酚的總量和品質(zhì)要多于和好于循環(huán)操作的葡萄酒[17]。但研究發(fā)現(xiàn)壓帽葡萄酒和循環(huán)葡萄酒在對(duì)酚類物質(zhì)的萃取程度上是一樣的[18]。本研究以小樹齡梅鹿輒為葡萄原料，利用壓帽和循環(huán)兩種不同工藝進(jìn)行葡萄酒的釀造，并控制葡萄酒釀造過程中其他過程條件的一致性，最終進(jìn)行兩種工藝釀造下的葡萄酒理化指標(biāo)、酚類物質(zhì)和感官品嘗的檢測(cè)和試驗(yàn)，從而探究壓帽和循環(huán)對(duì)葡萄酒品質(zhì)的影響及兩種工藝的差異。本研究的研究結(jié)果將對(duì)循環(huán)和壓帽兩種工藝對(duì)葡萄酒品質(zhì)的影響有更深的理解，同時(shí)對(duì)小樹齡葡萄原料的釀造工藝提供一定參照。

1.材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 葡萄原料。

葡萄原料：梅鹿輒，寧夏賀蘭山東麓鎮(zhèn)北堡子產(chǎn)區(qū)鋮鋮酒莊種植基地。

表1 葡萄原料介紹Table1 Condition of the grape

1.1.2 主要輔料。

橡木片，法國(guó)哈杜公司，果膠酶VINOZYM VINTAGE，法國(guó)諾盟公司；有機(jī)氮Thiazote，法國(guó)諾盟公司；無機(jī)氮Thiazote PH，法國(guó)諾盟公司；酵母F10，法國(guó)拉弗德公司；酵母助劑Oenostim，法國(guó)諾盟公司。

1.1.3 設(shè)備。

粒選設(shè)備，意大利CEP公司；溫控系統(tǒng)PD30，Amos阿莫斯；蠕動(dòng)泵DK-S24，Siprem西博梅；活塞泵V-24 ，Padovan 帕多萬。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 基本操作。

葡萄原料確保完全一致，發(fā)酵罐體積為15噸，1號(hào)罐采用循環(huán)模式，2號(hào)罐采用壓帽模式。每罐入料12噸，每半小時(shí)輪流入罐，共計(jì)8小時(shí)完成。

1.2.2 入罐操作。

試驗(yàn)不做加酸處理，葡萄入罐前要輕度破碎，選擇釀制工藝前對(duì)衛(wèi)生情況要做必要的檢查，做好入罐準(zhǔn)備。

1）把2個(gè)空罐先充滿二氧化碳?xì)怏w

2）在入罐前葡萄中加入5克每百升的二氧化硫（在果漿泵中分5次加入）

3）在每罐口均勻加入4克每百升的新鮮橡木屑（每罐分5次加入）

4）入罐期間加入果膠酶VINOZYM VINTAGE4克每百升（每罐分5次加入）

5）入罐結(jié)束后通過蠕動(dòng)泵打一次均勻循環(huán)，量為整罐的汁液

1.2.3 冷浸漬。

入罐結(jié)束后馬上開啟溫控系統(tǒng)進(jìn)行冷浸漬將葡萄汁溫度降至3℃～5℃，用二氧化碳進(jìn)行封罐，保持溫度8天。

1.2.4 發(fā)酵及循環(huán)、壓帽。

恢復(fù)16℃加入酵母和酵母輔助劑啟動(dòng)蘋果酸-乳酸發(fā)酵，1號(hào)罐進(jìn)行循環(huán)操作，2號(hào)罐進(jìn)行壓帽操作，酒精發(fā)酵結(jié)束后利用二氧化碳進(jìn)行封罐。

1.2.5 葡萄酒指標(biāo)檢測(cè)。

參照嚴(yán)俊（2016）[19]，總酚的測(cè)定使用比色法，單寧的測(cè)定采用甲基纖維素沉淀法（MCP法）。

2.結(jié)果與分析

2.1 原料處理

在梅鹿輒葡萄采摘前，測(cè)定其總糖與總酸，計(jì)算兩者的比例，確定葡萄原料的成熟期后，開始采摘。如表2所示，葡萄的總糖高達(dá)210g/L，總酸為3.05g/L，酒精度為12.4%左右，因此，葡萄原料為高酸，高糖，高酒度。進(jìn)行葡萄汁原料兩種不同方法的測(cè)定，葡萄原料測(cè)定的理化指標(biāo)比較相似，有利于下面發(fā)酵試驗(yàn)的比較分析。而游離二氧化硫的添加，可抑制葡萄汁中有害乳酸菌生長(zhǎng)，具抗氧化特性。

葡萄進(jìn)行Glories檢測(cè)，總酚含量為57mg/L，花色苷萃取率為56%，說明花色苷物質(zhì)提取效率較高，而檢測(cè)葡萄籽的成熟度為40%，對(duì)其酚類物質(zhì)的種類及含量有重要影響，從而影響葡萄酒的感官風(fēng)味。

表2 兩種葡萄汁原料理化指標(biāo)測(cè)定Table 2 The measurement of physicochemical indexes for these two grape juices

2.2 基本理化指標(biāo)分析

在酒精發(fā)酵及，對(duì)其理化指標(biāo)進(jìn)行分析，如表3所示，對(duì)葡萄酒酒精度、總酸、pH、揮發(fā)酸及蘋果酸等進(jìn)行檢測(cè)，酒精發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)壓帽處理后，酒度稍有上升（13.09%），同時(shí)揮發(fā)酸的含量為0.35 g/L，比循環(huán)處理時(shí)揮發(fā)酸高0.06 g/L。同時(shí)，結(jié)果表明，葡萄酒中總酚，蘋果酸等含量也有不同程度的變化。其中，壓帽處理時(shí)總酚含量為9.1 mg/L，循環(huán)處理時(shí)總酚為8.6 mg/L。

表3 酒精發(fā)酵后兩種處理的理化分析Table3 Physical and chemical analysis of two treatments after alcohol fermentation

經(jīng)酒精發(fā)酵結(jié)束后，啟動(dòng)蘋果酸-乳酸發(fā)酵，并監(jiān)測(cè)蘋果酸和乳酸的變化，至MLF結(jié)束，對(duì)其中的理化指標(biāo)進(jìn)行分析，如表4所示，壓帽處理的葡萄酒中pH值為3.88，而循環(huán)處理后的葡萄酒的pH為3.8。而總酚的差異在兩種酒樣中是非常明顯的，循環(huán)處理后為9.1 mg/L，相較酒精發(fā)酵，其酚類物質(zhì)含量是減少的。

表4 蘋乳發(fā)酵后兩種處理的理化分析Table 4 Physical and chemical analysis of two treatments after malolactic fermentation

2.3 酚類物質(zhì)的分析

2.3.1 總酚。

在發(fā)酵前、中、后期，分別取樣檢測(cè)兩種處理后酒樣中的總酚物質(zhì)含量，結(jié)果如圖1，發(fā)現(xiàn)循環(huán)工藝和壓帽操作對(duì)酚類物質(zhì)的含量影響顯著。由圖可知，從酒精發(fā)酵初期至蘋果酸-乳酸發(fā)酵初期過程中，壓帽處理后的樣品中，總酚含量一直高于循環(huán)處理后的酒樣，差異顯著。在酚類物質(zhì)的成分上或多或少有一定的影響。因此，壓帽操作作用下，酚類物質(zhì)的萃取速度更快。至蘋果酸-乳酸發(fā)酵結(jié)束，兩種處理后的總酚含量接近，約為90 mg/L。

圖1 浸漬過程中總多酚的變化曲線Fig.1 The curve of total polyphenols in maceration

對(duì)于壓帽處理的葡萄酒，MLF結(jié)束后其酚類物質(zhì)含量會(huì)有一定的降低。這些下降可能源于降解作用（如花色苷的降解）和沉淀作用（如單寧-蛋白沉淀）。

相比于壓帽處理葡萄酒，通過結(jié)合反應(yīng)，循環(huán)的處理的酒則可以保留更好的保留酚類物質(zhì)，尤其是花色苷與單寧的結(jié)合。通過循環(huán)操作提供的少量空氣可以起到輕微的氧化作用，這對(duì)于結(jié)合反應(yīng)是非常有利的。

2.3.2 花色苷總量分析。

在整個(gè)酒精發(fā)酵的過程中，兩個(gè)不同處理發(fā)酵罐的花色苷總量的變化如圖2所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，循環(huán)操作的發(fā)酵罐中花色苷的萃取更加快速、劇烈。同樣地，循環(huán)操作在酒精發(fā)酵的后期萃取的花色苷最多。結(jié)果表明，循環(huán)工藝使發(fā)酵過程固體物質(zhì)與液體物質(zhì)更好地接觸，有利于花色苷的累積及提取。

圖2 花色苷總量隨時(shí)間的變化曲線Fig.2 The changes of total anthocyanin content over time

通常，花色苷是在酒精發(fā)酵早期最容易萃取出來的分子。相比起酒精發(fā)酵的晚期，花色苷在早期更快地就能萃取出來（圖3）。由圖3可知，循環(huán)操作和壓帽處理，表明從酒精發(fā)酵初期至結(jié)束，花色苷含量先快速上升，且前者在發(fā)酵中期時(shí)，花色苷含量上升速率高于后者。最后均在酒精發(fā)酵之后，花色苷含量開始降低，降至750 mg/L左右。事實(shí)上，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)部分的花色苷被發(fā)酵罐里的固體部分吸收了。

圖3 浸漬過程中花色苷總量的變化曲線Fig.3 The curve of total anthocyanin in maceration

2.3.3 單寧含量分析。

在整個(gè)發(fā)酵過程中，監(jiān)測(cè)單寧物質(zhì)含量的變化，結(jié)果如圖4所示，發(fā)現(xiàn)與花色苷的萃取相反，在發(fā)酵結(jié)束和倒罐時(shí)期，相較循環(huán)操作，壓帽工藝可以提取獲得更多的單寧物質(zhì)，高達(dá)0.2g/L。試驗(yàn)表明可能由于壓帽操作的動(dòng)力作用，更容易的將單寧釋放到發(fā)酵液體中，而循環(huán)操作，單寧物質(zhì)含量上升速率卻相對(duì)較高。

圖4 浸漬過程中的單寧總量Fig.4 The total amount of tannin during maceration

2.4 酒體顏色

在發(fā)酵結(jié)束后，進(jìn)行倒罐處理，并檢測(cè)兩種處理后，酒樣的顏色變化表現(xiàn)，如圖5所示。結(jié)果表明循環(huán)和壓帽工藝處理，對(duì)葡萄酒的顏色影響差異不大，兩個(gè)發(fā)酵罐中的樣酒擁有相同的顏色強(qiáng)度（ICM=2.5），兩種酒樣也具有相同的色調(diào)值，為0.5（圖5）。

圖5 分離倒罐時(shí)葡萄酒的顏色強(qiáng)度與色調(diào)Fig.5 The color intensity and tone of the wine as separating the cane

2.5 感官分析

2.5.1 三角分析。

24位評(píng)委中有14人發(fā)現(xiàn)了不同的葡萄酒，并且在置信區(qū)間為95%的前提下，對(duì)測(cè)試中正確答案的數(shù)據(jù)表進(jìn)行了分析。結(jié)果表明在95%的置信區(qū)間下，葡萄酒樣品間是存在顯著差異的。

2.5.2 對(duì)比分析。

對(duì)比分析完成，其中只顯示出2個(gè)描述詞語明顯的不同（圖6）。

圖6 對(duì)比分析結(jié)果Fig.6 Pair test results

壓帽操作處理后，葡萄酒在外觀，香氣，顏色等方面，無明顯優(yōu)勢(shì)；然而其口感復(fù)雜性增加明顯，如苦味，生青味，澀度等（顯著性的置信區(qū)間為95%）。壓帽操作的葡萄酒含有更多的單寧（顯著性的置信區(qū)間為95%），比較葡萄酒結(jié)構(gòu)，平衡性可知，結(jié)構(gòu)感較差，可能影響酒的整體評(píng)價(jià)。

2.5.3 偏好分析。

兩種處理樣酒間的區(qū)別并不是很顯著。但是，循環(huán)操作的葡萄酒似乎更加平衡，且顏色更深，香氣更濃郁；壓帽處理的葡萄酒則更加復(fù)雜，生青味重，單寧的感覺更收斂。

圖7 偏好分析結(jié)果Fig.7 The results of preference analysis

3.結(jié)論

本文探究壓帽和循環(huán)工藝對(duì)葡萄酒品質(zhì)的影響及兩種工藝的差異。雖然循環(huán)和壓帽都可以增加葡萄汁與固體成分的接觸從而提高葡萄酒中有益成分的浸提，但是葡萄品種、原料狀態(tài)和其他工藝操作都對(duì)兩種工藝能夠產(chǎn)生的作用形成非常不同的影響[20]。為此，本文主要以小樹齡梅鹿輒為葡萄原料，研究在小樹齡葡萄釀造過程中兩種工藝對(duì)葡萄酒品質(zhì)的影響差異。通過檢測(cè)兩種工藝釀造后的葡萄酒的各項(xiàng)指標(biāo)，證明采取循環(huán)和壓帽兩種工藝，葡萄酒的基本理化指標(biāo)基本保持一致。而循環(huán)和壓帽處理的葡萄酒，其酚類物質(zhì)的變化情況出現(xiàn)差異。相比循環(huán)處理酚類物質(zhì)的持續(xù)升高，壓帽處理的葡萄酒在蘋乳發(fā)酵后酚類物質(zhì)含量會(huì)有一定的降低，降低約10%；而且單寧含量更高，高處0.3-0.4 g/l；相比壓帽處理，循環(huán)處理的葡萄酒中花色苷的萃取速率更快。利用循環(huán)和壓帽兩種工藝操作，葡萄酒顏色強(qiáng)度和色調(diào)沒有太大差異。關(guān)于壓帽和循環(huán)兩種工藝對(duì)葡萄酒其他酚類物質(zhì)的不同分類和香氣成分的影響需要進(jìn)行深入研究。

[1]Kutlesa,Z.and D.B.Mrsic (2016).“Wine and bone health: a review.” Journal of Bone and Mineral Metabolism 34(1): 11-22.

[2]Mattivi,F.,R.Guzzon,U.Vrhovsek,M.Stefanini and R.Velasco(2006).“Metabolite profiling of grape : Flavonols and anthocyanins.”Journal of Agricultural and Food Chemistry 54(20): 7692-7702.

[3]Kennedy,J.A.(2008).“Grape and wine phenolics:Observations and recent findings.” Ciencia E Investigacion Agraria 35(2): 107-120.

[4]Proestos C,Bakogiannis A,Psarianos C,et al.(2005).High performance liquid chromatography analysis of phenolic substances in Greek wines [J].Food Control,16: 319-323.

[5]Boselli E,Minardi M,Giomo A,et al.Phenolic composition and quality of white d.o.c.wines from Marche(Italy)(2006).Analytica Chimica Acta,563: 93-100.

[6]孫翔宇.單品種葡萄酒、商業(yè)葡萄酒酚類物質(zhì)分析及發(fā)酵時(shí)去籽時(shí)間對(duì)葡萄酒中酚類物質(zhì)含量影響[D].陜西師范大學(xué),2013.

[7]王宏.寧夏干紅葡萄酒陳釀過程中酚類物質(zhì)及顏色的變化規(guī)律研究[D].寧夏大學(xué),2015.

[8]馬錦錦.葡萄和葡萄酒中酚類物質(zhì)及原花色苷聚合度的研究[D].陜西師范大學(xué),2014.

[9]Lukic,I.,I.Budic-Leto,M.Bubola,K.Darnijanic and M.Stayer(2017).“Pre-fermentative cold maceration,soignee,and various thermal treatments as options for modulating volatile aroma and phenol profiles of red wine.” Food Chemistry 224: 251-261.

[10]Gonzalezneves,G.,Favre,G.,Piccardo,D.,& Gil,G.(2015).Anthocyanin profile of young red wines of Tannat,Syrah and Merlot made using maceration enzymes and cold soak.International Journal of Food Science and Technology,51(1),260-267.

[11]Zhang,S.,Petersen,M.A.,Liu,J.,& Toldamandersen,T.B.(2015).Influence of Pre-Fermentation Treatments on Wine Volatile and Sensory Profile of the New Disease Tolerant Cultivar Solaris.Molecules,20(12),21609-21625.

[12]Wang,J.,Huo,S.,Zhang,Y.,Liu,Y.,& Fan,W.(2016).Impact of various maceration techniques on the phenolic and volatile composition of Chenin Blanc wines.International Journal of Food Science and Technology,51(11),2360-2366.

[13]Aleixandretudo,J.L.,Alvarez,I.,Lizama,V.,Nieuwoudt,H.H.,Garcia,M.J.,Aleixandre,J.L.,& Du Toit,W.(2016).Modelling phenolic and volatile composition to characterize the effects of pre-fermentative cold soaking in Tempranillo wines.Lwt - Food Science and Technology,193-200.

[14]Perezlamela,C.,Garciafalcon,M.S.,Simalgandara,J.,&Orriolsfernandez,I.(2007).Influence of grape variety,vine system and enological treatments on the colour stability of young red wines.Food Chemistry,101(2),601-606.

[15]FEUILLAT M.,PEYRON D.,1998.Influence du système de cuvaison pigeage/remontage sur la composition phénolique des vins.Dans : ?nologie,Flanzy,p773.

[16]R.Pessina,2006.Influence of different skin/juice mixing practices and oxygen supply on the composition of Aglianico red wine.Università degli Studi di Foggia,Italy.

[17]J.Marais,2003.Effect of Different Wine-Making Techniques on the Composition and Quality of Pinotage Wine.II.Juice/Skin Mixing Practices.ARC Infruitec-Nietvoorbij,South Africa.

[18]Ulrich Fischer,2000.Impact of fermentation technology on the phenolic and volatile composition of German red wines.International Journal of Food Science and Technology,no35,p81/94.Staatliche Lehrund Forschungsanstalt Neustadt,Germany.

[19]嚴(yán)俊.不同烘烤度橡木片對(duì)葡萄酒陳釀?dòng)绊懙难芯縖D].西北農(nóng)林科技大學(xué),2016.

[20]蔡建.發(fā)酵前處理工藝對(duì)天山北麓‘赤霞珠’葡萄酒香氣改良研究[D].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2014.

劉樹文