無核紫葡萄干燥特性及葡萄酒釀造工藝研究

□ 楊四杰 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)

1 引言

通過現(xiàn)階段的葡萄酒釀造工藝分析可以了解到，一般情況下葡萄酒多采用皮汁分離的原料處理工藝，在選擇原料時(shí)也注重短時(shí)間內(nèi)果皮、果肉的混合發(fā)酵，最終形成桃紅色葡萄酒。但是與其他農(nóng)產(chǎn)品的干燥過程相比，葡萄的干燥過程比較復(fù)雜，且葡萄表皮附著的蠟質(zhì)也使得需針對(duì)性地開展技術(shù)研究工作。

2 當(dāng)前的葡萄制干技術(shù)模式

2.1 自然干燥

葡萄的品種劃分為有核葡萄與無核葡萄，烘干用的葡萄一般選擇含糖量較大的無核葡萄制作，目的在于保障制作后的產(chǎn)品甜度。葡萄的干燥方法中，自然干燥不需要特殊設(shè)備，包括陰干與曬干兩種方式。自然干燥的過程中會(huì)將葡萄串?dāng)[在蘆葦席之上，之后在不斷地進(jìn)行翻動(dòng)，干后的葡萄粒也會(huì)脫離果柄掉落。不同的葡萄種類在數(shù)量、預(yù)加工方式上有所差異，烘干結(jié)束后的葡萄經(jīng)雜質(zhì)篩選后，其葡萄成品質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)即可用于儲(chǔ)存。

但需要注意的是，這種傳統(tǒng)自然干燥工藝存在著一些顯著問題，包括時(shí)間過長(zhǎng)、產(chǎn)品損失情況嚴(yán)重、空間利用不足等問題，在一定程度上可能會(huì)影響葡萄制品本身的質(zhì)量。無核葡萄在干燥過程中本身也會(huì)面臨腐爛問題，尤其是一些多雨季節(jié)出現(xiàn)腐爛的情況更加嚴(yán)重，出現(xiàn)減產(chǎn)。因而木刺掛晾方法通常用于防止腐爛，然而產(chǎn)品褐變問題也隨之出現(xiàn)。對(duì)此，需分析自然干燥環(huán)節(jié)下的擴(kuò)散系數(shù)與產(chǎn)品品質(zhì)之間的關(guān)系，測(cè)定葡萄干燥速度與晾房?jī)?nèi)空氣濕度、氣流速度等之間的關(guān)系，這些研究結(jié)果對(duì)于優(yōu)化晾曬條件，縮短干燥周期，提升葡萄干燥的產(chǎn)量和質(zhì)量方面都具有重要的參考作用。但總體來看由于自然晾干過程無法做到完全人為控制，受自然環(huán)境的影響程度大，生產(chǎn)的連續(xù)性無法保障，最終仍然需要在技術(shù)上作出調(diào)整。

2.2 太陽(yáng)能干燥

太陽(yáng)能干燥同樣是利用太陽(yáng)輻射能與太陽(yáng)能干燥設(shè)備來進(jìn)行的干燥作業(yè)。這種作業(yè)需要大面積的場(chǎng)地支持，同時(shí)也需要較長(zhǎng)的干燥周期，勞動(dòng)強(qiáng)度較大。與前文提到的自然干燥相似，該方法也無法控制外界的環(huán)境因素，例如雨水帶來的霉變腐爛問題等。不過太陽(yáng)能干燥方法作為一種清潔可再生的干燥方式，受到了技術(shù)層面的廣泛關(guān)注。因?yàn)樘?yáng)能干燥可以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大多數(shù)情況下的低溫干燥要求，可以將其作為農(nóng)產(chǎn)品干燥的一種可參考方式。相關(guān)的研究中也提到了太陽(yáng)能干燥對(duì)葡萄干制的技術(shù)支持，對(duì)比傳統(tǒng)設(shè)備提出規(guī)?；a(chǎn)的可能性。

另外有研究分析了太陽(yáng)能與空氣熱能之間的聯(lián)系，利用不同的熱源作為干燥加工手段滿足果品干制所需求的干燥工藝要求，不存在干燥過程中的污染問題，產(chǎn)品質(zhì)量安全在一定程度上得到了提升。在我國(guó)新疆當(dāng)?shù)?，太?yáng)能制干裝置已經(jīng)正式投入在葡萄干的生產(chǎn)過程當(dāng)中。

2.3 機(jī)械干燥

機(jī)械干燥需要通過技術(shù)手段來輔助，例如熱風(fēng)干燥，葡萄出干率較好，能夠保持良好的產(chǎn)品色澤與風(fēng)味。另外氣流干燥也能解決產(chǎn)品品質(zhì)與干燥效率方面的問題，因?yàn)闅怏w本身具有較高的速度，可以在沖擊物料表面時(shí)與物料之間形成邊界層，能耗低、傳熱速率控制情況良好，可以起到良好的節(jié)能作用。以無核紫葡萄為例，其干燥過程存在三個(gè)階段，即預(yù)熱階段、恒速干燥階段、降速干燥階段，風(fēng)速和風(fēng)溫提升時(shí)干燥時(shí)間明顯縮短，溫度條件控制在良好的條件下，可以讓干燥時(shí)間大幅縮短。

近年來的研究過程中也逐漸地對(duì)微波干燥進(jìn)行了討論，微波技術(shù)的應(yīng)用過程中也會(huì)和其它技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，溫度較低的情況下可以相對(duì)穩(wěn)定地保留食物本身的感官品質(zhì)。微波本身還具有殺菌作用，相對(duì)而言還可以延長(zhǎng)食物的保質(zhì)期，這一方面的生產(chǎn)效率問題、能耗問題也會(huì)成為今后的研究重點(diǎn)。

而有關(guān)真空干燥、遠(yuǎn)紅外干燥的方式在我國(guó)也得到了推廣應(yīng)用，但是在葡萄干燥領(lǐng)域內(nèi)仍然屬于較新的技術(shù)，在此不作過多贅述。

3 無核紫葡萄干燥特性分析

農(nóng)產(chǎn)品的干燥過程是一種復(fù)雜的熱質(zhì)傳遞過程，受到物料本身的結(jié)構(gòu)、形狀等多個(gè)方面影響的，同時(shí)也會(huì)因?yàn)榧訜岱绞降牟町惗a(chǎn)生條件的變化。熱風(fēng)干燥作為葡萄干燥的最典型方式之一，對(duì)其干燥特性的研究也具有代表性，即在不同溫度條件下對(duì)于干燥動(dòng)力學(xué)指標(biāo)產(chǎn)生的影響，可以為干燥工藝的改進(jìn)提供技術(shù)理論基礎(chǔ)[1]。

3.1 實(shí)驗(yàn)材料設(shè)備

實(shí)驗(yàn)材料選擇新鮮的無核紫葡萄，選擇無破損與病蟲害的原材料，為同一批次采摘，然后將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品放于冷凍庫(kù)內(nèi)。

實(shí)驗(yàn)儀器包括電子天平、數(shù)顯卡尺、恒溫恒濕試驗(yàn)機(jī)。

3.2 實(shí)驗(yàn)過程

分別選擇顏色、大小比較接近的葡萄，將其放置在3.5%（w/w）的促干劑溶液中浸泡，之后將樣品取出，在干燥之前將所有的殘余水分控干，然后將處理完畢的樣品分為A和B兩個(gè)部分。稱重等一系列過程應(yīng)盡量保持樣品的完整性。恒溫恒濕設(shè)備調(diào)整至相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行烘干，實(shí)驗(yàn)溫度選擇30、40 ℃兩個(gè)水平，空氣濕度保持在30%，風(fēng)速保持在3 m/s。含濕率的計(jì)算方式如式（1）。

式（1）中：M為含水率，m為濕重，md為干粒重

具體來看，對(duì)于含有水分的物料來說表面存在水蒸氣分壓，在物料周圍空氣的相互作用下，在受到水蒸氣分壓力的影響下，濕的物料變干，物料表面會(huì)從空氣中吸收水蒸氣，在相對(duì)平衡的狀態(tài)下，物料的含水率就被稱為平衡含水率。試驗(yàn)過程中的干燥過程為恒溫、恒濕過程，樣品質(zhì)量不會(huì)較大變化時(shí)，此時(shí)的含水率就可以被視為平衡含水率，也標(biāo)志著干燥過程的結(jié)束[2]。

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

葡萄在采收之后的存儲(chǔ)時(shí)間差異、含水率差異等都會(huì)體現(xiàn)在數(shù)值方面，干燥過程中的樣品變化趨勢(shì)也基本相似，干燥溫度增加，單位時(shí)間內(nèi)的曲線變化情況也保持固定，但是在后期要去除結(jié)合水，在結(jié)果上可能存在一些出入。外界的干燥條件決定了干燥速率之間的差異，干燥速度不發(fā)生明顯變化，不隨著物料水分含量而變化，在后期，葡萄出現(xiàn)顯著的干燥速度減緩階段，說明其表面的水分較少，自由水基本已經(jīng)被去除，一直持續(xù)到整個(gè)干燥過程結(jié)束。

3.4 干燥模型的選擇

干燥本身是一個(gè)較為復(fù)雜的加工過程，與干燥外部條件的溫度、干燥方式、濕度等之間具有密切聯(lián)系。但是在實(shí)際生產(chǎn)的過程中，可以通過大量的實(shí)驗(yàn)來建立不同參數(shù)和溫度之間的相關(guān)性方程，同時(shí)改進(jìn)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，采用數(shù)學(xué)模型可以相對(duì)完善地對(duì)干燥過程進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)改進(jìn)干燥過程和技術(shù)條件，脫離現(xiàn)有的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。

3.5 總結(jié)

從熱風(fēng)干燥特性角度來看，大部分干燥過程都處于降速干燥階段，干燥過程中葡萄表皮產(chǎn)生的皺縮現(xiàn)象會(huì)影響到其內(nèi)部水分的擴(kuò)散，而葡萄的干燥后期需要進(jìn)行內(nèi)部條件控制，溫度越高，長(zhǎng)徑皺縮減小，對(duì)于幾何尺寸產(chǎn)生的影響同樣較小。葡萄干的預(yù)處理過程對(duì)于其品質(zhì)影響有所差異，如經(jīng)過清水處理的葡萄干燥速度較慢，出現(xiàn)腐爛霉變的可能性較高，經(jīng)過碳酸鈉處理的樣品可以提升干燥速率等，在干燥過程中應(yīng)視情況選擇不同的預(yù)處理方案[3]。

4 葡萄酒釀造工藝分析

4.1 傳統(tǒng)釀造工藝

傳統(tǒng)釀造工藝當(dāng)中的操作比較接近，都包括原料的選擇和優(yōu)化、葡萄去皮、破碎、過程控制等。葡萄處理過程中應(yīng)避免一些不必要的機(jī)械損傷，例如葡萄相互間的磨損導(dǎo)致的沉淀物堆積等。而葡萄汁的制備過程本身就是利用不同的壓縮技術(shù)來進(jìn)行汁液的排出。紫葡萄酒的榨汁工程中也會(huì)出現(xiàn)自流汁與壓榨汁，其中自流汁所占比例較大，隨著壓榨次數(shù)的增加，榨汁質(zhì)量會(huì)隨之降低，可加入一定量的二氧化硫來抑制微生物的形成，促進(jìn)風(fēng)味物質(zhì)的揮發(fā)等，但應(yīng)注意添加量，不可影響到人們的身體健康。

葡萄酒的發(fā)酵過程通常包含兩個(gè)方面，即乙醇發(fā)酵和蘋果酸、乳酸發(fā)酵過程。某些葡萄酒是在乙醇發(fā)酵結(jié)束后，再進(jìn)行后續(xù)工藝，不過都應(yīng)該盡快進(jìn)行酒精發(fā)酵避免乳酸病的出現(xiàn)[4]。

4.2 超低溫釀造工藝

超低溫釀造工藝應(yīng)立足于解決機(jī)械處理過程中存在的問題，從釀酒工藝方面的改良出發(fā)，降低不利因素出現(xiàn)的可能性。這項(xiàng)工藝的核心內(nèi)容在于將發(fā)酵階段的溫度始終保持在恒定溫度6 ℃。對(duì)于某些生產(chǎn)原料來說，6 ℃是發(fā)酵臨界溫度，也需要確定葡萄的品種與不同的釀酒特性，選擇適合于溫度區(qū)間的酵母來輔助葡萄酒的生產(chǎn)過程。

這一階段的主要控制點(diǎn)可以總結(jié)為壓榨葡萄原料、分離葡萄源質(zhì)、發(fā)酵與倒罐等。超低溫工作法在現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)過程中也可以發(fā)揮較好的作用。

5 結(jié)語(yǔ)

研究不同條件下無核紫葡萄的干燥特性與產(chǎn)品品質(zhì)之間的關(guān)系，也可以掌握顏色變化特性、變色成分結(jié)構(gòu)變化等方面的內(nèi)容，以此為基礎(chǔ)選擇葡萄的合理干燥范圍溫度，同時(shí)分析不同的預(yù)處理方式對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的作用，旨在縮短干燥時(shí)間，最大化保障產(chǎn)品品質(zhì)，與之相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品釀造工藝也將成為后續(xù)研究的核心內(nèi)容之一。