劉曉燕,杜展成,張小月,單志強(qiáng),蔡軍社,李學(xué)文*
(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830052;2.新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所,新疆 吐魯番 838200;3.新疆芳香莊園酒業(yè)股份有限公司,新疆 和碩 841200)
馬瑟蘭(Marselan)是由法國(guó)農(nóng)科院(Unité expérimentale du Domaine de Vassal,INRA)的葡萄育種專家PAUL TRUEZ育成[1],雜交親本為赤霞珠×歌海娜,因此兼具歌海娜的耐熱性與赤霞珠的細(xì)致感[2]。該品種于2001年由懷來產(chǎn)區(qū)的中法莊園引進(jìn)中國(guó),品種特點(diǎn)為環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、易種植、產(chǎn)量高,且對(duì)常見病害的抗性強(qiáng),目前種植面積不算大,但極具潛力[3],目前在中國(guó)的總種植面積為267 hm2左右[4]。用馬瑟蘭釀造的干紅葡萄酒品質(zhì)優(yōu)良,顏色紫黑不透光;酒體中等,單寧柔和,結(jié)構(gòu)平衡;典型香氣有桑葚、荔枝、薄荷、紫羅蘭等,在干旱少雨的年份甚至?xí)袩熝兜南銡鈁1]。該葡萄品種憑借自身優(yōu)勢(shì),日益被廣大種植者和消費(fèi)者重視,被認(rèn)為是釀酒界的可造之材[5]。因此,研究釀造過程對(duì)馬瑟蘭葡萄酒品質(zhì)的影響對(duì)充分激發(fā)馬瑟蘭的釀酒特性,提高其葡萄酒品質(zhì)具有重要意義。
已有研究表明,在不銹鋼發(fā)酵罐中加入橡木片可以起到與葡萄酒在橡木桶中發(fā)酵類似的作用,且相比于橡木桶,橡木制品具有價(jià)格便宜、操作簡(jiǎn)便、限制性小、選擇性廣泛等優(yōu)點(diǎn),在保證葡萄酒酒品質(zhì)的同時(shí)可顯著縮短葡萄酒生產(chǎn)和上市周期,節(jié)約生產(chǎn)成本,提高效率與效益[6]。橡木制品的添加通過增大葡萄酒的接觸面積,能在較短時(shí)間內(nèi)釋放出更多提高葡萄酒品質(zhì)的有益組分,這些組分會(huì)與葡萄酒中的某些成分發(fā)生復(fù)雜的氧化、聚合等反應(yīng)[7],從而提高葡萄酒色素的穩(wěn)定性、醇厚感及香氣復(fù)雜度,改變葡萄酒的外觀顏色、口感等[8]。很多地區(qū)在葡萄酒釀造過程中對(duì)橡木制品的使用也日益廣泛[7],2006年歐盟修訂了允許在葡萄酒中使用橡木制品的法規(guī),激起了釀酒者的熱潮,更加推進(jìn)了對(duì)橡木制品的研究與應(yīng)用[9]。大量研究發(fā)現(xiàn),無論在發(fā)酵前、發(fā)酵中或陳釀期添加橡木制品都有益于葡萄酒中酚類物質(zhì)的提升[10]、顏色的增紅與穩(wěn)定[11]及香氣復(fù)雜度的增加[12-13]。
橡木片烘烤度的不同與添加量的多少是影響葡萄酒顏色、香氣、口感發(fā)生變化的重要因素之一。現(xiàn)有研究多集中在發(fā)酵前[8,14]或陳釀階段[15-16]添加橡木制品對(duì)葡萄酒品質(zhì)的影響。本研究以新疆和碩葡萄酒產(chǎn)區(qū)的紅色釀酒葡萄馬瑟蘭為原料釀造干紅葡萄酒,在酒精發(fā)酵中期添加3種不同烘烤度及3種不同添加量的橡木片,待蘋果酸乳酸發(fā)酵結(jié)束后,探究發(fā)酵中期添加不同烘烤度與添加量的橡木片處理對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒酚類物質(zhì)及顏色參數(shù)的影響,以期為橡木片的利用以及馬瑟蘭干紅葡萄酒的釀造工藝提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。
釀酒葡萄原料(馬瑟蘭):于2019年9月采收自新疆和碩釀酒產(chǎn)區(qū),經(jīng)檢測(cè)原料可溶性固形物含量為23.2%,可滴定酸為6.1 g/L(以酒石酸計(jì))。
橡木片(無烘烤度橡木片(8 NT)、中度烘烤橡木片(8 MT)、重度烘烤橡木片(8 HT)):上海鼎唐國(guó)際貿(mào)易有限公司。
釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)F15、乳酸菌LALVIN 31:法國(guó)Lallemand公司。
葡萄糖、體積分?jǐn)?shù)95%的乙醇、體積分?jǐn)?shù)30%過氧化氫、無水乙醇(均為分析純):天津永晟精細(xì)化工有限公司;硫酸銅、酚酞、氯化鉀、醋酸鈉、酒石酸鉀鈉、沒食子酸、鎢酸鈉、次甲基藍(lán)、甲基紅(均為分析純):天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司;鹽酸(分析純):四川西隴化工有限公司;磷酸、無水碳酸鈉、硫酸鋰、溴水(均為分析純):天津市北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開發(fā)有限公司;氫氧化鈉(分析純):天津市鑫鉑特化工有限公司;鉬酸鈉(分析純):天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。
PL303電子天平:梅特勒-托利多儀器上海有限公司;PHS-3CPH計(jì):上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;TU-1810APC紫外可見分光光度計(jì):北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;DZKW-S-6數(shù)顯恒溫水浴鍋:北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司;DW-40L 92海爾醫(yī)用低溫保存箱:青島海爾特種電器有限公司;PH-070A干燥培養(yǎng)兩用箱:上海一恒科技有限公司。
1.3.1 馬瑟蘭干紅葡萄酒釀造工藝操作要點(diǎn)
馬瑟蘭葡萄經(jīng)挑選(除去霉?fàn)€果、青果粉果、雜質(zhì)等)后除梗破碎,裝入60 L不銹鋼發(fā)酵罐中(裝罐量為80%),添加偏重亞硫酸鉀(60 mg/L),果膠酶(30 mg/L),并添加活化好的釀酒酵母F15(0.2 g/L)啟動(dòng)酒精發(fā)酵,酒精發(fā)酵第4天時(shí)按照表1添加橡木片進(jìn)行處理,酒精發(fā)酵結(jié)束后,進(jìn)行皮渣分離,之后加入乳酸菌LALVIN 31(0.3 g/L)進(jìn)行蘋果酸-乳酸發(fā)酵,發(fā)酵結(jié)束后倒罐,即將葡萄酒引入潔凈的不銹鋼桶中,除去罐底酒泥等雜質(zhì),并加入皂土(溶于25倍體積水中,充分溶解后,均勻加入酒中)沉靜48 h進(jìn)行澄清處理,而后裝瓶用于檢測(cè)分析。
表1 酒精發(fā)酵中期橡木片添加方案Table 1 Adding plan of oak chips in the middle stage of alcohol fermentation
1.3.2 常規(guī)理化指標(biāo)測(cè)定方法
總糖、pH、總酸(以酒石酸計(jì))、酒精度、干浸出物、游離二氧化硫、總二氧化硫、揮發(fā)酸(以乙酸計(jì))的檢測(cè):按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》,每項(xiàng)指標(biāo)重復(fù)3次(下同)。
1.3.3 酚類物質(zhì)的測(cè)定方法
總酚含量的測(cè)定:采用福林-肖卡比色法[17];單寧含量的測(cè)定:參照RAJKOVIC′ M B等[18]的方法;總花色苷含量的測(cè)定:參照翦祎等[19]的pH示差法。
1.3.4 CIELab值的測(cè)定方法
參照參考文獻(xiàn)[20]的方法,取酒樣5 mL,用0.22 μm濾膜進(jìn)行過濾,將過濾后的樣品進(jìn)行10倍稀釋,裝入0.2 cm石英比色皿中,分別測(cè)定樣品在波長(zhǎng)450 nm、520 nm、570 nm、630 nm處的吸光度值(A),根據(jù)公式計(jì)算出三色值X、Y、Z值,繼而得CIELab參數(shù)L*值、a*值、b*值,通過公式Cab*=,hab=ArcTan(b/a),ΔEab*=分別計(jì)算葡萄酒的色彩飽和度、色調(diào)角和色差值。
1.3.5 數(shù)據(jù)處理
通過Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),利用SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析,應(yīng)用Origin 8.5軟件繪圖。
由表2可知,所檢測(cè)樣品的總糖、總酸、揮發(fā)酸、酒精度、干浸出物、游離二氧化硫、總二氧化硫均符合GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中對(duì)干紅葡萄酒的要求,說明釀造的葡萄酒樣品均為合格產(chǎn)品。
表2 橡木片處理馬瑟蘭干紅葡萄酒常規(guī)理化指標(biāo)Table 2 Conventional physicochemical indexes of Marselan dry red wine treated with oak chips
分析橡木片處理對(duì)葡萄酒理化指標(biāo)的影響發(fā)現(xiàn),添加橡木片顯著降低了葡萄酒中總糖(N2、M1、M2、H2除外)、總酸(M1、M2除外)、揮發(fā)酸(N2除外)含量(P<0.05),而葡萄酒N2、M1、M2、H2的酒精度顯著高于對(duì)照(P<0.05),葡萄酒N2、M2、M3、H1的干浸出物含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05),分別提升了7.1%、7.1%、5.2%、7.3%,表明橡木片處理對(duì)干紅葡萄酒浸出物含量有提升作用,這與李斌斌等[21]的研究結(jié)果相似。
2.2.1 橡木片處理對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒單寧含量的影響
橡木片烘烤度及添加量的變化對(duì)葡萄酒中單寧含量的影響如圖1所示。由圖1可知,樣品N1、M1、H1中單寧含量均有顯著升高(P<0.05),分別提升23.78%、8.8%、28.46%;1 g/L添加量時(shí)除樣品N2外,其他兩組均顯著高于對(duì)照組(P<0.05),其中M2升高最多,提升28.65%,其次為樣品H2;2 g/L添加量時(shí)隨烘烤度的上升單寧含量顯著升高(樣品N3升高但不顯著)(P<0.05),其中樣品M3單寧含量最高達(dá)到2 290.61mg/L,比對(duì)照組增加38.60%;相同烘烤度中,添加中度烘烤橡木片酒樣單寧含量變化規(guī)律最明顯,隨添加量的增加有明顯上升趨勢(shì),樣品M3較M1提升27.40%,整體而言,樣品H1、M2、M3上升最明顯,其次為樣品N1、H2、H3,說明隨著橡木片的添加量與烘烤度的增加對(duì)葡萄酒的單寧含量均產(chǎn)生積極影響,這與莫寅斌等[22]的研究結(jié)果有相似之處。
圖1 橡木片處理對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒中單寧含量的影響Fig.1 Effect of oak chips treatment on the tannin contents of Marselan dry red wine
2.2.2 橡木片處理對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒總酚含量的影響
隨著橡木片添加量的增加與烘烤度的上升,對(duì)葡萄酒中總酚含量的影響如圖2所示。由圖2可知,0.5 g/L添加量中3種烘烤度橡木片酒樣中總酚含量顯著升高(P<0.05),其中添加中度烘烤橡木片酒樣總酚含量最高,較CK提升了13.40%;1.0 g/L添加量時(shí)除未經(jīng)烘烤橡木片酒樣外,其他組相較CK均有提升,其中添加重度烘烤度橡木片酒樣中總酚含量最高,比對(duì)照組提升34.30%;20 g/L添加量時(shí)添加中度烘烤度橡木片酒樣中總酚含量最高,相較CK差異顯著(P<0.05),總酚含量提升10.6%,說明適當(dāng)?shù)暮婵径然蛱砑恿康南鹉酒梢越岢龈嘤幸嫫咸丫破焚|(zhì)的酚類物質(zhì)單,提升酒樣中總酚的含量,與劉凡等[8]的研究結(jié)果相似,這是由于浸出了黃酮類復(fù)雜的酚類物質(zhì)[23],干浸出物含量升高。
圖2 橡木片處理對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒中總酚含量的影響Fig.2 Effect of oak chips treatment on total phenolic contents of Marselan dry red wine
2.2.3 橡木片處理對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒總花色苷含量的影響
在發(fā)酵過程中添加不同橡木片處理,對(duì)葡萄酒中花色苷含量影響如圖3所示。由圖3可知,在0.5 g/L添加量下,樣品M1、H1與CK相比酒樣中總花色苷含量顯著提升(P<0.05),分別增加了4.0%、1.8%;1.0 g/L添加量中只有樣品H2中總花色苷含量顯著高于CK組(P<0.05),其總花色苷含量提升了12.10%,2.0 g/L添加量中,樣品M3與H3中總花色苷含量顯著高于CK組(P<0.05),分別提升了10.28%、2.5%,而添加無烘烤度橡木片對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒中總花色苷無積極影響,除樣品N2與CK無顯著性差異外,其他組均顯著低于對(duì)照組(P<0.05),說明添加重度烘烤或適量中度烘烤橡木片對(duì)葡萄酒中總花色苷含量有積極作用,這可能是橡木制品的加入對(duì)花色苷類物質(zhì)的浸提有促進(jìn)作用的結(jié)果[24]。
圖3 橡木片處理對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒中總花色苷含量的影響Fig.3 Effect of oak chips treatment on the total anthocyanins contents of Marselan dry red wine
顏色是體現(xiàn)葡萄酒品質(zhì)的重要指標(biāo)之一,CIELab系統(tǒng)[24]由國(guó)際照明協(xié)會(huì)(Commission international de I'eclairage,CIE)制定,是客觀檢測(cè)葡萄酒顏色數(shù)據(jù)的有效手段。其中L*、a*、b*值分別表示葡萄酒的亮度值、紅/綠色、黃/藍(lán)色。L*值越大,表明葡萄酒顏色亮度越高;當(dāng)a*值>0時(shí),表示葡萄酒的顏色為紅色調(diào);當(dāng)b*值>0時(shí),表示葡萄酒顏色呈黃色調(diào)。
2.3.1 橡木片處理對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒L*值的影響
由表3可以發(fā)現(xiàn),橡木片處理對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒的顏色亮度有顯著性影響。隨著橡木片添加量的增加及烘烤度的提升,酒樣L*值基本呈下降趨勢(shì),其中樣品M2、M3、H2、H3較CK組降低最多,分別降低了9.95%、10.28%、10.75%、10.87%。比較橡木片不同添加量對(duì)酒樣L*值的影響發(fā)現(xiàn),樣品M3相較M2降低了0.36%,樣品H3相較H2降低了1.50%。比較橡木片不同烘烤度對(duì)酒樣L*值的影響發(fā)現(xiàn),同一添加量中樣品H2相較于M2降低了0.89%,樣品H3相較于M3降低了0.66%,此外,添加中度與重度烘烤橡木片的酒樣L*值明顯低于未添加及添加未經(jīng)烘烤橡木片的酒樣。L*值越低,表示葡萄酒亮度越小,顏色越深,說明隨著橡木片烘烤強(qiáng)度的上升及添加量的增加葡萄酒的顏色在逐漸加深。
表3 馬瑟蘭干紅葡萄酒樣品CIELab顏色參數(shù)Table 3 CIELab color parameters of Marselan dry red wine samples
2.3.2 橡木片處理對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒a*值的影響
葡萄酒的a*值表示紅色色調(diào)的高低,其正向值越大說明葡萄酒顏色越趨于紅色,外觀品質(zhì)越好。由表3可知,隨著橡木片添加量的增加與烘烤度的提升,酒樣的a*值均為正且逐漸增加。其中中度烘烤度(M2、M3)與高度烘烤度(H2、H3)酒樣的a*值顯著高于對(duì)照組(分別增加了13.20%、12.02%、7.72%、18.16%)與未經(jīng)烘烤的處理組(分別比N2、N3提升了12.04%、8.90%、7.73%、13.70%)(P<0.05)。在不同烘烤度中,橡木片添加量對(duì)a*值的影響不同,其中M3相對(duì)M1的a*值上升幅度最大,為15.97%;在相同添加量下,H1相對(duì)于N1、M2相對(duì)于N2、H3相對(duì)于N3的a*值提升較高,分別提升了13.51%、12.04%、13.70%,說明橡木片的添加對(duì)干紅葡萄酒的紅色調(diào)有積極作用,a*值在隨著橡木片添加量的增加與烘烤度的上升而增加,表明酒樣的顏色向紅色逐漸變深。這一結(jié)果與劉蕊等[14]的研究結(jié)果相似,可能橡木片中含有糅花酸與單寧反應(yīng)形成糅花單寧,有利于單寧-花色苷類聚合色素的形成,使葡萄酒的顏色更深更穩(wěn)定[25]。2.3.3 橡木片處理對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒b*值的影響
不同添加量與烘烤度的橡木片對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒黃色調(diào)有不同影響,由表3可以發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,橡木片的添加對(duì)葡萄酒b*值影響差異顯著(P<0.05),相同烘烤度下隨橡木片添加量的上升b*值有明顯上升趨勢(shì),樣品M3出現(xiàn)最高值,相較CK上升67.9%,且相對(duì)樣品M1中b*值上升36.65%,增幅最為明顯,其次為樣品H3;而同一添加量下,橡木片烘烤度的上升對(duì)葡萄酒樣品中b*值上升趨勢(shì)相對(duì)減緩,其中樣品H1相對(duì)N1增幅最明顯,達(dá)到24.49%,其次為樣品H2相對(duì)N2,說明添加橡木片對(duì)葡萄酒黃色色調(diào)有積極作用,這可能是受到橡木片中本身黃色的影響,且這種現(xiàn)象會(huì)隨著橡木片添加量的增加變得更加明顯。
2.3.4 橡木片處理對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒Cab*值的影響
Cab*值是綜合a*值b*值的指標(biāo),表示葡萄酒樣品的色彩飽和度,表征顏色集中于色調(diào)的程度,其值越大,顏色越集中,色彩飽和度越高[26]。該值隨橡木片的不同處理有顯著差異(P<0.05),各處理組的Cab*值均高于CK組,其中樣品H3最高,其次分別為M3和M2,相同烘烤度下,M3相對(duì)M1提升了17.33%,增幅最明顯,說明橡木片的添加可以提高酒樣的色彩飽和度,且添加中度或重度烘烤橡木片效果更佳。
2.3.5 橡木片處理對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒hab值的影響
色調(diào)角hab取值的0°(或360°)、90°、180°和270°分別為紅色、黃色、綠色和藍(lán)色色調(diào),表征色彩的總體傾向[26-27]。在紅葡萄酒中,該值一般介于0°~90°之間,色調(diào)角越小表明酒體越傾向于呈紫紅或?qū)毷t(新紅葡萄酒的顏色特征),越大則代表酒體越傾向于瓦紅或磚紅(陳釀紅葡萄酒的顏色特征)[28]。本試驗(yàn)酒樣的hab介于13.23°~16.53°之間,說明葡萄酒屬于新紅葡萄酒,而顏色則為紫紅色,相對(duì)于CK,其中樣品N3的hab最高,其次為樣品M3,而N1最低,在相同烘烤度下隨添加量的上升hab逐漸上升,說明隨橡木片添加量的上升對(duì)葡萄酒顏色有從紫紅轉(zhuǎn)變?yōu)殛愥劸频耐呒t色的變化趨勢(shì),而相比較其他兩組相同烘烤度橡木片的酒樣,添加中度烘烤的橡木片中樣品M3較M1增幅相對(duì)較小,且低添加量下hab最低,說明隨添加量的上升中度烘烤橡木片對(duì)葡萄酒護(hù)色效果最佳。
2.3.6 橡木片處理對(duì)馬瑟蘭干紅葡萄酒△Eab*值的影響
色差值△Eab*是結(jié)合物質(zhì)的亮度值、紅綠色調(diào)和黃藍(lán)色調(diào)的信息計(jì)算而來,表示樣品間顏色差異的大小,反映不同顏色刺激大腦產(chǎn)生的視覺差別[15]。當(dāng)△Eab*>3,說明兩組樣品之間的顏色差異具有肉眼可辨識(shí)的差異[29]。檢測(cè)樣品的△Eab*值與CK相比均>3,其中最高的是樣品H3,其次分別為樣品M3、M2、H2,說明添加高烘烤度與高添加量橡木片的葡萄酒與其他組的顏色差異極為明顯。
如表4所示,單寧與L*值呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與a*、b*、Cab*值呈極顯著正相關(guān)(P<0.01);總酚與總花色苷呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),與L*值呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),這與李斌斌等[30]研究結(jié)果一致;總花色苷與L*值顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05);L*值與a*、b*、Cab*、hab、△Eab*值呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01);a*值與b*、Cab*、hab、△Eab*值,b*值與Cab*、hab、△Eab*值呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),這與馬雪蕾等[31]研究結(jié)果相似。
表4 橡木片處理馬瑟蘭干紅葡萄酒指標(biāo)相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of indexes of Marselan dry red wine treated with oak slices
在中度和重度烘烤度橡木片的處理下,葡萄酒酚類物質(zhì)的提升與顏色的優(yōu)化效果更為明顯,尤以H1、M2、M3更為突出,添加量的增加有相同作用,且對(duì)顏色的影響大于烘烤度對(duì)顏色的影響,但添加重度烘烤橡木片過多時(shí)酚類物質(zhì)不升反降,因此少量重度或適量中度烘烤橡木片有利于葡萄酒品質(zhì)的提升,本試驗(yàn)中M3的酚類物質(zhì)含量?jī)?yōu)于其他組;使葡萄酒L*值顯著降低,紅色調(diào)(a*值)、黃色調(diào)(b*值)均有明顯提升,同一烘烤度下,色彩飽和度增幅最大,并能夠減緩色調(diào)角的增大,因此添加2 g/L中度烘烤橡木片釀造的馬瑟蘭干紅葡萄酒品質(zhì)最佳。本研究結(jié)果具有參考價(jià)值,下一步可對(duì)酒樣的單體花色苷及香氣物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè),探究發(fā)酵中期通過橡木片處理后酒樣中各物質(zhì)的含量與差異。