白起泡葡萄酒發(fā)酵工藝的優(yōu)化

俞然，張彥聰，周曉芳，王芳，王輝，王博，張軍*

（1.中法合營王朝葡萄釀酒有限公司，天津 300402；2.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津 300384）

起泡葡萄酒是指在20℃時(shí)，二氧化碳?jí)毫Φ扔诨虼笥?.05 MPa的葡萄酒[1]?！跋銠壘啤笔侵冈诜▏銠壥》ǘ▍^(qū)域內(nèi)，按照特殊工藝生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)起泡葡萄酒[2]。釀制起泡葡萄酒所用葡萄的最佳氣候條件為溫度較低的地區(qū)。與溫度較高的地區(qū)相比，低溫地區(qū)的葡萄成熟緩慢，芳香物質(zhì)含量較高，易氧化的多酚類物質(zhì)含量較低，葡萄在成熟時(shí)酸含量（特別是蘋果酸含量）較高[3]。同時(shí)只有在富含礦物質(zhì)的土壤，適當(dāng)?shù)挠炅?，適宜的溫度，充足的陽光，恒定的濕度及清新的水質(zhì)條件下，才能生長出適合釀造起泡葡萄酒的葡萄[4]。

對(duì)優(yōu)質(zhì)、高檔干白葡萄酒或起泡葡萄酒的釀造而言，葡萄果肉中的香味物質(zhì)和有益內(nèi)含物等的有效浸提、葡萄汁的澄清和抗氧化處理等相當(dāng)重要[5-6]。如果在葡萄破碎后不及時(shí)有效浸提、澄清和抗氧化處理，酒精發(fā)酵后的白葡萄酒就可能香氣不足，極易混濁和顏色變褐變深，難以彌補(bǔ)或修復(fù)[7-8]。

在葡萄酒發(fā)酵過程中，酵母發(fā)揮著重要的作用，酵母將葡萄汁中的糖分轉(zhuǎn)化成二氧化碳和酒精，促進(jìn)高級(jí)醇、酯、有機(jī)酸、醛、酮等代謝物質(zhì)產(chǎn)生，這些物質(zhì)決定了葡萄酒的品質(zhì)[9-10]。起泡葡萄酒的發(fā)酵分兩個(gè)階段。第一階段是葡萄原酒的釀造，即酒精發(fā)酵；第二階段是葡萄原酒在密閉容器（不銹鋼罐或酒瓶）中的發(fā)酵，以產(chǎn)生所需要的CO2氣體，也稱為二次發(fā)酵。兩個(gè)發(fā)酵階段對(duì)酵母的要求不同。二次發(fā)酵是葡萄酒由平靜酒向起泡酒發(fā)展的蛻變過程，細(xì)膩的氣泡就是來自于二次發(fā)酵[11]。二次發(fā)酵是決定起泡葡萄酒風(fēng)味的最關(guān)鍵工藝，要求操作細(xì)致精準(zhǔn)，這樣才能獲得口感清新爽馥，泡沫細(xì)膩如珠、啟瓶砰然有聲的高檔起泡葡萄酒[12]。

所以本試驗(yàn)從原料產(chǎn)地的選擇、果膠酶的選擇、酵母的選擇、氧化的控制、二次發(fā)酵酵母的選擇和二次發(fā)酵溫度的控制幾個(gè)方面對(duì)起泡葡萄酒的釀制工藝流程進(jìn)行了優(yōu)化試驗(yàn)，通過對(duì)比其試驗(yàn)效果，得出一套系統(tǒng)、完善、更加嚴(yán)格的起泡葡萄酒生產(chǎn)工藝技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

霞多麗葡萄：法國香檳產(chǎn)區(qū)、寧夏蘆花臺(tái)產(chǎn)區(qū)和天津薊州區(qū)產(chǎn)區(qū)；果膠酶L1型和L2型、酵母（M1、M2、X1、X2）、復(fù)合抗氧化劑：法國。

1.2 儀器與設(shè)備

數(shù)顯恒溫水浴鍋（XMTD203）：江蘇科析儀器有限公司；電子天平（TD5002A）：天津天馬衡基儀器有限公司；生化培養(yǎng)箱（HPX-L250）：上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司；比重計(jì)：煙臺(tái)帝伯仕自釀機(jī)有限公司；pH計(jì)（PHS-25）：上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；電子萬用爐（DL-1）：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；葡萄酒自動(dòng)分析儀（WineScan FT120）：丹麥FOSS公司。

1.3 方法

1.3.1 白起泡葡萄酒工藝流程

葡萄→分選、輕壓榨→調(diào)整成分→發(fā)酵→原酒→澄清→二次發(fā)酵→貯存、陳釀→除菌過濾→保壓灌裝

1.3.2 不同產(chǎn)區(qū)霞多麗葡萄的對(duì)比試驗(yàn)

選擇9月上、中旬在天津薊州區(qū)地區(qū)、寧夏蘆花臺(tái)產(chǎn)區(qū)和法國香檳產(chǎn)區(qū)采收的霞多麗葡萄以及8月下旬、9月上旬在寧夏蘆花臺(tái)產(chǎn)區(qū)采收的霞多麗葡萄進(jìn)行采收糖度、酸度、糖酸比、pH值等指標(biāo)的對(duì)比。

1.3.3 果膠酶澄清對(duì)比試驗(yàn)

果膠酶澄清試驗(yàn)[13]選擇L1型和L2型兩種果膠酶對(duì)果漿在17℃～18℃下分別澄清5、10、15 h，并分離沉淀計(jì)算出汁率，觀察澄清效果。

1.3.4 酒精發(fā)酵階段酵母的對(duì)比試驗(yàn)

使用遺傳性狀穩(wěn)定的適用于起泡葡萄酒的M2酵母和用于產(chǎn)區(qū)干白葡萄酒的M1酵母在18℃～20℃下進(jìn)行酒精發(fā)酵對(duì)比[14-15]。

1.3.5 抗氧化試驗(yàn)

在起泡葡萄酒中不添加抗氧化劑和添加葡萄酒復(fù)合抗氧化劑分別儲(chǔ)存半年、一年和兩年，并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)[16]。

1.3.6 二次發(fā)酵階段酵母的對(duì)比試驗(yàn)

培養(yǎng)X1和X2兩種用于起泡葡萄酒二次發(fā)酵的酵母，進(jìn)行二次發(fā)酵對(duì)比并測定兩種酵母的酵母數(shù)和出芽率，發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行感官評(píng)價(jià)并測定酒精度、還原糖、總酸、揮發(fā)酸和pH值[17]。

1.3.7 二次發(fā)酵階段不同溫度的對(duì)比試驗(yàn)

在二次發(fā)酵階段時(shí)控制溫度在19、17、15℃進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)，發(fā)酵結(jié)束后測定酒精度、殘?zhí)?、總酸、揮發(fā)酸和 CO2壓力[18]。

1.4 指標(biāo)檢測

總糖、還原糖、總酸、揮發(fā)酸和游離硫的測定參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》；糖度采用比重計(jì)法測定；pH值使用pH計(jì)測定；酒精度的測定參照GB 5009.225—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)酒中乙醇濃度的測定》；蘋果酸使用FOSS葡萄酒自動(dòng)分析儀測定；酵母計(jì)數(shù)使用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)；酵母出芽率通過顯微鏡觀察計(jì)數(shù)。

1.5 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)方法參考GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》附錄F，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 起泡葡萄酒評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Evaluation criterion for sparkling wine

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

運(yùn)用Microsoft office excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 3個(gè)不同產(chǎn)區(qū)霞多麗原料的理化指標(biāo)分析

根據(jù)起泡葡萄酒的特點(diǎn)，釀造原料要有適宜的糖酸比、蘋果酸含量較高、pH值應(yīng)盡量低一些。3個(gè)不同產(chǎn)區(qū)霞多麗原料的理化指標(biāo)分析見表2。

表2 3個(gè)不同產(chǎn)區(qū)霞多麗原料對(duì)比情況Table 2 Comparison of Chardonnay grapes in three different regions

因此從表2各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以看出，在9月上、中旬采收的法國香檳產(chǎn)區(qū)的霞多麗糖度為165 g/L～187 g/L，酸度為11.0g/L～14.0g/L，具有糖度低、酸度高的特點(diǎn)；在寧夏蘆花臺(tái)產(chǎn)區(qū)的霞多麗采收糖度為190g/L～210g/L，酸度為7.0 g/L～10.0 g/L；在天津薊州區(qū)產(chǎn)區(qū)的霞多麗采收糖度為180 g/L～200 g/L，酸度為6.0 g/L～9.0 g/L；在8月下旬、9月上旬采收的寧夏蘆花臺(tái)產(chǎn)區(qū)的霞多麗糖度為175 g/L～190 g/L，酸度為8.5 g/L～12.0 g/L。與其他地區(qū)的霞多麗相比，寧夏蘆花臺(tái)產(chǎn)區(qū)的霞多麗蘋果酸含量較其他地區(qū)高；薊州區(qū)產(chǎn)區(qū)的霞多麗蘋果酸含量最低。在9月上、中旬采收的蘆花臺(tái)和薊州區(qū)霞多麗糖酸含量較相近，在8月下旬至9月上旬采收的蘆花臺(tái)霞多麗糖酸比在性狀表現(xiàn)上更接近于法國香檳產(chǎn)區(qū)霞多麗，更適于釀造起泡葡萄酒。

2.2 兩種果膠酶的澄清對(duì)比試驗(yàn)

根據(jù)各種果膠酶的不同特點(diǎn)，分別使用兩種果膠酶進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)：L1型果膠酶對(duì)香味物質(zhì)的提取有優(yōu)勢。因?yàn)槠渲饕泄z裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、半纖維素酶和纖維素酶，作用于葡萄皮的多糖，得到鮮艷的色澤和芬芳的香氣[19]；L2型果膠酶在酶解果膠方面有顯著效果，同時(shí)增強(qiáng)色素浸提效果及色澤的穩(wěn)定。L1型和L2型果膠酶澄清效果對(duì)比見表3。

表3 兩種果膠酶澄清效果對(duì)比Table 3 Clarification effects of two pectinases

從表3可以看出，L1型與L2型果膠酶的用量相同，對(duì)果汁的澄清效果基本相同；L2型果膠酶的出汁率比L1型果膠酶平均高2.8%。二者的酶解效果區(qū)別不大，從出汁率的角度考慮，選用L2型果膠酶。

2.3 酒精發(fā)酵階段酵母的選擇

M1和M2酵母的發(fā)酵狀況及發(fā)酵后的理化指標(biāo)及感官品評(píng)對(duì)比如表4和表5所示。

表4 兩種酵母發(fā)酵后感官評(píng)價(jià)對(duì)比Table 4 Sensory evaluation of two yeasts after fermentation

表5 兩種酵母酒精發(fā)酵后的理化指標(biāo)Table 5 Physicochemical indexes of two yeasts after alcoholic fermentation

根據(jù)M1和M2酵母的對(duì)比試驗(yàn)可知：M2酵母發(fā)酵產(chǎn)生的泡沫比M1的要細(xì)膩豐富；M2酵母的發(fā)酵速度比M1快；M2酵母產(chǎn)生的揮發(fā)酸比M1低；兩種酵母的發(fā)酵能力都較強(qiáng)，殘?zhí)呛吭? g/L以下；M2酵母發(fā)酵的酒果香味突出，M1的發(fā)酵香氣突出。

通過分析M1和M2酵母的發(fā)酵性能，發(fā)酵結(jié)束后的理化指標(biāo)差別不大，但發(fā)酵速度和生成葡萄酒的感官品評(píng)能看出明顯的差別。經(jīng)過品嘗小組的品評(píng)，

2.4 抗氧化劑的控制

為了達(dá)到防氧化的目的，對(duì)工藝進(jìn)行改進(jìn)，在酒精發(fā)酵前加入復(fù)合抗氧化劑。通過兩年在不銹鋼罐中控溫密閉儲(chǔ)存，在不同時(shí)間品嘗對(duì)比，結(jié)果見表6。

表6 起泡葡萄酒是否添加抗氧化劑的感官指標(biāo)對(duì)比Table 6 Sensory index of sparkling wine with or without antioxidants

由表6可以看出，加入抗氧化劑的原酒在長期儲(chǔ)存的過程中能夠保持新鮮的果香，而未加入抗氧化劑的原酒在儲(chǔ)存一年后果香的新鮮感開始逐漸消失，在儲(chǔ)存兩年后酒體微氧化。從而說明抗氧化劑可選擇性地去除各種導(dǎo)致葡萄酒褐變的物質(zhì)，而不會(huì)降低葡萄酒中的芳香類和花香類物質(zhì)。

2.5 二次發(fā)酵階段酵母的選擇

起泡葡萄酒的基酒具有高酒精度和低pH值的特點(diǎn)，在這樣的困難環(huán)境下發(fā)酵，酵母的選擇顯得十分重要[20]。本試驗(yàn)選用X1和X2兩款用于起泡葡萄酒二次發(fā)酵的酵母進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表7～表9。

表7 兩種酵母培養(yǎng)對(duì)比Table 7 Comparison of two yeasts culture

表8 兩種酵母發(fā)酵對(duì)比Table 8 Comparison of two yeasts fermentation

表9 兩種酵母發(fā)酵后理化指標(biāo)對(duì)比Table 9 Physicochemical indexes of two yeasts after fermentation

從表7可以看出，X1酵母第二代酵母數(shù)為3.65×108細(xì)胞數(shù)/mL，出芽率為5.6%，第三代酵母數(shù)為3.20×108細(xì)胞數(shù)/mL，出芽率為6.0%，X1酵母生長繁殖較為穩(wěn)定；X2酵母第二代酵母數(shù)為3.20×108細(xì)胞數(shù)/mL，出芽率為6.00%，第三代酵母數(shù)為2.25×108，出芽率為2.22%，X2酵母經(jīng)過兩代后繁殖能力大幅降低，由此看出X1酵母的繁殖能力優(yōu)于X2。從表8和表9可以看出兩款酵母發(fā)酵后的理化指標(biāo)沒有明顯區(qū)別，但X1的發(fā)酵時(shí)間短，且發(fā)酵產(chǎn)生的氣泡更加持久，發(fā)酵香也更加細(xì)膩優(yōu)雅。X1酵母不僅發(fā)酵時(shí)間短，而且發(fā)酵產(chǎn)生的起泡和香氣也優(yōu)于X2酵母。

2.6 二次發(fā)酵溫度的控制

對(duì)于起泡葡萄酒的二次發(fā)酵溫度控制尤為重要，溫度選擇不佳易導(dǎo)致發(fā)酵提前終止，發(fā)酵不徹底。因此選擇二次發(fā)酵溫度19、17、15℃來進(jìn)行發(fā)酵對(duì)比試驗(yàn)。

從表10可以看出，發(fā)酵溫度為19℃時(shí)發(fā)酵時(shí)間最短，比17℃發(fā)酵時(shí)間縮短8 d，比15℃縮短了19 d。發(fā)酵時(shí)間長會(huì)造成人力、物力的大量損耗，而且容易造成酒中感染微生物。從理化指標(biāo)可以看出，發(fā)酵溫度低，發(fā)酵不徹底，殘?zhí)锹愿?，壓力略偏低，耗時(shí)較長，揮發(fā)酸也略偏高。從感官品評(píng)來看，19℃的發(fā)酵溫度，酵母香氣不夠細(xì)膩，氣泡比低溫發(fā)酵的略顯粗大。而15℃的發(fā)酵溫度，酒香和發(fā)酵香沒有17℃的酒復(fù)雜。

表10 不同發(fā)酵溫度下二次發(fā)酵的對(duì)比Table 10 Secondary fermentation at different fermentation temperatures

3 結(jié)論

本試驗(yàn)從原料產(chǎn)地的選擇、果膠酶的選擇、酵母的選擇、氧化的控制、二次發(fā)酵酵母的選擇和二次發(fā)酵的溫度控制幾個(gè)方面對(duì)起泡葡萄酒的釀制工藝流程進(jìn)行了單因素優(yōu)化試驗(yàn)，得出在8月下旬至9月上旬采收的寧夏蘆花臺(tái)產(chǎn)區(qū)霞多麗葡萄糖酸比在性狀表現(xiàn)上更接近于法國香檳產(chǎn)區(qū)霞多麗葡萄，更適于釀造起泡葡萄酒；選擇L2果膠酶澄清15 h；在酒精發(fā)酵前添加抗氧化劑可保存兩年；選用M2酵母進(jìn)行酒精發(fā)酵；二次發(fā)酵選用X1酵母，發(fā)酵溫度為17℃。在此條件下制作的起泡葡萄酒呈禾桿黃色，色澤鮮明，具有濃郁的熱帶水果香氣和優(yōu)雅的酒香，純正細(xì)膩，酒體醇厚，清爽適口，具殺口力。