終止發(fā)酵工藝對低醇葡萄酒殘?zhí)欠€(wěn)定性的影響研究

近年來，隨著健康飲酒理念的普及和道路交通安全法規(guī)的嚴(yán)格執(zhí)行，低醇葡萄酒以其酒精含量低、熱量少的特點，逐漸受到消費者青睞。低醇葡萄酒通常通過發(fā)酵過程的中途終止工藝來控制酒精度（1.0%-7.0%vol），同時保留一定量的殘?zhí)莵砥胶獾途凭珟淼目诟袉伪栴}。然而，殘?zhí)堑拇嬖跒槲⑸锾峁┝松L基質(zhì)，若終止發(fā)酵工藝不徹底或貯藏條件控制不當(dāng)，可能導(dǎo)致瓶內(nèi)二次發(fā)酵、酒液產(chǎn)生氣泡甚至容器爆裂，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和飲用安全性。終止發(fā)酵作為低醇葡萄酒生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，其參數(shù)選擇直接影響產(chǎn)品的殘?zhí)欠€(wěn)定性。目前常用的終止發(fā)酵方法包括化學(xué)抑制法（如添加SO2、山梨酸鉀等）、物理阻斷法（如冷凍、過濾、巴氏殺菌等）以及兩者協(xié)同終止工藝，但不同方法對葡萄酒殘?zhí)欠€(wěn)定性的影響差異顯著且缺乏系統(tǒng)的比較研究。本研究以山葡萄為原料，采用對比實驗系統(tǒng)考察不同終止發(fā)酵方法對低醇葡萄酒殘?zhí)欠€(wěn)定性的影響，旨在建立優(yōu)化終止發(fā)酵工藝參數(shù)體系，為低醇葡萄酒的工業(yè)化質(zhì)量控制提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1.材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 葡萄原料

本研究使用的葡萄品種為山葡萄，采自中國甘肅嘉峪關(guān)產(chǎn)區(qū)，葡萄在技術(shù)成熟期采收，糖度達到22°Brix，總酸含量6.2g/L，pH值3.5。采收的葡萄經(jīng)破碎、除梗后，以20mg/L的二氧化硫（SO2）作為抗氧化劑與微生物抑制劑進行保護，隨后接種商業(yè)活性干酵母ZYMAFLORE? RX60（法國拉氟德集團），按照常規(guī)紅葡萄酒發(fā)酵工藝進行發(fā)酵，并控制溫度在（25±2）℃。當(dāng)酒精度達到預(yù)定值（6.5% vol）時，取出發(fā)酵液進行各項終止發(fā)酵處理實驗。發(fā)酵結(jié)束時，基酒的主要理化指標(biāo)如下：酒精度6.5% vol，殘?zhí)呛?5g/L，總酸6.0g/L，pH值3.6，揮發(fā)性酸0.38g/L，總SO2含量35mg/L。

1.1.2 主要設(shè)備與試劑

主要設(shè)備：LX-10低溫恒溫循環(huán)槽（上海一恒科技有限公司）；SCC-50型壓縮式制冷機組（大連冷凍機股份有限公司）；0.45μm孔徑OF8B型錯流過濾機（PALL EUROPE LTD）；HPLC-1200系列高效液相色譜儀（安捷倫科技有限公司，美國）；DHP-9082型電熱恒溫培養(yǎng)箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；T6新世紀(jì) 紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限公司）；YC-6型細(xì)菌培養(yǎng)箱（上海亞榮生化儀器廠）。

主要試劑：食品級液態(tài)二氧化硫（SO2，質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%）；二甲基二碳酸酯（DMDC，分析純級，純度≥99%）；山梨酸鉀（食品級添加劑，有效含量≥98%）；葡萄糖、果糖標(biāo)準(zhǔn)品（HPLC級，純度≥99%）；微生物培養(yǎng)基（YPD瓊脂培養(yǎng)基、沃克斯培養(yǎng)基）；其他分析用試劑均為分析純級（AR）試劑。

1.2 實驗方法

1.2.1 不同終止發(fā)酵方法的對比實驗

為研究不同終止發(fā)酵方法對低醇葡萄酒殘?zhí)欠€(wěn)定性的影響，本研究設(shè)計了以下五種處理方法。

（1）化學(xué)終止法A（SO2）：向發(fā)酵液中添加SO2，使游離SO2濃度為80mg/L，室溫下攪拌均勻后靜置24h。

（2）化學(xué)終止法B（山梨酸鉀）：向發(fā)酵液中添加山梨酸鉀，使其濃度達到200mg/L，室溫下攪拌均勻后靜置24h。

（3）物理終止法A（冷凍）：將發(fā)酵液迅速冷卻至-4℃，保持該溫度48h后，緩慢升溫至2℃。

（4）物理終止法B（過濾）：使用0.45μm錯流過濾機除去發(fā)酵液中的酵母細(xì)胞。

（5）組合終止法（SO2+冷凍）：向發(fā)酵液中添加SO2濃度達到60 mg/L，同時將溫度降至-2℃，維持24h。

上述5種處理，每種處理均設(shè)置3個平行重復(fù)（獨立生物學(xué)重復(fù)），每次重復(fù)實驗均獨立進行，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，處理完成后的樣品進行澄清、穩(wěn)定化處理，然后分裝入750mL玻璃瓶中，采用軟木塞密封，樣品分別置于室溫（20±2℃）和加速老化條件（38±1℃）下貯藏，在貯藏0、15、30、45、60天時取樣，分析殘?zhí)呛考拔⑸锞鋽?shù)的變化。

1.2.2 殘?zhí)欠€(wěn)定性評價方法

殘?zhí)呛繙y定：采用高效液相色譜法（HPLC）測定葡萄酒中的葡萄糖和果糖含量。色譜條件：NH2柱（4.6×250 mm，5μm）；流動相為乙腈：水=80：20（V/V）；流速1.0mL/min；柱溫35℃；以示差折光檢測器（RID）檢測；進樣量20μL。

殘?zhí)欠€(wěn)定性指數(shù)（RSI）：根據(jù)加速老化試驗結(jié)果構(gòu)建綜合評價指標(biāo)，計算公式如下：

式中：" 為加速老化28天后殘?zhí)呛肯鄬ψ兓剩?）；1gC為加速老化28天后微生物菌落對數(shù)值；" "為加速老化過程中瓶內(nèi)壓力增加值（bar）。RSI得分范圍為0-10分，得分越高表示殘?zhí)欠€(wěn)定性越好。實驗數(shù)據(jù)使用SPSS 22.0軟件進行方差分析（ANOVA），所有實驗均設(shè)置3個平行重復(fù)（獨立生物學(xué)重復(fù)），結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，并采用Duncan多重比較檢驗，以P＜0.05為顯著差異標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2.結(jié)果與分析

2.1 殘?zhí)亲兓椒治?/p>

殘?zhí)欠€(wěn)定性是低醇葡萄酒品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)，也是評價終止發(fā)酵效果的重要依據(jù)。為全面評價不同終止發(fā)酵方法的效果，本研究從室溫貯藏條件下殘?zhí)堑淖兓?、加速老化試驗中殘?zhí)堑淖兓约拔⑸锞鋽?shù)變化三個方面進行了系統(tǒng)比較，結(jié)果如圖1和圖2所示。圖1和圖2的化學(xué)終止法B（DMDC）換成化學(xué)終止法B（山梨酸鉀）。

在室溫（20±2℃）貯藏條件下，各處理樣品的殘?zhí)呛烤尸F(xiàn)不同程度的下降趨勢，但下降幅度存在顯著差異（P＜0.05）?；瘜W(xué)終止法A（SO2）和組合終止法（SO2+冷凍）處理的樣品殘?zhí)呛肯陆底顬榫徛A藏60天后分別保持在79.8g/L和80.6g/L，與初始值（83.4g/L和83.8g/L）相比分別下降了4.3%和3.8%；而物理終止法A（冷凍）處理的樣品殘?zhí)窍陆底顬槊黠@，60天后殘?zhí)呛拷抵?2.4g/L，下降幅度達10.8%，表明單純的冷凍處理不足以徹底抑制酵母活性，部分酵母細(xì)胞在溫度回升后可能恢復(fù)活性并繼續(xù)發(fā)酵?；瘜W(xué)終止法B（山梨酸鉀）和物理終止法B（過濾）的殘?zhí)欠€(wěn)定性介于上述兩者之間，60天后殘?zhí)呛糠謩e為77.5g/L和76.2g/L，對應(yīng)降幅為8.4%和8.2%。

加速老化試驗（38±1℃）結(jié)果顯示了更為顯著的差異，高溫條件下殘?zhí)窍乃俾蚀蠓岣撸K止發(fā)酵方法間的效果差異更為明顯。組合終止法（SO2+冷凍）處理的樣品在高溫條件下仍保持較好的穩(wěn)定性，28天后殘?zhí)呛繛?9.5g/L，下降幅度僅5.1%；而物理終止法A（冷凍）處理的樣品殘?zhí)呛考眲∠陆抵?8.7g/L，下降幅度高達27.7%，且在貯藏中期即出現(xiàn)明顯氣泡，表明存在強烈的微生物活動。化學(xué)終止法B（山梨酸鉀）在加速老化條件下表現(xiàn)出較差的穩(wěn)定性，28天后殘?zhí)呛拷抵?8.4g/L，降幅達19.1%，明顯高于室溫條件下的表現(xiàn)，表明山梨酸鉀的抑菌效果在高溫條件下顯著減弱。物理終止法B（過濾）處理的樣品也面臨類似問題，28天后殘?zhí)呛拷抵?5.2g/L，下降21.4%，推測由于濾膜難以完全截留所有微生物，導(dǎo)致少量殘留的微生物在高溫條件下快速繁殖。

2.2 微生物菌落數(shù)變化

在微生物菌落數(shù)方面，組合終止法（SO2+冷凍）和化學(xué)終止法A（SO2）的效果最佳，加速老化28天后微生物菌落數(shù)分別為6CFU/mL和12CFU/mL，遠低于物理終止法A的450CFU/mL和物理終止法B的165CFU/mL。值得注意的是，化學(xué)終止法B（山梨酸鉀）雖然初期抑菌效果較好，但加速老化28天后微生物菌落數(shù)增至155CFU/mL，與殘?zhí)羌眲∠陆档默F(xiàn)象相對應(yīng)，表明山梨酸鉀的抑菌效果存在持久性問題。根據(jù)殘?zhí)亲兓?、微生物菌落?shù)和瓶內(nèi)壓力變化計算的殘?zhí)欠€(wěn)定性指數(shù)（RSI）顯示，組合終止法得分最高（8.2分），其次是化學(xué)終止法A（SO2）（7.5分）和化學(xué)終止法B（山梨酸鉀）（6.8分），物理終止法A（冷凍）和物理終止法B（過濾）得分相對較低（5.4分和6.0分），見表1。

結(jié)論

通過對比實驗，系統(tǒng)考察了不同終止發(fā)酵方法對低醇葡萄酒殘?zhí)欠€(wěn)定性的影響，得出以下結(jié)論：

（1）組合終止法（SO2+冷凍）在所有測試方法中表現(xiàn)最佳，能有效抑制微生物活性，保障殘?zhí)欠€(wěn)定性，殘?zhí)欠€(wěn)定性指數(shù)達8.2分，明顯高于單一終止方法。

（2）不同終止發(fā)酵方法處理的低醇葡萄酒在常溫貯藏和加速老化條件下表現(xiàn)出顯著差異，其中組合終止法處理的樣品在加速老化28天后殘?zhí)窍陆祪H5.1%，而物理終止法A（冷凍）處理的樣品殘?zhí)窍陆蹈哌_27.7%。

（3）微生物抑制效果是影響殘?zhí)欠€(wěn)定性的關(guān)鍵因素，組合終止法和化學(xué)終止法A（SO2）處理的樣品在加速老化后微生物菌落數(shù)分別為6CFU/mL和12CFU/mL，遠低于其他處理方法。

（4）單一的終止方法（化學(xué)或物理）在保障殘?zhí)欠€(wěn)定性方面存在一定局限性，化學(xué)終止法B（山梨酸鉀）雖然初期效果良好，但抑菌持久性較差。在高溫貯藏條件下，微生物菌落數(shù)明顯增加；物理終止法難以徹底抑制微生物活性，易導(dǎo)致貯藏期殘?zhí)秋@著下降。

本研究表明，合理組合SO2和冷凍處理等不同終止發(fā)酵方法，發(fā)揮其協(xié)同作用，可以顯著提高低醇葡萄酒的殘?zhí)欠€(wěn)定性。未來研究可聚焦于生物終止技術(shù)與物理化學(xué)方法的聯(lián)合應(yīng)用優(yōu)化，以及深入探究不同組合方法的工藝參數(shù)適配性，以期為低醇葡萄酒的品質(zhì)調(diào)控提供更系統(tǒng)的理論支撐和技術(shù)指導(dǎo)。

基金項目

嘉峪關(guān)市科技重大專項項目“河西地區(qū)特種葡萄酒工藝研究及新產(chǎn)品開發(fā)”（QKJ23-08）。

第一作者

劉曼（1987-），女，漢族，陜西西安人，本科，工程師；研究方向：葡萄與葡萄酒學(xué)。

*通信作者

栗甲（1984-），男，漢族，陜西西安人，本科，高級工程師；研究方向：葡萄酒釀造。