橡木片浸泡发酵对赤霞珠干红葡萄酒品质的影响

2018-06-08忻胜兵陈忠军郭昊翔

中国酿造 2018年5期

忻胜兵，陈忠军*，屈嫒，郭昊翔

（内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古呼和浩特 010018）

橡木制品因其特殊的木质结构和成分在葡萄酒酿造中发挥着重要的作用。天然橡木含有酚类聚合物、甘油醚类、醛类、糖类、芳香酸类等各种化合物，在酒精浸渍作用下可以在原有风味基础上让酒中溶入更多的呈香物质，使得葡萄酒酒体更加醇厚、成熟、圆润、复杂，很大程度提升了葡萄酒的品质[1]。被广泛应用到葡萄酒生产中的橡木制品，其种类繁多，主要有橡木板、橡木块、橡木片、橡木粉等，这些橡木制品因其种类、作用的不同而被应用到酒类不同的生产阶段。如将其应用到发酵期间，可以提高葡萄酒单宁酚类物质含量，防止酒体氧化，使得酒体饱满，更适合陈酿；应用于陈酿阶段，增加葡萄酒香气的复杂性，让酒香和口感更加突出。然而葡萄酒在不同的生产阶段所用的橡木制品加工工艺不同，如发酵前期多数添加单宁含量较高且烘烤程度低的或未烘烤过的橡木制品，发酵后期则添加单宁含量相对少、烘烤程度多数为中度烘烤或少数重度烘烤的橡木制品，主要用来改善口感及香气复杂性[2-3]。无论橡木制品是生产前期添加还是后期添加，其目的在于为葡萄酒增添橡木、香草、奶油、干邑、焦糖等复杂风味[4]。

橡木制品与葡萄酒之间通过物质交换、轻微氧化、酯化、单宁与色素的聚合等复杂的物理化学变化，使葡萄酒色泽、香气、滋味、口感以及层次感明显提升；同时，在原料成熟度或原料品相不佳时添加橡木制品能够掩盖葡萄酒的生青味、泥土味等不良气味，最终使得葡萄酒的果香得到提升与表达[5-6]。现阶段橡木制品多应用于葡萄酒的发酵前、发酵中及发酵后，但目前葡萄酒陈酿阶段添加橡木片的研究居多[7-8]。本研究采用橡木片浸泡发酵法，即在已成熟的发酵工艺下主发酵启动前添加天然橡木片发酵，然后检测发酵期间色度、色调、单宁、总酚含量的变化，以及对比发酵结束与陈酿后的色度、色调、单宁、总酚含量的理化指标，观察其变化趋势，反映酒质成分稳定性，并依据各项理化指标结合感官评价，最终获得赤霞珠干红葡萄酒在主发酵启动前橡木片的最佳添加量，以期为葡萄酒的生产提供一种新的思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

赤霞珠葡萄（可溶性固形物含量约19%）：内蒙古乌海市海勃湾区酿酒葡萄种植户。

果胶酶（酶活力20万U/mL）：法国LALLEMAND集团；RB2型葡萄酒活性干酵母：法国LAFFORT公司；偏重亚硫酸钾（食品级）：意大利英纳帝斯公司；天然橡木片：蓬莱市沃林橡木桶有限公司。

福林-丹尼斯试液（0.5 mg/mL标准溶液）：福建厦门海标科技有限公司；福林-酚试剂（2 mol/L标准溶液）：南京奥多福尼生物科技有限公司；单宁酸（分析纯）：天津市大茂化学试剂厂；盐酸、硫酸、氢氧化钠、碳酸钠、葡萄糖、酚酞、碘、碘化钾、淀粉、硼酸钠、硫酸铜、氢氧化钠（均为分析纯）：天津风船化学试剂有限公司；次甲基蓝（分析纯）：天津津北精细化工有限公司。

1.2 仪器与设备

10L发酵容器：四川蜀玻（集团）有限责任公司；HWS12电热恒温水浴锅、DHG-9245A型电热鼓风干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司；PB-10精密pH计：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；78-1磁力加热搅拌器：江苏金坛市中大仪器厂；HITACHI 51-00型紫外-可见分光光度计：日立（中国）有限公司；FA2104N电子天平：上海菁华科学仪器厂；PAL-1型数显手持测糖仪：广州市爱宕科学仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 赤霞珠干红葡萄酒的工艺流程及操作要点

赤霞珠葡萄→挑出霉烂果→破碎除梗→入罐浸渍→添加天然橡木片（混匀）→浸泡发酵→出渣分离→压榨→倒罐（发酵结束）→苹乳发酵（陈酿2个月）→赤霞珠干红葡萄酒

操作要点：

将葡萄直接破碎，破碎时挤破葡萄即可，避免压碎果籽，破碎过程中添加60 mg/L的SO2，得到葡萄醪液，后加入20 mg/L果胶酶浸渍。以填装量为80%装入10 L发酵容器，在葡萄醪液中加入天然橡木片，调整糖分使得各组固形物含量为20%，分别加入0.2 g/L活性干酵母，搅拌混匀，25℃避光浸泡发酵。从葡萄破碎后加入天然橡木片，采用边浸泡边发酵的工艺。浸泡发酵终点判断以发酵液比质量不再变化作为依据，发酵结束后采用三层纱布挤压过滤，过滤后低温静置48 h后倒罐，即浸泡发酵阶段结束。倒罐后的澄清酒液继续添加20 mg/L SO2进行15℃陈酿2个月。陈酿结束倒罐除去酒泥得到赤霞珠干红葡萄酒。

1.3.2 天然橡木片对赤霞珠葡萄酒品质的影响

在赤霞珠葡萄酒发酵开始时依次加入0、0.5g/L、1.0g/L、1.5 g/L、2.0 g/L、3.0 g/L和4.0 g/L的天然橡木片，并依次标记为对照（CK）、A、B、C、D、E、F。发酵及陈酿过程中每天定时取样测定橡木片不同添加量的各组葡萄发酵液的色度、色调、单宁含量、总酚含量；同时测定陈酿后葡萄酒的游离二氧化硫、总二氧化硫、挥发酸、总酸、总糖、还原糖、酒精度、干浸出物、pH、明胶指数及盐酸指数等其他理化指标。以理化指标为依据，结合感官评分确定出天然橡木片在主发酵前的最佳添加量。

1.3.3 分析方法

密度：采用密度计测定；糖度、总酸、挥发酸、干浸出物：分别参照国标GB 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[9]方法中的直接滴定法（以葡萄糖计）、电位滴定法（以酒石酸计）、指示剂滴定法（以醋酸计）及密度瓶法测定；色度、色调：采用分光光度计测定波长420 nm、520 nm、620 nm处的吸光度值（A420nm、A520nm、A620nm），三者之和为色度，A420nm与A520nm的比值为色调[10]；单宁：采用福林丹尼斯法测定[11-12]；总酚：采用福林酚法测定[13]；盐酸指数：吸取10 mL样品于试管中，加入1 mL 6 mol/L盐酸，摇匀置于4℃，3 d后取出过滤，取上清液测单宁，处理前与处理后的差值即为盐酸指数[14]；明胶指数：吸取10 mL样品于试管中，加入1 mL 0.2%的明胶，摇匀置冰箱中，3 d后取出过滤，取上清液测单宁，处理前与处理后的差值即为明胶指数[15]；感官评分标准：参照国标GB 15037—2006《葡萄酒》中的感官要求[16]；酒精度参照国标GB 5009.225—2016《酒中乙醇浓度的测定》[17]中的酒精计法测定。

1.3.4 数据处理

实验数据采用Origin7.5、GraphPad Prism、Excel 2010软件及DPS数据分析软件进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 发酵终点的确定

密度的变化可以间接反映出发酵醪液糖度的变化，即酵母降糖速度的快慢，当密度不再变化，意味着发酵结束[18]。由图1可知，不同添加量的橡木片处理组，随着发酵时间延长，发酵醪液密度均呈先缓慢再迅速下降后趋于平缓的趋势，变化范围由1.082下降至0.995，在第7天时密度不再变化，即确定出第7天为发酵终止时间。

图1 发酵终点的确定Fig.1 Determination of the endpoint of fermentation

2.2 天然橡木片添加量对赤霞珠葡萄酒品质的影响

2.2.1 对葡萄酒色度的影响

色度反映葡萄酒中花色苷的含量，花色苷存在形态及含量高低会直接影响葡萄酒的稳定性及口感等品质[19-21]，因此可以将色度作为评判葡萄酒品质的指标。由图2可知，不同橡木片添加量的葡萄酒发酵期间色度均呈现出先增加后减少的趋势，在2～3 d时达到最大。B组从发酵开始的第3天到发酵结束，色度明显高于其他组，说明橡木片添加量为1.0 g/L时，赤霞珠干红葡萄酒色度最佳；而对照组的色度从第3天起均低于其他处理组。发酵结束后，添加橡木片发酵的各组赤霞珠葡萄酒色度均优于对照组（CK），其中B组色度最佳（1.95），F组次之（1.68）。因此，通过色度评价赤霞珠干红葡萄酒品质，B组和F组较佳。

2.2.2 对葡萄酒色调的影响

图3 橡木片添加量对赤霞珠干红葡萄酒色调的影响Fig.3 Effect of oak chips addition on the hue of Cabernet Sauvignon dry red wine

色调也是评价葡萄酒色泽的指标，色调越小，葡萄酒色泽越好。由图3可知，不同橡木片添加量处理的各组葡萄酒发酵期间色调呈明显下降趋势，在第4～6天下降逐渐缓慢，第6～7天曲线趋于平稳。在1～3 d时，B组（1.0 g/L）色调小于其他处理组，在4～5 d时，F组（4.0 g/L）色调最小，但6～7d时，即发酵结束后，E组赤霞珠干红葡萄酒色调最小，为0.520，说明添加3.0 g/L橡木片赤霞珠干红葡萄酒色泽较好。因此，以色调作为评价干红葡萄酒品质指标，即E组色泽最佳。

2.2.3 对葡萄酒单宁含量的影响

葡萄酒的品质与单宁含量关系密切，单宁含量高的干红葡萄酒更适合陈酿，陈酿后的口感更佳。由图4可知，随着发酵的不断进行，不同橡木片添加量各组葡萄酒在发酵前3天单宁含量呈直线增加趋势，在第4～6天，各组单宁含量相继趋于平稳。发酵期间，橡木片不同添加量各组葡萄酒单宁含量明显高于对照组，其中B组和F组单宁含量高于其他组，分别为976.20 mg/L、933.90 mg/L，即以单宁含量作为赤霞珠干红葡萄酒品质评判指标，橡木片添加量为1.0g/L和4.0 g/L时，赤霞珠干红葡萄酒品质较好。

图4 橡木片添加量对赤霞珠干红葡萄酒单宁的影响Fig.4 Effect of oak chips addition on the tannin of Cabernet Sauvignon dry red wine

2.2.4 对葡萄酒总酚含量的影响

图5 橡木片添加量对赤霞珠干红葡萄酒总酚的影响Fig.5 Effect of oak chips addition on total phenol in Cabernet Sauvignon dry red wine

葡萄酒的品质和质量与葡萄酒中的总酚类化合物有关，这类化合物在葡萄酒颜色、口感、稳定性等方面具有重要作用。因此可以将总酚含量作为葡萄酒品质评价的指标[22]。由图5可知，不同橡木片添加量的各组葡萄酒在发酵期间总酚含量呈现出先上升后下降趋势，处理组总酚含量均高于对照组，且B组和F组较其他处理组总酚含量高。发酵结束后，B组总酚含量最高，F组次之，分别为1 371 mg/L、1 335 mg/L，因此橡木片添加量为1.0 g/L和4.0 g/L时，赤霞珠干红葡萄酒品质较好。

综上所述，B组、F组的色度、单宁含量、总酚含量相比其他各组均较高，E组色泽最佳。因此需要对赤霞珠干红葡萄酒陈酿后各成分指标稳定性比较进一步确定最佳橡木片添加量。

2.3 葡萄酒贮藏后各指标稳定性对比

2.3.1 发酵结束与陈酿后色度的对比

图6 发酵结束与陈酿后色度的对比Fig.6 Comparison of the chromaticity after fermentation and aging

由图6可知，陈酿后不同橡木片添加量的葡萄酒色度相比于发酵结束的葡萄酒色度均有显著升高（P＜0.05），其原因为陈酿阶段可能由于后期贮存不当，部分氧气进入，导致一些花色苷类物质氧化变黑，加速葡萄酒老化，从而颜色加深[23]。陈酿2个月后葡萄酒色度为B（2.35）＞A（2.11）＞F（2.06）＞CK（1.99）＞E（1.94）＞C（1.92）＞D（1.78）。陈酿后色度较高的为B组和A组，分别为2.35和2.11，其中B组色度相比于对照组（CK）提高了0.36，自身氧化程度较小，色度稳定性较高，陈酿后品质较好。因此，表明1.0 g/L橡木片添加量的赤霞珠干红葡萄酒色度较好。

2.3.2 发酵结束与陈酿后色调的对比

图7 发酵结束与陈酿后色调的对比Fig.7 Comparison of the hue after fermentation and aging

由图7可知，陈酿后的葡萄酒色调与发酵结束相比有所上升，主要原因为后期贮藏中花色苷结合生成大分子的稳定花色苷，小分子花色苷减少，同时部分不稳定花色苷被氧化，加之单宁氧化变黄，导致红色变浅，即色调变大。其中B、C、D、E组上升幅度较大，CK、A、F组上升幅度较小。陈酿2个月后葡萄酒色调为D（0.77）＜C（0.81）=A（0.81）＜B（0.84）＜CK（0.86）＜E（0.88）＜F（0.91）。陈酿后色调最低的为D组（0.77），说明橡木片添加量为2.0 g/L时葡萄酒色调较低，陈酿后品质较好，但其色调稳定性一般。

2.3.3 发酵结束与陈酿后单宁含量的对比

图8 发酵结束与陈酿后单宁含量的对比Fig.8 Comparison of tannin content after fermentation and aging

由图8可知，陈酿后各组葡萄酒中单宁含量低于发酵结束的葡萄酒单宁含量，陈酿后单宁有所下降是因为部分单宁已充当抗氧化剂或与酒中物质结合成大分子物质，且添加橡木片的葡萄酒中单宁含量明显高于CK组。陈酿2个月后葡萄酒单宁含量（mg/L）为B（850.5）＞F（834.5）＞A（743.2）＞C（739.6）＞E（738.4）＞D（729.7）＞CK（698.8），陈酿后单宁含量较高的为B组与F组。对比陈酿前后葡萄酒单宁含量发现，陈酿前后B组单宁含量最高，变化较为稳定，比CK组提高了151.7 mg/L，F组次之，为834.5 mg/L，故橡木片添加量为1.0g/L和4.0g/L时葡萄酒单宁含量较高，陈酿后品质较好。

2.3.4 发酵结束与陈酿后总酚含量的对比

图9 发酵结束与陈酿后总酚含量的对比Fig.9 Comparison of total phenol content after fermentation and aging

由图9可知，陈酿后各组葡萄酒中总酚含量低于发酵结束的葡萄酒总酚含量，其下降的幅度大致相同，其主要原因为一些单体酚及易氧酚类物质被氧化。陈酿2个月后葡萄酒总酚含量为B（1 254.7）＞F（1 235.5）＞E（1 018.0）＞D（994.7）＞C（982.7）＞CK（980.0）＞A（979.9）。其中发酵结束和陈酿后的酚类物质含量最高均为B组，其次为F组，陈酿后的B组（1 254.7 mg/L），较CK组高了274.7 mg/L，F组为1 235.5 mg/L，故橡木片添加量为1.0 g/L和4.0 g/L时葡萄酒总酚含量较高，酚类物质稳定性较好，酒体丰富，品质较好。

综上所述，陈酿后B组色度、单宁含量、总酚含量变化较为稳定，F组陈酿前后单宁含量、总酚含量较高，该指标相对稳定，而D组色泽相对较好，但其稳定性一般。参考发酵期间的指标，得出B组、D组和F组赤霞珠干红葡萄酒品质相对较好，因此需要结合其他理化指标及感官评定进一步确定B组、D组、F组中的最优组，进而确定橡木片最佳添加量。

2.4 品质较好葡萄酒的其他理化指标

明胶指数实质是葡萄酒中能与蛋白物质结合的单宁；盐酸指数则是小分子单宁聚合成大分子单宁的聚合物含量，两者均可反映葡萄酒中优质单宁的含量。由表1可知，不同橡木片添加各组游离二氧化硫、总二氧化硫、挥发酸、总酸、总糖、还原糖、酒精度、干浸出物、pH均无显著差异，而盐酸指数和明胶指数差异显著（P＜0.05），B、F组相比D、CK组，该两项指标含量突出，其中B组明胶指数和盐酸指数最高为194.4 mg/L和195.0 mg/L，较对照组（CK）提高了18.8 mg/L和18.6 mg/L，F组、D组次之。

表1 品质较好葡萄酒的其他理化指标Table 1 Other physical and chemical indexes of the wine with good quality

2.5 品质较好葡萄酒的感官品尝

分别对品质较好的B组、D组、F组进行感官评定，结果见图10。由图10可知，B组葡萄酒感官评分高于其他组，为83分，CK组（70分）和D组（68分）感官评分次之，F组感官评分最低（60分）可能是因为F组橡木片味道过于浓烈，掩盖葡萄酒的香气，D组酒体略显不协调，口感较粗糙，而B组葡萄酒的香气协调，橡木香气与果香浓郁，无生青味道，口感丰富，圆润。因此最终得出在发酵开始前添加1 g/L的天然橡木片发酵，所得的赤霞珠干红葡萄酒品质最佳。

图10 陈酿后葡萄酒感官评分Fig.10 Sensory evaluation of wine after aging

3 结论

本实验采用橡木片浸泡发酵法生产赤霞珠干红葡萄酒，即在主发酵启动前添加天然橡木片，通过测定发酵期间及发酵后葡萄酒的理化指标变化并进行感官评定，从而确定最佳的橡木片添加量。结果表明，添加天然橡木片浸泡发酵对葡萄酒的色度、色调、单宁、总酚具有一定的影响，发酵结束后B组（添加橡木片1 g/L）与F组（添加橡木片4 g/L）的指标优于其他组。通过对比赤霞珠干红葡萄酒发酵结束与陈酿后的指标稳定性变化，发现添加1.0 g/L天然橡木片的B组葡萄酒最终的色度（2.35）、色调（0.84）、单宁（850.5 mg/L）、总酚（1 254.7 mg/L）均有明显改善且酒体成分较为稳定，明胶指数和盐酸指数最高分别为194.4 mg/L和195.0 mg/L，其感官评分为83分。因此确定天然橡木片在发酵前最佳添加量为1 g/L，此工艺下的赤霞珠干红葡萄酒品质最佳。

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