不同下胶澄清剂对‘贵人香’冰白葡萄酒香气品质的影响

2019-11-06宫鹏飞马腾臻鲁榕榕李蔚张波陈彦雄韩舜愈

食品与发酵工业 2019年19期

宫鹏飞，马腾臻，鲁榕榕，李蔚，张波，陈彦雄，韩舜愈*

1(甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃省葡萄与葡萄酒工程学重点实验室，甘肃省葡萄与葡萄酒产业技术研发中心，甘肃兰州，730070) 2(甘肃祁连葡萄酒业有限公司，甘肃高台，734304)

冰葡萄酒是指将葡萄推迟采摘，使葡萄在藤蔓上保持一定时间结冰后，于-7 ℃以下采收、压榨取汁酿成的酒[1]。在冰冻状态下对原料进行压榨处理，可使葡萄汁中浓缩较高的糖、酸和风味物质，由此酿成的冰酒是葡萄酒中的珍品，被誉为“液体黄金”[2-3]，现如今，加拿大是世界上最大的冰葡萄酒产区，年产量约8 500 hL[4]。我国是世界上最大的冰葡萄酒消费国，具有广阔的冰葡萄酒市场，而河西走廊因独特的地理优势为酿造高质量冰葡萄酒提供了优质的原料，国产冰葡萄酒具有良好的发展前景。但目前国产冰葡萄酒产量低，在冰葡萄酒生产各个环节中存在许多问题，如酿造工艺和品质提升[5-6]。

澄清透亮的外观是优质冰白葡萄酒的基本要求，但冰白葡萄酒含糖量极高，且含有多种大分子胶体，如果胶、蛋白质和多酚等物质，这些物质的存在会影响酒的澄清效果[7-8]。而下胶澄清可使葡萄酒中的固体悬浮物迅速沉降，提高酒体在不同温度及环境中的稳定性，进而使葡萄酒的澄清度得到较大的提升。同时，还可去除葡萄酒的生青味和粗糙感，使酒的口感更加细腻[8]。目前用于葡萄酒的下胶材料种类繁多，主要有明胶、皂土、鱼胶、果胶酶和PVPP等[9]。皂土和PVPP均具有较好的澄清效果，可沉降葡萄酒中的一些大分子物质，但具有脱色作用，降低葡萄酒中挥发性香气物质的含量，使葡萄酒的口感变得单薄[8-12]；明胶和酪蛋白作为动物蛋白类下胶澄清剂，对葡萄酒的香气品质影响较小，但动物蛋白可能引起人畜共患病的传播[10]，而且COSME[13]研究表明酪蛋白可能会引起一些特殊人群的过敏反应。GRANATO[14]研究表明植物蛋白类下胶澄清剂有较好的澄清效果，对葡萄酒颜色和香气的影响较小，且具有较高的安全性。已有部分学者对大豆蛋白的澄清作用进行了研究，MIRA[15]研究表明大豆蛋白澄清效果优于明胶，可降低葡萄酒的浊度；张艳[16]和鲁榕榕[17-18]则分别研究了大豆蛋白对山葡萄酒、起泡葡萄酒和干红葡萄酒的澄清作用，表明大豆蛋白的澄清效果较好，使葡萄酒的口感更加醇和，但关于比较不同下胶澄清剂对冰白葡萄酒原酒香气成分和感官品质影响的研究尚未见报道。

本实验以甘肃河西走廊产区‘贵人香’冰白葡萄原酒为试材，研究不同类型下胶澄清剂对冰白葡萄酒的澄清效果、基本理化指标和风味品质的影响，以期优选出适用于‘贵人香’冰白葡萄酒的下胶澄清材料，为冰白葡萄酒的生产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

1.1.1 供试材料

‘贵人香’冰白葡萄原酒由甘肃祁连葡萄酒业有限责任公司提供，酿酒酵母为S.cerevisiaeAroma White，意大利Enartis 公司，发酵罐容量10 t。

1.1.2 主要试剂

皂土、大豆蛋白购于法国Lallemand公司；

明胶、聚乙烯吡咯烷酮等其他常规试剂购于天津市光复精细化工研究所；

酪蛋白、福林酚、2-辛醇(色谱纯)购于美国Sigma公司。

1.1.3 主要仪器

TRACE1310-ISQ气相色谱-质谱联用仪、ISQ型单四级杆质谱仪、DB-WAX色谱柱(60 m×2.5 mm×0.25 μm)、Genesis 10S型紫外-可见分光光度仪，Thermo Scientific 美国热电；固相微萃取(solid phase microextraction，SPME)装置、50/30 μm二乙基苯/碳分子筛/聚二甲基硅(divinylbenzene/carboxen/polydimethyl-siloxane，DVB/CAR/PDMS)萃取头、DF-II集热式恒温磁力搅拌器，金坛市恒丰仪器制造有限公司。

1.2 实验方法

皂土和明胶用适量温水配制成质量分数为10%的溶液，浸泡膨胀12 h后，搅拌均匀，并用200 mg/L SO2保存备用[12,17]；酪蛋白、大豆蛋白和PVPP则直接配制成质量分数为10%的水溶液，并用200 mg/L SO2保存备用[12,17]。

本实验选取甘肃河西走廊产区‘贵人香’冰白葡萄酒原酒，分装在250 mL的白色磨砂玻璃瓶中，根据国际葡萄与葡萄酒局(international organization of vine and wine, OIV)规定所允许的最大添加剂量加入不同澄清剂母液，使其在酒样中的质量浓度分别为明胶500 mg/L、皂土1 000 mg/L、大豆蛋白500 mg/L、酪蛋白500 mg/L以及PVPP 800 mg/L，以不做处理的自然澄清为空白对照(主要比较不同澄清剂的影响)，酒样于12 ℃恒温箱中保存静置两周后，进行相关指标的测定。每个处理重复3次。

1.2.1 试剂的配制

费林试剂按GB/T 603—2002进行配制；0.05 mol/L NaOH按GB/T 601—2016进行配制。

1.2.2 理化指标的测定

总糖：参照GB/T 15038—2006[19]。

总酸、挥发酸：参照GB/T 15038—2006[19]。

澄清度：利用紫外-可见分光光度计测定透光率[12]。取澄清的酒液注入1 cm比色皿中，在680 nm的波长下，测定透光值T%，用蒸馏水进行空白调零。

蛋白质：考马斯亮蓝法测定[21]。

总酚含量：采用Folin-Ciocalteu比色法测定[22]。

1.2.3 挥发性香气成分的测定

参照陈霞[23]方法。取5 mL酒样，置于15 mL的样品瓶中，分别加入1.5 g NaCl和50 μL内标物2-辛醇(质量浓度为7.25 mg/L)，放入磁力搅拌转子后用瓶塞密封，置于磁力搅拌器上30 min，40 ℃水溶条件下萃取30 min[23]。萃取结束后取出萃取头插入GC-MS进行香气检测[23]。

采用GC-MS联用仪进行分析检测。

色谱条件：DB-WAX色谱柱(60 m×2.5 mm×0.25 μm)，不分流进样，载气(He)流速1 mL/min，进样口温度240 ℃；采用程序升温：初温40 ℃，保持5 min，5 ℃/min升温至230 ℃，保持10 min。

质谱条件：电源方式EI源，离子源温度240 ℃，连接杆温度180 ℃，电子轰击能70 eV，检测器电压1 000 V，扫描范围50～350m/z。

定性分析：香气成分质谱数据经计算机检索保留值(RI)值、NIST library(11)、Wiley library及香精香料标准谱库进行初步定性，谱库比对时要求匹配度大于800。

定量分析：采用内标法进行半定量分析，内标物选用2-辛醇。计算公式如下：

香气物质的质量浓度/(μL·L-1)=

(1)

1.2.4 感官分析

参照RIBEIRO[24]方法。在标准品尝室进行，样品用1～6随机编号，选择7名经过专业葡萄酒品鉴培训的老师和学生进行品评。从10个属性外观(澄清度、颜色)、香气(浓郁度、丰富度、果香)、风味(甜味、酸味、持久性、整体平衡感、浊味)进行感官评价，采用十点强度量进行量化，0～10表示感觉强烈程度逐渐增大。感官评价结果进行初步统计整理，并利用感官雷达图进行分析。

1.3 数据处理

本实验利用Microsoft Office Excel 2010软件进行基本处理，用IBM SPSS Statistics 19.0分析软件进行差异显著性分析(Duncan法，P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同澄清剂处理对酒样透光率的影响

下胶澄清处理是确保冰白葡萄酒具有清澈透亮的外观及稳定性的重要工艺[17],如图1所示。

图1 各处理后酒样透光率的变化Fig.1 Change of light transmittance in wine samples with different treatment注：图中不同字母代表不同处理之间差异显著，样本量n=3，P<0.05。

经过5种澄清剂处理后，不同澄清剂处理酒样的透光率均显著提升(P<0.05,1.25%～4.72%)，且均大于90%，使冰葡萄酒具有澄清透亮的外观。但不同类型澄清剂对酒样的透光率影响不同，其中皂土对酒样透光率的提高最显著(P<0.05)，其次为大豆蛋白，酪蛋白和PVPP处理组也有较好的澄清效果，且二者之间差异不显著(P>0.05)；与上述4组处理酒样相比，明胶处理组酒样的透光率提高最小，澄清效果最差。

2.2 不同澄清剂处理对酒样理化指标的影响

由表1可知，下胶澄清后酒样的色度有所降低，其中皂土处理组色度变化最大，降低了16.47%，大豆蛋白、酪蛋白、PVPP、明胶处理组色度依次降低了11.35%、9.34%、6.58%、4.22%，与COSME[25]和SIMS[26]的研究结果一致，下胶澄清均会不同程度降低白葡萄酒的色泽，明胶对色度影响小；大豆蛋白和酪蛋白处理的酒样中，总糖含量与对照组差异不显著(P>0.05)，经皂土处理后总糖含量降低显著(9.83%，P<0.05)，其降低会影响优质冰白葡萄酒的口感；酪蛋白处理组总酸和挥发酸的含量均无显著性变化(P>0.05)，大豆蛋白处理组总酸含量显著性降低(P<0.05)，而挥发酸无显著性变化(P>0.05)；各处理酒样中，蛋白质残留量基本未变化，差异不显著(P>0.05)，表明少量的蛋白类下胶澄清剂不会造成酒样中蛋白残留，保证了酒的安全性；各处理之间总酚含量均有所降低，其中经大豆蛋白和酪蛋白处理后总酚含量降低最大，为7.55%和9.01%，GUERRERO[26]也研究发现澄清剂会降低葡萄酒中的总酚含量，减少冰白葡萄酒的褐变。

表1 不同澄清剂处理下酒样的基本理化指标Table 1 basic physicochemical indexes of wine samples processed under different clarification process

注：表中同一指标内不同字母代表差异显著，样本量n=3，P<0.05。下同。

综上，‘贵人香’冰白葡萄酒处理组的透光率明显提高，其中皂土处理组的透光率提高最明显，但对色度和总糖的影响较大，大豆蛋白处理组的透光率提高较明显，对色度的影响较小，且总糖含量无显著性变化；与酪蛋白相比，大豆蛋白处理组总酸含量有所降低。实验与GRANATO[14]和陈彦雄[12]的研究结果一致，即下胶澄清剂会提高酒样的澄清度，对葡萄酒的其他理化指标影响较小。而对同一种下胶澄清剂不同添加量对冰白葡萄酒理化指标的影响还有待进一步研究。

2.3 不同澄清剂处理对酒样挥发性香气品质的影响

下胶澄清材料种类繁多，但不同下胶澄清剂对酒体的挥发性香气成分的影响不尽相同。实验采用HS-SPME-GC-MS技术对不同处理酒样的挥发性香气化合物进行了检测分析，主要比较不同下胶澄清剂对冰白葡萄酒挥发化合物水平的影响，与对照组相比(67种，总含量为30.23 mg/L)，澄清处理后酒样中挥发性香气物质的种类和含量均有所下降，说明澄清剂处理对冰白葡萄酒的香气成分有一定影响，其中皂土(54种，22.21 mg/L)处理后其香气物质总含量下降最大，酪蛋白(62种，28.69 mg/L)处理对其总香气物质总含量的影响最小，其次为大豆蛋白(62种，26.62 mg/L)。

表2 不同处理酒样中挥发性香气化合物的GC-MS分析Table 2 GC-MS analysis of volatile compounds in wine samples with different treatment

续表2

中文名RI(DB-WAX)含量/(μg·L-1)CKPVPP大豆蛋白酪蛋白明胶皂土气味描述总计10 670.25±62.3710 343.76±227.5210 301.37±268.7010 254.14±212.6410 250.07±312.2910 087.41±358.74酸类乙酸1452620.62±18.19a590.77±9.98b605.91±15.56ab491.03±16.49c505.79±13.44c593.18±13.30b醋酸味[27]异丁酸158111.84±0.4911.19±0.5111.85±0.81ndndnd酸腐味、奶酪味[27]2-甲基丁酸165555.86±0.65a52.96±0.37bc52.12±0.65c55.65±0.55a48.07±0.94d53.81±0.91b己酸1851651.91±23.89a597.25±33.05b598.30±29.07b652.67±25.93a583.95±31.92b617.39±23.93ab乳酪、腐臭[21]庚酸196029.36±0.23a27.40±0.63d26.34±0.45b29.92±0.74a16.54±0.32c27.06±0.82b羊脂酸20501 237.43±36.56a940.81±36.14c1 059.77±51.72c1 281.45±37.39a1 089.52±32.55b1 091.22±85.85b膻味[27]月桂酸250271.80±1.4718.97±0.5934.60±3.0781.53±3.26ndnd月桂油[27]壬酸216935.50±0.35ndnd38.03±0.5515.90±0.5515.87±0.97脂肪味[27]癸酸2279756.81±11.07b425.51±17.87f505.75±18.67e839.90±18.29a637.52±15.44c595.62±15.90d脂肪味、腐臭[17]总计3 471.13±92.912 664.86±99.152 894.64±120.003 470.19±103.202 897.28±95.152 994.15±141.66萜烯类芳樟醇1552500.69±9.39nd489.85±2.68490.45±23.93485.25±17.55nd花香、薰衣草香[17]α-松油醇168048.59±1.90a45.13±1.08b45.45±1.50b48.77±0.51a45.99±1.83b45.69±0.85b清香、木香[21]香茅醇1750400.99±8.50a376.14±12.58bc371.02±14.67c370.88±27.73c375.69±43.66bc382.51±25.17b柠檬、柑橘香[21]橙花醇180617.72±0.28a15.61±0.97b13.06±0.34cd15.73±0.81a14.08±0.58c12.83±0.72d花香,甜木香[28]香叶酸23346.61±0.18nd5.83±0.446.36±0.213.51±0.113.48±0.37总计974.60±20.24436.88±14.63925.20±19.63932.20±53.19924.51±63.73444.51±27.11羰基类2-辛酮1296148.58±0.84a121.69±2.41b119.70±1.60b143.41±5.49a118.38±3.13b120.19±4.48b甲基庚烯酮134122.95±0.84ndndndndnd2-辛烯醛143424.71±0.73b18.49±0.98d26.93±0.23a21.71±0.32c24.00±0.67b24.73±0.49b糠醛146830.81±0.56c35.15±0.44a28.77±0.71d27.31±0.79e29.90±0.51c32.95±0.42b草药、茶香[27]大马士酮1831124.60±6.05ab122.30±6.91ab112.40±5.29b122.90±12.17a96.98±6.21c119.42±8.88ab桃子、烤苹果[27]香叶基丙酮186599.99±2.09a32.16±0.75c37.69±7.08c54.17±1.59b18.57±0.53d18.26±0.47d总计451.63±11.11329.79±11.49325.49±14.92369.50±20.37287.84±11.05315.54±14.73其他玫瑰醚133719.58±1.41ndnd19.33±0.03ndnd花香,荔枝味[28]丁香酚214121.84±0.396.39±0.48nd20.08±0.624.67±0.26nd烟熏味、丁香味[27]愈疮木酚220342.82±0.56a41.65±0.30a38.09±0.76b38.63±1.31c28.60±0.16e30.66±0.51d药味、烟味[27]总计84.24±2.3648.04±0.7938.09±0.7678.04±1.9533.27±0.4130.66±0.51

注：“nd”表示未检出该香气成分或含量极少，“”表示未查到相关资料。

2.3.1 酯类物质的影响

酯类大多具有浓郁的果香，是葡萄酒中最主要的一类挥发性香气成分，酯化反应会产生新的酯类物质，同时酯类物质也会通过酯基转移使酯类物质的种类发生变化[27]。实验酒样中检出了24种酯类物质(表2)，其含量占香气物质总含量的27.29%～32.53%。酒样经澄清处理后酯类物质的种类和含量均有所下降，对照组酯类物质含量为14 574.71 μg/L，5种澄清剂处理组中酯类物质的含量从高到低依次为对照组14.58 mg/L、酪蛋白13.59 mg/L、大豆蛋白12.14 mg/L、明胶10.61 mg/L和皂土8.34 mg/L；大豆蛋白、酪蛋白和明胶处理组均检测出23种酯类物质，与对照组相比仅有1种含量极少的物质未检测出，皂土处理组检测出20种酯类物质，有4种酯类物质未检测出。皂土对酒样中酯类香气物质的种类和含量影响最大，大豆蛋白处理对冰白葡萄酒中酯类香气影响较小。

乙酸乙酯、正己酸乙酯、癸酸乙酯和辛酸乙酯是葡萄酒中较典型的酯类香气成分，主要香气特征为果香[22]。对照组中这4种酯类的总含量为11 802.44 μg/L，在PVPP、大豆蛋白、酪蛋白、明胶和皂土5种澄清剂处理酒样中这4种酯类含量分别为7 969.27、9 562.40、10 928.33、8 133.73、6 333.88 μg/L。皂土对这4种香气化合物的影响最大，使这4种化合物的含量降低了46.33%，影响最小的是酪蛋白，大豆蛋白次之。

2.3.2 醇类物质的影响

醇类物质是葡萄酒中较重要的香气成分，但有的醇类物质会给葡萄酒的香气带来负面影响[17]。不同澄清剂处理的酒样中共检出了20种醇类物质，经下胶澄清处理后，醇类物质的种类和含量均有所降低。对照组中醇类物质含量为10 670.25 μg/L，5种澄清剂处理酒样中醇类物质含量分别为酪蛋白(10 254.14 μg/L)、明胶(10 250.07 μg/L)、皂土(10 087.41 μg/L)、PVPP(10 343.76 μg/L)、大豆蛋白(10 301.37 μg/L)，5种下胶澄清剂处理组相对于对照组，醇类物质的含量有显著性的降低(P<0.05)，但处理组之间无显著性变化(P>0.05)。

1-戊醇和正己醇具有青草味，其在酒中含量过高，会增加酒体的生青味[23]。大豆蛋白处理后，酒样中1-戊醇和正己醇的含量分别下降了0.16%和1.53%，可能会减少其对葡萄酒香气的负面影响；酪蛋白处理后，正己醇的含量降低了0.83%。苯乙醇具有花香味[27]，经过皂土、大豆蛋白、PVPP和明胶处理后，酒样中苯乙醇的含量分别下降了0.77%、2.01%、5.47%、9.50%；1-壬醇具有水果、蔷薇香[23]，明胶处理后，其含量下降了51.85%，而经过酪蛋白和大豆蛋白处理后，其含量分别下降了5.79%和22.95%。

2.3 其他香气物质的影响

少量的脂肪酸有助于改善葡萄酒的风味，但其含量过高时会令人有不快感[29]。下胶澄清剂能降低‘贵人香’冰白葡萄酒的酸类物质，PVPP对冰白葡萄酒中酸类物质的影响最大，其次是大豆蛋白、明胶、皂土和酪蛋白。从表2可知，PVPP、大豆蛋白、明胶和皂土处理的酒样中，己酸、癸酸和羊脂酸均有所降低，而酪蛋白处理的酒样中，这3种酸均有所提高；5种澄清剂处理组乙酸、异丁酸和2-甲基丁酸均有所降低，其中异丁酸在酪蛋白、明胶和皂土处理组未检测出。

对照组中羰基类化合物的总含量为451.63 μg/L，PVPP、大豆蛋白、酪蛋白、明胶和皂土5种澄清剂处理的酒样中其总含量分别为329.79、325.49、369.50、287.84、315.54 μg/L，其中酪蛋白对贵人香冰白葡萄酒羰基类物质的影响最小。

萜烯类化合物是葡萄与葡萄酒中的特征香气化合物[30]，大豆蛋白对其总含量影响较小。芳樟醇在对照组、酪蛋白、明胶和大豆蛋白处理酒样中均有检测出，而PVPP和皂土处理酒样中均未检测出芳樟醇；香茅醇和橙花醇经5种澄清剂处理后含量均有所降低；酪蛋白处理组中α-松油醇却有所升高。PVPP和皂土对萜烯类化合物影响最大，分别降低了55.17%和54.39%。

综上，5种下胶澄清剂处理后，香气物质的种类变化不大，但总含量变化显著。与对照组比较，酪蛋白、大豆蛋白、明胶、PVPP和皂土5种澄清剂处理的酒样中香气物质的含量分别下降了5.07%、11.92%、17.30%、19.26%、26.52%。其中，大豆蛋白处理对‘贵人香’冰白葡萄酒香气化合物中的酯类和萜烯类影响较小，可较好保留冰葡萄酒中花香和果香味，以保证冰葡萄酒具有良好的品质。然而本实验仅选取了5种下胶澄清剂进行单类型之间的比较，对于物理澄清方式、下胶澄清剂之间的复配及其复配用量、物理澄清和化学澄清方式的结合对冰白葡萄酒品质的影响有待进一步研究，以期在提高葡萄酒澄清透亮的同时，尽量减少色度的降低和挥发性香气化合物的损失，提高蛋白质的稳定性，保证葡萄酒的品质。

2.4 感官分析

对不同处理组的葡萄酒感官品质进行定量描述分析。由图2可知，不同澄清剂处理对酒样的感官品质具有不同程度的影响。从外观分析，处理组酒样的澄清度均高于对照组，皂土处理组澄清度最高，大豆蛋白次之。然而颜色强度均有不同程度地降低，因澄清剂在作用的过程中会吸附色素物质，导致酒样颜色降低[25-26]；从香气品质分析，处理后各酒样的香气品质均有不同程度的降低，皂土的影响最大，其次是酪蛋白和大豆蛋白，与GRANATO[14]、MELISSA[31]和VINCENZI[32]研究结果相同，皂土对白葡萄酒的香气品质影响较大，植物蛋白对白葡萄酒的香气品质影响小；各处理酒样的酸味和甜味均有所降低，浊味明显下降，持久性无较大差异。通过感官分析表明，澄清剂对冰白葡萄酒有不同程度的影响，大豆蛋白澄清处理酒样与原酒的风味最为接近。