不同浸渍工艺对夏黑葡萄醪理化指标及颜色的影响

李 震，张乐宏，崔旋旋，管雨青，邓 阳，朴美子，李 岩

（1.青岛农业大学 食品科学与工程学院，山东 青岛 266109；2.青岛海润农大检测有限公司，山东 青岛 266109）

浸渍（maceration）是葡萄酒酿造工艺之一，指的是对葡萄进行萃取的过程，即将葡萄果皮、葡萄籽和果梗中的单宁、色素和非糖基化的风味化合物等酚类物质提取到葡萄醪中的过程，这个过程可以提升葡萄酒的各种特质，从而使最终酿成的葡萄酒颜色更深，香气更浓，单宁的含量也更高[1-3]。

葡萄酒中的主要功效物质是酚类化合物，其广泛存在于葡萄籽、葡萄皮中，在葡萄酒的酿造过程中，随着浸渍作用而进入葡萄汁[4]。酚类化合物具有抗氧化作用，能有效地延缓癌症、心血管疾病和白内障等各种慢性疾病的发展[5-7]。但是葡萄酒中营养成分和功能物质含量的多少在很大程度上依赖于酿酒前对酿酒所用葡萄的浸渍[8]。浸渍工艺的选择与浸渍强度会直接影响葡萄醪中酚类物质含量，从而影响颜色、香气品质和口感[9-11]。

目前国内外常用葡萄酒浸渍工艺有二氧化碳浸渍法[12-13]、冷浸渍法[14]、热浸渍法[15]、延长浸渍法[16-17]等方法，并且原料破碎度、浸渍时间[18]、浸渍温度、倒罐、压帽、搅拌等因素均对浸渍效果有重要的影响[19-22]。

本研究主要采用热浸渍处理法、冷浸渍处理法、常温浸渍处理法，通过添加不同浓度的果胶酶和二氧化硫并进行一定时间的浸渍处理，探究不同浸渍条件对葡萄醪理化性质和其中物质含量的影响，从而确定最优的浸渍工艺。本研究为拓展浸渍工艺的研究，得到品质优良，物质丰富的葡萄醪提供了技术指导和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜的夏黑葡萄（SummerBlack）：市售，产地为青岛大泽山地区；葡萄酒酿酒果胶酶（食品级，酶活力12 000 U/mg）：购于烟台帝伯仕自酿机有限公司；其他化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

DU-800型紫外-可见分光光度计：美国贝克曼公司；AR224CN电子天平：上海奥豪斯仪器有限公司；IKA RH KT/C基本型加热搅拌器：德国IKA集团；PH 211台式酸度测定仪：意大利哈纳公司；SPX-250BS-II生化培养箱：宁波东南仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 浸提方法

常温浸渍方法：将夏黑葡萄经过分选、除梗，称质量及破碎后加入相应浓度的偏重亚硫酸钾溶液和果胶酶溶液。其中偏重亚硫酸钾组在不同浸渍时间下SO2的添加量均为30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L。果胶酶组在不同浸渍时间下果胶酶的添加量均为10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L。将溶液分装至100 mL锥形瓶中，每瓶装入60 g葡萄醪样品，破碎率为30%。将处理好的葡萄醪样品置于20 ℃恒温培养箱中分别浸渍1 h、4 h、7 h、10 h、13 h。

冷浸渍方法：将夏黑葡萄经过分选、除梗、称质量及破碎后加入相应浓度的偏重亚硫酸钾溶液和果胶酶溶液，添加方式同上，分装至100 mL锥形瓶中，每瓶装入60 g葡萄醪样品，破碎率为30%。将处理好的葡萄醪样品置于4 ℃恒温培养箱中分别浸渍1 h、4 h、7 h、10 h、13 h。

热浸渍方法：将夏黑葡萄经过分选，除梗、称质量及破碎后装入100 mL锥形瓶中，每瓶装入60 g葡萄醪样品，破碎率为30%。样品分别在70 ℃、80 ℃[15]条件下浸渍20 min、40 min、60 min、80 min、100 min。

1.3.2 浸渍后处理

将浸渍后的葡萄醪用四层无菌纱布进行压榨，在20 ℃、5 000 r/min的条件下离心10 min。取上清液测定样品中单宁、总酚、pH值、色度、色调。

1.3.3 测定方法

单宁含量的测定：参考标准NY/T 1600—2008《水果、蔬菜及其制品中单宁含量的测定分光光度法》中的方法，测定样品中单宁的含量。

总酚含量的测定：采用福林-肖卡试剂比色法[23]，测定样品中总酚的含量。

色度、色调及pH的测定：

取10 mL样品，用pH仪测定pH值，然后用相同pH值的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液稀释10倍，分别测定稀释后样品在波长420 nm、520 nm、620 nm处的吸光度值[24]。色调及色度计算公式如下：

1.3.4 数据分析

在每组试验中设置三组平行试验，使用SPSS 19.0、Excel 2016等软件处理试验数据。

2 结果与分析

2.1 冷浸渍及常温浸渍工艺对葡萄醪理化指标的影响

2.1.1 冷浸渍及常温浸渍工艺对葡萄醪中单宁含量的影响

图1 冷浸渍及常温浸渍工艺对葡萄醪中单宁含量的影响Fig.1 Effect of cool maceration and normal temperature maceration on tannin contents in grape mash

由图1a、图1b可知，葡萄醪中单宁的含量随浸渍时间的增加而升高，且添加SO2有助于单宁的浸出，SO2的添加量为50 mg/L时，在常温浸渍与冷浸渍处理下均得到最大的单宁浸出量，分别为（7.612±0.211）mg/L、（6.884±0.231）mg/L。这是由于提高浸渍温度和添加二氧化硫能够增强浸渍作用，增加色素和酚类的溶解度[25]，而单宁正是葡萄皮中一种主要的酚类物质。因此，采用常温浸渍法，添加质量浓度为50 mg/L的SO2，增加浸渍时间更有利于单宁的浸出。

由图1c、图1d可知，两不同处理组的单宁含量均随着浸渍时间的增加而升高。常温浸渍方式下添加30 mg/L的果胶酶能小幅度提高单宁的浸出量，13 h时最大浸出量为（7.287±0.173）mg/L；冷浸渍方式下三个果胶酶浓度处理组间无明显差异，13 h时最大浸出量为（6.143±0.196）mg/L。这是由于果胶酶的作用温度为10～55 ℃，冷浸渍温度过低，果胶酶活性较低，对葡萄果皮细胞的破坏作用较弱，使得不同果胶酶浓度之间的差异不明显[26]。

2.1.2 冷浸渍及常温浸渍工艺对葡萄醪中总酚含量的影响

由图2a、图2b可知，两种浸渍方式下，葡萄醪中总酚的含量都随时间的延长而增加。图中二氧化硫质量浓度为50 mg/L处理组的总酚含量在每个时间点都高于其他两个处理组，常温浸渍和冷浸渍处理方式下得到最高总酚含量分别为（134.756±2.231）mg/L、（122.332±1.401）mg/L。

图2 冷浸渍及常温浸渍工艺对葡萄醪中总酚含量的影响Fig.2 Effect of cool maceration and normal temperature maceration on total phenol contents in grape mash

由图2c、图2d可知，随着浸渍时间增加，不同组中总酚含量都增加。但果胶酶添加量对总酚浸提效果无明显作用。因此，采用常温浸渍法，添加质量浓度为50 mg/L的SO2，增加浸渍时间更有利于总酚的浸出[27]。

2.1.3 冷浸渍及常温浸渍工艺对葡萄醪pH值的影响

由图3a、图3b可知，常温浸渍与冷浸渍方式下，不同浓度的SO2处理组之间的pH在1 h时均有明显差异，SO2添加量为50 mg/L的处理组pH值最低，但是随着浸渍时间的增加，不同组之间pH值差异减小，pH值都稳定在3.85左右。这是因为二氧化硫溶解在葡萄醪中形成酸性物质，导致pH值下降。随着浸渍时间的延长，葡萄醪中的缓冲离子逐渐释放，导致pH值升高[28]。

图3 冷浸渍及常温浸渍工艺对葡萄醪pH值的影响Fig.3 Effect of cool maceration and normal temperature maceration on pH value in grape mash

由图3c、图3d可知，随着浸渍时间的增加，不同处理组的pH值均在上升。在处理时间为1 h时，常温浸渍方式下各组pH值均低于冷浸渍方式下各组值。这是由于冷浸渍温度过低，抑制果胶酶的活性，降低其对葡萄果皮细胞的破坏作用，减少了细胞内的有机酸溶出[29]。但总体来说，添加果胶酶对葡萄醪pH值的影响较小。

2.1.4 冷浸渍及常温浸渍工艺对葡萄醪色度的影响

由图4a、图4b可知，随着浸渍时间的增长，两种浸渍方式下色度都呈上升趋势。常温浸渍方式下，SO2的添加量为50 mg/L时，葡萄醪的色度有显著增加。冷浸渍方式下，SO2的添加量为50 mg/L时，葡萄醪的色度OD值高于其他处理组，但差异较小。这是由于较低的温度降低了色素类物质浸出的速率。因此，采用常温浸渍法，添加质量浓度为50 mg/L的SO2，增加浸渍时间更有利于色素类物质的浸出。

图4 冷浸渍及常温浸渍工艺对葡萄醪色度的影响Fig.4 Effect of cool maceration and normal temperature maceration on chroma in grape mash

由图4c、图4d可知，常温浸渍和冷浸渍方式下，不同果胶酶浓度处理组间色度差异较小，说明果胶酶对葡萄醪中色素的浸提无明显促进作用。

2.1.5 冷浸渍及常温浸渍工艺对葡萄醪色调的影响

由图5a、图5b可知，随着浸渍时间的增加，两种浸渍方式下葡萄醪色调均下降，表明花色苷含量随着浸渍时间的增加而上升，带给葡萄醪更多的红色色调的色素物质，样品色度减小，浸渍样品的颜色从偏黄色色调到带有越来越多的红色色调。且SO2添加量为50 mg/L的处理组色调比其他处理组有更低的色调值，因此，采用常温浸渍法，添加50 mg/L的SO2，增加浸渍时间更有利于葡萄皮中色素的浸提。

图5 冷浸渍及常温浸渍工艺对葡萄醪色调的影响Fig.5 Effect of cool maceration and normal temperature maceration on hue in grape mash

由图5c、图5d可知，常温浸渍和冷浸渍中不同果胶酶浓度处理组对葡萄醪色调差异较小，说明果胶酶浓度对葡萄果皮中色素的浸提无明显的促进作用。

综上，在当前的实验条件下，采用常温浸渍法与冷浸渍对夏黑葡萄中的单宁、酚类物质、色素进行提取，并通过对比探索得到最优提取条件：温度20 ℃，二氧化硫添加量50 mg/L，浸渍时间13 h，此时葡萄醪中单宁、酚类物质、色素浸提量最大。总体来看，单宁含量、总酚含量、葡萄醪的色度都随着浸渍时间的增加而增加，且加入一定浓度二氧化硫可以增强葡萄醪的浸渍作用，有利于单宁和酚类物质的浸出，也能破坏葡萄浆果果肉细胞，释放细胞中的可溶性酸，提高葡萄醪的酸度。而添加不同浓度的果胶酶溶液对酚类物质的浸出影响较小，并不能增加葡萄醪中酚类物质含量，无法改进或提高葡萄醪的品质。

2.2 不同热浸渍温度及处理时间对葡萄醪理化指标的影响

由图6a可知，葡萄醪中单宁的含量随浸渍时间的延长而增加。在80 min之前，80 ℃的浸渍条件下的单宁浸出量始终高于70 ℃时的浸出量，但随着浸渍时间增加两种浸渍方式的单宁浸出含量无较大差异，在100 min时达到最大浸出量（23.451±0.401）mg/L。由图6b可知，葡萄醪中总酚含量随着浸渍时间的延长而增加。70 ℃浸渍温度下，总酚含量随着时间延长平稳上升；80 ℃浸渍温度下，总酚含量随浸渍延长先平稳后上升再平稳。70 ℃浸渍，在100 min时达到最大浸出量（264.688±3.401）mg/L，高于80 ℃时浸渍量。由图6c可知，随着浸渍时间的增长，热浸渍样品的色度增加，且在每个时间点80 ℃进行热浸渍的色度始终大于70 ℃进行热浸渍的色度，说明80 ℃的热浸渍温度较70 ℃更为适宜提取更多的色素物质，较高的温度会加强色素物质的提取。由图6d可知，葡萄醪色调随着浸渍时间的增加而下降，80 ℃曲线下降迅速后平稳，70 ℃曲线缓慢下降。100 min时两种浸渍方式色调值接近。表明随着浸渍时间的增加，花青素等红紫色的色素物质析出增加，且更高的温度更有利于色素物质的溶出。样品色调减小，浸渍样品的颜色从偏黄色色调到带有越来越多的红色色调。由图6e可知，随着热浸渍时间的延长，80 ℃下的pH值先增加后平稳，70 ℃下的pH值先平稳后增加并有一定的波动，可能是由于热浸渍过程中植物细胞被杀死，细胞内的有机酸盐类物质析出，导致总酸含量增加，pH值降低。

图6 热浸渍温度及处理时间对葡萄醪理化指标及颜色的影响Fig.6 Effect of temperature and treatment time of heat maceration on physiochemical indexes and color of grape mash

综上，在当前的实验条件下，使用热浸渍法对夏黑葡萄中的色素、酚类物质进行提取，并通过对比探索得到最优热浸提提取条件，即温度80 ℃，浸渍时间100 min，此时葡萄醪中色素、酚类物质浸提量最大。

3 结论

本研究选用夏黑葡萄为主要原料，热浸渍法、冷浸渍法、常温浸渍法，对葡萄醪中的色素、酚类物质进行提取。对鲜食葡萄的浸渍工艺进行研究。热浸渍法、冷浸渍法、常温浸渍法这三种方法具有各自的优势。热浸渍得到的葡萄醪中色素、酚类物质高，适合酿制放入橡木桶中瓶中陈酿的陈酿型葡萄酒。常温浸渍法相比于热浸渍法色素总酚含量偏低，酿制不需要长时间陈年的易饮型葡萄酒。由于温度较低，冷浸渍能降低浸出酚类物质中单宁的比例，浸提出更多芳香的酯类化合物，酿制具有更多更复杂香气的葡萄酒。

本研究虽然通过不同浸渍方式之间的对比，确定出鲜食葡萄浸渍的最适条件。但是，仍有许多方面需要进行深入探究，如不同品种葡萄对葡萄醪中色素、总酚的影响。另外，在发酵过程葡萄醪中色素、酚类物质的变化，不同酿造条件、储存条件对色素、酚类物质的变化的影响，还需要今后进一步的探讨。