不同酿酒酵母发酵对干红葡萄酒品质的影响

雷 蕾，郑海武*，李正英，张美枝，李 婷，王燕荣，赵雪平，黄海英

（内蒙古农业大学 职业技术学院，内蒙古 包头 014109）

我国葡萄酒产业发展迅速，2020年6月国家主席习近平同志在视察宁夏时指出“葡萄酒产业大有前景”。我国葡萄酒市场不断增大，消费者也越来越多。目前，随着葡萄酒消费习惯的改变，葡萄酒发酵技术与葡萄酒消费出现了新的发展趋势。消费者逐渐倾向于选择酸度、涩度、甜度等口感方面具有较好的协调性，并能够体现风土特色的葡萄酒[1-3]。

一些酿酒师指出只有用天然本土的酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）才能酿造出能够体现风土特色的葡萄酒，相比较于诱变选育等方法得到的变异菌株发酵得到的葡萄酒更能体现其风土特有风味，更能将其产区和酒的特有地理香气相联系[4-5]。商业选择的酵母虽然具有最好的酒类特性，但并不总是能够充分发挥来自不同品种和特定地区生产的葡萄酒的典型风味和香味。同时，还会造成微生物污染，降低本土微生物的多样性[6]。在很多国家仍然存在很多自然发酵葡萄酒，自然发酵过程中大量野生酵母产生了具有复杂香气的葡萄酒，然而自然发酵存在很大的不可控制性，产品不可再生，导致产品质量不能统一，因此，越来越多的酿酒师开始筛选本土酿酒酵母用于本区域葡萄酒的发酵，本土酿酒酵母发酵本区域葡萄酒不仅可以更好的体现本土风味，而且可能会更好的适应本土发酵环境且减少对本土微生物多样性影响[7-8]。

总酸、残糖、酒精度、花色苷、单宁和总酚含量是反应葡萄酒品质的重要指标，同时是决定葡萄酒感官平衡性的重要指标[9]，因此，本研究以赤霞珠为原料，商业酵母DS、CECA、CEC01为对照，采用本土优良酿酒酵母[10]发酵葡萄酒，考察不同本土酿酒酵母对葡萄酒品质的影响，以期获得优良的本土酿酒酵母，为本土风土特色葡萄酒开发奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 菌种及葡萄来源

酿酒酵母Q12：从种植于山东平度的早霞玫瑰葡萄果实中分离，保藏于内蒙古农业大学职业技术学院食品系菌种库；酿酒酵母WJ1：从内蒙古乌海农家的发酵醪液中分离，保藏于内蒙古农业大学职业技术学院食品系菌种库；酿酒酵母DS：法国LAMOTHE ABIEF公司；酿酒酵母CECA及CEC01：安琪酵母股份有限公司。

赤霞珠葡萄：2019年10月上旬采摘于宁夏自治区青铜峡市。

1.1.2 试剂

偏亚硫酸钾（分析纯）、果胶酶（50 000 U/g）：法国LAMOTHE ABIEF公司；福林-丹尼斯试液、单宁酸、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、福林-酚试剂、次甲基蓝（均为分析纯）：天津风船化学试剂科技有限公司。

1.2 仪器与设备

G800精密pH计：无锡朝达电子科技有限公司；JE1002电子天平：上海梅颖仪器仪表制造有限公司；OLB9870全自动电位滴定仪：济南欧莱博电子有限公司；H1全功能酶标仪：美国伯腾仪器有限公司；100 L控温发酵罐：山东汇冠机械设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 赤霞珠干红葡萄酒发酵工艺[9]

操作要点：

赤霞珠葡萄：采摘成熟度良好的赤霞珠葡萄（糖度23%）。

分选：去除腐烂及青色颗粒。

去梗破碎、葡萄浆装罐：采用脱梗机去梗，将脱梗后得到的葡萄粒用匀浆泵破碎输送进入100 L发酵罐（入罐量80%），同时加入SO250 mg/L，果胶酶30 mg/L，酵母200 mg/L，然后进行发酵。

主发酵：控温发酵（控制温度＜28 ℃），第一天开放循环2次，发酵启动后改封闭循环2次/d，并配合压冒管理直至酒精发酵结束。

分离换罐：皮渣分离，收集自流酒至50 L储酒罐。

后发酵：室温加入乳酸菌进行苹果酸-乳酸发酵30 d。

澄清处理：4 ℃冷却澄清15 d，去除酒泥，收集上清酒，通过板框过滤机进行过滤。

灌装：调节游离SO2含量为45 mg/L，进行灌装。

1.3.2 本土酿酒酵母WJ1、Q12对发酵赤霞珠的动态影响研究

根据赤霞珠干红葡萄酒的酿造工艺，采用酵母菌WJ1、Q12、XR、CEC01、CECA发酵赤霞珠干红葡萄酒，设置三组平行。主发酵过程中每3 d取一次样，测定还原糖、酒精度、总酸、总酚、丹宁、花色苷含量，待残糖量下降至4 g/L时进行皮渣分离，进行后发酵及陈酿，待陈酿结束进行感官品评。

1.3.3 分析检测方法

总酸的测定：参照魏冬梅等[11]的等电位间隔电位滴定法；还原糖含量的测定：参照莫允焕等[12]的自动电位滴定法；酒精度的测定：参照国标GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[13]中的蒸馏法；单宁含量的测定：参照舒楠等[14]的福林-丹尼斯法；总酚含量的测定：采用福林酚法[15]；花色苷含量的测定：采用pH示差法[13]。

1.3.4 感官评价

参照国标GB/T 15037—2006《葡萄酒》[16]及王春燕[17]的方法对葡萄酒进行感官评价，请13位具有果酒品评经验的品评员对不同菌株发酵赤霞珠干红葡萄酒的典型性、滋味、香气、澄清度、色泽进行感官品评，综合评分去除一个最低评分，去除一个最高评分取平均得分，根据平均得分对不同菌株发酵赤霞珠干红葡萄酒品质进行综合评价。

1.3.5 数据处理

采用Excel 2007、Graphpad6.01进行作图，采用SPSS19.0进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 本土酿酒酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒过程中总酸含量的动态变化

不同酿酒酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒过程中总酸含量的变化见图1。

图1 酿酒酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒过程中总酸含量的动态变化Fig.1 Dynamic changes of total acid contents during Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by Saccharomyces cerevisiae

由图1可知，本土酿酒酵母WJ1、Q12与商业酿酒酵母DS、CECA、CEC01发酵赤霞珠干红葡萄酒过程中酸度变化趋势相似，均呈现先上升再下降再上升的趋势。赤霞珠葡萄果浆酸度为6.17 g/L，在发酵0～6 d时酸度呈上升趋势，分析原因可能是由于在发酵过程中酵母代谢产酸，及葡萄浸渍作用释放酸等使得琥珀酸、苹果酸、乙酸含量逐渐增加[17]。发酵6 d时，酸度均达到最大值，且本土酿酒酵母与商业酿酒酵母的酸度差异不显著（P＞0.05）。在发酵6 d后，自然乳酸菌发酵引起酸度降低。因此在发酵6～12 d时主发酵均结束。在发酵12～15 d时，由于酒石酸盐过饱和沉淀致使酸度再次上升。最终本土酿酒酵母WJ1发酵的赤霞珠干红葡萄酒酸度最大，达到6.92 g/L，且与商业酿酒酵母发酵的赤霞珠干红葡萄酒酸度差异显著（P＜0.05）；酿酒酵母Q12发酵的赤霞珠干红葡萄酒酸度为6.87 g/L，与商业酿酒酵母DS、CEC01发酵的赤霞珠干红葡萄酒酸度差异不显著（P＞0.05），但显著高于商业酿酒酵母CECA（P＜0.05）。两株本土优良酿酒酵母发酵的赤霞珠干红葡萄酒酸度均在适宜酸度范围内，因此两株酵母发酵产酸性能均可以达到商业酿酒酵母CECA的水平。

2.2 本土酿酒酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒过程中酒精度及还原糖残留量的动态变化

不同酿酒酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒过程中还原糖含量及酒精度的变化见图2。

图2 酿酒酵母酿造赤霞珠干红葡萄酒过程中还原糖含量（a）及酒精度（b）的动态变化Fig.2 Dynamic changes of reducing sugar content (a) and alcohol content (b) during Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by Saccharomyces cerevisiae

由图2可知，不同酿酒酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒过程中还原糖含量与酒精度呈负相关[18]。赤霞珠果浆还原糖含量为246 g/L；发酵0～9 d时，随着发酵时间的延长，还原糖含量均呈下降趋势，酒精度均呈升高趋势；发酵9～15 d时，酒精度和还原糖含量均趋于稳定状态；发酵结束时，赤霞珠干红葡萄酒中还原糖含量为2～4 g/L，均达到了国标GB/T 15037—2006《葡萄酒》要求[16]，且本土酿酒酵母与商业酵母发酵差异不显著（P＞0.05）。本土酿酒酵母WJ1发酵的赤霞珠干红葡萄酒的酒精度为15.0%vol，与商业酿酒酵母CEC01无显著显著（P＞0.05），但显著高于酿酒酵母DS和CECA（P＜0.05）。本土酿酒酵母Q12发酵的赤霞珠干红葡萄酒的酒精度为14.8%vol，与商业酵母CECA无显著差异（P＞0.05），但显著低于商业酿酒酵母CECA，高于商业酿酒酵母DS（P＜0.05）。因此，两株本土优良酿酒酵母在残糖与发酵酒精能力的性能与商业酿酒酵母相近。

2.3 本土酿酒酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒过程中单宁含量的动态变化

葡萄酒中单宁是葡萄酒涩度的主要来源，对葡萄酒酒体稳定与平衡有重要作用，主要由葡萄本身浸渍及酵母发酵过程当中产生[19-21]。不同酿酒酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒过程中单宁含量的变化见图3。

图3 酿酒酵母酿造赤霞珠干红葡萄酒过程中单宁含量的动态变化Fig.3 Dynamic changes of tannin content during Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by Saccharomyces cerevisiae

由图3可知，随着发酵时间的延长，单宁含量均呈升高的趋势。发酵开始时赤霞珠果浆中单宁含量为72.50 mg/L；发酵15 d后不同酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒的单宁含量不同。本土酿酒酵母WJ1发酵的赤霞珠干红葡萄酒中单宁含量为282.35 mg/L，与商业酿酒酵母DS、CEC01无显著差异（P＞0.05），但显著低于商业酿酒酵母CECA（P＜0.05）。本土酿酒酵母Q12发酵的赤霞珠干红葡萄酒中单宁含量为205.01 mg/L，显著低于商业酿酒酵母DS、CEC01、CECA（P＜0.05）。因此，本土酿酒酵母WJ1发酵的赤霞珠干红葡萄酒单宁含量达到了商业酿酒酵母DS、CEC01的水平，而酿酒酵母Q12产单宁量相对少些，适合轻盈酒体的一些葡萄酒的酿造应用研究。

2.4 本土酿酒酵母发酵赤霞珠葡萄酒过程中活性成分含量的动态变化

花色苷具有清除体内自由基及抗氧化等功能[22]，是稳定葡萄酒色泽的重要指标。主要由葡萄自身浸渍、酵母发酵及后期陈酿引起量的变化[23]。不同酿酒酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒过程中花色苷及总酚含量的变化见图4。

图4 酿酒酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒过程中花色苷含量的动态变化Fig.4 Dynamic changes of anthocyanin content during Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by Saccharomyces cerevisiae

由图4可知，发酵开始前的赤霞珠葡萄果浆中花色苷含量为94.18 mg/L；发酵0～9 d时，花色苷含量均随着发酵时间延长而增加；在发酵第9天时达到最大，本土酿酒酵母WJ1为265.32 mg/L，酿酒酵母Q12为268.23 mg/L，均显著低于商业酿酒酵母；在发酵9～15 d时，由于花色苷不稳定被氧化使得不同酵母发酵的赤霞珠干红葡萄酒的花色苷含量均呈现下降趋势，在发酵第15天时，本土酿酒酵母WJ1发酵的赤霞珠葡萄酒中花色苷含量为204.95 mg/L，与商业酿酒酵母CEC01无显著差异（P＞0.05），但显著低于商业酿酒酵母DS、CECA（P＜0.05）。本土酿酒酵母Q12发酵的赤霞珠干红葡萄酒中花色苷含量为192.22 mg/L，显著低于商业酿酒酵母DS、CECA、CEC01（P＜0.05）。

2.5 本土酿酒酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒过程中总酚含量的动态变化

葡萄酒总酚为葡萄酒提供了一定的色泽及特殊的口感与风味，同时具有特殊的营养与保健作用。葡萄中大量的酚类物质存在于果皮和果梗中。葡萄与葡萄酒中的总酚是葡萄与葡萄酒中多酚类物质的总含量[24]，葡萄发酵的浸渍过程使大量的多酚类物质进入葡萄酒[25]。本土酿酒酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒过程中总酚含量动态变化见图5。

由图5可知，不同酿酒酵母发酵过程中，总酚含量均呈逐渐上升的趋势。赤霞珠果实中总酚含量1 094.57 mg/L。发酵结束后，本土酿酒酵母WJ1和Q12发酵的赤霞珠干红葡萄酒中总酚含量分别为3 110.04 mg/L、2 215.37 mg/L，本土酿酒酵母WJ1发酵的赤霞珠干红葡萄酒中总酚含量显著低于商业酿酒酵母DS（P＜0.05），但显著高于商业酿酒酵母CECA、CEC01（P＜0.05）。本土酿酒酵母Q12发酵的赤霞珠干红葡萄酒中总酚含量显著低于商业酿酒酵母DS、CECA、CEC01（P＜0.05）。本土酿酒酵母WJ1总酚含量为3110.04mg/L，在商业酿酒酵母DS、CECA、CEC01总酚含量范围（2 799.79～3475.51mg/L）内，具有较好的酿造品质学特性。本土酿酒酵母Q12具有再选育价值。

图5 酿酒酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒过程中总酚含量的动态变化Fig.5 Dynamic changes of total phenol content during Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by Saccharomyces cerevisiae

2.6 本土酿酒酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒的感官评价

以商业酿酒酵母DS、CEC01、CECA为对照，本土酿酒酵母WJ1及Q12发酵的赤霞珠干红葡萄酒的感官评分见图6。

图6 本土酿酒酵母与商业酿酒酵母发酵的赤霞珠干红葡萄酒的感官评价结果Fig.6 Sensory evaluation results of Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by native and commercial Saccharomyces cerevisiae

由图6可知，本土酿酒酵母WJ1发酵的赤霞珠干红葡萄酒的感官评分为89分，显著高于商业酿酒酵母DS、CEC01、CECA（P＜0.05），其酒体呈宝石红色、澄清且有亮度、挂壁性较好，香气浓郁，酸甜及涩度较为平衡，具有赤霞珠干红典型性风味。本土酿酒酵母Q12发酵的赤霞珠干红葡萄酒的感官评分为70分，显著低于商业酿酒酵母DS、CEC01、CECA（P＜0.05），其酒体呈紫红色、澄清度不佳，呈雾状，具有香气但不突出，酸甜及涩度平衡性欠佳，具有赤霞珠干红典型性不强。综上所述，本土酿酒酵母WJ1可作为发酵赤霞珠葡萄酒的商业酵母，而酿酒酵母Q12有待于进一步开发。

3 结论

以商业酿酒酵母DS、CECA、CEC01为对照，采用本土酿酒酵母WJ1、Q12发酵赤霞珠干红葡萄酒，不同酿酒酵母发酵赤霞珠干红葡萄酒过程中总酸、残糖、酒精度、花色苷、单宁和总酚含量变化趋势一致。本土酿酒酵母WJ1发酵的赤霞珠干红葡萄酒酸度较高，为6.92 g/L，残糖、酒精度、花色苷、单宁和总酚含量分别为3.32 g/L、15.0%vol、282.35 mg/L、204.95 mg/L、3 110.04 mg/L，感官评分89分，显著高于商业酿酒酵母（P＜0.05）。酿酒酵母Q12发酵的赤霞珠干红葡萄酒酸度、残糖、酒精度分别为3.87 g/L、3.5 g/L、14.8%vol，花色苷、单宁和总酚含量分别为192.22 mg/L、205.01 mg/L、2 215.37 mg/L，感官评分为70分，显著低于商业酿酒酵母（P＜0.05）。因此，本土酿酒酵母WJ1可用于发酵赤霞珠干红葡萄酒的商业酵母，而酿酒酵母Q12有待于进一步开发。