阳离子树脂交换技术对河西走廊干红葡萄酒品质的影响研究

李 勇，何晓丽，马成武，许引虎，牛育林

（1.甘肃莫高实业发展股份有限公司，甘肃武威 733008；2.湖北省酵母功能重点实验室，湖北宜昌 443003）

有机酸是葡萄和葡萄酒的重要风味物质,其组成和含量与葡萄和葡萄酒感官品质密切相关。它可以使葡萄酒尝起来更加清爽可口，一定的酸度还能使葡萄酒的风味更突出，酸还能维持葡萄酒中色素的稳定性，也是支撑葡萄酒陈年的一个重要因素，它就像是防腐剂一样，能够减缓葡萄酒的氧化速度，平衡微生物群，抑制有害细菌的生长，从而支撑葡萄酒的陈年。

离子交换树脂分为阳离子树脂和阴离子树脂，可分别与溶液中的阳离子和阴离子进行离子交换。离子树脂多应用于果酒降酸，在果酒增酸方面有少量报道，有研究表明阳离子树脂还能处理葡萄酒及果酒中的金属离子，提高葡萄酒及果酒的稳定性。

河西走廊产区种植基地靠近沙漠，土壤为高钙、富钾，基地昼夜温差大，近几年随着全球气候变暖日益严重，采摘时普遍浆果糖高、酸度较低，冷稳定处理困难，处理时间长，能耗大，处理成本高。本试验采用STABYMATIC 强酸性阳离子交换树脂为材料，以莫高庄园黑比诺、蛇龙珠、混酿干红葡萄酒为研究对象，研究STABYMATIC 阳离子树脂处理装置对葡萄酒理化指标，K、Ca离子含量以及感官的影响，意在降低葡萄酒酒精度、增加酸度，消除葡萄酒中的钾、钙等离子，减轻葡萄酒酒石稳定性处理的难度，降低成本，有效提升河西走廊葡萄酒质量。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

酒样及试剂：莫高庄园2018 年黑比诺原酒，莫高庄园2018 年混酿干红原酒，莫高庄园2018 年蛇龙珠原酒，98%浓硫酸。

仪器设备：pH 计，梅特勒；紫外风光光度计，北京普析通用；STABYMATIC，AEB。

1.2 试验方法

1.2.1 葡萄酒阳离子处理流程及操作要点

流程：STABYMATIC 系统配置→冲洗→冲洗排空→树脂再生→葡萄酒处理。

操作要点：

树脂再生：在酸容器中使用45 L 的软化水和12 L 的浓硫酸调配酸性溶液，将入液管和排液管同时插入酸性溶液中，产生闭合循环，循环30 min。

葡萄酒处理：需时刻检测处理后的葡萄酒的pH值来确定树脂的活性。

当树脂失去活性，停止葡萄酒的处理，用氮气排空葡萄酒，并再次进行树脂再生处理。

1.2.2 分析检测

1.2.2.1 基本理化指标的测定

分别检测阳离子树脂处理前后糖、酸、挥发酸、pH 值、酒精度等基本理化指标，理化指标检测依据GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》。

1.2.2.2 葡萄酒色度的检测

葡萄酒色度检测方法参考梁冬梅等的检测方法，先测定被测样品的pH值，然后吸取被测样品，用相同pH 值的缓冲液稀释至刻度均匀，用10 mm 比色皿在420 nm、520 nm、620 nm 下分别测定吸光度值。计算公式：色度=(A+A+A)*稀释倍数。

1.2.2.3 葡萄酒K、Ca离子的检测

葡萄中含有一定量的金属元素,钾、钠、钙、镁是影响葡萄酒咸味的主要成分，钾、钙可以与酒石酸结合生成溶解度较小的酒石酸氢钾和酒石酸钙，K、Ca离子的含量直接影响葡萄酒的风味、质量和稳定性。本次试验K、Ca离子的检测为委托检测机构检验。

1.2.2.4 葡萄酒感官评价

感官评定人员由莫高葡萄酒厂6 名技术人员组成，其中葡萄酒国家级评委和一级品酒师3 人，二级品酒师3 人，评价小组采用定量描述分析方法对阳离子处理前后葡萄酒进行感官评定。评分指标分为整体品质、颜色、果香特征、香气浓度、口感平衡性、口感持续性、酒体7项，每项满分10分。

1.3 数据处理

试验均进行3 次重复,制图使用WPS，数据分析使用SPSS 网页版软件,试验结果以X±SD方式表达,采用单因素方差分析进行组间比较，P＜0.01 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 阳离子树脂处理对基本理化指标的影响（表1、表2、表3）

表1 黑比诺葡萄酒阳离子树脂处理前后理化指标

由表1、表2、表3可知，不同品种葡萄酒经阳离子树脂处理后总酸均显著增加（P＜0.01），酒精度、干浸出物、pH 值均显著降低（P＜0.01），挥发酸、糖无明显变化。酸、pH 值、酒精度、挥发酸的变化与张如意等在新疆葡萄酒上的研究一致。

表2 蛇龙珠葡萄酒阳离子树脂处理前后理化指标

表3 混酿红葡萄酒阳离子处理前后理化指标

2.2 阳离子树脂处理对葡萄酒色度的影响（图1）

图1 阳离子树脂处理前后葡萄酒色度的变化图

由图1 可知，阳离子树脂处理后各品种葡萄酒的色度值均显著增加，阳离子树脂处理能增加干红葡萄酒的色度，对葡萄酒的颜色产生有利的影响。

2.3 阳离子树脂处理对葡萄酒K+、Ca2+离子含量的影响（图2）

由图2 可知，不同品种葡萄酒经阳离子树脂处理，葡萄酒中钾离子和钙离子浓度均大幅下降，钾离子和钙离子含量对葡萄酒酒石酸盐的形成有很大的影响，降低钾离子、钙离子浓度能有效抑制酒石酸盐沉淀的形成。

图2 阳离子树脂处理前后葡萄酒K+、Ca2+离子变化图

2.4 阳离子树脂处理对葡萄酒感官的影响（图3）

图3 阳离子树脂处理前后葡萄酒感官评价

经阳离子处理后各品种葡萄酒酸度均过高，酸感太突出。故葡萄酒品尝前均与原样进行了调配（30%处理后葡萄酒+70%葡萄酒原样）。

由图3 可知，阳离子树脂处理后各品种葡萄酒整体品质均有所上升，葡萄酒的颜色更加艳丽，口感持续性更好，香气的浓郁度有所上升，部分金属离子以及葡萄酒中一些不溶物质被处理，酒体的厚重度略有下降。

3 结论

根据本试验研究数据及结果分析，使用阳离子交换树脂处理葡萄酒能有效的降低葡萄酒酒精度、pH值、酒中K、Ca离子浓度，能有效增加葡萄酒总酸含量，葡萄酒整体感官品质有所提升。阳离子树脂处理可应用于解决葡萄酒酒精度高、酸低，稳定性处理困难的问题。