發(fā)酵前冷浸漬工藝結(jié)合橡木片處理對干紅葡萄酒品質(zhì)的影響

李斌斌,張亞飛,白友強(qiáng),常江民,杜展成,楊 洋,李學(xué)文

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052;2.青島酒店管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山東青島 266100;3.新疆芳香莊園酒業(yè)股份有限公司,新疆巴音郭楞蒙古自治州 841200)

近年來,中國已成為葡萄酒的生產(chǎn)和消費大國,面對進(jìn)口葡萄酒嚴(yán)峻的市場競爭,葡萄酒產(chǎn)品的生產(chǎn)和消費逐漸趨于優(yōu)質(zhì)化、國際化和高端化[1]。與傳統(tǒng)產(chǎn)酒國的優(yōu)質(zhì)干紅葡萄酒相比,我國葡萄酒風(fēng)格單一,產(chǎn)區(qū)特征不明顯,無法滿足消費者對葡萄酒多元化的需求[2]。新疆作為我國主要的葡萄酒優(yōu)勢產(chǎn)區(qū),其葡萄酒香氣細(xì)膩度的缺乏和顏色穩(wěn)定性不佳等問題尤為嚴(yán)重[3],因此對葡萄酒生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化改良對于我國葡萄酒產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展具有重要意義。

冷浸漬(cold maceration,CM)工藝最早出現(xiàn)于法國勃艮第地區(qū)紅色葡萄品種的釀造中[4],是指葡萄除梗破碎后,在進(jìn)入酒精發(fā)酵前對其進(jìn)行一段時間的低溫浸漬(5～15 ℃)處理,以促進(jìn)對果實中酚類物質(zhì)以及芳香物質(zhì)的浸提作用,進(jìn)而提升葡萄酒品質(zhì)[5]。研究表明,發(fā)酵前進(jìn)行冷浸漬處理可顯著提高紅葡萄酒中總酚和花色素含量,使得酒體色澤穩(wěn)定性得以改善[6]。Teresa等[7]研究了冷浸漬對梅鹿輒葡萄酒揮發(fā)性化合物的影響,其結(jié)果表明冷浸漬工藝在提高揮發(fā)性物質(zhì)濃度及增強(qiáng)品種典型性方面有顯著效應(yīng)。蔡建[8]采用粒選工藝結(jié)合冷浸漬處理進(jìn)行赤霞珠葡萄酒的釀造試驗,研究發(fā)現(xiàn)冷浸漬工藝能增添葡萄酒中的花果香特征,提高香氣復(fù)雜性。

隨著釀酒工業(yè)化的發(fā)展,橡木制品的應(yīng)用成為了近年來葡萄酒釀造領(lǐng)域的一個熱點,其中橡木片因其價廉、穩(wěn)定、高效等特點在葡萄酒生產(chǎn)中的使用與日俱增[9]。大量生產(chǎn)實踐表明,添加橡木片能夠掩蓋葡萄酒的生青味、泥土味[10],產(chǎn)生香草醛和橡木內(nèi)酯等更多呈香物質(zhì)[11],賦予葡萄酒更加優(yōu)雅、馥郁、持久的風(fēng)格[12]。此外,橡木中的酚類物質(zhì)能與葡萄酒中單體花色苷結(jié)合形成穩(wěn)定的復(fù)合物,參與酒體顏色的提升和穩(wěn)定[13]。目前有關(guān)發(fā)酵前冷浸漬結(jié)合橡木片處理對葡萄酒品質(zhì)的研究并未見報道。

本研究以新疆產(chǎn)區(qū)主栽釀酒葡萄品種梅鹿輒和赤霞珠為原料,分別進(jìn)行干紅葡萄酒的釀造試驗,探究發(fā)酵冷浸漬工藝結(jié)合橡木片處理對葡萄酒品質(zhì)的影響,以期為釀造優(yōu)質(zhì)干紅葡萄酒工藝的優(yōu)化提供一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

梅鹿輒葡萄(Merlot) 2018年9月7日采自新疆和碩縣芳香莊園酒業(yè)股份有限公司釀酒葡萄種植園,含糖量232.69 g/L,可滴定酸含量6.07 g/L(以酒石酸計);赤霞珠葡萄(Cabernet Sauvigon) 2018年9月29日采自新疆安寧渠鎮(zhèn)新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院綜合試驗場,含糖量259.43 g/L,可滴定酸含量6.83 g/L(以酒石酸計);橡木片(中度烘烤)、釀酒酵母(F15)、乳酸菌(LALVIN 31) 法國Lallemand公司;沒食子酸、蘆丁 Sigma-Aldrich公司;單寧酸 上海山浦化工有限公司;其他試劑 均為分析純。

TU-1810型紫外分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;PL303型電子分析天平 瑞士Mettler Toledo公司;BCD-160型低溫冰箱 青島海爾有限公司;DZK/W-D2型恒溫水浴鍋 北京永光明醫(yī)療儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 干紅葡萄酒的釀造工藝 葡萄除梗破碎并添加0.3 g/L的SO2,分裝至60 L不銹鋼發(fā)酵罐中(入料量為罐容積的80%～90%),參照文獻(xiàn)[14],添加2 g/L中度烘烤法國橡木片,混勻后置于8～10 ℃機(jī)械冷庫中冷浸漬5 d,冷浸漬結(jié)束待溫度回升至15 ℃左右,接入0.2 g/L商業(yè)酵母(Actiflore,F15)啟動酒精發(fā)酵,發(fā)酵溫度控制在25～28 ℃,待殘?zhí)墙抵? g/L后分離皮渣,接入乳酸菌(LALVIN 31)啟動蘋果酸-乳酸發(fā)酵,發(fā)酵溫度控制在18～20 ℃,蘋果酸-乳酸發(fā)酵結(jié)束后(蘋果酸<0.2 g/L)轉(zhuǎn)罐,添加0.5 g/L SO2終止發(fā)酵滿罐封藏,3個月后裝瓶進(jìn)行分析檢測。

傳統(tǒng)工藝組發(fā)酵前不進(jìn)行冷浸漬處理,原料入罐后添加相同克數(shù)橡木片即啟動酒精發(fā)酵,后續(xù)操作與上述釀造工藝一致。傳統(tǒng)工藝組、冷浸漬處理組、傳統(tǒng)工藝添加橡木片、冷浸漬處理添加橡木片分別標(biāo)記為CK、CM、CK+橡木片、CM+橡木片。每個處理設(shè)2次重復(fù)。

1.2.2 常規(guī)理化指標(biāo)的測定 葡萄酒中酒精度、總糖、總酸、揮發(fā)酸、干浸出物、游離SO2和總SO2等指標(biāo)參照GB/T 15038-2006中的方法[15]進(jìn)行測定。每個指標(biāo)設(shè)3次重復(fù)。

1.2.3 酚類化合物的測定 葡萄酒中總酚含量的測定采用Folin-Ciocalteu比色法[16],結(jié)果以沒食子酸當(dāng)量計;單寧含量的測定采用Folin-Denis法[17],結(jié)果以單寧酸當(dāng)量計;總類黃酮含量的測定參照Peinado等[18]方法進(jìn)行,結(jié)果以蘆丁當(dāng)量計;總花色苷含量的測定采用pH示差法[19],結(jié)果以二甲基花翠素-3-葡萄糖苷表示。每個指標(biāo)設(shè)3次重復(fù)。

1.2.4 色度、色調(diào)的測定 酒樣經(jīng)0.4 μm濾膜過濾,用相同pH的磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液稀釋10倍,測定波長420、520、620 nm處吸光值A(chǔ),其中,色度=(A420+A520+A620)×10,色調(diào)=(A420/A520)[20]。

1.2.5 感官分析 葡萄酒感官分析參照Martínez等[21]的方法,略作修改。品評小組由30名經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的葡萄與葡萄酒工程專業(yè)本科生及研究生(16名女性,14名男性)組成,在學(xué)院標(biāo)準(zhǔn)品酒室內(nèi)對各處理酒樣隨機(jī)編號,一次分析4款酒樣,共2輪,分別從外觀、香氣、口感以及整體平衡性4個方面對葡萄酒進(jìn)行評定,每一酒樣做2次重復(fù),總分為100分,具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 葡萄酒感官質(zhì)量評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2010對所測數(shù)據(jù)進(jìn)行基本處理,通過SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析、相關(guān)性分析以及主成分分析,應(yīng)用Origin 8.5軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄酒常規(guī)理化指標(biāo)分析

經(jīng)檢測,不同處理酒樣酒精度、總糖、總酸、揮發(fā)酸、干浸出物、游離SO2、總SO2等指標(biāo)均符合GB/T 15037-2006中對干紅葡萄酒的要求,說明所釀葡萄酒均為合格產(chǎn)品。由表2可知,兩個葡萄品種經(jīng)CM處理后,所釀酒樣中總酸含量上升,且與其他未進(jìn)行CM處理酒樣差異顯著(P<0.05),可能是浸漬過程促進(jìn)了葡萄果實中有機(jī)酸物質(zhì)的溶出,進(jìn)而導(dǎo)致總酸含量上升;與CK組相比,單一CM與橡木片處理均能提升葡萄酒中干浸出物含量,其中CM+橡木片處理組的干浸出物含量最高,與梅鹿輒和赤霞珠CK組相比分別增加了11%和8.5%,此外,各處理組間其他理化指標(biāo)則無明顯變化規(guī)律。

表2 不同處理酒樣常規(guī)理化指標(biāo)

2.2 葡萄酒酚類物質(zhì)分析

葡萄酒中酚類物質(zhì)的含量和組成,對其色澤、口感及結(jié)構(gòu)等感官特征起著決定作用[22]。同時,較多研究指出酚類物質(zhì)還具有較髙的生理活性,是構(gòu)成葡萄酒抗氧化、預(yù)防疾病等功效的重要成分[23]。如圖1A所示,經(jīng)CM與橡木片處理酒樣總酚含量均顯著高于CK組(P<0.05),其中CM+橡木片處理酒樣中總酚含量最高,說明發(fā)酵前冷浸漬過程促進(jìn)了葡萄果實中多酚物質(zhì)向葡萄汁中轉(zhuǎn)移[24],而橡木片中含有單寧、酚酸等物質(zhì),添加橡木片后能顯著提升葡萄酒中酚類物質(zhì)含量[25];CM與橡木處理所得酒樣單寧含量也顯著(P<0.05)高于CK組(圖1B),由于葡萄品種差異,赤霞珠CM+橡木片處理酒樣中單寧最高為2.78 g/L,而梅鹿輒組為2.12 g/L;由圖1C可知,CM+橡木片處理組中總類黃酮含量最高,其次是CK+橡木片處理組,CK組含量最低;如圖1D所示,不同處理對葡萄酒中花色苷含量均有不同程度的影響,CM+橡木片組花色苷含量顯著升高(P<0.05),而CM組與CK+橡木片組之間差異不顯著(P>0.05),干紅葡萄酒中的主要呈色物質(zhì)為花色苷[26],說明冷浸漬結(jié)合橡木片處理有助于葡萄酒顏色的改善。

圖1 不同處理酒樣的酚類物質(zhì)含量

2.3 葡萄酒色度、色調(diào)分析

色澤是評價干紅葡萄品質(zhì)的重要依據(jù),是消費者選購和品評葡萄酒的重要參考因素[27]。由梅鹿輒酒樣(圖2A)中可以看出,CM+橡木片處理組所得酒樣色度顯著高于CK組(P<0.05),而CM組與CK+橡木片組之間差異不顯著(P>0.05);葡萄酒色度的高低能夠反映其酒體顏色的深淺程度[28],劉蕊等[9]的研究顯示發(fā)酵前添加適當(dāng)橡木片制品可以加深葡萄酒色澤,提高酒體紅色色度值,與本研究結(jié)果基本一致。由赤霞珠酒樣(圖2B)中可以看出,CM與橡木片處理均能降低葡萄酒色調(diào)值,而干紅葡萄的色調(diào)越低,其酒體越紅,反之則黃色越明顯,說明CM與橡木片處理有助于干紅葡萄酒色澤品質(zhì)的改善,其中CM+橡木片處理組表現(xiàn)較佳。

圖2 不同處理酒樣的色度、色調(diào)值

2.4 葡萄酒感官分析

葡萄酒的感官質(zhì)量包括酒體顏色、香氣和口感,是評價葡萄酒整體品質(zhì)的重要依據(jù)[29]。各處理酒樣的感官品評結(jié)果如表3所示,與CK組相比,不同處理對梅鹿輒和赤霞珠干紅葡萄酒感官品質(zhì)的改善均起到積極的影響,其中,CM+橡木片處理組感官得分顯著高于其他處理組(P<0.05),梅鹿輒與赤霞珠酒樣分別為89.27分和89.53分,CK+橡木片組與CM組感官評分次之,CK組酒樣感官評分最低。有研究表明,CM處理可增強(qiáng)赤霞珠干紅葡萄酒的果香特征,有利于香氣品質(zhì)的提升[8],而經(jīng)橡木片處理的酒樣則在酒體結(jié)構(gòu)、圓潤度及回味持久性等口感方面有較大改善[30],與本研究結(jié)論相似。

表3 不同處理酒樣的感官評定得分

2.5 葡萄酒指標(biāo)相關(guān)性分析

由表4和表5可知,兩個葡萄品種酒樣中干浸出物含量與色度和感官評分呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與色調(diào)呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),即隨干浸出物含量升高,色度增大,葡萄酒的感官品質(zhì)越高;梅鹿輒葡萄酒中的總酚與總花色苷呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為0.995,而赤霞珠葡萄酒中總酚則與單寧呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為0.997;梅鹿輒葡萄酒中單寧與總類黃酮呈極顯著正相關(guān),總類黃酮和感官評分呈顯著正相關(guān)(P<0.05);兩個品種葡萄酒中總花色苷與色度呈顯著正相關(guān)(P<0.05),而色度與色調(diào)呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),即隨總花色苷含量的增大,葡萄酒色度提高而色調(diào)減小。

表4 梅鹿輒葡萄酒指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)

表5 赤霞珠葡萄酒指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)

2.6 主成分分析

通過對不同處理酒樣各指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,以特征值λ>1為標(biāo)準(zhǔn),共提取到兩個主成分,二者的累積方差貢獻(xiàn)率為93.28%,能夠較好的反映原變量的絕大多數(shù)信息,其中PC1和PC2的貢獻(xiàn)率分別為79.49%和13.79%,前2個主成分上指標(biāo)載荷及酒樣的分布圖如圖3所示。分析可見,總酚、總花色苷、單寧、總類黃酮、干浸出物和色度位于PC1的正向端,CM+橡木片處理所釀赤霞珠酒樣處于該區(qū)域,故而酒中這些成分含量較高。感官評分在PC2正半軸上的得分較高,而CM+橡木片處理所釀梅鹿輒酒樣分布于PC2的正向端,說明該處理工藝能在一定程度上改善葡萄酒的感官質(zhì)量。兩個葡萄品種CM組與CK+橡木片處理酒樣分布于第Ⅱ和第Ⅳ象限,該區(qū)域以酒精度、總糖、色調(diào)、總酸和揮發(fā)酸等指標(biāo)為代表,對葡萄酒品質(zhì)的影響程度不明顯,而梅鹿輒和赤霞珠的CK酒樣集中在PC2的負(fù)向端,與感官評分呈負(fù)相關(guān)。

圖3 前2個主成分上指標(biāo)的載荷及酒樣分布圖

3 結(jié)論

本試驗選用梅鹿輒和赤霞珠葡萄為原料,發(fā)酵前采用冷浸漬工藝并結(jié)合橡木片處理進(jìn)行干紅葡萄酒的釀造試驗,以研究其對干紅葡萄酒品質(zhì)的影響。結(jié)果表明:兩個葡萄品種的冷浸漬與橡木片處理酒樣中干浸出物、總酚、單寧、總類黃酮、總花色苷及色度值均顯著高于CK酒樣(P<0.05),且感官評分在冷浸漬結(jié)合橡木片處理酒樣中達(dá)到最高。相關(guān)性與主成分分析表明,酚類物質(zhì)含量與葡萄酒的感官特性密切相關(guān),其中冷浸漬結(jié)合橡木片處理能夠促進(jìn)葡萄酒中酚類物質(zhì)含量的積累,并有助于改善酒體色澤及穩(wěn)定性,提高感官質(zhì)量。

綜上,發(fā)酵前采用冷浸漬工藝并添加橡木片可作為提升干紅葡萄酒品質(zhì)的有效手段,可應(yīng)用于優(yōu)質(zhì)干紅葡萄酒的實際生產(chǎn)中。后續(xù)將考慮采用頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(HS-SPME/GC-MS)技術(shù)對葡萄酒中的香氣化合物進(jìn)行分析,以期為葡萄酒生產(chǎn)應(yīng)用提供依據(jù)。