不同釀酒酵母發(fā)酵對干紅葡萄酒品質(zhì)的影響

雷 蕾，鄭海武*，李正英，張美枝，李 婷，王燕榮，趙雪平，黃海英

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學 職業(yè)技術學院，內(nèi)蒙古 包頭 014109）

我國葡萄酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2020年6月國家主席習近平同志在視察寧夏時指出“葡萄酒產(chǎn)業(yè)大有前景”。我國葡萄酒市場不斷增大，消費者也越來越多。目前，隨著葡萄酒消費習慣的改變，葡萄酒發(fā)酵技術與葡萄酒消費出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢。消費者逐漸傾向于選擇酸度、澀度、甜度等口感方面具有較好的協(xié)調(diào)性，并能夠體現(xiàn)風土特色的葡萄酒[1-3]。

一些釀酒師指出只有用天然本土的釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）才能釀造出能夠體現(xiàn)風土特色的葡萄酒，相比較于誘變選育等方法得到的變異菌株發(fā)酵得到的葡萄酒更能體現(xiàn)其風土特有風味，更能將其產(chǎn)區(qū)和酒的特有地理香氣相聯(lián)系[4-5]。商業(yè)選擇的酵母雖然具有最好的酒類特性，但并不總是能夠充分發(fā)揮來自不同品種和特定地區(qū)生產(chǎn)的葡萄酒的典型風味和香味。同時，還會造成微生物污染，降低本土微生物的多樣性[6]。在很多國家仍然存在很多自然發(fā)酵葡萄酒，自然發(fā)酵過程中大量野生酵母產(chǎn)生了具有復雜香氣的葡萄酒，然而自然發(fā)酵存在很大的不可控制性，產(chǎn)品不可再生，導致產(chǎn)品質(zhì)量不能統(tǒng)一，因此，越來越多的釀酒師開始篩選本土釀酒酵母用于本區(qū)域葡萄酒的發(fā)酵，本土釀酒酵母發(fā)酵本區(qū)域葡萄酒不僅可以更好的體現(xiàn)本土風味，而且可能會更好的適應本土發(fā)酵環(huán)境且減少對本土微生物多樣性影響[7-8]。

總酸、殘?zhí)?、酒精度、花色苷、單寧和總酚含量是反應葡萄酒品質(zhì)的重要指標，同時是決定葡萄酒感官平衡性的重要指標[9]，因此，本研究以赤霞珠為原料，商業(yè)酵母DS、CECA、CEC01為對照，采用本土優(yōu)良釀酒酵母[10]發(fā)酵葡萄酒，考察不同本土釀酒酵母對葡萄酒品質(zhì)的影響，以期獲得優(yōu)良的本土釀酒酵母，為本土風土特色葡萄酒開發(fā)奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 菌種及葡萄來源

釀酒酵母Q12：從種植于山東平度的早霞玫瑰葡萄果實中分離，保藏于內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學職業(yè)技術學院食品系菌種庫；釀酒酵母WJ1：從內(nèi)蒙古烏海農(nóng)家的發(fā)酵醪液中分離，保藏于內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學職業(yè)技術學院食品系菌種庫；釀酒酵母DS：法國LAMOTHE ABIEF公司；釀酒酵母CECA及CEC01：安琪酵母股份有限公司。

赤霞珠葡萄：2019年10月上旬采摘于寧夏自治區(qū)青銅峽市。

1.1.2 試劑

偏亞硫酸鉀（分析純）、果膠酶（50 000 U/g）：法國LAMOTHE ABIEF公司；福林-丹尼斯試液、單寧酸、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉、碳酸鈉、葡萄糖、酚酞、碘、碘化鉀、淀粉、硼酸鈉、硫酸銅、氫氧化鈉、福林-酚試劑、次甲基藍（均為分析純）：天津風船化學試劑科技有限公司。

1.2 儀器與設備

G800精密pH計：無錫朝達電子科技有限公司；JE1002電子天平：上海梅穎儀器儀表制造有限公司；OLB9870全自動電位滴定儀：濟南歐萊博電子有限公司；H1全功能酶標儀：美國伯騰儀器有限公司；100 L控溫發(fā)酵罐：山東匯冠機械設備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 赤霞珠干紅葡萄酒發(fā)酵工藝[9]

操作要點：

赤霞珠葡萄：采摘成熟度良好的赤霞珠葡萄（糖度23%）。

分選：去除腐爛及青色顆粒。

去梗破碎、葡萄漿裝罐：采用脫梗機去梗，將脫梗后得到的葡萄粒用勻漿泵破碎輸送進入100 L發(fā)酵罐（入罐量80%），同時加入SO250 mg/L，果膠酶30 mg/L，酵母200 mg/L，然后進行發(fā)酵。

主發(fā)酵：控溫發(fā)酵（控制溫度＜28 ℃），第一天開放循環(huán)2次，發(fā)酵啟動后改封閉循環(huán)2次/d，并配合壓冒管理直至酒精發(fā)酵結束。

分離換罐：皮渣分離，收集自流酒至50 L儲酒罐。

后發(fā)酵：室溫加入乳酸菌進行蘋果酸-乳酸發(fā)酵30 d。

澄清處理：4 ℃冷卻澄清15 d，去除酒泥，收集上清酒，通過板框過濾機進行過濾。

灌裝：調(diào)節(jié)游離SO2含量為45 mg/L，進行灌裝。

1.3.2 本土釀酒酵母WJ1、Q12對發(fā)酵赤霞珠的動態(tài)影響研究

根據(jù)赤霞珠干紅葡萄酒的釀造工藝，采用酵母菌WJ1、Q12、XR、CEC01、CECA發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒，設置三組平行。主發(fā)酵過程中每3 d取一次樣，測定還原糖、酒精度、總酸、總酚、丹寧、花色苷含量，待殘?zhí)橇肯陆抵? g/L時進行皮渣分離，進行后發(fā)酵及陳釀，待陳釀結束進行感官品評。

1.3.3 分析檢測方法

總酸的測定：參照魏冬梅等[11]的等電位間隔電位滴定法；還原糖含量的測定：參照莫允煥等[12]的自動電位滴定法；酒精度的測定：參照國標GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[13]中的蒸餾法；單寧含量的測定：參照舒楠等[14]的福林-丹尼斯法；總酚含量的測定：采用福林酚法[15]；花色苷含量的測定：采用pH示差法[13]。

1.3.4 感官評價

參照國標GB/T 15037—2006《葡萄酒》[16]及王春燕[17]的方法對葡萄酒進行感官評價，請13位具有果酒品評經(jīng)驗的品評員對不同菌株發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒的典型性、滋味、香氣、澄清度、色澤進行感官品評，綜合評分去除一個最低評分，去除一個最高評分取平均得分，根據(jù)平均得分對不同菌株發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒品質(zhì)進行綜合評價。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007、Graphpad6.01進行作圖，采用SPSS19.0進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 本土釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中總酸含量的動態(tài)變化

不同釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中總酸含量的變化見圖1。

圖1 釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中總酸含量的動態(tài)變化Fig.1 Dynamic changes of total acid contents during Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by Saccharomyces cerevisiae

由圖1可知，本土釀酒酵母WJ1、Q12與商業(yè)釀酒酵母DS、CECA、CEC01發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中酸度變化趨勢相似，均呈現(xiàn)先上升再下降再上升的趨勢。赤霞珠葡萄果漿酸度為6.17 g/L，在發(fā)酵0～6 d時酸度呈上升趨勢，分析原因可能是由于在發(fā)酵過程中酵母代謝產(chǎn)酸，及葡萄浸漬作用釋放酸等使得琥珀酸、蘋果酸、乙酸含量逐漸增加[17]。發(fā)酵6 d時，酸度均達到最大值，且本土釀酒酵母與商業(yè)釀酒酵母的酸度差異不顯著（P＞0.05）。在發(fā)酵6 d后，自然乳酸菌發(fā)酵引起酸度降低。因此在發(fā)酵6～12 d時主發(fā)酵均結束。在發(fā)酵12～15 d時，由于酒石酸鹽過飽和沉淀致使酸度再次上升。最終本土釀酒酵母WJ1發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒酸度最大，達到6.92 g/L，且與商業(yè)釀酒酵母發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒酸度差異顯著（P＜0.05）；釀酒酵母Q12發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒酸度為6.87 g/L，與商業(yè)釀酒酵母DS、CEC01發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒酸度差異不顯著（P＞0.05），但顯著高于商業(yè)釀酒酵母CECA（P＜0.05）。兩株本土優(yōu)良釀酒酵母發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒酸度均在適宜酸度范圍內(nèi)，因此兩株酵母發(fā)酵產(chǎn)酸性能均可以達到商業(yè)釀酒酵母CECA的水平。

2.2 本土釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中酒精度及還原糖殘留量的動態(tài)變化

不同釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中還原糖含量及酒精度的變化見圖2。

圖2 釀酒酵母釀造赤霞珠干紅葡萄酒過程中還原糖含量（a）及酒精度（b）的動態(tài)變化Fig.2 Dynamic changes of reducing sugar content (a) and alcohol content (b) during Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by Saccharomyces cerevisiae

由圖2可知，不同釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中還原糖含量與酒精度呈負相關[18]。赤霞珠果漿還原糖含量為246 g/L；發(fā)酵0～9 d時，隨著發(fā)酵時間的延長，還原糖含量均呈下降趨勢，酒精度均呈升高趨勢；發(fā)酵9～15 d時，酒精度和還原糖含量均趨于穩(wěn)定狀態(tài)；發(fā)酵結束時，赤霞珠干紅葡萄酒中還原糖含量為2～4 g/L，均達到了國標GB/T 15037—2006《葡萄酒》要求[16]，且本土釀酒酵母與商業(yè)酵母發(fā)酵差異不顯著（P＞0.05）。本土釀酒酵母WJ1發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒的酒精度為15.0%vol，與商業(yè)釀酒酵母CEC01無顯著顯著（P＞0.05），但顯著高于釀酒酵母DS和CECA（P＜0.05）。本土釀酒酵母Q12發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒的酒精度為14.8%vol，與商業(yè)酵母CECA無顯著差異（P＞0.05），但顯著低于商業(yè)釀酒酵母CECA，高于商業(yè)釀酒酵母DS（P＜0.05）。因此，兩株本土優(yōu)良釀酒酵母在殘?zhí)桥c發(fā)酵酒精能力的性能與商業(yè)釀酒酵母相近。

2.3 本土釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中單寧含量的動態(tài)變化

葡萄酒中單寧是葡萄酒澀度的主要來源，對葡萄酒酒體穩(wěn)定與平衡有重要作用，主要由葡萄本身浸漬及酵母發(fā)酵過程當中產(chǎn)生[19-21]。不同釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中單寧含量的變化見圖3。

圖3 釀酒酵母釀造赤霞珠干紅葡萄酒過程中單寧含量的動態(tài)變化Fig.3 Dynamic changes of tannin content during Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by Saccharomyces cerevisiae

由圖3可知，隨著發(fā)酵時間的延長，單寧含量均呈升高的趨勢。發(fā)酵開始時赤霞珠果漿中單寧含量為72.50 mg/L；發(fā)酵15 d后不同酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒的單寧含量不同。本土釀酒酵母WJ1發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒中單寧含量為282.35 mg/L，與商業(yè)釀酒酵母DS、CEC01無顯著差異（P＞0.05），但顯著低于商業(yè)釀酒酵母CECA（P＜0.05）。本土釀酒酵母Q12發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒中單寧含量為205.01 mg/L，顯著低于商業(yè)釀酒酵母DS、CEC01、CECA（P＜0.05）。因此，本土釀酒酵母WJ1發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒單寧含量達到了商業(yè)釀酒酵母DS、CEC01的水平，而釀酒酵母Q12產(chǎn)單寧量相對少些，適合輕盈酒體的一些葡萄酒的釀造應用研究。

2.4 本土釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠葡萄酒過程中活性成分含量的動態(tài)變化

花色苷具有清除體內(nèi)自由基及抗氧化等功能[22]，是穩(wěn)定葡萄酒色澤的重要指標。主要由葡萄自身浸漬、酵母發(fā)酵及后期陳釀引起量的變化[23]。不同釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中花色苷及總酚含量的變化見圖4。

圖4 釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中花色苷含量的動態(tài)變化Fig.4 Dynamic changes of anthocyanin content during Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by Saccharomyces cerevisiae

由圖4可知，發(fā)酵開始前的赤霞珠葡萄果漿中花色苷含量為94.18 mg/L；發(fā)酵0～9 d時，花色苷含量均隨著發(fā)酵時間延長而增加；在發(fā)酵第9天時達到最大，本土釀酒酵母WJ1為265.32 mg/L，釀酒酵母Q12為268.23 mg/L，均顯著低于商業(yè)釀酒酵母；在發(fā)酵9～15 d時，由于花色苷不穩(wěn)定被氧化使得不同酵母發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒的花色苷含量均呈現(xiàn)下降趨勢，在發(fā)酵第15天時，本土釀酒酵母WJ1發(fā)酵的赤霞珠葡萄酒中花色苷含量為204.95 mg/L，與商業(yè)釀酒酵母CEC01無顯著差異（P＞0.05），但顯著低于商業(yè)釀酒酵母DS、CECA（P＜0.05）。本土釀酒酵母Q12發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒中花色苷含量為192.22 mg/L，顯著低于商業(yè)釀酒酵母DS、CECA、CEC01（P＜0.05）。

2.5 本土釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中總酚含量的動態(tài)變化

葡萄酒總酚為葡萄酒提供了一定的色澤及特殊的口感與風味，同時具有特殊的營養(yǎng)與保健作用。葡萄中大量的酚類物質(zhì)存在于果皮和果梗中。葡萄與葡萄酒中的總酚是葡萄與葡萄酒中多酚類物質(zhì)的總含量[24]，葡萄發(fā)酵的浸漬過程使大量的多酚類物質(zhì)進入葡萄酒[25]。本土釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中總酚含量動態(tài)變化見圖5。

由圖5可知，不同釀酒酵母發(fā)酵過程中，總酚含量均呈逐漸上升的趨勢。赤霞珠果實中總酚含量1 094.57 mg/L。發(fā)酵結束后，本土釀酒酵母WJ1和Q12發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒中總酚含量分別為3 110.04 mg/L、2 215.37 mg/L，本土釀酒酵母WJ1發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒中總酚含量顯著低于商業(yè)釀酒酵母DS（P＜0.05），但顯著高于商業(yè)釀酒酵母CECA、CEC01（P＜0.05）。本土釀酒酵母Q12發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒中總酚含量顯著低于商業(yè)釀酒酵母DS、CECA、CEC01（P＜0.05）。本土釀酒酵母WJ1總酚含量為3110.04mg/L，在商業(yè)釀酒酵母DS、CECA、CEC01總酚含量范圍（2 799.79～3475.51mg/L）內(nèi)，具有較好的釀造品質(zhì)學特性。本土釀酒酵母Q12具有再選育價值。

圖5 釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中總酚含量的動態(tài)變化Fig.5 Dynamic changes of total phenol content during Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by Saccharomyces cerevisiae

2.6 本土釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒的感官評價

以商業(yè)釀酒酵母DS、CEC01、CECA為對照，本土釀酒酵母WJ1及Q12發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒的感官評分見圖6。

圖6 本土釀酒酵母與商業(yè)釀酒酵母發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒的感官評價結果Fig.6 Sensory evaluation results of Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by native and commercial Saccharomyces cerevisiae

由圖6可知，本土釀酒酵母WJ1發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒的感官評分為89分，顯著高于商業(yè)釀酒酵母DS、CEC01、CECA（P＜0.05），其酒體呈寶石紅色、澄清且有亮度、掛壁性較好，香氣濃郁，酸甜及澀度較為平衡，具有赤霞珠干紅典型性風味。本土釀酒酵母Q12發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒的感官評分為70分，顯著低于商業(yè)釀酒酵母DS、CEC01、CECA（P＜0.05），其酒體呈紫紅色、澄清度不佳，呈霧狀，具有香氣但不突出，酸甜及澀度平衡性欠佳，具有赤霞珠干紅典型性不強。綜上所述，本土釀酒酵母WJ1可作為發(fā)酵赤霞珠葡萄酒的商業(yè)酵母，而釀酒酵母Q12有待于進一步開發(fā)。

3 結論

以商業(yè)釀酒酵母DS、CECA、CEC01為對照，采用本土釀酒酵母WJ1、Q12發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒，不同釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中總酸、殘?zhí)?、酒精度、花色苷、單寧和總酚含量變化趨勢一致。本土釀酒酵母WJ1發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒酸度較高，為6.92 g/L，殘?zhí)恰⒕凭?、花色苷、單寧和總酚含量分別為3.32 g/L、15.0%vol、282.35 mg/L、204.95 mg/L、3 110.04 mg/L，感官評分89分，顯著高于商業(yè)釀酒酵母（P＜0.05）。釀酒酵母Q12發(fā)酵的赤霞珠干紅葡萄酒酸度、殘?zhí)恰⒕凭确謩e為3.87 g/L、3.5 g/L、14.8%vol，花色苷、單寧和總酚含量分別為192.22 mg/L、205.01 mg/L、2 215.37 mg/L，感官評分為70分，顯著低于商業(yè)釀酒酵母（P＜0.05）。因此，本土釀酒酵母WJ1可用于發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒的商業(yè)酵母，而釀酒酵母Q12有待于進一步開發(fā)。