釀酒葡萄皮渣對(duì)葡萄酒澄清效果的影響

張寧波，路妍

1(寧夏大學(xué) 食品與葡萄酒學(xué)院，寧夏 銀川，750021)2(寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川，750021)

寧夏賀蘭山東麓是生產(chǎn)高端葡萄酒的黃金地帶之一，截至2019年種植面積達(dá)到3.8萬hm2，每年釀造產(chǎn)生約4萬t葡萄皮渣，通常被當(dāng)做作飼料、肥料甚至垃圾處理。葡萄皮渣含大量具抗氧化劑、抗癌等作用的多酚化合物、葡萄籽油和膳食纖維等[1-3]。目前，為提高副產(chǎn)品價(jià)值，皮渣主要用于多酚類物質(zhì)[4]、膳食纖維[5]、白藜蘆醇[6]、葡萄籽油[7]等物質(zhì)的提取，或生產(chǎn)肥料、動(dòng)物飼料[8]，資源化利用率較低。

澄清是葡萄酒的基本感官要求，裝瓶前的澄清處理可改善感官特征，如澀味等[9-10]。生產(chǎn)上為提高澄清效果，可添加葡萄酒澄清劑。目前，澄清劑主要有動(dòng)物蛋白、硅藻土、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone Pvp,PVPP)、海藻多糖等。動(dòng)物蛋白類澄清劑存在一定的缺陷，比如它們是致敏潛力蛋白質(zhì)，可能引起特殊人群的過敏性反應(yīng)[11]；一些嚴(yán)格的素食主義者，不接受任何素食用動(dòng)物來源的產(chǎn)品；也可能引起葡萄酒的渾濁、降低穩(wěn)定性。歐盟規(guī)定,如果雞蛋和牛奶蛋白在葡萄酒中的質(zhì)量濃度超過0.25 mg/L，則須在標(biāo)簽上注明。隨人們對(duì)葡萄酒的需求越來越大，對(duì)素食或純素葡萄酒和“天然”或“低干預(yù)”葡萄酒的需求也不斷增加。

為此，人們開始尋找能夠替代動(dòng)物源澄清劑的方法，從植物中提取蛋白質(zhì)，以及細(xì)胞壁多糖和果渣材料等非蛋白質(zhì)植物性物質(zhì)。研究報(bào)道小麥蛋白制劑是有效的紅酒澄清劑，可降低濁度，產(chǎn)生的酒渣比明膠少60%[12]，對(duì)紅葡萄酒的顏色影響較小[13]。

利用葡萄、葡萄酒或酵母中天然存在的材料制備澄清劑是研究的重要方向，種子是釀酒過程的內(nèi)源性副產(chǎn)品，報(bào)道稱由葡萄種子制成的蛋白質(zhì)澄清劑，紅葡萄酒使用劑量5 g/hL，可去除一些花色苷和原花色素，而葡萄酒的顏色僅受輕微影響；白葡萄酒為20 g/hL，可有效降低白葡萄酒的濁度[14]。HATICE等[15]研究報(bào)道，干燥和研磨后的葡萄籽粉8 g/100 mL對(duì)葡萄酒有較好的澄清效果。

釀酒葡萄皮渣主要是由纖維、酚類化合物、多糖組成的干殘?jiān)?，具有降低酒中不良化合物含量的能力，?dāng)葡萄皮添加量為13 mg/mL時(shí)，對(duì)香氣成分的影響與對(duì)照差異不顯著，對(duì)醇類總含量的影響與對(duì)照沒有差異[16]。BINDON等[17]研究發(fā)現(xiàn)，不溶性植物來源的纖維具有吸附紅葡萄酒單寧的能力。因此，使用葡萄纖維替代蛋白質(zhì)類澄清劑，具有改善釀酒過程中葡萄酒的穩(wěn)定性和感官特性的理論可行性。

目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于皮渣作為澄清劑的研究尚未見報(bào)道。本研究旨在研究釀酒皮渣對(duì)葡萄酒的澄清效果，以期尋找出新的葡萄酒澄清劑，為釀酒副產(chǎn)物的綜合利用實(shí)現(xiàn)綠色、可持續(xù)的全產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式提供一定的理論參考和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

2020年霞多麗葡萄酒(濁度11.80 NTU，酒精度10.8%vol，pH 3.54)，2019年赤霞珠葡萄酒(濁度9.41 NTU，酒精度14.0%vol，pH 3.66，色度1.21，色調(diào)1.08)，由御馬葡萄酒有限公司提供。

明膠，食品級(jí)，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；皂土，化學(xué)純，凡科維化學(xué)；福林消卡，上海瑞永生物科技有限公司；無水乙醇，分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；無水碳酸鈉，分析純，上海廣諾化學(xué)科技有限公司。

電子分析天平，梅特勒-托利多公司；HACH2100Q手持濁度儀，美國(guó)哈希；普析TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)，北京普析；PHS-3C pH計(jì)，上海雷磁；恒溫培養(yǎng)振蕩器，上海智城分析儀器制造有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；1530酶標(biāo)儀，賽默飛世爾。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 皮渣處理

收集赤霞珠葡萄酒釀造時(shí)的果梗和釀酒結(jié)束后的葡萄皮渣。將收集到的果梗(一部分果梗直接清洗、干燥、粉碎并過篩)和從葡萄皮渣中分選出葡萄皮，用蒸餾水清洗并控干，分別用體積分?jǐn)?shù)70%的乙醇對(duì)上述分離的皮及梗進(jìn)行2次浸提，每次浸提都置于恒溫振蕩培養(yǎng)箱振蕩24 h，浸提結(jié)束后用蒸餾水洗干凈，電熱鼓風(fēng)干燥箱干燥，干燥后的皮和果梗分別用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，并過40目網(wǎng)篩[17]。3種皮渣澄清劑分別是：70%乙醇浸提的赤霞珠葡萄皮(皮渣1)，70%乙醇浸提的赤霞珠葡萄果梗(皮渣2)和未經(jīng)乙醇浸提處理的赤霞珠葡萄果梗(皮渣3)。

1.2.2 對(duì)照澄清劑的配制

10 g/L的明膠溶液：稱取1 g明膠在70～80 ℃的熱水中溶解，定容至100 mL；10 g/L的皂土溶液：稱取1 g皂土在水中浸泡24 h，直至完全膨脹，定容至100 mL[18]。

1.2.3 皮渣最佳用量的確定

生產(chǎn)上紅葡萄酒的澄清通常選用明膠作為澄清劑，而白葡萄酒的澄清則是添加皂土。因此，本研究以不添加任何澄清劑的酒樣為空白組，添加0.5 g/L的明膠(紅葡萄酒)和0.5 g/L(白葡萄酒)的皂土為對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)處理分為6組，每組取5支50 mL的具塞試管，分別加入50 mL待測(cè)酒樣，將3種皮渣分別以4、8、12、16 g/L的質(zhì)量濃度梯度分別添加到赤霞珠紅葡萄酒和霞多麗白葡萄酒中，每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

混勻后，在室溫20 ℃下靜置7 d。用0.45 μm的濾膜進(jìn)行過濾，取過濾后的濾液，分別測(cè)定葡萄酒的濁度、澄清度(透光率)、色度、色調(diào)、pH值以及多酚含量，以濁度值小、透光率高、總酚含量和色度變化小的處理為該葡萄皮渣處理的最佳濃度。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

濁度使用哈希2100Q濁度儀測(cè)定；透光率采用紫外分光光度計(jì)法測(cè)定，取適量樣品于680 nm用2 mm比色杯測(cè)定其透光率，并記錄數(shù)值；色度、色調(diào)采用分光光度計(jì)法測(cè)定，取適量樣品分別在420、520、620 nm下用1 mm比色杯測(cè)定其吸光值，色度值用3種波長(zhǎng)下的吸光值之和表示，色調(diào)值用420、520 nm下的吸光值之比表示；pH值使用pH計(jì)測(cè)定；總酚含量采用Folin-Ciocalteus法[19]測(cè)定，并略加修改；酒精度參照GB 15037—2006測(cè)定，采用密度瓶法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行3次，采用 Excel 2003 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，利用SPSS 17.0 軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)差異顯著性分析，顯著性水平設(shè)為P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 三種釀酒葡萄皮渣對(duì)赤霞珠葡萄酒澄清效果的影響

2.1.1 皮渣1對(duì)赤霞珠葡萄酒澄清效果的影響

從表1結(jié)果可知，未處理酒樣的濁度為9.41 NTU，隨皮渣1質(zhì)量濃度的增加，濁度逐漸升高，當(dāng)皮渣1質(zhì)量濃度是4 g/L時(shí)，酒樣的濁度較低，質(zhì)量濃度為16 g/L時(shí)，酒樣的濁度最高(4.03 NTU)。與澄清效果較好的明膠對(duì)照相比(1.63 NTU)，各處理濁度值均升高，但對(duì)照與質(zhì)量濃度4、8、12 g/L處理差異不顯著(P>0.05)。隨著皮渣1質(zhì)量濃度的增加，酒樣的透光率呈上升趨勢(shì)，由最初的83.12%上升到87.70%，但與明膠對(duì)照相比，差異不顯著(P>0.05)。

表1 皮渣1對(duì)赤霞珠葡萄酒澄清相關(guān)指標(biāo)影響Table 1 Effect of grape pomace 1 on the main clarification indicators of Cabernet Sauvignon wine

未處理前，酒樣總酚質(zhì)量濃度為2 509 mg/L，隨不同質(zhì)量濃度皮渣1的添加，和空白對(duì)照相比，酒樣的總酚含量下降，當(dāng)皮渣質(zhì)量濃度為16 g/L時(shí)，總酚質(zhì)量濃度最高(1 919 mg/L)。明膠對(duì)照與4個(gè)質(zhì)量濃度處理差異顯著(P<0.05)，但4、8、12 g/L 3個(gè)質(zhì)量濃度處理間差異不顯著(P>0.05)。

隨皮渣1質(zhì)量濃度的增加，酒樣的色度和色調(diào)均呈不同程度下降，且明膠處理和4個(gè)質(zhì)量濃度處理間差異顯著(P<0.05)，即明膠的添加顯著影響葡萄酒的顏色。

綜合以上指標(biāo)，皮渣1的添加可提高透光率，降低酒樣濁度[11]。當(dāng)皮渣1的質(zhì)量濃度為4 g/L時(shí)，酒樣的濁度低，透光率較好，且對(duì)總酚含量和色度的影響也較小，這與JIMéNEZ-MARTNEZ等[20]研究的結(jié)果基本一致，只是使用的劑量略有不同。因此，4 g/L的皮渣1對(duì)赤霞珠紅葡萄酒的澄清效果最好，其次為8、12、16 g/L的處理。

2.1.2 皮渣2對(duì)赤霞珠葡萄酒澄清效果的影響

經(jīng)皮渣2處理后(表2)，濁度值呈先上升后下降的趨勢(shì)。與空白相比，各處理濁度值均顯著下降(P<0.05)，當(dāng)皮渣2的質(zhì)量濃度在4～12 g/L時(shí)，濁度逐漸上升，質(zhì)量濃度為16 g/L時(shí)，濁度又下降，皮渣處理的濁度值雖均高于明膠對(duì)照，但4、16 g/L處理后的濁度值和對(duì)照差異不顯著。因此，皮渣2可以降低葡萄酒的濁度，且處理質(zhì)量濃度為4 g/L時(shí)效果較好。皮渣2處理后，4個(gè)質(zhì)量濃度酒樣的透光率均增加，且皮渣質(zhì)量濃度在16 g/L時(shí)透光率顯著提高，為86.03%，與明膠對(duì)照差異不顯著。隨皮渣2質(zhì)量濃度增加，色度和色調(diào)呈下降的趨勢(shì)，和明膠對(duì)照相比差異顯著(P<0.05)，4個(gè)處理間也有一定差異。

表2 皮渣2對(duì)赤霞珠葡萄酒澄清主要指標(biāo)的影響Table 2 Effect of grape pomace 2 on the main clarification indicators of Cabernet Sauvignon wine

添加不同質(zhì)量濃度的皮渣2后，均顯著降低酒樣中的總酚含量(P<0.05)。質(zhì)量濃度4 g/L處理時(shí)多酚含量降低量最多，結(jié)合色度變化，皮渣2的主要成分是纖維素和木質(zhì)素，對(duì)有色多酚含量影響不大，隨皮渣2添加量的增加總酚含量升高，可能是皮渣2中少量無色酚的融入提高了總酚的含量。

綜上，當(dāng)皮渣2的質(zhì)量濃度為4 g/L時(shí)，酒樣的濁度低，透光率較高，且對(duì)總酚含量和色度的影響也較小，對(duì)赤霞珠紅葡萄酒的澄清效果較好。

2.1.3 皮渣3對(duì)赤霞珠葡萄酒澄清效果的影響

添加皮渣3后(表3)，葡萄酒濁度呈逐漸上升的趨勢(shì)，與空白相比，差異顯著(P<0.05)，當(dāng)皮渣3的質(zhì)量濃度為4 g/L時(shí)，濁度值最低(3.17 NTU)，皮渣3質(zhì)量濃度為16 g/L時(shí)，酒樣的濁度最高(7.19 NTU)，未達(dá)到裝瓶的條件。不同用量皮渣3對(duì)酒樣透光率的影響不大，處理間差異不顯著，當(dāng)皮渣3的質(zhì)量濃度為16 g/L時(shí)，透光率最高(84.46%)，但與明膠相比(87.03%)，透光率值較低。

表3 皮渣3對(duì)赤霞珠葡萄酒澄清主要指標(biāo)的影響Table 3 Effect of grape pomace 3 on the main clarification indicators of Cabernet Sauvignon wine

隨著皮渣3用量增加，4個(gè)處理的總酚含量呈上升趨勢(shì)，且處理間差異不顯著(P>0.05)。與皮渣2相比，皮渣3未經(jīng)乙醇浸提，而葡萄果梗含有一定量的多酚，主要包括酚酸、黃酮3醇、黃酮等[21]。故隨皮渣3用量的增加，更多多酚的融入，多酚含量隨處理質(zhì)量濃度增加而升高。未處理前，酒樣的色度為1.21，色調(diào)為1.08。隨著不同質(zhì)量濃度皮渣3的添加，酒樣的色度色調(diào)均呈下降趨勢(shì)，且與明膠對(duì)照組相較，差異顯著(P<0.05)。

在葡萄酒澄清過程中，澄清劑添加應(yīng)綜合考慮澄清效果的各項(xiàng)指標(biāo)，通常情況下應(yīng)選用透光率大、色度變化小、濁度小的澄清劑，同時(shí)選用對(duì)葡萄酒主要成分影響較小的澄清劑用量。在確保赤霞珠紅葡萄酒澄清度的前提下，盡可能地保存酚類物質(zhì)含量和良好的色度。因此，澄清赤霞珠紅葡萄酒時(shí)皮渣3的最佳質(zhì)量濃度為4 g/L。

2.2 三種釀酒葡萄皮渣對(duì)霞多麗葡萄酒澄清效果的影響

2.2.1 皮渣1對(duì)霞多麗葡萄酒澄清效果的影響

皮渣1對(duì)霞多麗葡萄酒的影響見表4，未處理前，酒樣的濁度為11.80 NTU，添加皮渣1后，酒樣中的濁度值呈波動(dòng)變化趨勢(shì)，4個(gè)質(zhì)量濃度處理間差異不顯著。當(dāng)質(zhì)量濃度為8 g/L時(shí)，酒樣的濁度值最大(6.28 NTU)，質(zhì)量濃度為4 g/L時(shí)，酒樣的濁度值最小(4.68 NTU)，故皮渣1的添加能降低霞多麗葡萄酒濁度。未處理前，酒樣的透光率為99.54%，皮渣1質(zhì)量濃度在4～12 g/L透光率呈下降趨勢(shì)，且3個(gè)質(zhì)量濃度差異不顯著(P>0.05)，質(zhì)量濃度為4 g/L時(shí)酒樣的透光率最高(99.24%)。隨皮渣1質(zhì)量濃度的增加，pH數(shù)值略微上升，且4和8 g/L這兩個(gè)濃度處理間差異不顯著，但與12和16 g/L濃度處理差異顯著(P<0.05)。

表4 皮渣1對(duì)霞多麗葡萄酒澄清主要指標(biāo)的影響Table 4 Effect of grape pomace 1 on the main clarification indicators of Chardonnay wine

基于以上結(jié)果，當(dāng)皮渣1的質(zhì)量濃度為4 g/L時(shí)，酒樣的濁度最低，透光率最高，對(duì)霞多麗白葡萄酒有一定的澄清效果。

2.2.2 皮渣2對(duì)霞多麗葡萄酒澄清效果的影響

從表5可知，添加皮渣2后，濁度呈逐漸下降的趨勢(shì)，當(dāng)皮渣2質(zhì)量濃度為16 g/L時(shí)濁度最低(3.18 NTU)，皮渣2對(duì)霞多麗葡萄酒有一定的澄清效果，但未達(dá)到裝瓶時(shí)濁度要求。酒樣透光率的結(jié)果表明不同質(zhì)量濃度皮渣2對(duì)酒樣透光率的影響不大，對(duì)照和處理間差異不顯著。當(dāng)質(zhì)量濃度為8 g/L時(shí)酒樣透光率最高(99.54%)，質(zhì)量濃度為4 g/L時(shí)酒樣透光率最低(98.86%)。隨皮渣質(zhì)量濃度的增加，酒樣的pH值呈上升趨勢(shì)，且處理間差異顯著(P<0.05)。

表5 皮渣2對(duì)霞多麗葡萄酒澄清主要指標(biāo)的影響Table 5 Effect of grape pomace 2 on the main clarification indicators of Chardonnay wine

綜上，當(dāng)皮渣2的質(zhì)量濃度為16 g/L時(shí)，酒樣的濁度最低，透光率較高，對(duì)霞多麗白葡萄酒有一定的澄清效果。

2.2.3 皮渣3對(duì)霞多麗葡萄酒澄清效果的影響

皮渣3添加后(表6)，酒樣濁度值與對(duì)照皂土相比顯著上升(P<0.05)。當(dāng)皮渣3的質(zhì)量濃度為8 g/L時(shí)，酒樣濁度最高(11.70 NTU)且與空白差異不顯著；質(zhì)量濃度為12 g/L時(shí)，酒樣的濁度最低(9.47 NTU)。未處理前，酒樣的透光率為99.54%，不同質(zhì)量濃度的皮渣3均降低酒樣的透光率，當(dāng)皮渣3的質(zhì)量濃度為8 g/L時(shí)透光率最低(98.86%)，質(zhì)量濃度為12 g/L時(shí)透光率最高(99.31%)，與皂土處理相比較，差異不顯著(P>0.05)。皮渣3處理和空白相比，有一定的澄清效果，但效果較差，皮渣3不適合作為霞多麗葡萄酒的澄清劑。

表6 皮渣3對(duì)霞多麗葡萄酒澄清主要指標(biāo)的影響Table 6 Effect of grape pomace 3 on the main clarification indicators of Chardonnay wine

皮渣對(duì)紅葡萄酒和白葡萄酒的澄清效果不同，可能是因?yàn)榧t葡萄酒不澄清是由于大量多酚類膠體物質(zhì)的存在引起的，而白葡萄酒渾濁是因少量蛋白質(zhì)的存在引起的，皮渣對(duì)多酚類物質(zhì)有一定的吸附能力，可起到澄清赤霞珠紅葡萄酒的作用，而對(duì)霞多麗白葡萄酒澄清能力較差。

3 結(jié)論

釀酒葡萄皮渣對(duì)赤霞珠紅葡萄酒的澄清研究結(jié)果表明，70%乙醇浸提的赤霞珠果梗和赤霞珠皮相較未浸提果梗的澄清能力更強(qiáng)，且浸提過的果梗澄清效果優(yōu)于浸提過的赤霞珠果皮。浸提過的果梗在4 g/L時(shí)具有較強(qiáng)的澄清能力。釀酒葡萄皮渣對(duì)霞多麗白葡萄酒澄清結(jié)果表明，皮渣有一定的澄清能力，但效果較差。

本研究結(jié)果表明釀酒葡萄皮渣對(duì)赤霞珠紅葡萄酒具有較好的澄清效果，尤其是對(duì)色度的保持優(yōu)于明膠處理。皮渣作為澄清劑可滿足消費(fèi)者對(duì)不添加外來物質(zhì)的天然葡萄酒的需求，提高皮渣利用率、經(jīng)濟(jì)效益和葡萄酒產(chǎn)業(yè)的附加值，避免資源浪費(fèi)，有效降低環(huán)境壓力，又能避免過敏源這一問題，同時(shí)為釀酒副產(chǎn)物的綜合利用實(shí)現(xiàn)綠色、可持續(xù)的全產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式提供一定的理論參考和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。