崔艷，呂文，付榮霞，黃宗海

（1.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院/天津農(nóng)產(chǎn)品加工工程技術(shù)中心，天津300384；2.中法合營王朝葡萄釀酒有限公司，天津300402）

超聲波和微波處理對縮短紅葡萄酒陳釀期的對比

崔艷1，呂文2，付榮霞1，黃宗海1

（1.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院/天津農(nóng)產(chǎn)品加工工程技術(shù)中心，天津300384；2.中法合營王朝葡萄釀酒有限公司，天津300402）

以帶酒泥的赤霞珠葡萄原酒為原料，使用超聲波（頻率40 kHz，功率200 W，處理時間50 min/次，4次/周）和微波（功率2 400 MHz，處理時間30 s/次，2次/d，4次/周）連續(xù)處理8周進行人工催陳。對比了超聲波處理和微波處理對葡萄酒多糖、色度、總酸、pH值、總酚等理化指標以及香氣物質(zhì)的影響。結(jié)果表明：超聲波處理帶酒泥葡萄酒后的多糖含量明顯高于微波處理及對照組，達到了27.1 mg/L；色度明顯高于對照組，但隨著次數(shù)增加出現(xiàn)了下降趨勢；總酚含量有所降低；總酸和pH值影響不大；香氣成分中酯類物質(zhì)含量增加，高級醇含量下降，呈現(xiàn)出生青、苦澀味降低，花香增強、果香減弱的趨勢，香氣更加平衡，酒體柔和圓潤。

超聲波；酒泥；多糖；陳釀

葡萄原酒因其口感粗糙、酸澀、不穩(wěn)定，需要進一步老熟，在經(jīng)歷陳釀之后，酒中的醇、醛、酯類等成分發(fā)生一系列氧化及酯化反應(yīng)，使酒的口感變得細膩、圓潤，成熟，從而達到飲用標準。然而自然陳釀周期過長，尤其是紅葡萄酒，至少要18個月以上，既增加了染菌和釀造的風(fēng)險，又增加了成本。故人工催陳技術(shù)越來越多地受到國內(nèi)外葡萄酒界的關(guān)注。

帶酒泥陳釀是葡萄酒陳釀技術(shù)之一，目的就是通過陳釀期的酵母自溶使更多的酵母成分，例如酵母多糖（甘露蛋白、葡聚糖等）、胞內(nèi)蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、脂肪酸、核酸等物質(zhì)溶出，促進各種成分間的相互作用，從而改善酒體的口感、香氣和風(fēng)味，增加酒體的穩(wěn)定性[1-2]。酵母細胞壁90%的成分是多糖，發(fā)酵后酵母裂解自溶產(chǎn)生的多糖可以抑制酒石沉淀，促進蛋白質(zhì)穩(wěn)定，避免蛋白沉淀；還可以與單寧、色素等結(jié)合，降低酒的生澀味，穩(wěn)定葡萄酒的色澤；促進香氣物質(zhì)的釋放，對葡萄酒的口味和后熟有很大的影響，也是判斷葡萄酒質(zhì)量的一個重要指標[3]。近年來，通過一些物理技術(shù)例如超聲波、微波、超高壓[4-5]、脈沖電場來縮短酒陳釀期的方式開始引起了關(guān)注。超聲波處理因其在頻率大于20 kHz后會產(chǎn)生高能的微氣泡和空穴效應(yīng)，使得酒體處于短暫性的高溫高壓狀態(tài)[6-7]，增加酵母菌細胞破碎的速率和程度，膜流動性變差，通透性增加，內(nèi)容物外滲增加，酵母多糖浸出增加，加速了酯類與乙醇、水的結(jié)合，使酒味變得醇厚柔和[8]。微波則是在一定的波長范圍（0.1 mm～1 m）內(nèi)利用電磁場輻射，破壞酒中分子群之間的締合，在短時間內(nèi)使乙醇分子，水分子等分子群重新結(jié)合成穩(wěn)定的締合分子群，從而使得葡萄酒口感更加協(xié)調(diào)醇和。

本文利用超聲波和微波兩種技術(shù)處理帶酒泥的赤霞珠紅葡萄酒，通過檢測其多糖量、色度、總酸、pH值和總酚以及香氣成分的變化來比較它們對縮短葡萄酒陳釀期的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

帶酒泥的赤霞珠葡萄酒：天津王朝葡萄釀酒有限公司。

1.2 儀器設(shè)備

KQ3200E超聲波處理儀：江蘇省昆山市淀山湖鎮(zhèn)儀器廠；WG700CTL2011-K6微波處理儀：天津市武清區(qū)蘭仕電器有限公司；GC7890A-MS5975C氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國Agilent公司，頂空進樣器毛細管色譜柱（30 m×0.25mm×0.25μm），SPME萃取頭（30 μm DVB）。

1.3 方法

1.3.1 酒樣處理

超聲波處理：取150 mL帶酒泥的酒樣于250 mL的燒杯中，用保鮮膜封好，置于超聲波處理儀中進行超聲波處理，頻率為40 kHz，功率為200 W，每天處理50 min，每周處理4次，連續(xù)處理8周。處理后的酒樣放在20℃下密封保存。

微波處理：取150mL帶酒泥的酒樣于250mL的燒杯中，用保鮮膜封好，進行微波處理，功率為2400MHz，每次處理30 s，每天處理2次，每周4次（連續(xù)2 d），連續(xù)處理8周。處理后的酒樣放在20℃下密封保存。

每個酒樣做3個平行。以未處理的作為空白對照。每2周檢測1次酒樣的理化指標及多糖、總酚含量。所有樣品檢測3次。香氣成分的檢測是在8周的處理結(jié)束之后進行。

1.3.2 檢測方法

1.3.2.1 多糖的檢測[9]

精確稱取無水葡萄糖0.1 g，溶解至100 mL后搖勻裝瓶備用。

精確稱取酒樣2.5 g，用蒸餾水定容至50 mL后移至燒杯，加醋酸鉛0.5 g，70℃水浴下加熱20 min，待冷卻后過濾，待測。

取樣品2 mL，加5%的苯酚溶液5 mL，濃硫酸5 mL，搖勻，靜置10 min，后置于40℃水浴中加熱15 min，靜置10 min，搖勻，離心，測定吸光度。

1.3.2.2 理化指標檢測

色度、總酸、pH值、總酚[10-11]等，參見葡萄酒國標GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[12]。

1.3.2.3 香氣成分的檢測

頂空固相微萃取結(jié)合氣-質(zhì)譜聯(lián)用（HS-SPMEGC-MS）[13]

頂空固相微萃取：取20 mL酒樣置于50 mL的萃取瓶中，加入3.75 g氯化鈉，45℃下預(yù)熱5 min，然后在45℃下萃取30 min。平衡后將萃取頭插入氣相色譜儀的進樣口中，280℃下解吸5 min。

色譜條件：進樣口溫度：250℃；程序升溫：初始柱溫40℃，5 min，以5℃/min升至210℃，保持3 min。載氣：高純氦氣，流速：1 mL/min；分流比：50∶1。質(zhì)譜條件：EI離子源；30 m/z～40 m/z；四級桿溫度：150℃；離子源溫度：230℃；電子倍增器電壓：1 400 V。

GC-MS分析：結(jié)果運用NIST08進行初步檢索及分析，采用峰面積歸一法定量計算出各化合物的平均相對百分含量。

1.3.2.4 感官評價

由12位專家組成品評小組，在所有的處理結(jié)束后2周，根據(jù)國標對葡萄酒樣品進行外觀、香氣、滋味和典型性評價GB/T 15038-2005《葡萄酒、果酒通用分析方法》。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種處理方法對葡萄酒中酵母多糖含量的影響超聲波和微波處理對多糖含量的影響見圖1。

圖1 超聲波和微波處理對多糖含量的影響Fig.1Effect of ultrasound and microwave treatments on polysaccharides

由圖1可知，超聲波和微波處理對酵母多糖的釋放均有一定的影響，初始多糖含量為2.1 mg/L，經(jīng)過超聲波處理的酒樣，其多糖含量在第8周后增加到27.1 mg/L，而微波處理達到了18.3 mg/L，對照組僅為8.7 mg/L。可見僅依靠酵母自溶釋放多糖是相對緩慢的，超聲波處理較微波處理更能加快酵母裂解，促進多糖釋放。

2.2 兩種處理方法對葡萄酒中其他理化指標的影響

不同處理方式對葡萄酒理化指標的影響見表1。

表1 不同處理方式對葡萄酒理化指標的影響Table 1Effects of two treatment on organoleptic properties of wines

從表1中看出，超聲波和微波處理對葡萄酒陳釀中的pH值和總酸的影響都較小，均集中在一定的范圍內(nèi)波動。而對色度和總酚的影響較大，隨著時間的延長，對照組的色度變化不大，但采用超聲波和微波處理之后，均比對照組的色度要有所增加，且超聲波的增加更為明顯，在第6周后達到了最高值7.86，但是也看到，隨著處理次數(shù)的增加和時間的延長，超聲波組的色度在6周后略有下降。說明在超聲波作用下有利于縮合反應(yīng)的進行，使得聚合色素的比例增加，同時多糖的增加也結(jié)合了部分游離色素，從而增加了色素穩(wěn)定性。而微波瞬時處理后酒的色度較超聲波組低，但隨著處理次數(shù)的增加色度也緩慢增加，且沒有下降的趨勢。這和一次性超聲或者微波處理較長時間的結(jié)果有所不同，但具體的機制尚需進一步研究。

對總酚含量而言，隨著陳釀時間推移對照組略有降低，可能是由于一方面自然帶酒泥陳釀時酵母細胞殘片對酚類物質(zhì)具有一定的吸附作用，另一方面在微量氧氣的存在下，部分酚類物質(zhì)發(fā)生氧化、縮合等反應(yīng)[14]。而超聲波和微波處理后的酒總酚含量均較明顯低于對照組，可能是在一定乙醇濃度的紅酒中，超聲波的空穴效應(yīng)誘導(dǎo)了部分酚類物質(zhì)的降解，同時多糖結(jié)合了部分劣質(zhì)單寧，使得總酚含量下降。微波處理后的總酚含量比超聲波組高，說明微波對酚類物質(zhì)的影響低于超聲波。然而隨著處理次數(shù)的增加，超聲波和微波組的總酚又有所增加，說明紅酒中的總酚含量與處理次數(shù)及頻率有一定的關(guān)系，也說明這樣的人工催陳方式會使酒中各種成分產(chǎn)生更為復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)。

2.3 兩種方法處理后葡萄酒中香氣成分的比較

不同處理方式的香氣成分含量見表2。

表2 不同處理方式的香氣成分含量Table 2Aroma compounds content of wines by different treatments

從表2可知，經(jīng)處理后的紅葡萄酒香氣成分和對照組相比均有較明顯的變化，主要集中在酯類和高級醇類物質(zhì)，有升有降，酯類物質(zhì)增加較多，而高級醇降低較多。超聲波組的乳酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯以及癸酸乙酯等均有增加，但乙酸乙酯和辛酸乙酯兩個主要的乙酯下降明顯。異戊醇、2-甲基丁醇、丁醇均有下降，而苯乙醇含量增加，它具有薔薇科的花香；同時發(fā)現(xiàn)揮發(fā)酸乙酸的含量降低。這些表現(xiàn)和有的研究結(jié)果[15]不很一致，可能是一方面是酒樣不同，本研究是帶酒泥的酒樣，很多反應(yīng)有多糖的參與；第二是本研究中超聲波處理方式不同，是同頻率多次處理。微波組和超聲波組總的趨勢相似，但微波組的乳酸乙酯、乙酸乙酯和辛酸乙酯均明顯高于超聲波組，總的高級醇含量下降也少于超聲波組。兩者均優(yōu)于對照組，但結(jié)果和感官品嘗也有所不同?？梢钥闯?，帶酒泥的紅酒經(jīng)超聲波和微波處理后，在酵母多糖的存在下，更加促進了香氣物質(zhì)的釋放，葡萄酒香氣因此變得更為復(fù)雜和多樣，均去除了較多的生青味、苦味和澀味，果香也有所減弱，但增加了花香，使得花香和果香的比例變得更加協(xié)調(diào)。

2.4 感官評價

經(jīng)品評小組的感官評價得出，經(jīng)超聲波和微波處理后的赤霞珠紅葡萄酒，和對照組相比，較原酒成熟感強，尤其是超聲波組，酒體更為和諧，顏色偏紫紅、穩(wěn)定，花香較突出，果香新鮮，口感柔和圓潤，生青、尖澀感減少。

3 結(jié)論

超聲波（40 kHz，200 W，50 min/次，4次/周）連續(xù)處理8周帶酒泥的赤霞珠紅葡萄原酒，多糖釋放量可增加，最高達到27.1 mg/L。色度值升高，總酚相對降低，香氣物質(zhì)的釋放增加，酯類物質(zhì)增加，高級醇含量降低，有效地去除了部分生青、澀味。部分地增加了花香，減弱了果香，平衡了花香和果香的比例。綜合看，超聲波處理對促進紅葡萄酒的成熟有一定影響。

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Comparation of Ultrasound and Microwave Treatment on Shortening Aging on Lees of Red Wine

CUI Yan1，Lü Wen2，F(xiàn)U Rong-xia1，HUANG Zong-hai1
（1.Department of Food Science and Eningeering/Tianjin Engineering and Technology Research Center of Agricultural Products Processing，Tianjin Agriculture University，Tianjin 300384，China；2.Sino-French Joint-venture Dynasty Winery Ltd.，Tianjin 300402，China）

Sauvignon red wine with lees was used as materials，both ultrasound（40 kHz，200 W，50 min/ treatment，4 times/week）and microwave（2 400 MHz，30 s/treatment，2 times/day，4times/week）techniques were applied to treat the wines in continues 8weeks for shortening the aging period of the wine.Effects of two techniques on the organoleptic properties of wines：polysaccharides，color intensity，total acidity，pH，total polyphenols and volatile compounds were investigated.The results showed that in wines treated by ultrasound，the polysaccharide content increased to 27.1 mg/L，obviously higher than that in wines treated by microwave and control wines，and color intensity was also higher than the control wines，but presented decline trend with the increase of treatment numbers，total polyphenols decreased compared to control groups，while pH value and total acids were less effective，easters increased and higher alcohols in volatile compounds decreased in all wine samples，which reduced the astringency and green taste，balanced the flowery and fruity aromas，and improve wine body and structure.

ultrasound；lees；polysaccharides；aging

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.09.026

2016-08-08

天津市農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化與推廣項目（201502130）

崔艷（1972—），女（漢），副教授，碩士，研究方向：葡萄酒釀造與分析。