張寧波,徐文磊,張軍翔,,*

(1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏葡萄與葡萄酒研究院,葡萄與葡萄酒教育部工程研究中心,寧夏銀川 750021; 2.寧夏大學(xué)葡萄酒學(xué)院,寧夏銀川 750021)

葡萄酒中含少量單寧、多糖、蛋白質(zhì)、色素等大分子物質(zhì),這些物質(zhì)是引起葡萄酒不澄清不穩(wěn)定的主要原因[1]。只有澄清且穩(wěn)定的葡萄酒才有很好的商品價(jià)值和貯藏潛能[2]。裝瓶后的葡萄酒貯存一定時(shí)間后出現(xiàn)一些沉淀，雖不影響葡萄酒的品質(zhì)和口感,但會(huì)影響消費(fèi)者對(duì)酒的評(píng)價(jià)。因此,如何使葡萄酒的色、香、味得到很好的保存、酒體澄清且相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定,同時(shí)盡可能減少對(duì)葡萄酒的操作以保證品質(zhì)并降低生產(chǎn)成本，對(duì)葡萄酒生產(chǎn)是至關(guān)重要的。

澄清劑在葡萄酒澄清過程中具效率高、操作可控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[3]。另外,生產(chǎn)上常對(duì)裝瓶前葡萄酒冷凍處理,一般最佳冷凍處理的溫度是-4.5～-5.5 ℃,冷凍處理時(shí)間7～10 d[4],該工藝可降低葡萄酒裝瓶后出現(xiàn)酒石結(jié)晶的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)還在一定程度上改善葡萄酒的風(fēng)味[5-6],使其口感圓潤,降低酸澀感[7]。

目前,關(guān)于澄清劑研究方面的報(bào)道較多,紅葡萄酒常用的澄清劑有明膠[8-10]、皂土[11-14]和海藻酸鈉[15-16]等,但將澄清劑和溫度結(jié)合研究的鮮有報(bào)道。本研究以2017年赤霞珠紅葡萄酒為試驗(yàn)材料,從常用澄清劑入手,選出效果較好的澄清劑。然后用效果較好的兩種澄清劑以1∶1的配比作為復(fù)合澄清劑,將澄清劑的添加和低溫處理相結(jié)合,研究不同處理對(duì)葡萄酒主要指標(biāo)產(chǎn)生的影響,以期為生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

2017年赤霞珠葡萄 采自青銅峽甘城子;酒石酸和多酚試劑盒 西班牙BioSystems葡萄酒分析儀原裝試劑盒;明膠、海藻酸鈉 食品級(jí),河南恒盛食品添加劑有限公司;皂土 化學(xué)純,凡科維化學(xué);其他常規(guī)化學(xué)試劑 為分析純。

BCD-190WDGC冰箱 青島海爾有限公司;Y15葡萄酒自動(dòng)分析儀 西班牙BioSystems;ME104E電子天平 德國梅特勒-托利多公司;KQ-500DE超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;UPR-I-60L超純水器 四川優(yōu)普超純科技有限公司;TU-1901紫外分光光度計(jì) 北京普析公司;2100Q濁度計(jì) 美國哈希。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 赤霞珠葡萄酒釀造工藝 參照李華等編著的《葡萄酒工藝學(xué)》[17]。

1.2.2 澄清劑的配制 1%明膠溶液:稱取1 g明膠在70～80 ℃的熱水中溶解,定容至100 mL。

1%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。

1%海藻酸鈉溶液:稱取1 g海藻酸鈉于水中溶解,定容至100 mL。

1.2.3 單一澄清劑最佳用量的確定 實(shí)驗(yàn)分為3組,每組取5支25 mL的具塞試管,分別加入25 mL紅葡萄酒。第1組按0、0.3、0.4、0.5、0.6和0.7 g/L的濃度梯度添加皂土;第2組按0、0.3、0.4、0.5、0.6和0.7 g/L的濃度梯度添加明膠;第3組按0、0.20、0.25、0.30、0.35和0.40 g/L的濃度梯度添加海藻酸鈉;混勻后在室溫靜置72 h。取澄清后的上清液,分別測定赤霞珠葡萄酒濁度值、透光率、總酚含量及色度值,以濁度值小、透光率高、總酚含量和色度變化小的濃度為該澄清劑的最佳使用濃度。

1.2.4 不同溫度下復(fù)合澄清劑對(duì)葡萄酒澄清效果的影響 將復(fù)合澄清劑(0.25 g/L明膠和0.25 g/L皂土的比例為1∶1)添加至赤霞珠葡萄酒樣,充分混勻后,分別在10、4、0和-4 ℃[5]條件下靜置1、3、5、7 d后取出,從試管中上部取酒樣,測定酒樣的酒濁度值、透光率、總酚含量及色度值的指標(biāo),研究溫度對(duì)葡萄酒澄清效果的影響。

1.3 測定指標(biāo)

1.3.1 濁度的測定 濁度的測定采用濁度儀,參照哈希濁度儀2100Q的操作說明。

1.3.2 透光率的測定 使用紫外分光光度計(jì)測定透光率。取適量樣品680 nm波長下用2 mm比色杯測定其透光率,并記錄[18]。

1.3.3 色度的測定 采用分光光度計(jì)法測定。取適量樣品分別在420、520、620 nm波長下用1 mm比色杯測定其吸光值,色度值用三種波長下的吸光值之和表示[19]。

1.3.4 總酸的測定 總酸含量測定采用酸堿滴定指示劑法測定[20],結(jié)果以酒石酸計(jì)。

1.3.5 酒石酸測定 采用葡萄酒自動(dòng)分析儀測定酒石酸含量[21]。

1.3.6 多酚含量測定 單一澄清劑實(shí)驗(yàn)多酚含量測定采用福林-消卡比色法[22];溫度處理試驗(yàn)多酚含量測定采用葡萄酒自動(dòng)分析儀[21]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用 SPSS軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單一澄清劑最佳用量的確定

2.1.1 皂土最佳用量的確定 從表1結(jié)果可知,對(duì)紅葡萄酒酒樣進(jìn)行皂土澄清后,與對(duì)照相比,各處理濁度值均顯著下降(p<0.05),當(dāng)皂土用量在0.3～0.6 g/L時(shí),濁度逐漸下降,最低值為6.22 NTU;但皂土用量為0.7 g/L時(shí),濁度又明顯的上升(p<0.05),這可能是皂土過量引起混濁所致。隨皂土用量升高,酒樣的透光率持續(xù)上升,最高透光率為85.86%。添加不同用量的皂土后,均顯著降低酒樣中總酚含量(p<0.05),但與皂土的用量沒有直接的線性關(guān)系。當(dāng)皂土用量為0.7 g/L時(shí),酒樣中總酚含量下降了881 mg/L(下降量最大),用量在0.5 g/L時(shí)總酚含量下降了675 mg/L(下降量最小)。色度隨皂土用量的增加,均呈下降趨勢,且與對(duì)照組差異顯著(p<0.05)。

表1 不同用量的皂土對(duì)紅葡萄酒相關(guān)指標(biāo)影響Table 1 Effect of different concentrations of bentonite on relevant indicators of red wine

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)對(duì)葡萄酒主要成分影響較小的澄清劑用量。本研究中,基于上述三個(gè)主要指標(biāo)評(píng)價(jià),當(dāng)皂土的用量為0.5 g/L與0.6 g/L 時(shí),澄清效果較好,但也有一些差異,如皂土用量為0.5 g/L,總酚含量與色度值下降量低于0.6 g/L時(shí)的值;而透光率與濁度值指標(biāo)較0.6 g/L時(shí)的效果略差一些,這一結(jié)果與楊歡等人在山葡萄原酒澄清中皂土的最佳用量0.6 g/L的研究基本一致[23]。在確保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[24],所以澄清赤霞珠葡萄酒時(shí)皂土的最佳用量為0.5 g/L。

2.1.2 明膠最佳用量的確定 從表2結(jié)果可知,明膠用量在0.3～0.7 g/L范圍內(nèi),濁度隨明膠用量的升高,整體呈下降再上升(0.7 g/L皂土添加)的趨勢,各處理差異顯著(p<0.05)。透光率在0.3～0.5 g/L的范圍內(nèi)呈逐漸上升趨勢,當(dāng)用量為0.5 g/L時(shí)酒樣的透光率最高,為87.87%,當(dāng)明膠用量超過0.5 g/L時(shí)，透光率略有下降,但差異不顯著。隨明膠用量增加,總酚含量持續(xù)下降,且處理間差異顯著(p<0.05),當(dāng)明膠用量為0.7 g/L時(shí),總酚含量下降了1032 mg/L。隨明膠用量的增加,酒樣的色度均有不同程度的下降。

表2 不同用量的明膠對(duì)紅葡萄酒相關(guān)指標(biāo)影響Table 2 Effect of different concentrations of gelatin on relevant indicators of red wine

綜合以上各項(xiàng)指標(biāo),當(dāng)明膠的用量為0.5 g/L時(shí),酒樣的濁度最低,透光率最高,且對(duì)總酚含量和色度的影響也較小,對(duì)紅葡萄酒的澄清效果最好。這一結(jié)果與陳彥雄等人[25]在用明膠澄清赤霞珠紅葡萄酒的結(jié)論一致。

2.1.3 海藻酸鈉最佳用量的確定 酒樣添加海藻酸鈉后,葡萄酒濁度呈先下降后上升的趨勢,與對(duì)照相比,濁度均顯著下降(p<0.05),當(dāng)海藻酸鈉用量為0.25 g/L時(shí),酒樣的濁度最低,為8.33 NTU(表3)。不同用量海藻酸鈉對(duì)酒樣透光率的影響不大,但總酚含量下降，且用量為0.25 g/L時(shí)下降量最小。然而,不同用量海藻酸鈉添加均會(huì)引起酒樣色度的下降,但對(duì)照與海藻酸鈉用量為0.20～0.35 g/L范圍的處理間差異不顯著,僅與濃度為0.40 g/L的用量處理差異顯著(p<0.05)。綜合上述各指標(biāo)分析,當(dāng)海藻酸鈉的用量為0.25 g/L時(shí),對(duì)酒樣的澄清效果較好。張艷[26]的研究表明,用海藻酸鈉對(duì)山葡萄酒進(jìn)行澄清處理,其最佳使用量為0.03%,這與本試驗(yàn)的結(jié)論有一定差異,推測可能原因是酒種和成分的不同引起。

表3 不同用量的海藻酸鈉對(duì)紅葡萄酒相關(guān)指標(biāo)影響Table 3 Effect of different concentrations of sodium alginate on relevant indicators of red wine

2.1.4 三種單一澄清劑在最佳用量時(shí)的澄清效果比較 比較分析三種澄清劑在最佳用量時(shí)對(duì)葡萄酒各項(xiàng)指標(biāo)的影響(見表4)可知,明膠對(duì)葡萄酒濁度的降低效果最好,其次為皂土,海藻酸鈉效果最差;明膠處理后總酚含量和色度下降最多,其次為皂土,海藻酸鈉下降最少。綜合各項(xiàng)澄清指標(biāo)分析,在三種澄清劑中,明膠澄清效果最好,皂土次之,海藻酸鈉較差。因此,選擇明膠與皂土作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的澄清劑。

表4 三種澄清劑在最佳用量時(shí)葡萄酒酒樣的主要指標(biāo)Table 4 Wine main indexes of three kinds of clarifying agents in the best use

2.2 澄清溫度對(duì)紅葡萄酒澄清效果的影響

2.2.1 溫度對(duì)紅葡萄酒濁度的影響 為了明確溫度對(duì)葡萄酒濁度的影響,本試驗(yàn)采用復(fù)合澄清劑(明膠∶皂土=1∶1)處理后的赤霞珠酒樣,檢測了不同溫度處理在不同時(shí)間的澄清效果。結(jié)果表明(圖1),酒樣在未處理前的濁度值為23.9 NTU,處理7 d后4個(gè)溫度下濁度值分別為1.98(10 ℃)、2.34(4 ℃)、2.92(0 ℃)和3.51 NTU(-4 ℃),表明加入澄清劑后各處理濁度值均顯著下降(p<0.05)。同一溫度下，隨處理時(shí)間的延長,酒樣濁度值都呈現(xiàn)下降趨勢,但各處理溫度間差異不顯著(p<0.05)。尹建邦等[27]在濁度與葡萄酒澄清度的相關(guān)性的研究中指出,紅葡萄酒濁度小于2 NTU時(shí)酒即為澄清。本試驗(yàn)中,10 ℃條件下處理7 d的濁度值為1.98小于2 NTU。因此,該澄清處理后的酒樣,無需過濾即可達(dá)到澄清要求。

圖1 不同溫度對(duì)葡萄酒濁度的影響Fig.1 Effects of different temperatures on turbidity of wine注:不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05);圖2～圖6同。

2.2.2 溫度對(duì)紅葡萄酒透光率的影響 4個(gè)不同溫度處理酒樣的結(jié)果表明(圖2),不同溫度處理1 d后,相比于對(duì)照酒樣(0 d),透光率均顯著上升(p<0.05),但處理3～7 d后酒樣的透光率變幅不大,且處理間差異不顯著(p<0.05),其中在第7 d時(shí),10 ℃條件下紅葡萄酒的透光率最高,為96.7%;而-4 ℃條件下的紅葡萄酒的透光率最低,為96.1%。因此,適宜的處理溫度為10 ℃處理7 d,對(duì)透光率的效果最佳。

圖2 不同溫度對(duì)葡萄酒透光率的影響Fig.2 Effects of different temperatures on the light transmittance of wine

2.2.3 溫度對(duì)紅葡萄酒色度的影響 葡萄酒色度表示葡萄酒顏色的深淺,葡萄酒的色度是評(píng)價(jià)葡萄酒外觀質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo),對(duì)葡萄酒的處理應(yīng)盡量減少色度損失。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(圖3),酒樣在未處理前的色度值為1.18,對(duì)葡萄酒進(jìn)行不同溫度處理后,與對(duì)照相比各處理色度值均顯著下降(p<0.05)。其中,10 ℃處理的酒樣,隨處理時(shí)間的延長(1～7 d),色度呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢,至7 d時(shí)色度值達(dá)最高(1.09),且與其他三個(gè)溫度處理后的色度差異顯著(p<0.05)。其他3個(gè)溫度處理下的酒樣色度,呈現(xiàn)波動(dòng)趨勢,不同溫度處理組別之間在7 d 酒樣的色度差異不顯著,其中-4 ℃條件下的色度值最低(1.03)。因此,10 ℃處理是色度保持的適宜溫度。

圖3 不同溫度對(duì)葡萄酒色度的影響Fig.3 Effects of different temperatures on wine color

2.2.4 不同溫度對(duì)紅葡萄酒總酸含量的影響 總酸含量變化如圖4所示,酒樣在未處理前的總酸含量為5.36 g/L,不同溫度處理不同天數(shù)后,總酸含量均有所下降。處理7 d后,四個(gè)處理的總酸值分別為4.69(10 ℃)、4.73(4 ℃)、4.66(0 ℃)和4.65 g/L(-4 ℃),差異不顯著(p<0.05),表明不同溫度對(duì)酒樣總酸含量的影響不大。

圖4 不同溫度對(duì)葡萄酒總酸含量的影響Fig.4 Effects of different temperatures on total acid content of wine

2.2.5 溫度對(duì)紅葡萄酒酒石酸含量的影響 酒石酸鹽結(jié)晶是影響葡萄酒穩(wěn)定性的主要因素之一,常用低溫冷凍處理來去除葡萄酒中的部分酒石酸鹽,以降低葡萄酒裝瓶后出現(xiàn)酒石結(jié)晶的風(fēng)險(xiǎn)[6-7]。未處理前酒樣的酒石酸含量為1.38 g/L,不同溫度處理后,酒石酸含量均有少量下降。處理7 d后,酒石酸含量分別為1.32(10 ℃)、1.29(4 ℃)、1.29(0 ℃)和1.19 g/L(-4 ℃)。10 ℃條件下處理7 d的酒石酸含量最高,-4 ℃條件下的酒石酸含量最低,說明溫度越低,酒樣也容易出現(xiàn)酒石酸鹽沉淀。在生產(chǎn)上通常采用低溫處理去除葡萄酒中的部分酒石酸鹽,以此來降低葡萄酒裝瓶后出現(xiàn)酒石結(jié)晶的風(fēng)險(xiǎn)。然而,酒石酸作為葡萄和葡萄酒特有的有機(jī)酸,其酸性強(qiáng),適度適時(shí)低溫處理既可增強(qiáng)酒裝瓶后的酒石穩(wěn)定性,又可在一定程度上改善葡萄酒的風(fēng)味,使其口感圓潤,降低酸澀感[7]。但酒石酸下降的量過多,會(huì)明顯改變酒的風(fēng)味、pH、色調(diào)等感官指標(biāo)。因此,在低溫處理過程中應(yīng)考慮適當(dāng)降低酒石酸的含量即可。

圖5 不同溫度對(duì)葡萄酒酒石酸含量的影響Fig.5 Effects of different temperatures on tartaric acid of wine

2.2.6 溫度對(duì)紅葡萄酒多酚含量的影響 多酚賦予紅葡萄酒特有的感官特性,葡萄酒中多酚的種類、含量與色度有著密切聯(lián)系。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(圖6),在未處理前的酒樣中多酚含量為1200 mg/L,對(duì)酒樣進(jìn)行不同溫度處理后,10 ℃處理在不同處理時(shí)間(1～7 d)呈持續(xù)上升趨勢,在處理第7 d時(shí)為1105 mg/L,下降量最少。其他3個(gè)處理溫度下,隨處理時(shí)間推移,呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化的趨勢,4、0 ℃和-4 ℃下處理7 d后,多酚含量分別為1090、1085和1059 mg/L。酒樣中多酚含量隨不同溫度和不同時(shí)間的趨勢與本試驗(yàn)中色度變化趨勢高度吻合,說明處理溫度越低,多酚溶解度降低導(dǎo)致多酚沉淀析出,相應(yīng)處理的色度值也降低。這與冷凍處理可沉降一部分不穩(wěn)定色素物質(zhì)的結(jié)論是一致的[28]。

圖6 不同溫度對(duì)葡萄酒多酚含量的影響Fig.6 Effects of different temperatures on polyphenol content of wine

3 結(jié)論與討論

在三種單一澄清劑的實(shí)驗(yàn)中,明膠對(duì)酒樣濁度的降低和透光率的升高效果優(yōu)于皂土、海藻酸鈉;海藻酸鈉雖對(duì)酒樣總酚含量和色度的影響小,但濁度高、透光率低,澄清效果差。所以,三種澄清劑中澄清效果最好的是明膠,其次為皂土和海藻酸鈉。

用明膠和皂土復(fù)配澄清劑對(duì)紅葡萄酒處理7 d后,10 ℃的條件下的濁度最低,透光率高,多酚含量和色度值最高,澄清效果好;4 ℃下的澄清效果與10 ℃下的主要指標(biāo)差異不顯著;0 ℃下的濁度高于前兩個(gè)溫度下的濁度,其他指標(biāo)和前兩個(gè)處理差異不大;而-4 ℃條件下酒石酸含量下降最多,透光率最低、濁度最高,澄清效果最差。所以,澄清效果較好的溫度是10 ℃和4 ℃,其次為0 ℃和-4 ℃。因此,葡萄酒加入澄清劑后可結(jié)合低溫處理(4、10 ℃)5 d或者7 d以增強(qiáng)澄清效果,上清液的濁度能達(dá)到灌裝的濁度要求,可抽取上清液且無需過濾直接進(jìn)行裝瓶,可大大減少操作并能降低生產(chǎn)成本。

每種澄清劑都有一定的優(yōu)缺點(diǎn),澄清劑的種類、用量和溫度等都會(huì)直接影響葡萄酒的感官品質(zhì)。許多研究也表明適宜的復(fù)合澄清劑澄清效果優(yōu)于單一澄清劑[24,29]。在實(shí)際生產(chǎn)中制定合理的澄清工藝,應(yīng)綜合考慮葡萄酒的類型、澄清劑對(duì)酒質(zhì)量的影響、生產(chǎn)的進(jìn)度和成本等綜合因素,以盡量減少工藝對(duì)酒色、香、味的影響為原則,選用最小用量的復(fù)合澄清劑的添加結(jié)合一定時(shí)間的低溫處理,提高澄清效果,以期達(dá)到無過濾直接裝瓶的要求。