低醇葡萄酒发酵及品质的研究

低醇葡萄酒发酵及品质的研究

低醇葡萄酒是指将新鲜葡萄酒或葡萄糖果汁发酵并经过加工的饮料饮料。其中酒精度为1%ch/7%ch。近年来,低醇葡萄酒已逐步成为国内外葡萄酒研究的主要对象,但是多集中于脱糖、脱醇工艺研究,这类工艺处理方式不仅增加了工序、设备等的投入,而且会对葡萄酒的风味产生一定的影响。由于低醇葡萄酒的低醇、高残糖的特性,需要在酵母菌生长旺盛期人为地终止发酵,这给工艺控制带来了较大的困难,因此大部分现有工艺条件下的产品稳定性较差(特别是微生物稳定性),一般的成品酒半年之内会产生浑浊,这也成为了当前低醇甜酒规模生产的瓶颈。本研究为了延长低醇酒的产品货架期,摸索了增强低醇甜白葡萄酒微生物稳定性的工艺处理方法,分别采用了高压静电场、超声波、巴氏杀菌等方法并结合传统的亚硫酸进行终止发酵,对比了不同的处理方法对贵人香低醇甜白葡萄酒的稳定性和品质的影响。1材料和方法1.1试验材料葡萄:贵人香,霞多丽,玫瑰香(2010年9月采自天津宝坻葡萄基地)。菌种:活性干酵母QA23(法国Laffort公司)。1.2试验仪器及仪器手持糖度仪(CHD10508,成都万辰光学仪器厂);pH计(PB-10,赛多利斯公司);数显恒温水浴锅(江苏金坛市金城国胜试验仪器厂);冷冻离心机(D-37520,德国奥斯特罗德);恒温培养箱(HHBII-600,天津天宁技术实业有限公司试验仪器冻干技术分公司);数控超声波发生器(KQ-50DB,江苏昆山超声仪器有限公司);浊度仪(WGZ-B,上海昕瑞仪器仪表有限公司);高压静电场(实验室自制,极板间距10cm)。1.3测试方法1.3.1葡萄汁调酸盐的制备葡萄原料→分选→破碎压榨→6%亚硫酸处理葡萄汁→调酸→自然澄清→果胶酶澄清→控温发酵→采用不同方法终止发酵→冷冻离心分离→皂土澄清过滤→除菌过滤→成品1.3.2低醇葡萄酒终止发酵试验由于低醇甜葡萄酒酒精度较低,残糖较高,需人为地终止发酵,且停止酵母活动相对困难,这也是造成低醇葡萄酒稳定性较差、产品货架期短的主要原因。本试验采用了高压静电场、巴氏杀菌、超声波3种方法配合传统的亚硫酸处理来终止发酵。设计方案:1.4理化指标及计数方法理化指标:总酸(以酒石酸计,g/L):酸碱滴定法;挥发酸(以乙酸计,g/L):蒸馏法;还原糖和总糖(以葡萄糖计,g/L):费林法;酒精度%vol(20℃):密度瓶法;游离SO2,总SO2(mg/L):直接碘量法;浊度:浊度仪;菌落计数:平板及血球计数板;冷、热稳定性检测;感官指标:外观、香气、滋味和典型性,参照葡萄酒国标GB/T15038-2005检测方法。2结果与分析2.1低醇葡萄酒的口感及风味为了选择更适宜做低醇酒的葡萄品种,对3个白葡萄酒酿酒品种贵人香、霞多丽和玫瑰香进行了对比试验,发现霞多丽低醇酒酒香较弱,品种香气也不明显,因为该品种属于非芳香型品种,经低醇发酵香气欠浓郁,含酸量又较贵人香低,整体口感流于平淡,缺乏低醇白葡萄酒应有的爽口感;玫瑰香属于麝香品种,所含有的单萜烯醇类物质能赋予葡萄酒典型的水果香和植物香,但对于低醇酒而言,浓郁的果香掩盖了酒香,所以香气表现显得不平衡;贵人香低醇酒由于具有典型的品种香和相对较高的酸度,呈现出了优雅悦人的果香,而且在低醇发酵的情况下,也能产生较好的酒香,且酒香和果香相互融合,酒体协调、清爽,故本试验最终选定贵人香品种为低醇甜白葡萄酒原料。2.2so2添加量对低醇酒发酵的影响低醇甜白葡萄酒发酵过程中的糖度变化趋势见附图。接种酵母菌后的初始60h,发酵速度相对较慢,葡萄汁的糖度从起始的160mg/L降至140mg/L,降幅较小。之后酵母菌生长代谢旺盛,糖度开始迅速下降。当酒精度发酵至4%vol、5%vol、5.5%vol、6%vol、6.7%vol时,分别取样用传统的亚硫酸处理终止发酵,由于酵母菌处于代谢旺盛期,常用的60mg/LSO2添加量不能完全终止发酵,得到的最终低醇酒的酒精度比试验计划的酒精度均高出1%vol左右,且在低温冷藏过程中酒体中仍有气泡产生,说明发酵并未完全终止。特别是酒度越低,产气现象越明显,说明酒精度越低终止发酵越困难。当加大SO2添加量至80mg/L~100mg/L时,虽然终止发酵效果稍好,但最终的酒体伴有越来越明显的刺激性硫味和苦味。故在低醇酒生产中,单纯依靠传统的亚硫酸终止发酵很难使发酵完全终止且保证酒体的优良品质。在贮存6个月后,发现相对高酒精度6%vol,6.7%vol的酒样稳定性依然良好,而5%vol及以下的酒在第5个月时即开始出现浑浊,可能是由于低度酒中的残糖较高,更易引发酒体的微生物浑浊。2.3静电场:温度和时间对葡萄酒酵母的影响为了更好地终止发酵,获得稳定性更强的低醇甜白葡萄酒,根据糖度变化,当发酵酒液酒精度基本达到设计酒精度时,将发酵酒液分为7组,分别采用高压静电场(3个电场电压2kV、4kV、6kV,极板间距10cm,处理时间40min)、巴氏灭菌(80℃,15min)、超声波(10min/40kHz、20min/40kHz)等几种方法配合传统的SO2(60mg/L)处理来终止发酵,以未经上述处理的发酵液(仅靠60mg/LSO2处理)为对照(如设计方案所示),并检测其对发酵进程的影响(酵母菌的致死作用)、理化和感官指标以及贮存期的影响。本试验设计酒精度为6%vol,酒样处理量分别为超声波1.8L/次,高压静电场2L/次~2.5L/次。经过各种处理方法反复几十批次的重复试验,确定了上述的处理条件,且在此条件下的多次重复试验结果重现性良好,故认为这些处理方法有效、可靠。由表1首先可以看出,3种处理方法的酵母致死率均远高于对照组。其基本上终止了酵母菌的发酵,而对照组单纯依靠60mg/LSO2处理的葡萄酒,其酵母菌致死率还不到60%,不能完全终止发酵。其中巴氏杀菌的酵母致死率高于其他2种处理方法,达到99.94%,其次为超声波处理20min,最后是高压静电场处理,可见热杀对于酵母菌确有明显的致死作用。在超声波对于酵母菌的影响方面,前人研究发现较低的超声频率(如低于25kHz)在发酵过程中能加速酵母菌的生长,提高其发酵率缩短发酵时间;而高于2MHz的高频则对酵母菌的存活影响较小,转而改变其形态,可用来提取其中的香气物质、蛋白质等。由于本试验主要目的是影响酵母菌的发酵进程,故根据前人经验采用40kHz进行处理。还对不同超声波处理时间(5min~60min)进行了研究,发现随着处理时间的延长,酵母的致死率增加,这和前人的研究结果是一致的,但酒的风味一定程度上受到了影响,长时间的处理会给酒带来烧焦味,经超声波处理30min以上的酒样会产生不同程度的不良风味。从前人的研究还了解到,电场电压和处理时间是影响电场杀菌作用的主要因素。基于样品和极板间距的不同,本试验针对不同电压和不同的处理时间做了研究,确定了10cm的板间距,并确定了上述3个电压条件下处理40min对葡萄酒酵母影响较大。由结果可知,采用4kV高压静电场处理下葡萄酒的酵母致死率高于其他2个电压,说明电场电压的变化确实对酵母菌的致死率有较大的影响。为了保证原酒在贮藏期的稳定性,本试验进一步做了冷冻离心和澄清处理,并在0~4℃的低温条件下保存,且在灌装前进行除菌过滤以确保成品质量。为了进一步检验上述几种处理方法对低醇甜白葡萄酒品质的影响,检测了原酒的理化指标和感官指标,发现并不是酵母菌致死率越高的低醇酒品质就越好。由表1可以看出,对照组的葡萄酒,由于没有完全终止发酵,而导致最终酒精度达到7.1%(vol),糖度也相应较低。其他3种处理方法下的葡萄酒的酒精度在6.0%vol~6.3%vol范围内,与设定的理想酒精度6%vol相差不大。而总酸、挥发酸及SO2等理化指标均没有明显的影响,且经过不同处理的酒样冷、热稳定性均合格,但随着贮存时间的延长,酒体开始出现不同程度的浑浊,说明不同处理方式造成酒体稳定性差异较大。其中超声波处理的酒样澄清度最佳,12个月内没有出现浑浊。高压电静电场4kV处理过的酒样6个月内澄清度相对较好,但到12个月时开始出现轻微浑浊,而其他处理方式下6个月就开始出现浑浊,到12个月时浑浊变得更为明显。由表2品尝专家小组的评定结果可看出,对照、高压静电场、超声波处理后酒样的感官评价都明显优于巴氏处理方式。巴氏杀菌结合SO2处理虽然对酵母菌致死率最高,但是其处理后低醇白酒中有明显的蒸煮味道,掩盖了葡萄品种香和酒香,并且伴有浑浊现象,不能延长低醇甜白酒的稳定期。高压静电场处理中,4kV处理后酒的澄清效果最好,但是口感比超声波20min处理的略差,可能由于高压静电场处理过程中酒体与空气接触过多,氧化作用使酒的香气削弱,回味略短,但酒的整体风味和香气还算协调,6个月时未出现浑浊,但贮存至12个月时再次产生轻微浑浊。对照组的酒即单纯依靠SO2处理的酒,无异味,酒体的果香和酒香协调,具有典型的贵人香品种风味,但对发酵生长旺盛期的酵母菌的杀菌能力较弱,终止发酵的程度较差,发酵期的酒精度较难控制,以至于最终的酒精度高出设计酒精度1%vol左右,在后期的处理以及贮存过程中,仍见少量气泡产生,原酒的澄清度较其他方法的低。超声波处理20min品尝优点明显高于其他的处理方法,其酒体颜色浅黄带绿,有新鲜悦人的贵人香品种香,这是因为超声波处理能通过破坏细胞壁,使细胞自溶释放一些胞内酶和大分子物质,从而改善酒的风味和香气;而且超声波20min处理比10min澄清效果好,说明超声波时间的延长不仅对杀灭酵母菌有较明显的作用,同时也影响酒体的挥发性香气,但时间不宜太长,过长的处理时间会给葡萄酒带来