橡木片浸泡發酵對赤霞珠干紅葡萄酒品質的影響

忻勝兵，陳忠軍*，屈 嬡，郭昊翔

（內蒙古農業大學 食品科學與工程學院，內蒙古 呼和浩特 010018）

橡木制品因其特殊的木質結構和成分在葡萄酒釀造中發揮著重要的作用。天然橡木含有酚類聚合物、甘油醚類、醛類、糖類、芳香酸類等各種化合物，在酒精浸漬作用下可以在原有風味基礎上讓酒中溶入更多的呈香物質，使得葡萄酒酒體更加醇厚、成熟、圓潤、復雜，很大程度提升了葡萄酒的品質[1]。被廣泛應用到葡萄酒生產中的橡木制品，其種類繁多，主要有橡木板、橡木塊、橡木片、橡木粉等，這些橡木制品因其種類、作用的不同而被應用到酒類不同的生產階段。如將其應用到發酵期間，可以提高葡萄酒單寧酚類物質含量，防止酒體氧化，使得酒體飽滿，更適合陳釀；應用于陳釀階段，增加葡萄酒香氣的復雜性，讓酒香和口感更加突出。然而葡萄酒在不同的生產階段所用的橡木制品加工工藝不同，如發酵前期多數添加單寧含量較高且烘烤程度低的或未烘烤過的橡木制品，發酵后期則添加單寧含量相對少、烘烤程度多數為中度烘烤或少數重度烘烤的橡木制品，主要用來改善口感及香氣復雜性[2-3]。無論橡木制品是生產前期添加還是后期添加，其目的在于為葡萄酒增添橡木、香草、奶油、干邑、焦糖等復雜風味[4]。

橡木制品與葡萄酒之間通過物質交換、輕微氧化、酯化、單寧與色素的聚合等復雜的物理化學變化，使葡萄酒色澤、香氣、滋味、口感以及層次感明顯提升；同時，在原料成熟度或原料品相不佳時添加橡木制品能夠掩蓋葡萄酒的生青味、泥土味等不良氣味，最終使得葡萄酒的果香得到提升與表達[5-6]。現階段橡木制品多應用于葡萄酒的發酵前、發酵中及發酵后，但目前葡萄酒陳釀階段添加橡木片的研究居多[7-8]。本研究采用橡木片浸泡發酵法，即在已成熟的發酵工藝下主發酵啟動前添加天然橡木片發酵，然后檢測發酵期間色度、色調、單寧、總酚含量的變化，以及對比發酵結束與陳釀后的色度、色調、單寧、總酚含量的理化指標，觀察其變化趨勢，反映酒質成分穩定性，并依據各項理化指標結合感官評價，最終獲得赤霞珠干紅葡萄酒在主發酵啟動前橡木片的最佳添加量，以期為葡萄酒的生產提供一種新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

赤霞珠葡萄（可溶性固形物含量約19%）：內蒙古烏海市海勃灣區釀酒葡萄種植戶。

果膠酶（酶活力20萬U/mL）：法國LALLEMAND集團；RB2型葡萄酒活性干酵母：法國LAFFORT公司；偏重亞硫酸鉀（食品級）：意大利英納帝斯公司；天然橡木片：蓬萊市沃林橡木桶有限公司。

福林-丹尼斯試液（0.5 mg/mL標準溶液）：福建廈門海標科技有限公司；福林-酚試劑（2 mol/L標準溶液）：南京奧多福尼生物科技有限公司；單寧酸（分析純）：天津市大茂化學試劑廠；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（均為分析純）：天津風船化學試劑有限公司；次甲基藍（分析純）：天津津北精細化工有限公司。

1.2 儀器與設備

10L發酵容器：四川蜀玻（集團）有限責任公司；HWS12電熱恒溫水浴鍋、DHG-9245A型電熱鼓風干燥箱：上海一恒科學儀器有限公司；PB-10精密pH計：賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；78-1磁力加熱攪拌器：江蘇金壇市中大儀器廠；HITACHI 51-00型紫外-可見分光光度計：日立（中國）有限公司；FA2104N電子天平：上海菁華科學儀器廠；PAL-1型數顯手持測糖儀：廣州市愛宕科學儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 赤霞珠干紅葡萄酒的工藝流程及操作要點

赤霞珠葡萄→挑出霉爛果→破碎除梗→入罐浸漬→添加天然橡木片（混勻）→浸泡發酵→出渣分離→壓榨→倒罐（發酵結束）→蘋乳發酵（陳釀2個月）→赤霞珠干紅葡萄酒

操作要點：

將葡萄直接破碎，破碎時擠破葡萄即可，避免壓碎果籽，破碎過程中添加60 mg/L的SO2，得到葡萄醪液，后加入20 mg/L果膠酶浸漬。以填裝量為80%裝入10 L發酵容器，在葡萄醪液中加入天然橡木片，調整糖分使得各組固形物含量為20%，分別加入0.2 g/L活性干酵母，攪拌混勻，25℃避光浸泡發酵。從葡萄破碎后加入天然橡木片，采用邊浸泡邊發酵的工藝。浸泡發酵終點判斷以發酵液比質量不再變化作為依據，發酵結束后采用三層紗布擠壓過濾，過濾后低溫靜置48 h后倒罐，即浸泡發酵階段結束。倒罐后的澄清酒液繼續添加20 mg/L SO2進行15℃陳釀2個月。陳釀結束倒罐除去酒泥得到赤霞珠干紅葡萄酒。

1.3.2 天然橡木片對赤霞珠葡萄酒品質的影響

在赤霞珠葡萄酒發酵開始時依次加入0、0.5g/L、1.0g/L、1.5 g/L、2.0 g/L、3.0 g/L和4.0 g/L的天然橡木片，并依次標記為對照（CK）、A、B、C、D、E、F。發酵及陳釀過程中每天定時取樣測定橡木片不同添加量的各組葡萄發酵液的色度、色調、單寧含量、總酚含量；同時測定陳釀后葡萄酒的游離二氧化硫、總二氧化硫、揮發酸、總酸、總糖、還原糖、酒精度、干浸出物、pH、明膠指數及鹽酸指數等其他理化指標。以理化指標為依據，結合感官評分確定出天然橡木片在主發酵前的最佳添加量。

1.3.3 分析方法

密度：采用密度計測定；糖度、總酸、揮發酸、干浸出物：分別參照國標GB 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[9]方法中的直接滴定法（以葡萄糖計）、電位滴定法（以酒石酸計）、指示劑滴定法（以醋酸計）及密度瓶法測定；色度、色調：采用分光光度計測定波長420 nm、520 nm、620 nm處的吸光度值（A420nm、A520nm、A620nm），三者之和為色度，A420nm與A520nm的比值為色調[10]；單寧：采用福林丹尼斯法測定[11-12]；總酚：采用福林酚法測定[13]；鹽酸指數：吸取10 mL樣品于試管中，加入1 mL 6 mol/L鹽酸，搖勻置于4℃，3 d后取出過濾，取上清液測單寧，處理前與處理后的差值即為鹽酸指數[14]；明膠指數：吸取10 mL樣品于試管中，加入1 mL 0.2%的明膠，搖勻置冰箱中，3 d后取出過濾，取上清液測單寧，處理前與處理后的差值即為明膠指數[15]；感官評分標準：參照國標GB 15037—2006《葡萄酒》中的感官要求[16]；酒精度參照國標GB 5009.225—2016《酒中乙醇濃度的測定》[17]中的酒精計法測定。

1.3.4 數據處理

實驗數據采用Origin7.5、GraphPad Prism、Excel 2010軟件及DPS數據分析軟件進行分析處理。

2 結果與分析

2.1 發酵終點的確定

密度的變化可以間接反映出發酵醪液糖度的變化，即酵母降糖速度的快慢，當密度不再變化，意味著發酵結束[18]。由圖1可知，不同添加量的橡木片處理組，隨著發酵時間延長，發酵醪液密度均呈先緩慢再迅速下降后趨于平緩的趨勢，變化范圍由1.082下降至0.995，在第7天時密度不再變化，即確定出第7天為發酵終止時間。

圖1 發酵終點的確定Fig.1 Determination of the endpoint of fermentation

2.2 天然橡木片添加量對赤霞珠葡萄酒品質的影響

2.2.1 對葡萄酒色度的影響

色度反映葡萄酒中花色苷的含量，花色苷存在形態及含量高低會直接影響葡萄酒的穩定性及口感等品質[19-21]，因此可以將色度作為評判葡萄酒品質的指標。由圖2可知，不同橡木片添加量的葡萄酒發酵期間色度均呈現出先增加后減少的趨勢，在2～3 d時達到最大。B組從發酵開始的第3天到發酵結束，色度明顯高于其他組，說明橡木片添加量為1.0 g/L時，赤霞珠干紅葡萄酒色度最佳；而對照組的色度從第3天起均低于其他處理組。發酵結束后，添加橡木片發酵的各組赤霞珠葡萄酒色度均優于對照組（CK），其中B組色度最佳（1.95），F組次之（1.68）。因此，通過色度評價赤霞珠干紅葡萄酒品質，B組和F組較佳。

2.2.2 對葡萄酒色調的影響

圖3 橡木片添加量對赤霞珠干紅葡萄酒色調的影響Fig.3 Effect of oak chips addition on the hue of Cabernet Sauvignon dry red wine

色調也是評價葡萄酒色澤的指標，色調越小，葡萄酒色澤越好。由圖3可知，不同橡木片添加量處理的各組葡萄酒發酵期間色調呈明顯下降趨勢，在第4～6天下降逐漸緩慢，第6～7天曲線趨于平穩。在1～3 d時，B組（1.0 g/L）色調小于其他處理組，在4～5 d時，F組（4.0 g/L）色調最小，但6～7d時，即發酵結束后，E組赤霞珠干紅葡萄酒色調最小，為0.520，說明添加3.0 g/L橡木片赤霞珠干紅葡萄酒色澤較好。因此，以色調作為評價干紅葡萄酒品質指標，即E組色澤最佳。

2.2.3 對葡萄酒單寧含量的影響

葡萄酒的品質與單寧含量關系密切，單寧含量高的干紅葡萄酒更適合陳釀，陳釀后的口感更佳。由圖4可知，隨著發酵的不斷進行，不同橡木片添加量各組葡萄酒在發酵前3天單寧含量呈直線增加趨勢，在第4～6天，各組單寧含量相繼趨于平穩。發酵期間，橡木片不同添加量各組葡萄酒單寧含量明顯高于對照組，其中B組和F組單寧含量高于其他組，分別為976.20 mg/L、933.90 mg/L，即以單寧含量作為赤霞珠干紅葡萄酒品質評判指標，橡木片添加量為1.0g/L和4.0 g/L時，赤霞珠干紅葡萄酒品質較好。

圖4 橡木片添加量對赤霞珠干紅葡萄酒單寧的影響Fig.4 Effect of oak chips addition on the tannin of Cabernet Sauvignon dry red wine

2.2.4 對葡萄酒總酚含量的影響

圖5 橡木片添加量對赤霞珠干紅葡萄酒總酚的影響Fig.5 Effect of oak chips addition on total phenol in Cabernet Sauvignon dry red wine

葡萄酒的品質和質量與葡萄酒中的總酚類化合物有關，這類化合物在葡萄酒顏色、口感、穩定性等方面具有重要作用。因此可以將總酚含量作為葡萄酒品質評價的指標[22]。由圖5可知，不同橡木片添加量的各組葡萄酒在發酵期間總酚含量呈現出先上升后下降趨勢，處理組總酚含量均高于對照組，且B組和F組較其他處理組總酚含量高。發酵結束后，B組總酚含量最高，F組次之，分別為1 371 mg/L、1 335 mg/L，因此橡木片添加量為1.0 g/L和4.0 g/L時，赤霞珠干紅葡萄酒品質較好。

綜上所述，B組、F組的色度、單寧含量、總酚含量相比其他各組均較高，E組色澤最佳。因此需要對赤霞珠干紅葡萄酒陳釀后各成分指標穩定性比較進一步確定最佳橡木片添加量。

2.3 葡萄酒貯藏后各指標穩定性對比

2.3.1 發酵結束與陳釀后色度的對比

圖6 發酵結束與陳釀后色度的對比Fig.6 Comparison of the chromaticity after fermentation and aging

由圖6可知，陳釀后不同橡木片添加量的葡萄酒色度相比于發酵結束的葡萄酒色度均有顯著升高（P＜0.05），其原因為陳釀階段可能由于后期貯存不當，部分氧氣進入，導致一些花色苷類物質氧化變黑，加速葡萄酒老化，從而顏色加深[23]。陳釀2個月后葡萄酒色度為B（2.35）＞A（2.11）＞F（2.06）＞CK（1.99）＞E（1.94）＞C（1.92）＞D（1.78）。陳釀后色度較高的為B組和A組，分別為2.35和2.11，其中B組色度相比于對照組（CK）提高了0.36，自身氧化程度較小，色度穩定性較高，陳釀后品質較好。因此，表明1.0 g/L橡木片添加量的赤霞珠干紅葡萄酒色度較好。

2.3.2 發酵結束與陳釀后色調的對比

圖7 發酵結束與陳釀后色調的對比Fig.7 Comparison of the hue after fermentation and aging

由圖7可知，陳釀后的葡萄酒色調與發酵結束相比有所上升，主要原因為后期貯藏中花色苷結合生成大分子的穩定花色苷，小分子花色苷減少，同時部分不穩定花色苷被氧化，加之單寧氧化變黃，導致紅色變淺，即色調變大。其中B、C、D、E組上升幅度較大，CK、A、F組上升幅度較小。陳釀2個月后葡萄酒色調為D（0.77）＜C（0.81）=A（0.81）＜B（0.84）＜CK（0.86）＜E（0.88）＜F（0.91）。陳釀后色調最低的為D組（0.77），說明橡木片添加量為2.0 g/L時葡萄酒色調較低，陳釀后品質較好，但其色調穩定性一般。

2.3.3 發酵結束與陳釀后單寧含量的對比

圖8 發酵結束與陳釀后單寧含量的對比Fig.8 Comparison of tannin content after fermentation and aging

由圖8可知，陳釀后各組葡萄酒中單寧含量低于發酵結束的葡萄酒單寧含量，陳釀后單寧有所下降是因為部分單寧已充當抗氧化劑或與酒中物質結合成大分子物質，且添加橡木片的葡萄酒中單寧含量明顯高于CK組。陳釀2個月后葡萄酒單寧含量（mg/L）為B（850.5）＞F（834.5）＞A（743.2）＞C（739.6）＞E（738.4）＞D（729.7）＞CK（698.8），陳釀后單寧含量較高的為B組與F組。對比陳釀前后葡萄酒單寧含量發現，陳釀前后B組單寧含量最高，變化較為穩定，比CK組提高了151.7 mg/L，F組次之，為834.5 mg/L，故橡木片添加量為1.0g/L和4.0g/L時葡萄酒單寧含量較高，陳釀后品質較好。

2.3.4 發酵結束與陳釀后總酚含量的對比

圖9 發酵結束與陳釀后總酚含量的對比Fig.9 Comparison of total phenol content after fermentation and aging

由圖9可知，陳釀后各組葡萄酒中總酚含量低于發酵結束的葡萄酒總酚含量，其下降的幅度大致相同，其主要原因為一些單體酚及易氧酚類物質被氧化。陳釀2個月后葡萄酒總酚含量為B（1 254.7）＞F（1 235.5）＞E（1 018.0）＞D（994.7）＞C（982.7）＞CK（980.0）＞A（979.9）。其中發酵結束和陳釀后的酚類物質含量最高均為B組，其次為F組，陳釀后的B組（1 254.7 mg/L），較CK組高了274.7 mg/L，F組為1 235.5 mg/L，故橡木片添加量為1.0 g/L和4.0 g/L時葡萄酒總酚含量較高，酚類物質穩定性較好，酒體豐富，品質較好。

綜上所述，陳釀后B組色度、單寧含量、總酚含量變化較為穩定，F組陳釀前后單寧含量、總酚含量較高，該指標相對穩定，而D組色澤相對較好，但其穩定性一般。參考發酵期間的指標，得出B組、D組和F組赤霞珠干紅葡萄酒品質相對較好，因此需要結合其他理化指標及感官評定進一步確定B組、D組、F組中的最優組，進而確定橡木片最佳添加量。

2.4 品質較好葡萄酒的其他理化指標

明膠指數實質是葡萄酒中能與蛋白物質結合的單寧；鹽酸指數則是小分子單寧聚合成大分子單寧的聚合物含量，兩者均可反映葡萄酒中優質單寧的含量。由表1可知，不同橡木片添加各組游離二氧化硫、總二氧化硫、揮發酸、總酸、總糖、還原糖、酒精度、干浸出物、pH均無顯著差異，而鹽酸指數和明膠指數差異顯著（P＜0.05），B、F組相比D、CK組，該兩項指標含量突出，其中B組明膠指數和鹽酸指數最高為194.4 mg/L和195.0 mg/L，較對照組（CK）提高了18.8 mg/L和18.6 mg/L，F組、D組次之。

表1 品質較好葡萄酒的其他理化指標Table 1 Other physical and chemical indexes of the wine with good quality

2.5 品質較好葡萄酒的感官品嘗

分別對品質較好的B組、D組、F組進行感官評定，結果見圖10。由圖10可知，B組葡萄酒感官評分高于其他組，為83分，CK組（70分）和D組（68分）感官評分次之，F組感官評分最低（60分）可能是因為F組橡木片味道過于濃烈，掩蓋葡萄酒的香氣，D組酒體略顯不協調，口感較粗糙，而B組葡萄酒的香氣協調，橡木香氣與果香濃郁，無生青味道，口感豐富，圓潤。因此最終得出在發酵開始前添加1 g/L的天然橡木片發酵，所得的赤霞珠干紅葡萄酒品質最佳。

圖10 陳釀后葡萄酒感官評分Fig.10 Sensory evaluation of wine after aging

3 結論

本實驗采用橡木片浸泡發酵法生產赤霞珠干紅葡萄酒，即在主發酵啟動前添加天然橡木片，通過測定發酵期間及發酵后葡萄酒的理化指標變化并進行感官評定，從而確定最佳的橡木片添加量。結果表明，添加天然橡木片浸泡發酵對葡萄酒的色度、色調、單寧、總酚具有一定的影響，發酵結束后B組（添加橡木片1 g/L）與F組（添加橡木片4 g/L）的指標優于其他組。通過對比赤霞珠干紅葡萄酒發酵結束與陳釀后的指標穩定性變化，發現添加1.0 g/L天然橡木片的B組葡萄酒最終的色度（2.35）、色調（0.84）、單寧（850.5 mg/L）、總酚（1 254.7 mg/L）均有明顯改善且酒體成分較為穩定，明膠指數和鹽酸指數最高分別為194.4 mg/L和195.0 mg/L，其感官評分為83分。因此確定天然橡木片在發酵前最佳添加量為1 g/L，此工藝下的赤霞珠干紅葡萄酒品質最佳。

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