葡萄酒灌裝后臥置存放時間節點確定

黨國芳，劉宗昭，陳新軍，姚世寶，劉延琳*

（1.新疆中信國安葡萄酒業有限公司，新疆 瑪納斯 832200；2.西北農林科技大學 葡萄酒學院，陜西 楊凌 712100）

隨著葡萄酒工藝技術的進步，越來越多高端陳釀型葡萄酒裝瓶后、上市前都會進行一段時間的瓶儲，以利于葡萄酒質量的進一步發展[1-5]。瓶儲期間，葡萄酒通常被臥置，酒液與軟木塞完全接觸，使其濕潤、膨脹，以保證良好的密封性和質量發展[6-11]。但是在這個過程中，因為不同廠家使用的打塞機型號各異，打塞前抽真空、充氮氣等工作程序存在一定區別，如果不結合打塞機具體工作程序，關注打塞后瓶內頂端空間壓力的大小和變化、氧氣含量等細節，很有可能在頂端空間壓力較高情況下進行了臥置瓶儲，造成瓶塞漏酒機率升高、氧氣向葡萄酒中溶解較多等風險[12-14]。目前國內外葡萄酒行業均沒有關于葡萄酒灌裝后頂端空間正壓條件下，正立放置多久后臥置有利于保護瓶儲酒質量的相關介紹或判定方法。

從葡萄酒工藝環節進行理論分析，在瓶內壓力過高情況下進行臥置，首先將導致瓶塞漏酒機率增大，同時會加速頂端空間氧氣向酒中的溶解[15-16]；如果打塞完成后，保持正立一段時間，由于頂端空間與外部環境存在一定的壓力差，將推動頂端空間部分氣體向外溢出，壓力釋放，會在一定程度上減少頂端空間氧含量和氧氣向酒中的溶解速度，有利于葡萄酒的緩慢成熟，降低臥置漏酒機率。鑒于此，確定灌裝打塞后開始臥置存放時間節點，對葡萄酒生產具有重要的指導意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

赤霞珠干紅葡萄酒（40瓶）：新疆中信國安葡萄酒業有限公司；750mL透明波爾多瓶（內貼感光貼片，與NOMA senseP300氧含量檢測儀配套使用）：煙臺長裕玻璃制品有限公司；兩端雙圓片1+1貼片軟木塞（23.5mm×44mm）：北京必達軟木制品有限公司；食品級氮氣（N2）：新疆中信國安葡萄酒業有限公司自制。

1.2 儀器與設備

DPI705手持穿刺式壓力測定儀（-1.0～2.0bar）、NOMA sense P300氧含量檢測儀及感光貼片、DM 5100型灌裝液位檢測尺（0～80mm）：煙臺VINVENTIONS公司；SDRT24灌裝一體機（沖瓶-灌裝-打塞）：意大利菲美（FIMER）公司；0～50℃水銀溫度計、二氧化硫檢測裝置：烏魯木齊新試玻實業有限公司；T6新世紀紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司。

1.3 方法

1.3.1 灌裝和打塞條件

實驗在灌裝生產期間進行，灌裝與打塞程序同正常生產情況一致，為了避免不同灌裝頭和打塞頭（該設備共24個灌裝頭，4個打塞頭）帶來的灌裝液位高度、頂端空間壓力、灌裝過程溶氧等誤差，實驗樣品均使用相同的灌裝頭和打塞頭組合，樣品準備期間灌裝速度為4 800瓶/h，灌裝和打塞工藝流程如下：

沖瓶→空瓶抽真空，充氮氣→灌裝→頂端空間抽真空→充氮氣→打塞→樣品準備完成

1.3.2 樣品存放與檢測周期

對準備完成的樣品進行編號，立即抽樣檢測樣品頂端空間大小、瓶內含氧量、頂端空間壓力、酒液溫度；所有樣品保持正立狀態在室溫環境下存放1 d（此時瓶塞已恢復彈力）；然后將樣品分為兩部分：6瓶用于追蹤檢測氧含量變化，其中3瓶保持正立，3瓶開始臥置；剩余34瓶始終保持正立，用于檢測頂端空間壓力、頂端空間大小和酒液溫度。根據樣品用途，每天檢測一次上述相應項目，當發現頂端空間壓力檢測數據變化較小時，適當延長檢測間隔時間，直至檢測數據變化表現平穩或基本不變，最后檢測剩余樣品的二氧化硫和色度。

1.3.3 測定方法

頂端空間大小（液面距瓶塞下端距離）：使用灌裝液位檢測尺測量。

頂端空間壓力：使用手持穿刺式壓力測定儀穿透正立放置樣品的軟木塞，讀取壓力表顯示值。

瓶內含氧量：瓶內總氧（total package oxygen，TPO）=酒中的溶解氧（dissolved oxygen，DO）+頂端空間的含氧量（headspace oxygen，HSO），DO和HSO均使用NOMA sense P300氧含量檢測儀按操作規程進行檢測[17]。

酒樣溫度：使用溫度計，酒樣完成頂端空間壓力檢測后，拔出瓶塞，測量溫度。

二氧化硫：參照GB/T 15038《葡萄酒、果酒通用分析方法》中二氧化硫-氧化法測定樣品游離二氧化硫和總二氧化硫含量[18]。

色度：使用紫外可見分光光度計，用厚度為1mm的比色皿直接盛裝酒樣，測定樣品在420 nm、520 nm和620 nm處的吸光度值，三個波長處的吸光度值之和為樣品的色度[19]。

2 結果與分析

2.1 瓶內含氧量

正立和臥放酒樣的瓶內含氧量變化結果見圖1～圖3。

圖1 正立放置、臥置情況下瓶內總氧含量變化Fig.1 Changes of totaloxygen content in bottle placed horizontally and vertically

圖2 正立放置、臥置情況下頂端空間含氧量變化Fig.2 Changes of oxygen content in the headspace of bottle placed horizontally and vertically

圖3 正立放置、臥置情況下酒中溶解氧變化Fig.3 Changes of dissolved oxygen in bottle placed horizontally and vertically

從圖1～圖3可以看出，存放前11 d，臥置存放的酒樣瓶內總含氧量和頂端空間的含氧量下降速度較正立放置酒樣更加明顯，從第11～50天，臥置存放的酒樣瓶內總氧和頂端空間的含氧量基本趨于穩定，而正立放置酒樣的瓶內總氧和頂端空間含氧量仍在下降，其速度明顯減緩，最終與臥置存放樣品氧含量差距逐漸減小，第50天時為0.5mg。不論正放或臥放酒樣，頂端空間含氧量占瓶內總氧含量的比例始終較大，灌裝剛結束，頂端空間含氧量約占瓶內總氧的91%，存放至第50天時，臥置存放和正立放置狀態下，頂端空間含氧量占瓶內總氧的比例分別是67%和88%，說明臥置存放狀態下，頂端空間有更多的氧氣進入酒中。酒中溶解氧從第8天開始，臥置存放和正立放置狀態下含量接近且基本保持不變。在前8天，臥置較正立放置酒樣，酒中溶解氧下降更慢一些，說明臥置情況下，頂端空間氧向酒中的溶解補充速度高于正立存放的酒樣。通過對比分析臥置和正立放置狀態下，瓶內總氧和頂端空間含氧量下降情況、頂端空間含氧量占瓶內總氧的變化以及頂端空間氧氣向酒中的溶解補充情況可知，臥置樣品瓶內頂端空間的氧氣更快的溶解于葡萄酒中并與葡萄酒中相應物質發生結合反應。推斷主要原因是在實驗條件下，臥置存放的酒樣，酒液將瓶塞與瓶口結合處密封，頂端空間壓力（即頂端空間氣體）無釋放途徑，促使頂端空間氧氣在相對高壓下，更快向酒中溶解并發生反應。這也與前文理論分析“在瓶內壓力過高情況下進行臥置，會加速頂端空間氧氣向酒中的溶解”相符。

2.2 頂端空間壓力、頂端空間大小與酒樣溫度

灌裝后酒瓶正立狀態下頂端空間壓力、頂端空間大小與酒樣溫度變化見圖4。

圖4 正立放置樣品頂端空間壓力、頂端空間大小和酒樣溫度變化Fig.4 Changes of headspace pressure,headspace height and wine sample temperature in bottle placed horizontally

從圖4可以看出，因儲存環境溫度升高，樣品溫度升高，酒液膨脹，頂端空間相應縮小。在溫度與頂端空間大小相對恒定的情況下，隨著正立放置時間的延長，瓶內頂端空間壓力整體呈降低趨勢，打塞剛結束時頂端空間壓力為1.1 bar，正立11 d后，頂端壓力降至0.2 bar并趨于穩定。

頂端空間壓力在下降期間出現的波動，主要原因為瓶塞和瓶口內徑個體差異造成。有報道表明，打塞前頂端空間不抽真空，瓶塞（材料）類型不同、長度不同，打塞后瓶內頂端空間壓力為0.17～1.4 bar，具體與打塞速度、頂端空間大小、瓶塞回彈速度等相關[20]，本實驗中的檢測數據在該范圍內。

2.3 理化指標的對比變化

存放第56天時對樣品進行了相關的理化指標的檢測，結果見表1。

表1 不同方式放置樣品存放56 d部分理化指標比較Table 1 Comparison of some physicochem ical indexes of samples stored in differentways for 56 d

由表1可知，灌裝56 d后，兩種存放方式樣品的二氧化硫和色度均較灌裝前出現較明顯降低。正立放置的樣品游離SO2、總SO2、色度分別為22mg/L、64mg/L、7.12，較臥置存放樣品保留有略高的二氧化硫含量和色度。

二氧化硫和色度的指標變化在一定程度上可以反映葡萄酒對氧氣的吸收與化學反應情況[21-24]，臥置存放酒樣的二氧化硫和色度較低，驗證了2.1中所述，因其缺少壓力釋放途徑，在較高壓力情況下，造成更多的氧氣在酒中快速溶解并與酒中二氧化硫和抗氧化的呈色物質發生反應，最終降低了酒樣的二氧化硫含量與色度；同時從數據分析中的標準方差對比可以發現，正立放置樣品的指標個體偏差略大，分析為瓶塞和瓶口之間的結合密封差異造成，而臥置存放各樣品指標一致性較好，分析為臥置存放時，酒液對瓶塞與瓶口的結合部位進行了密封，減小了樣品個體之間密封性的差異。

3 討論

盡管本實驗樣品數量相對較少，未做更長時間的跟蹤監測，也未采用更多其他類型瓶塞進行實驗對比，但綜合實驗數據和分析可知：對于灌裝后瓶裝酒頂端空間為正壓的情況，延長正立放置時間，有利于頂端空間壓力釋放，在該實驗條件下，灌裝后頂端空間即時檢測壓力為1.1 bar，從1.1 bar降至0.2 bar用時11 d，當頂端空間壓力降為0.2 bar后，繼續保持正放，壓力短期內無明顯下降，趨于穩定；釋放頂端空間壓力，在一定程度上降低了頂端空間氧氣向酒中的溶解量與溶解速度，減緩了氧氣對酒中二氧化硫和抗氧化呈色物質的快速消耗，有利于葡萄酒的緩慢成熟；同時瓶內頂端空間壓力減小，有利于降低臥置存放后瓶塞漏酒機率；實驗數據表明，臥置存放時，酒液對瓶塞與瓶口的結合部位進行了密封，減小了樣品個體之間因為密封差異而造成酒樣存放一定時間后理化指標的差異。

針對不同類型瓶塞和生產情況，由于瓶塞密封性（瓶塞與瓶口的結合以及瓶塞本身的物理特性）、瓶塞內部氣體釋放、打塞速度等因素影響，頂端空間壓力釋放速度會存在差異，生產中需要進行具體驗證，然后得出正立多久再進行臥置存放的最佳時間點。根據實際生產中的瓶塞類型、打塞速度、打塞程序等的不同摸索總結頂端空間壓力的變化規律，判斷頂端空間壓力從剛打塞結束時的高壓到釋放至穩定時的低壓所需要的時間，不僅能為瓶儲酒臥置時間節點判斷提供參考，而且可以對一些特殊情況，如灌裝后立即發貨，遇到運輸高溫可能存在頂塞風險等提出預判和評估，進而指導生產、運輸等安全正確進行。

4 結論

本實驗結果表明，頂端空間壓力降至0.2 bar后趨于穩定因此生產中壓力點的判定可以參考0.2 bar作為依據。另外，本實驗中發現的臥置存放時，樣品個體之間理化指標差異較小的現象，也對瓶裝酒的存放有指導意義。

綜上所述，在實際生產過程中，通過檢測灌裝后瓶內頂端空間壓力的變化并找到合適的點來確定臥置存放的時間是一個簡單易行的辦法。