時間溫度對葡萄酒酒精度影響的研究

徐克

【摘 要】本實驗的起因是我對做葡萄酒的疑惑，影響葡萄酒酒精度的關鍵因素有哪些？文獻報道指出影響該參數的因素有很多，如發酵時間、發酵溫度、原材料含糖量、日照、濕度等。經過實驗驗證，得出影響葡萄酒酒精度的關鍵因素是：發酵時間和發酵溫度：最佳發酵時間為15-20天，最佳發酵溫度在25℃。本研究的結果能指導家庭釀造葡萄酒。

【關鍵詞】葡萄酒;酒精度;時間;溫度

一、研究背景

葡萄酒的風味奇特，酒精度不高，且有一定的養生功效，因此，它在國內的年消費量節節升高。中國人有自己做酒的習俗，這中間有幾個考量：1、原料品質的可控;2、產品風味的可控，實現“私人定制”;3、休閑娛樂。不少的私人釀酒者非常享受釀酒的過程和結果。因此，葡萄酒的家庭釀制在國內越來越普遍。

我外婆就經常做葡萄酒，有時放了好幾年，有時幾個星期就拿出來喝了;有時放在溫暖的地方，有時放在陰涼的地方。神奇的是，外婆葡萄酒風味卻沒什么變化。根據文獻報道，我們都知道發酵的時間、存放的溫度都能影響葡萄酒風味。這就應發了我的思考：哪些條件是決定葡萄酒酒風味的因素呢？由于葡萄酒的酒精度是決定葡萄酒風味的關鍵指標之一，因此控制它的含量是葡萄酒制作工藝中的關鍵技術。本研究以葡萄酒的酒精度為研究對象，考察各種制備工藝條件的影響，以期達到最高的酒精度。

二、研究過程

（一）制定方案，準備材料

由文獻可知，葡萄酒的酒精度在7度-16.2度之間，主要由葡萄果實中的含糖量決定。酒精度過高（≥16.2度），酵母的新陳代謝被抑制使得產品中的酒精度無法進一步升高。同時過高的酒精度會掩蓋葡萄酒其他香氣的風味，帶來刺鼻的酒精撲面感。酒精含量過高會增加舌頭和舌根咽喉處的灼燒感，帶來不愉快的體驗感。同時，酒精含量過高，會導致葡萄酒酒體失衡。酒精度過低則支撐不起葡萄酒的酒體，導致葡萄酒口感變得寡淡、單調，品嘗時依然會帶來不愉快感覺。同時酒精度低的葡萄酒對酵母菌和細菌敏感，多數不易久藏。

葡萄酒的發酵過程是復雜的物理化學過程，其中最主要的化學變化是糖在酵母菌的作用下轉化為酒精和二氧化碳。因此葡萄的含糖量越高，轉化出的酒精度也高。通常，17g/L—18g/L的糖分可轉化為1度酒精。由于不少葡萄的含糖量較低，不足以制備一定的酒精度的酒，在指標過程中需補加糖。糖的添加還能改變酒的風味，以迎合嗜甜消費者的喜好。

除了含糖量這個主要因素以外，我確定了兩個研究內容，分別為：

（1）發酵時間與葡萄酒酒精度的關系

（2）溫度與葡萄酒酒精度的關系

實驗內容如表1和2。

依據有關制作葡萄酒的資料，我準備了恒溫器、酒度計、新鮮紫葡萄、白砂糖、發酵罐、紗布等材料。

（二）酒精度測量原理

在相同溫度下，酒精（乙醇）的密度小于水的密度。因此含不同酒精濃度的水溶液的密度是不一樣的。在確定的溫度下，通過測量該混合液的密度，能精確的估計出水中酒精的含量。在此測量過程中，有一個重要的假設：其它物質的含量不高，因此它們的存在對密度測量影響可以不考慮。

（三）制作葡萄酒

1、洗晾葡萄

取8斤新鮮紫葡萄用自來水將其稍微清洗，然后晾干表面水分。

紫葡萄容易發酵，且價位相對低。輕度清洗有兩個目的：1）去除葡萄表面的灰塵以及其它異物，2）保證有一定的酵母菌殘留。晾干水分是為了抑制洗滌水中的雜菌感染導致葡萄酒發霉。

2、破碎裝罐

用手將葡萄皮擠破，全部裝入發酵罐內儲存，放在陰涼干燥處。

擠破葡萄皮是為了擠出果液，促進發酵;因為第一次發酵過程中會產生大量二氧化碳和消耗氧氣，因此不能密封，也不要裝滿。

3、第一次發酵

第一次發酵是將葡萄果液中的糖分經酵母的作用產生酒精和二氧化碳。來源于葡萄皮上的白霜的酵母在葡萄破碎時已接入果液中，所以可以不另外加酵母。

裝罐一天后，可看到罐內有微弱的氣泡產生，表明酵母已開始繁殖。2-3天后，有大量氣泡放出，葡萄皮浮起，且泡沫逐漸增多。發酵時，浮上來的葡萄皮需按入果液中，以防止葡萄皮生霉、變酸，同時皮上的色素可浸入汁中。

4、適量加糖

發酵一天后加一定比例的糖（每升發酵液加60克糖），第三天再加痛癢多得糖。

這一添加時間的選擇來至于滲透壓的考慮。酵母是單細胞生物，溶液中糖濃度太高，會使酵母的細胞壁滲透壓過大，影響生長。同時，本方法利用天然酵母發酵，發酵的開始階段需讓酵母先大量繁殖，此過程需24小時，且天然葡萄汁的糖濃度是酵母繁殖的最佳條件。但該濃度的糖分僅能生產8-9度的酒，不利于實驗觀察和測定。經一天發酵，溶液中的糖分快速下降，在此時間加糖，可維持了溶液中的高糖分，確保發酵速度不降低，且終產品的酒精度不低。過高的糖分除了對酵母有影響外，還帶來第二次發酵過于激烈，且發酵時間過長，不利實驗觀察與測試。反復結果結合文獻查閱顯示每升發酵液加60克白糖比較好。

5、壓榨分離

一周后，二氧化碳放出減少，液面接近平靜，酒精味濃，發酵液逐漸澄清，表明第一次發酵結束。此時，用紗布進行過濾，將皮汁分離。此操作的目的是防止果皮、籽、葡萄皮等長時間浸泡所導致的紅色素析出進入酒中，致使酒色降低。

6、第二次發酵

靜置幾小時后，將發酵罐密封，放入陰暗、避光的地方。

避光是為了防止酒色氧化變淺。密封是為了斷氧，防止過度發酵而形成乙醛，或是由于酵母菌滋生得到葡萄醋。第二次主要是乳酸菌以蘋果酸為底物的發酵，因此二氧化碳的生成量不大。〖XC122-6.TIF;%160%160〗

（四）測量葡萄酒的酒精度

將過濾后1天、5天、10天、15天、20天、25天的葡萄酒取出，用酒精計測量其酒精度。（測量結果如表3所示）

分析：在溫度相同的情況下，發酵時間對葡萄酒酒精濃度有影響。前10天，葡萄酒的酒精濃度增加較快，第11-15天酒精濃度增長較慢，16-25天酒精濃度基本不增長。這是因為前期的糖分含量比較高，所以根據Michaelis- Menten方程可知，此時的反應速度應比較快，使得葡萄酒中的酒精度增長較快。隨著發酵時間的延遲，溶液中的糖分逐漸降低，使得酒精生成速度隨之降低。到15天時，葡萄酒中的糖分應很低，使得酒精生成速度趨向于0。同時，酒里所含的其它微生物還能將酒精轉化為其它風味物質，所以，到25天時，酒精度開始略微下降。注意，這種下降也有可能來之于實驗測量的誤差。

實驗組6、7、8、9、10樣品放置在學校實驗室恒溫器里，溫度設置為5℃、15℃、25℃、35℃、45℃，經過25天的第二次發酵后，對表2的五個樣品葡萄酒進行了測量。（測量結果如表4所示）

分析：在時間相同的情況下，溫度對葡萄酒酒精度有影響。在5攝氏度、15攝氏度的環境下，葡萄酒酒精度增長較慢;在25攝氏度的環境下，酒精度增長較快;在35攝氏度、45攝氏度的環境下，酒精度增長較慢。這是因為微生物的生長有個最優溫度，本實驗表明酵母菌的適宜溫度為25℃。過低的溫度不利于反應物越過反應能壘，太高的溫度則導致微生物體內的高分子化合物的生物活性下降，特別是蛋白質的失活。

由此可見，葡萄酒的酒精度受以上兩個變量的影響。葡萄酒發酵時間對葡萄酒酒精度的影響更大，而溫度對葡萄酒酒精度的影響相對小一些。

三、結論與應用

（一）結論

實驗得到的數據進行了比較和分析，得出下列結論：

（1）通過兩組實驗可以看出，影響葡萄酒酒精度的因素有發酵時間和溫度，溫度對葡萄酒酒精度的影響相對發酵時間稍微小一些。

（2）由表3可見，葡萄酒的最佳發酵時間為15-20天。太短了會導致酒精度不足，影響口感;太長了容易發霉，形成葡萄醋。

（3）由表4可見，最佳溫度為25攝氏度左右。太高或者太低都會導致酒精度變小，影響口感。

（二）應用

1、在家庭自釀葡萄酒，需要注意的事項主要有：

（1）選擇成熟前15天左右的新鮮葡萄稍微清洗，保留酵母菌;

（2）用洗凈的手充分擠碎葡萄;

（3）適量加入白糖，加糖量約12-14%，在24小時和3-4天時分兩次加入;（4）經常把葡萄皮按入果液中;

（5）7-9天后過濾，在常溫環境下密封發酵20天左右;

（6）第二次發酵時要密封存放一至二周的時間，即可開啟飲用。

2、葡萄酒的儲存，需要注意的事項主要有：葡萄酒應儲存在溫度13攝氏度左右、濕度70%的環境中，需要注意密封、不見光，避免震蕩。如果在容器中密閉貯存2個月，則酒的風味更加醇厚。

參考文獻：

[1]百科：葡萄酒? http：//baike.baidu.com/view/23275.htm/

[2]葡萄酒的制作? http：//www.meishichina.com/Eat/Drink/200712/26755.