貴人香葡萄生產白蘭地原酒發酵工藝的研究

張如意，盧丕超，成池芳，劉宗昭，王曉軍

（新疆中信國安葡萄酒業有限公司，新疆瑪納斯 832200）

貴人香（Italian Riesling）又名意斯林、意大利雷司令，歐亞種，原產于意大利、法國南部，并在1892年由山東煙臺最早從歐洲引入，由于悠久的釀酒歷史使其成為世界古老的釀酒品種之一[1]。貴人香葡萄成熟期較晚，屬于中晚熟品種，其成熟后果粒中等大小，平均果粒大約重1.5 g，緊而密，并有副穗。貴人香葡萄有較強的適應性，各地區栽培均呈現較好，由于其岀汁率高，可溶性固形物在15%～24%，酸度適宜，所釀的白葡萄酒呈無色或者淺黃色，酒體澄清發亮，果香濃郁，酒香醇厚，柔和爽口。目前貴人香葡萄主要用于釀造干白葡萄酒[2-3]、冰白葡萄酒[4]以及起泡葡萄酒[5]，以貴人香葡萄為原料釀造白蘭地的研究報道很少。

白蘭地是一種以水果為原料，經過發酵、蒸餾、陳釀及調配制成的酒，是世界六大蒸餾酒之一[6]。白蘭地通常是以其水果原料名稱命名，如葡萄白蘭地、蘋果白蘭地和櫻桃白蘭地等。通常所講的白蘭地都是指葡萄白蘭地，目前適宜釀造白蘭地的葡萄品種有：白玉霓（Ugni Blanc）、白羽（Pkayumeru）、白福兒（Folle Blanche）、哥倫巴（Colombard）、龍眼和佳麗釀（Carignane）等[7]，但對于用貴人香葡萄釀造白蘭地的研究報道很少。試驗通過對貴人香白蘭地原酒釀造工藝的研究，探究貴人香白蘭地原酒的最佳釀造工藝，以期能釀造出口感醇厚、典型性強的貴人香白蘭地原酒，增加其加工方式多樣化，為新疆貴人香白蘭地的工業化生產提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

貴人香葡萄：瑪納斯產區，樹齡5 年；L2323 活性干酵母（丹麥LALLEMAND）；焦亞硫酸鉀（意大利ESSECO S.R.L）；EX-V 果膠酶（法國LALLEMAND），PRO TAN IN R 單寧(LAMOTHE-AREIT)；酒石酸(意大利ABE)；磷酸氫二鈉、氫氧化鈉、高錳酸鉀（分析純），汕頭市西隴化工廠有限公司；硫酸銅、硫酸、鹽酸（分析純），天津博逸化工股份有限公司；葡萄糖、檸檬酸（分析純），天津市百世化工有限公司。

儀器設備：MC202231手持折光儀，四川成都泰光學有限公司；pHS-3C 型pH 計，上海儀電科學儀器股份有限公司；0～50 酒精計，新疆宏道儀器科技有限公司；ZXSD-1160 生化培養箱，上海智城分析儀器制造有限公司；HWS-28 電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學儀器有限公司；JJ-2 型組織搗碎機，江蘇成都泰華光學有限公司；BS2000S 電子分析天平，北京賽多利斯天平有限責任公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 貴人香白蘭地原酒發酵工藝流程

貴人香葡萄→預處理（挑選、清洗、破碎）→成分調整→活化酵母→接種→主發酵→澄清處理→過濾→蒸餾→蒸餾酒→陳釀。

1.2.2 操作要點

（1）挑選清洗：選擇健康、成熟度適宜、無病蟲害的貴人香葡萄為原料，清洗干凈。原料的好壞將直接影響到葡萄酒最終的品質，并且對葡萄酒的色澤、口感、形態等方面也有較大的影響。

（2）成分調整：根據理論值17 g/L 蔗糖發酵產生1%vol的酒精度，加入蔗糖將發酵液的初始糖濃度調至合適，加入碳酸鈣將pH值調至適宜值[8-9]。

（3）果膠酶處理：往貴人香葡萄原汁添加0.05%的果膠酶，在常溫下酶解1 h 以提高出汁率，加速果汁澄清[10]；然后巴氏殺菌（68 ℃，30 min），滅菌并使果膠酶失活。

（4）活化酵母：按糖酸調整后發酵液的總質量，稱取0.04 %的L2323 活性干酵母，加入5 %的葡萄糖溶液，在38 ℃水浴鍋活化20 min，最后將其加入已經巴氏殺菌并冷卻至常溫的發酵液中[9]。

（5）主發酵：按糖酸調整后的發酵液總質量，稱取0.04 %的EX-V 果膠酶后加入發酵液，塞上棉塞，發酵前罐內預留少量空氣利于L2323 酵母的生長，保持發酵的狀態，發酵溫度控制在合適溫度。根據感官評定標準，當殘糖量低于一定量時停止主發酵[11]。

（6)蒸餾：取貴人香發酵液蒸餾，得到餾出液[12]。

1.2.3 貴人香白蘭地原酒發酵的單因素實驗。

選擇發酵溫度、初始pH 值、初始糖度3 個因素進行單因素試驗，試驗結果以感官評分為評價標準。

1.2.4 貴人香白蘭地原酒響應面優化實驗

在單因素試驗基礎上，以感官評分為響應值，采用3 因素3 水平的響應面法對貴人香白蘭地原酒發酵工藝進行優化，以Design-Expert.V 8.0.6 軟件對試驗進行回歸分析。響應面試驗因素和水平見表1。

表1 貴人香白蘭地原酒試驗因子水平編碼表

1.2.5 感官評分標準

經公司8 名國家級品酒師和2 名釀酒師，對貴人香白蘭地原酒色澤、香氣、口感、狀態進行評分，最后取平均值。結合GB/T 11856—2008[13]制定感官評分標準，具體見表2。

1.2.6 理化指標檢測

可溶性固形物含量：手持折光儀法[14]；酒精度、總酸含量測定具體參照GB/T 15038—2006[15]；微生物檢測參照參考文獻[16]。

表2 貴人香白蘭地原酒感官評分標準

1.2.7 蒸餾方法[17]

一次蒸餾在小火預熱后采用大火蒸餾，不截取酒頭、酒尾，溫度不高于90 ℃，當餾出液酒精度小于10%vol時停止蒸餾；二次蒸餾采用小火蒸餾，截取酒頭、酒尾，溫度不高于85 ℃，當餾出液酒精度小于15%vol時尾餾分停止截取。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果

2.1.1 不同發酵溫度對貴人香白蘭地原酒的影響

不同發酵溫度對貴人香白蘭地原酒感官評分的影響如圖1 所示，由圖1 可知，在發酵溫度12～14 ℃，隨溫度的上升，感官評分逐漸升高，并在14 ℃達到峰值，感官評價為91 分。此時，貴人香白蘭地原酒口感純正、柔和協調、回味延綿。當溫度進一步升高感官評分開始下降，可能是隨著發酵溫度繼續升高，果香會隨發酵產生的CO2氣體帶出，氧化加速，香氣損失較大，風味、口感等感官特性變差，感官評分下降，因此確定最佳發酵溫度為14 ℃。

2.1.2 不同初始pH值對貴人香白蘭地原酒的影響

由圖2 可知，在初始pH3.2～3.6 時，隨著pH 值的增加，感官評分逐漸升高，并在pH3.6 達到峰值，感官評價為91 分。此時，貴人香白蘭地原酒酒體均勻、清洌、無沉淀物，香氣濃郁。過高或過低的pH 值對于酵母菌的活性起抑制作用，進而對酒體的發酵和香味物質的產生起副作用，不利于感官評分，因此貴人香白蘭地原酒的最佳發酵初pH 值為3.6。

圖1 發酵溫度對貴人香白蘭地原酒感官評分的影響

圖2 初始pH值對貴人香白蘭地原酒感官評分的影響

2.1.3 不同初始糖度對貴人香白蘭地原酒的影響

初始糖度對貴人香白蘭地原酒感官評分的影響見圖3。由圖3 可知，當初始糖度為17～21 °Bx時，隨初始糖度的增加，感官評分逐漸升高，并在初始糖度為21 °Bx 時達到峰值，感官評價為93 分。隨著糖含量的升高貴人香白蘭地原酒中的醇類物質香氣隨之上升；當初始糖濃度達到一定值后繼續上升（21～25°Bx）使發酵液滲透壓升高，酵母的活性下降，發酵延滯對品質有較大影響，由感官評分考慮，確定最佳初始糖度為21°Bx。

圖3 初始糖度對貴人香白蘭地原酒感官評分的影響

2.2 響應面試驗結果

在單因素試驗結果基礎上，采用Design-Expert V 8.0.6 軟件設計3 因素3 水平響應面優化試驗，以感官評分（R）為響應值，響應面試驗設計及結果見表3。

2.2.1 回歸模型的建立及方差分析

應用Design-Expert V 8.0.6 軟件對表3 的試驗數據進行回歸分析，得到感官評價（R）的回歸方程：

R=95.00+3.00A+1.38B+6.13C-1.50AB +2.50AC-1.25BC-10.63A2-8.88B2-12.87C2

表3 貴人香白蘭地原酒響應面分析試驗設計及結果

對該回歸方程進行方差分析，結果見表4。由表4 可知，回歸模型P＜0.0001，模型表現為極顯著，說明貴人香白蘭地原酒的感官評分與3 個變量相關性較高；失擬項P=0.2331，失擬項表現不顯著，說明各因素與響應值之間有著良好的線性關系；校正系數RAdj=0.9817，說明僅1.83%的變異不能被該回歸方程解釋，相關系數R2=93.01 %＞90 %，由此可見回歸方程具有較高的擬合度，該模型能夠用于對貴人香白蘭地的感官評分進行分析及預測。二次項A2、B2、C2均表現為顯著，說明發酵溫度、初始pH 值和初始糖度3 個因素與響應值之間不是簡單的線性關系，同時通過F 值判定各因素對感官評分的影響，各因素對感官評分的影響因素順序為：B＞C＞A，即初始pH值＞初始糖度＞發酵溫度。

表4 貴人香白蘭地原酒回歸模型方差分析結果

圖4 貴人香白蘭地原酒各因素交互作用對感官評分影響的響應面圖

2.2.2 響應面分析及優化

根據各因素間的等高線圖和三維響應面圖來判定各因素間交互作用的強弱，也能反映出兩個因素之間的交互作用對響應值的影響大小。等高線圖為橢圓形則說明兩者之間的交互作用強，反之則說明交互作用弱[18]。而三維響應面圖的曲面坡度的幅度則說明響應值變化的幅度，其曲面坡度越陡，則說明對響應值的影響越大，反之則越小[19]。

由圖4 可知，各因素之間對響應值均有影響，隨著各因素水平的上升，感官評分為先上升后下降的趨勢，說明多個因素對響應值均有較顯著的影響。據等高線圖可以看出貴人香白蘭地原酒的初始糖度和其初始pH 值之間的響應面曲面坡度較陡，等高線呈橢圓形，說明初始糖度與初始pH 值交互作用顯著，且pH 值對等高線圖的影響較為明顯，其三維響應面的坡度變化較大，說明pH 值對貴人香白蘭地原酒的感官評分影響顯著，對響應值感官評分的影響大。初始pH 值和發酵溫度的等高線圖以及初始糖度和發酵溫度的等高線圖也均為橢圓形，其三維響應面的坡度變化略低于初始糖度和其初始pH值的等高線圖。

2.2.3 響應面驗證試驗

通過響應面分析預測得出最佳工藝參數為：發酵溫度14.21 ℃、初始pH 值為3.61、初始糖度21.19 °Bx，貴人香白蘭地原酒感官評分為95.5463。為了驗證預測的準確性，按照所預測的最佳工藝條件進行3 次重復試驗。由于生產中的實際可操作性，將工藝條件調整為：發酵溫度14 ℃、初始pH 值為3.6、初始糖度21°Bx 以便于實際操作。最終得到產品酒精度為12 %vol，感官評分為94 分。實際結果與預測結果基本吻合，因此該模型能夠用于對貴人香白蘭地原酒發酵工藝參數的預測。

2.2.4 理化指標

貴人香白蘭地原酒各項指標：總酸含量為0.53 g/100 mL，酒精度為65 %vol，細菌總數≤100 CFU/mL；大腸桿菌≤3 MPN/100 mL；致病菌未檢出，各項理化指標符合白蘭地國家標準。

3 結論

本研究以新疆瑪納斯產區貴人香葡萄為原料，通過單因素試驗和響應面法優化貴人香白蘭地原酒工藝條件，得出優化結果：在發酵溫度14 ℃、初始pH 值為3.6、初始糖度21 °Bx、發酵15 d 的條件下，酒精產出量可達12%vol。蒸餾工藝：一次大火蒸餾，溫度不高于90 ℃，不截取酒頭酒尾，酒精度小于10%vol時停止蒸餾；二次文火蒸餾，溫度不高于85 ℃，截取酒頭酒尾，酒精度小于15 %vol 時停止蒸餾。在此條件下所得貴人香白蘭地原酒酒精度為65%vol，色澤透亮，口感醇厚，果香濃郁。