非釀酒酵母對河西走廊黑比諾葡萄酒發酵品質的影響

何曉麗，馬成武，許引虎，李 勇，宋茂華，牛育林

（1.甘肅莫高實業發展股份有限公司，甘肅武威 733008；2.湖北省酵母功能重點實驗室，湖北宜昌 443003；3.安琪酵母股份有限公司，湖北宜昌 443003）

河西走廊是我國知名的葡萄酒產區，尤其黑比諾葡萄是該產區的代表性主栽品種之一，釀造的黑比諾葡萄酒在國內外獲得了多項大獎。該產區的黑比諾葡萄多種植在靠近沙漠戈壁、晝夜溫差大的地區，尤其是近幾年全球溫室效應日益嚴重，黑比諾葡萄原料采摘時的技術成熟度逐步受到挑戰，發酵結束后的葡萄酒酸度低、pH值較高，需要釀酒師在釀酒工藝上投入更多的精力把控。有機酸是葡萄酒中重要的風味物質[1]，酸度對葡萄酒的顏色、口感、穩定性、陳釀時間、風味指數、總酚、單寧都有直接的影響[2-3]。當葡萄酒酸度過低時，酒體口感平淡、柔弱、乏味，缺少葡萄酒應有的結構感，適量的酸能帶給人清新、愉快、爽口的感覺[4-5]。

在國內外很多干熱的葡萄酒產區，適量增加葡萄汁或葡萄酒的酸度對優化葡萄酒的理化指標和感官品質都是非常有利的[6]，可顯著提升葡萄酒的貨架期品質，因此需要從釀酒工藝角度適當增加葡萄酒的酸度。目前葡萄酒生產中常用到的增酸方式主要有化學增酸、離子交換法增酸及近年來逐漸流行的生物法增酸等工藝方式。

化學增酸：通過外源加入增酸劑L（-）或DL蘋果酸、酒石酸、乳酸和檸檬酸增加葡萄汁/葡萄酒的酸度[7]。目前最常用的增酸劑為酒石酸，GB 2760—2014規定酒石酸增酸時最多不能超過4 g/L[8]，歐共體規定一些地區的酒石酸添加量不能超過1.5 g/L[5]。目前國內紅葡萄酒酒石酸添加量一般在1.0～3.0 g/L，用量較大時酒石酸會使葡萄酒帶有粗硬、尖酸的感覺，葡萄酒優雅的感官質量受到影響，與陳繼峰等[5]轉引的酒石酸添加量偏高對葡萄酒的質量產生不良影響的研究相一致。葡萄漿果含酸量過低時單純的化學增酸法已滿足不了常規釀酒工藝的要求。

離子交換法增酸：通過葡萄酒/葡萄汁中陽離子與樹脂的陽離子之間的離子交換，降低葡萄酒/葡萄汁的pH值，增加酸度。離子交換法增酸后香氣成分沒有明顯改變，感官有一定的提升作用[6]。目前離子交換法主要是先大幅度降低部分葡萄酒的pH值，再用原始的低酸酒樣與處理過的高酸酒樣進行調配，大幅度降低葡萄酒pH值的過程對葡萄酒后期陳釀的影響暫無相關文獻論證，需慎重使用。離子交換設備價格高、投入大，不適合生產規模較小的葡萄酒企業，大面積應用推廣難度較大。

生物法增酸：目前生物增酸的研究方向主要是通過酵母代謝，在完成酒精發酵的同時適量增加葡萄酒的總酸含量，截止目前主要有兩種途徑：①利用基因工程技術改造釀酒酵母讓其發酵過程中可以產生有機酸[5]；②使用從自然環境中篩選的可以代謝產生有機酸的非釀酒酵母，在葡萄酒發酵生產過程中，通過添加產酸型非釀酒酵母與發酵能力較強的非釀酒酵母混合使用或產酸型非釀酒酵母與釀酒酵母混合使用，在完成酒精發酵的同時增加葡萄酒酸度[9-13]?，F有國內外大量的研究表明，非釀酒酵母對提升葡萄酒的香氣等風味物質也是非常有利的[14-24]，非釀酒酵母在葡萄酒中的應用前景廣闊，2016年已經獲得了國際OIV組織的批準(OIV決議OIV-OENO/546/2016)。

國內對非釀酒酵母的研究主要集中在非釀酒酵母對葡萄酒風味物質的改變上，近幾年隨著全球氣候變暖，很多葡萄酒產區存在采收時葡萄漿果酸度明顯不足的突出問題，國內西北農林科技大學、中國農業大學、甘肅農業大學、安琪酵母生物技術研究院等科研機構均已開始篩選、培育增酸型非釀酒酵母，意在通過使用非釀酒酵母調整酸度來改善葡萄酒的綜合品質。耐熱克魯維酵母（Kluyveromyces thermotolerans）是克魯維酵母屬，主要應用于食品及酶制劑等領域，近幾年研究表明耐熱克魯維酵母在葡萄酒發酵過程中可以將極少部分的糖轉化為乳酸，同時可以改善葡萄酒的香氣，提升葡萄酒感官質量。本實驗主要是驗證本土篩選的耐熱克魯維酵母在黑比諾葡萄酒發酵過程中的增酸效果，以期為后期葡萄酒生產企業的規?；瘧米鲋笇⒖肌?/p>

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

黑比諾葡萄，莫高葡萄種植公司；克魯維酵母CVE-7，安琪酵母股份有限公司；釀酒酵母MST，安琪酵母股份有限公司；EX果膠酶，莫高葡萄酒莊實驗室提供。

儀器設備：30T發酵罐，山東泰安普瑞特公司；pH計，梅特勒。

1.2 試驗方法

1.2.1 方案設計

本研究設計3個發酵試驗組：1#，單獨按200 g/L接種釀酒酵母MST；2#克魯維酵母CVE-7與釀酒酵母MST各200 g/L同時接種；3#先按200 g/L接種克魯維酵母CVE-7待比重下降10～20個比重點時按200 g/L接種釀酒酵母MST。3個發酵組其他輔料的使用及發酵工藝控制均相同。

1.2.2 工藝流程

本試驗按以下工藝進行：

黑比諾葡萄→除梗破碎→入料→浸漬→酒精發酵→皮渣分離

1.2.3 操作要點

選用黑比諾葡萄為原料，除根破碎后按50 mg/L添加焦亞硫酸鉀，按20 mg/L添加EX果膠酶，浸漬24 h后添加酵母（1#單獨按200 g/L接種釀酒酵母MST，2#克魯維酵母CVE-7與釀酒酵母MST各200 g/L同時接種，3#先按200 g/L接種克魯維酵母CVE-7待比重下降10～20個比重點時按200 g/L接種釀酒酵母MST），酵母添加后每6 h檢測1次溫度和比重、每天檢測1次總酸、pH值，比重下降到992～996時發酵結束皮渣分離。

1.2.4 分析檢測

1.2.4.1 基本理化指標

發酵前檢測糖、酸、pH值、溫度、比重、固形物，發酵期間每天檢測總酸、pH值，發酵結束檢測殘糖、揮發酸、酒精度、干浸出物、總酸、pH值等基本理化指標，基本理化指標的檢測依據GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》。

1.2.4.2 感官分析

感官評定人員由莫高葡萄酒廠技術人員組成共計6人，其中葡萄酒國家級評委和一級品酒師3人，二級品酒師3人，從外觀、香氣、酸度幾方面評分，每一項目10分。

1.2.5 數據處理

制圖數據處理使用WPS、數據分析使用spss。

2 結果與分析

2.1 初始理化指標（表1）

從表1可知，各發酵組中的葡萄原料酒精發酵初期的總糖、比重、固形物等理化指標無明顯差異，發酵組3#的總酸含量略高于發酵組1#和2#，發酵組3#的pH值較1#、2#略低，初步判定不影響此次實驗效果。

表1 黑比諾葡萄酒精發酵開始前的理化指標

2.2 各發酵組發酵曲線（圖1）

圖1 不同發酵組比重和溫度的變化曲線

從圖1比重變化曲線分析可知，3個發酵組均能在5 d內順利完成酒精發酵工作，溫度變化均符合工藝設計要求，單獨接種釀酒酵母的發酵組1#比重下降最快、發酵周期最短，克魯維酵母與釀酒酵母順序接種的3#起酵速度最慢、比重下降最慢、發酵周期較其他兩組長，說明兩種酵母順序接種能適當延長發酵周期。

2.3 克魯維酵母的使用對黑比諾葡萄酒總酸的影響（圖2）

圖2 不同發酵組發酵過程中總酸的變化曲線

從圖2可以看出，3個發酵組的總酸含量均先上升，上升到最大值后開始下降，逐步達到穩定?；旌习l酵第4天總酸達到最大值、順序接種發酵至第5天總酸達到最大值，這與楊婕等[11]研究的發酵期間乳酸的發酵曲線大致相同?？唆斁S酵母和MST酵母配合使用，發酵結束后總酸含量明顯較初始值高且兩種酵母順序接種總酸的增加量明顯高于兩種酵母混合接種，單獨接種MST酵母的發酵組發酵結束后總酸含量稍低于初始值。實驗可知克魯維酵母在黑比諾葡萄酒發酵上增酸效果顯著，釀酒酵母與克魯維酵母加入的時間差直接影響增酸幅度，與中國農業大學燕國梁，段長青等[9]的研究結論相同。

2.4 克魯維酵母的使用對黑比諾葡萄酒pH值的影響（圖3）

圖3 不同發酵組發酵過程pH值變化曲線

從圖3可以看出，整個發酵過程pH值呈先下降再上升的過程，發酵結束后，單獨接種MST的發酵組pH值最高、兩種酵母混合接種的pH值次之、兩種酵母順序接種pH值最低，可以得出添加克魯維酵母的發酵組pH值均低于不添加克魯維酵母的發酵組，這與貢佳欣[25]在酸奶發酵中的研究效果相同。由此可知，發酵期間使用克魯維酵母能降低葡萄酒的pH值且順序接種pH值的降幅較混合接種大。

2.5 發酵結束基本理化指標（表2）

從表2可知，3個發酵組均發酵徹底且殘糖沒有顯著性差異，均為2.9 g/L，符合干型葡萄酒國標要求；單獨接種釀酒酵母MST的發酵組總酸含量明顯低于混合和順序接種克魯維酵母的發酵組，接種乳酸克魯維酵母的發酵組總酸較對照組高2.45～5.93 g/L；順序接種的發酵組揮發酸稍高于單獨接種釀酒酵母和兩種酵母同時混合接種的發酵組，非釀酒酵母的嗜殺性普遍比較弱，順序接種揮發酸含量稍有增加，但3個發酵組的揮發酸含量均符合GB 15037—2006的標準要求；2#、3#發酵組發酵結束后酒精度稍低于1#組0.3%vol～0.54%vol，這可能和葡萄原料中部分糖轉化為乳酸而非酒精有關；2#、3#發酵組干浸出物顯著高于1#組3.2～7.6 g/L。

表2 黑比諾葡萄酒酒精發酵結束后的基本理化指標

2.6 克魯維酵母的使用對葡萄酒感官品質的影響（圖4）

圖4 不同發酵組感官評價

從圖4可知，2個實驗組的酸感強度順序是3#＞2#＞1#，乳酸克魯維酵母增酸效果明顯，顏色外觀的評價順序是3#＞2#＞1#，香氣表現上3#較1#、2#略差，可能是乳酸含量過高對葡萄酒香氣產生了部分束縛性效果。

3 結論

通過本項目研究可知，在河西走廊黑比諾低酸葡萄原料的酒精發酵生產過程中，采用乳酸克魯維酵母與釀酒酵母混合接種或順序接種的工藝方式，可以平穩、徹底完成酒精發酵，與常規單獨使用葡萄酒釀酒酵母發酵工藝相比，乳酸克魯維酵母參與的酒精發酵結束后，黑比諾干紅葡萄酒的常規理化指標均符合葡萄酒國家標準，總酸含量顯著增加（P≤0.01），pH值顯著降低（P≤0.01），干浸出物提升明顯，葡萄酒顏色深紅、新鮮亮麗，可顯著改善葡萄酒后期品質和貨架期的穩定性。因此，本土篩選的克魯維酵母在黑比諾葡萄酒生產中增酸效果明顯，后期可適當推廣到更大體量更多品種的應用中，同時需要繼續深入研究接種時間、接種量以期達到適量定量增酸的效果，達到優化葡萄酒口感平衡性和協調性的目的。