不同釀酒酵母發酵對干紅葡萄酒品質的影響

雷 蕾，鄭海武*，李正英，張美枝，李 婷，王燕榮，趙雪平，黃海英

（內蒙古農業大學 職業技術學院，內蒙古 包頭 014109）

我國葡萄酒產業發展迅速，2020年6月國家主席習近平同志在視察寧夏時指出“葡萄酒產業大有前景”。我國葡萄酒市場不斷增大，消費者也越來越多。目前，隨著葡萄酒消費習慣的改變，葡萄酒發酵技術與葡萄酒消費出現了新的發展趨勢。消費者逐漸傾向于選擇酸度、澀度、甜度等口感方面具有較好的協調性，并能夠體現風土特色的葡萄酒[1-3]。

一些釀酒師指出只有用天然本土的釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）才能釀造出能夠體現風土特色的葡萄酒，相比較于誘變選育等方法得到的變異菌株發酵得到的葡萄酒更能體現其風土特有風味，更能將其產區和酒的特有地理香氣相聯系[4-5]。商業選擇的酵母雖然具有最好的酒類特性，但并不總是能夠充分發揮來自不同品種和特定地區生產的葡萄酒的典型風味和香味。同時，還會造成微生物污染，降低本土微生物的多樣性[6]。在很多國家仍然存在很多自然發酵葡萄酒，自然發酵過程中大量野生酵母產生了具有復雜香氣的葡萄酒，然而自然發酵存在很大的不可控制性，產品不可再生，導致產品質量不能統一，因此，越來越多的釀酒師開始篩選本土釀酒酵母用于本區域葡萄酒的發酵，本土釀酒酵母發酵本區域葡萄酒不僅可以更好的體現本土風味，而且可能會更好的適應本土發酵環境且減少對本土微生物多樣性影響[7-8]。

總酸、殘糖、酒精度、花色苷、單寧和總酚含量是反應葡萄酒品質的重要指標，同時是決定葡萄酒感官平衡性的重要指標[9]，因此，本研究以赤霞珠為原料，商業酵母DS、CECA、CEC01為對照，采用本土優良釀酒酵母[10]發酵葡萄酒，考察不同本土釀酒酵母對葡萄酒品質的影響，以期獲得優良的本土釀酒酵母，為本土風土特色葡萄酒開發奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 菌種及葡萄來源

釀酒酵母Q12：從種植于山東平度的早霞玫瑰葡萄果實中分離，保藏于內蒙古農業大學職業技術學院食品系菌種庫；釀酒酵母WJ1：從內蒙古烏海農家的發酵醪液中分離，保藏于內蒙古農業大學職業技術學院食品系菌種庫；釀酒酵母DS：法國LAMOTHE ABIEF公司；釀酒酵母CECA及CEC01：安琪酵母股份有限公司。

赤霞珠葡萄：2019年10月上旬采摘于寧夏自治區青銅峽市。

1.1.2 試劑

偏亞硫酸鉀（分析純）、果膠酶（50 000 U/g）：法國LAMOTHE ABIEF公司；福林-丹尼斯試液、單寧酸、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、福林-酚試劑、次甲基藍（均為分析純）：天津風船化學試劑科技有限公司。

1.2 儀器與設備

G800精密pH計：無錫朝達電子科技有限公司；JE1002電子天平：上海梅穎儀器儀表制造有限公司；OLB9870全自動電位滴定儀：濟南歐萊博電子有限公司；H1全功能酶標儀：美國伯騰儀器有限公司；100 L控溫發酵罐：山東匯冠機械設備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 赤霞珠干紅葡萄酒發酵工藝[9]

操作要點：

赤霞珠葡萄：采摘成熟度良好的赤霞珠葡萄（糖度23%）。

分選：去除腐爛及青色顆粒。

去梗破碎、葡萄漿裝罐：采用脫梗機去梗，將脫梗后得到的葡萄粒用勻漿泵破碎輸送進入100 L發酵罐（入罐量80%），同時加入SO250 mg/L，果膠酶30 mg/L，酵母200 mg/L，然后進行發酵。

主發酵：控溫發酵（控制溫度＜28 ℃），第一天開放循環2次，發酵啟動后改封閉循環2次/d，并配合壓冒管理直至酒精發酵結束。

分離換罐：皮渣分離，收集自流酒至50 L儲酒罐。

后發酵：室溫加入乳酸菌進行蘋果酸-乳酸發酵30 d。

澄清處理：4 ℃冷卻澄清15 d，去除酒泥，收集上清酒，通過板框過濾機進行過濾。

灌裝：調節游離SO2含量為45 mg/L，進行灌裝。

1.3.2 本土釀酒酵母WJ1、Q12對發酵赤霞珠的動態影響研究

根據赤霞珠干紅葡萄酒的釀造工藝，采用酵母菌WJ1、Q12、XR、CEC01、CECA發酵赤霞珠干紅葡萄酒，設置三組平行。主發酵過程中每3 d取一次樣，測定還原糖、酒精度、總酸、總酚、丹寧、花色苷含量，待殘糖量下降至4 g/L時進行皮渣分離，進行后發酵及陳釀，待陳釀結束進行感官品評。

1.3.3 分析檢測方法

總酸的測定：參照魏冬梅等[11]的等電位間隔電位滴定法；還原糖含量的測定：參照莫允煥等[12]的自動電位滴定法；酒精度的測定：參照國標GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[13]中的蒸餾法；單寧含量的測定：參照舒楠等[14]的福林-丹尼斯法；總酚含量的測定：采用福林酚法[15]；花色苷含量的測定：采用pH示差法[13]。

1.3.4 感官評價

參照國標GB/T 15037—2006《葡萄酒》[16]及王春燕[17]的方法對葡萄酒進行感官評價，請13位具有果酒品評經驗的品評員對不同菌株發酵赤霞珠干紅葡萄酒的典型性、滋味、香氣、澄清度、色澤進行感官品評，綜合評分去除一個最低評分，去除一個最高評分取平均得分，根據平均得分對不同菌株發酵赤霞珠干紅葡萄酒品質進行綜合評價。

1.3.5 數據處理

采用Excel 2007、Graphpad6.01進行作圖，采用SPSS19.0進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 本土釀酒酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中總酸含量的動態變化

不同釀酒酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中總酸含量的變化見圖1。

圖1 釀酒酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中總酸含量的動態變化Fig.1 Dynamic changes of total acid contents during Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by Saccharomyces cerevisiae

由圖1可知，本土釀酒酵母WJ1、Q12與商業釀酒酵母DS、CECA、CEC01發酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中酸度變化趨勢相似，均呈現先上升再下降再上升的趨勢。赤霞珠葡萄果漿酸度為6.17 g/L，在發酵0～6 d時酸度呈上升趨勢，分析原因可能是由于在發酵過程中酵母代謝產酸，及葡萄浸漬作用釋放酸等使得琥珀酸、蘋果酸、乙酸含量逐漸增加[17]。發酵6 d時，酸度均達到最大值，且本土釀酒酵母與商業釀酒酵母的酸度差異不顯著（P＞0.05）。在發酵6 d后，自然乳酸菌發酵引起酸度降低。因此在發酵6～12 d時主發酵均結束。在發酵12～15 d時，由于酒石酸鹽過飽和沉淀致使酸度再次上升。最終本土釀酒酵母WJ1發酵的赤霞珠干紅葡萄酒酸度最大，達到6.92 g/L，且與商業釀酒酵母發酵的赤霞珠干紅葡萄酒酸度差異顯著（P＜0.05）；釀酒酵母Q12發酵的赤霞珠干紅葡萄酒酸度為6.87 g/L，與商業釀酒酵母DS、CEC01發酵的赤霞珠干紅葡萄酒酸度差異不顯著（P＞0.05），但顯著高于商業釀酒酵母CECA（P＜0.05）。兩株本土優良釀酒酵母發酵的赤霞珠干紅葡萄酒酸度均在適宜酸度范圍內，因此兩株酵母發酵產酸性能均可以達到商業釀酒酵母CECA的水平。

2.2 本土釀酒酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中酒精度及還原糖殘留量的動態變化

不同釀酒酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中還原糖含量及酒精度的變化見圖2。

圖2 釀酒酵母釀造赤霞珠干紅葡萄酒過程中還原糖含量（a）及酒精度（b）的動態變化Fig.2 Dynamic changes of reducing sugar content (a) and alcohol content (b) during Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by Saccharomyces cerevisiae

由圖2可知，不同釀酒酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中還原糖含量與酒精度呈負相關[18]。赤霞珠果漿還原糖含量為246 g/L；發酵0～9 d時，隨著發酵時間的延長，還原糖含量均呈下降趨勢，酒精度均呈升高趨勢；發酵9～15 d時，酒精度和還原糖含量均趨于穩定狀態；發酵結束時，赤霞珠干紅葡萄酒中還原糖含量為2～4 g/L，均達到了國標GB/T 15037—2006《葡萄酒》要求[16]，且本土釀酒酵母與商業酵母發酵差異不顯著（P＞0.05）。本土釀酒酵母WJ1發酵的赤霞珠干紅葡萄酒的酒精度為15.0%vol，與商業釀酒酵母CEC01無顯著顯著（P＞0.05），但顯著高于釀酒酵母DS和CECA（P＜0.05）。本土釀酒酵母Q12發酵的赤霞珠干紅葡萄酒的酒精度為14.8%vol，與商業酵母CECA無顯著差異（P＞0.05），但顯著低于商業釀酒酵母CECA，高于商業釀酒酵母DS（P＜0.05）。因此，兩株本土優良釀酒酵母在殘糖與發酵酒精能力的性能與商業釀酒酵母相近。

2.3 本土釀酒酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中單寧含量的動態變化

葡萄酒中單寧是葡萄酒澀度的主要來源，對葡萄酒酒體穩定與平衡有重要作用，主要由葡萄本身浸漬及酵母發酵過程當中產生[19-21]。不同釀酒酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中單寧含量的變化見圖3。

圖3 釀酒酵母釀造赤霞珠干紅葡萄酒過程中單寧含量的動態變化Fig.3 Dynamic changes of tannin content during Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by Saccharomyces cerevisiae

由圖3可知，隨著發酵時間的延長，單寧含量均呈升高的趨勢。發酵開始時赤霞珠果漿中單寧含量為72.50 mg/L；發酵15 d后不同酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒的單寧含量不同。本土釀酒酵母WJ1發酵的赤霞珠干紅葡萄酒中單寧含量為282.35 mg/L，與商業釀酒酵母DS、CEC01無顯著差異（P＞0.05），但顯著低于商業釀酒酵母CECA（P＜0.05）。本土釀酒酵母Q12發酵的赤霞珠干紅葡萄酒中單寧含量為205.01 mg/L，顯著低于商業釀酒酵母DS、CEC01、CECA（P＜0.05）。因此，本土釀酒酵母WJ1發酵的赤霞珠干紅葡萄酒單寧含量達到了商業釀酒酵母DS、CEC01的水平，而釀酒酵母Q12產單寧量相對少些，適合輕盈酒體的一些葡萄酒的釀造應用研究。

2.4 本土釀酒酵母發酵赤霞珠葡萄酒過程中活性成分含量的動態變化

花色苷具有清除體內自由基及抗氧化等功能[22]，是穩定葡萄酒色澤的重要指標。主要由葡萄自身浸漬、酵母發酵及后期陳釀引起量的變化[23]。不同釀酒酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中花色苷及總酚含量的變化見圖4。

圖4 釀酒酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中花色苷含量的動態變化Fig.4 Dynamic changes of anthocyanin content during Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by Saccharomyces cerevisiae

由圖4可知，發酵開始前的赤霞珠葡萄果漿中花色苷含量為94.18 mg/L；發酵0～9 d時，花色苷含量均隨著發酵時間延長而增加；在發酵第9天時達到最大，本土釀酒酵母WJ1為265.32 mg/L，釀酒酵母Q12為268.23 mg/L，均顯著低于商業釀酒酵母；在發酵9～15 d時，由于花色苷不穩定被氧化使得不同酵母發酵的赤霞珠干紅葡萄酒的花色苷含量均呈現下降趨勢，在發酵第15天時，本土釀酒酵母WJ1發酵的赤霞珠葡萄酒中花色苷含量為204.95 mg/L，與商業釀酒酵母CEC01無顯著差異（P＞0.05），但顯著低于商業釀酒酵母DS、CECA（P＜0.05）。本土釀酒酵母Q12發酵的赤霞珠干紅葡萄酒中花色苷含量為192.22 mg/L，顯著低于商業釀酒酵母DS、CECA、CEC01（P＜0.05）。

2.5 本土釀酒酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中總酚含量的動態變化

葡萄酒總酚為葡萄酒提供了一定的色澤及特殊的口感與風味，同時具有特殊的營養與保健作用。葡萄中大量的酚類物質存在于果皮和果梗中。葡萄與葡萄酒中的總酚是葡萄與葡萄酒中多酚類物質的總含量[24]，葡萄發酵的浸漬過程使大量的多酚類物質進入葡萄酒[25]。本土釀酒酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中總酚含量動態變化見圖5。

由圖5可知，不同釀酒酵母發酵過程中，總酚含量均呈逐漸上升的趨勢。赤霞珠果實中總酚含量1 094.57 mg/L。發酵結束后，本土釀酒酵母WJ1和Q12發酵的赤霞珠干紅葡萄酒中總酚含量分別為3 110.04 mg/L、2 215.37 mg/L，本土釀酒酵母WJ1發酵的赤霞珠干紅葡萄酒中總酚含量顯著低于商業釀酒酵母DS（P＜0.05），但顯著高于商業釀酒酵母CECA、CEC01（P＜0.05）。本土釀酒酵母Q12發酵的赤霞珠干紅葡萄酒中總酚含量顯著低于商業釀酒酵母DS、CECA、CEC01（P＜0.05）。本土釀酒酵母WJ1總酚含量為3110.04mg/L，在商業釀酒酵母DS、CECA、CEC01總酚含量范圍（2 799.79～3475.51mg/L）內，具有較好的釀造品質學特性。本土釀酒酵母Q12具有再選育價值。

圖5 釀酒酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中總酚含量的動態變化Fig.5 Dynamic changes of total phenol content during Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by Saccharomyces cerevisiae

2.6 本土釀酒酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒的感官評價

以商業釀酒酵母DS、CEC01、CECA為對照，本土釀酒酵母WJ1及Q12發酵的赤霞珠干紅葡萄酒的感官評分見圖6。

圖6 本土釀酒酵母與商業釀酒酵母發酵的赤霞珠干紅葡萄酒的感官評價結果Fig.6 Sensory evaluation results of Cabernet Sauvignon dry red wine fermented by native and commercial Saccharomyces cerevisiae

由圖6可知，本土釀酒酵母WJ1發酵的赤霞珠干紅葡萄酒的感官評分為89分，顯著高于商業釀酒酵母DS、CEC01、CECA（P＜0.05），其酒體呈寶石紅色、澄清且有亮度、掛壁性較好，香氣濃郁，酸甜及澀度較為平衡，具有赤霞珠干紅典型性風味。本土釀酒酵母Q12發酵的赤霞珠干紅葡萄酒的感官評分為70分，顯著低于商業釀酒酵母DS、CEC01、CECA（P＜0.05），其酒體呈紫紅色、澄清度不佳，呈霧狀，具有香氣但不突出，酸甜及澀度平衡性欠佳，具有赤霞珠干紅典型性不強。綜上所述，本土釀酒酵母WJ1可作為發酵赤霞珠葡萄酒的商業酵母，而釀酒酵母Q12有待于進一步開發。

3 結論

以商業釀酒酵母DS、CECA、CEC01為對照，采用本土釀酒酵母WJ1、Q12發酵赤霞珠干紅葡萄酒，不同釀酒酵母發酵赤霞珠干紅葡萄酒過程中總酸、殘糖、酒精度、花色苷、單寧和總酚含量變化趨勢一致。本土釀酒酵母WJ1發酵的赤霞珠干紅葡萄酒酸度較高，為6.92 g/L，殘糖、酒精度、花色苷、單寧和總酚含量分別為3.32 g/L、15.0%vol、282.35 mg/L、204.95 mg/L、3 110.04 mg/L，感官評分89分，顯著高于商業釀酒酵母（P＜0.05）。釀酒酵母Q12發酵的赤霞珠干紅葡萄酒酸度、殘糖、酒精度分別為3.87 g/L、3.5 g/L、14.8%vol，花色苷、單寧和總酚含量分別為192.22 mg/L、205.01 mg/L、2 215.37 mg/L，感官評分為70分，顯著低于商業釀酒酵母（P＜0.05）。因此，本土釀酒酵母WJ1可用于發酵赤霞珠干紅葡萄酒的商業酵母，而釀酒酵母Q12有待于進一步開發。