本土釀酒酵母發(fā)酵干紅葡萄酒品質(zhì)

鄭海武，雷蕾，李正英，張美枝*，王晗，王燕榮

內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)（包頭 0141000）

我國(guó)是世界葡萄酒消費(fèi)增長(zhǎng)最快的國(guó)家，人均葡萄酒消費(fèi)量居世界前列[1]。中國(guó)已經(jīng)逐漸成為葡萄酒生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)[2]。葡萄酒的釀造關(guān)鍵在于葡萄原料、工藝及發(fā)酵菌株，我國(guó)具有多個(gè)優(yōu)良的釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)及成熟的發(fā)酵釀造工藝，目前我國(guó)葡萄酒釀造多采用進(jìn)口菌株，提高了釀造成本，降低了本土葡萄酒特色。我國(guó)的釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)具有多樣性，葡萄種植歷史同樣比較悠久，為我國(guó)野生酵母篩選提供了寶貴的自然菌種庫(kù)。挖掘本土特色釀酒酵母具有一定的研究意義。

酵母菌種對(duì)葡萄酒的品質(zhì)影響很大，優(yōu)良的酵母菌不僅能夠保證發(fā)酵的正常完成，還能夠改善葡萄酒的品質(zhì)[3]。葡萄酒中單寧直接影響葡萄酒的色澤、風(fēng)味和陳釀潛力，它也是干紅葡萄酒澀味的重要組成部分[4-5]。陳釀是葡萄酒中水解單寧的主要來(lái)源[6]。因此，研究葡萄酒中的單寧含量十分重要。紅葡萄酒顏色深度受花色苷影響很大，它是構(gòu)成干紅葡萄酒感官質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，也是葡萄酒中抗氧化活性的主要物質(zhì)之一[7]。色澤直接影響人們對(duì)其品質(zhì)的評(píng)價(jià)及其產(chǎn)品的選擇，挑選具有濃郁色調(diào)的葡萄酒成為消費(fèi)者購(gòu)買的重要依據(jù)。葡萄果實(shí)中的花色苷主要存在于葡萄酒的果皮中。據(jù)研究[8-9]表明，不同的釀酒酵母發(fā)酵干紅葡萄酒中的花色苷，雖然菌種不同且存在顯著差異，但是各類花色苷在總花色苷的比例卻差別不大，只是大多數(shù)新選酵母依然將其作為一個(gè)研究指標(biāo)。此次試驗(yàn)通過(guò)測(cè)定唐瑩瑩[10]已篩選出的本土優(yōu)良釀酒酵母的發(fā)酵品質(zhì)來(lái)判定酵母ST3、KX3、GT112、XG1.5、KT3的釀酒可行性。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 菌種來(lái)源

KX3酵母菌，于內(nèi)蒙古烏海市赤霞珠葡萄發(fā)酵醪液中分離獲得；KT3酵母菌，于內(nèi)蒙古烏海市農(nóng)家的紅提發(fā)酵醪液中分離獲得；GT112酵母菌，于山東省高密市上的赤霞珠果實(shí)上分離獲得；XG1.5酵母菌，于新疆葡萄溝赤霞珠果實(shí)上分離獲得；ST3酵母菌，于河北省遵化市新店子鎮(zhèn)沙石峪村種植的紫嫣紅葡萄果實(shí)上分離獲得。以上菌種由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品系菌種庫(kù)提供。對(duì)照菌株：法國(guó)諾蒙集團(tuán)SP（ExcellenceSP）、安琪酵母股份有限公司CECA及CEC01。

1.1.2 試劑

偏重亞硫酸鉀、果膠酶，意大利帝伯仕；氫氧化鈉、福林-丹尼斯試液（0.5 mg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液）、福林-酚試劑（2 mol/L標(biāo)準(zhǔn)溶液）、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、次甲基藍(lán)，均為分析純，天津風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司。

1.1.3 儀器與設(shè)備

STARTER3100精密pH計(jì)，奧豪斯儀器有限公司；SA2202S-CW電子天平，德國(guó)賽多利斯集團(tuán)；ZDJ-4A型全自動(dòng)電位滴定儀，上海雷磁儀器有限公司；H1全功能酶標(biāo)儀，美國(guó)伯騰儀器有限公司；100L控溫發(fā)酵罐，濟(jì)南中德發(fā)酵設(shè)備有限公司。

1.2 赤霞珠干紅葡萄酒的發(fā)酵工藝流程

根據(jù)赤霞珠干紅葡萄酒的釀造工藝，將活化的酵母菌WJ1、Q12、XR、CEC01、CECA依次加入100 L發(fā)酵罐中，平行3次。在發(fā)酵第1天進(jìn)行開(kāi)放循環(huán)2次，以后每天進(jìn)行1次封閉循環(huán)直至主發(fā)酵結(jié)束。主發(fā)酵過(guò)程中每天測(cè)定每個(gè)發(fā)酵罐的還原糖、酒精度、總酸、總酚、丹寧、花色苷等指標(biāo)，待殘?zhí)橇肯陆抵? g/L時(shí)進(jìn)行皮渣分離、后發(fā)酵、陳釀及感官品評(píng)。

1.3 分析方法

1.3.1 總酸的測(cè)定

參照魏冬梅等[11]及GB/T 15038—2006[12]的測(cè)定方法，總酸的測(cè)定采用電位滴定法，用標(biāo)定后的氫氧化鈉溶液直接滴定定量的葡萄酒中的有機(jī)酸，以pH 8.2為滴定終點(diǎn)，根據(jù)消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，計(jì)算葡萄酒中的總酸含量。

1.3.2 電位滴定法測(cè)定還原糖

參照莫允煥等[13]及GB/T 15038—2006[12]的測(cè)定方法，電位滴定法測(cè)還原糖是利用費(fèi)林試劑和還原糖發(fā)生反應(yīng)，生成氧化亞銅沉淀的現(xiàn)象。以電極電位的曲線來(lái)指示終點(diǎn)，在滴定至終點(diǎn)前后，滴定樣品中的離子濃度會(huì)引起電位的突躍，被測(cè)物的含量可以通過(guò)消耗含糖溶液的量來(lái)計(jì)算。

1.3.3 酒精度的測(cè)定

酒精度的測(cè)定參照GB/T 15038—2006[12]采用蒸餾法。將發(fā)酵醪或果酒中的酒精蒸餾液冷凝回收定容，用酒精計(jì)和溫度計(jì)測(cè)定。取100 mL葡萄酒發(fā)酵樣品和150 mL蒸餾水置于250 mL蒸餾瓶中進(jìn)行蒸餾，收集蒸餾液定容至100 mL，用溫度計(jì)和酒精計(jì)測(cè)定其溫度和酒精度，根據(jù)酒精度與溫度換算表矯正得出準(zhǔn)確酒精度。

1.3.4 單寧含量測(cè)定

單寧含量測(cè)定參照舒楠等[14]的方法，采用福林-丹尼斯法。在堿性條件下，葡萄酒中的單寧類化合物會(huì)和鎢鉬酸、磷鎢酸鹽類發(fā)生反應(yīng)，形成藍(lán)色化合物，藍(lán)色的深淺程度與單寧的含酚基數(shù)呈正比。所以，通過(guò)藍(lán)色深淺程度即可判斷單寧的含量。

1.3.5 總酚及花色苷的測(cè)定

總酚的測(cè)定采用福林酚法[15-16]。此方法是利用強(qiáng)氧化劑使酚氧化后的顏色發(fā)生變化而進(jìn)行測(cè)定。花色苷的測(cè)定采用pH示差法[13]。通過(guò)紫外分光光度計(jì)掃描，確定花色苷在可見(jiàn)光區(qū)內(nèi)的最大吸收波長(zhǎng)，當(dāng)pH 1時(shí)波長(zhǎng)最大，當(dāng)pH 4.5時(shí)波長(zhǎng)最小。根據(jù)示差法計(jì)算樣品中總花色苷的含量。

1.3.6 感官評(píng)價(jià)

參照GB/T 15037—2006[16]及王春燕[17]對(duì)葡萄酒感官評(píng)價(jià)的方法，請(qǐng)13位具有果酒品評(píng)經(jīng)驗(yàn)的品評(píng)員對(duì)不同菌株發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒的典型性、滋味、香氣、澄清度、色澤進(jìn)行感官品評(píng)，綜合評(píng)分去除一個(gè)最低評(píng)分，去除一個(gè)最高評(píng)分，取得平均分，根據(jù)平均分對(duì)不同菌株發(fā)酵赤霞珠干紅葡萄酒品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1.3.7 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007、Graphpad 6.01進(jìn)行作圖，采用SPSS 19.0分析其顯著性（p＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 本土釀酒酵母發(fā)酵干紅葡萄酒過(guò)程中總酸含量的動(dòng)態(tài)變化

由圖1可知，本土釀酒酵母與商業(yè)釀酒酵母發(fā)酵過(guò)程酸度變化趨勢(shì)相似，均呈現(xiàn)先上升再下降再上升的趨勢(shì)。葡萄果漿酸度為6.68 g/L，在發(fā)酵0～6 d時(shí)酸度呈上升趨勢(shì)。由于在發(fā)酵過(guò)程中酵母代謝產(chǎn)酸，及葡萄浸漬作用釋放酸等使得琥珀酸、蘋(píng)果酸、乙酸含量逐漸增加[17]。發(fā)酵開(kāi)始6 d后酸度達(dá)到最大值，且本土釀酒酵母與商業(yè)釀酒酵母酸度差異不顯著。在發(fā)酵6 d后自然乳酸菌發(fā)酵引起酸度降低。因此在發(fā)酵6～12 d時(shí)主發(fā)酵均結(jié)束。在12～15 d，酒石酸鹽過(guò)飽和沉淀，致使酸度再次上升。發(fā)酵結(jié)束后，對(duì)照商業(yè)酵母菌株CEC01、SP的總酸含量分別為6.51和6.57 g/L，本土酵母菌株ST3、KX3、GT112、XG1.5、KT3的總酸含量分別為6.83，6.79，6.91，6.88和6.52 g/L。本土釀酒酵母KT3總酸含量介于商業(yè)釀酒酵母總酸含量之間，其余4株本土酵母發(fā)酵液中的總酸含量均高于商業(yè)釀酒酵母發(fā)酵液中的總酸含量，均滿足GB/T 15038—2006中總酸含量的發(fā)酵標(biāo)準(zhǔn)5.5～7.5 g/L。

圖1 本土釀酒酵母發(fā)酵葡萄酒過(guò)程中總酸的動(dòng)態(tài)變化

2.2 本土釀酒酵母發(fā)酵葡萄酒過(guò)程中還原糖與酒精度含量的動(dòng)態(tài)變化

圖2和圖3顯示本土釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠葡萄酒過(guò)程中還原糖含量與酒精度的動(dòng)態(tài)變化。葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中的糖含量與葡萄酒酒精度呈顯著負(fù)相關(guān)性[18]。

圖2 本土釀酒酵母發(fā)酵干紅葡萄酒過(guò)程中酒精度的動(dòng)態(tài)變化

圖3 本土釀酒酵母發(fā)酵干紅葡萄酒過(guò)程中還原糖含量的動(dòng)態(tài)變化

赤霞珠果漿糖度為246 g/L，0～9 d時(shí)，所有發(fā)酵樣品還原糖均隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而下降，酒精度均隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而升高。9～15 d時(shí)，酒精度和還原糖均趨于穩(wěn)定狀態(tài)。最終殘留還原糖在2～4 g/L之間，均達(dá)到干紅發(fā)酵國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，且在95%置信區(qū)間內(nèi)本土釀酒酵母與商業(yè)酵母發(fā)酵差異不顯著。發(fā)酵結(jié)束時(shí)，商業(yè)對(duì)照菌株的酒精度分別為14.3%vol和15.1%vol，本土釀酒菌株ST3酒精度為15.2%vol，與商業(yè)釀酒酵母SP無(wú)顯著差異，顯著高于商業(yè)酵母CEC01的酒精度含量，其余4株本土酵母菌株KX3、GT112、XG1.5、KT3的酒精度分別為14.5%vol，14.5%vol，14.5%vol和14.3%vol，與商業(yè)酵母CEC01無(wú)顯著差異。因此本土優(yōu)良釀酒酵母在殘?zhí)桥c發(fā)酵酒精能力的性能與商業(yè)酵母相近。

2.3 本土釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠葡萄酒過(guò)程中單寧含量的動(dòng)態(tài)變化

葡萄酒釀造過(guò)程中廣泛使用單寧，以改善葡萄酒的不同特性（如顏色、穩(wěn)定性等）或補(bǔ)償?shù)蛦螌幩健螌帉?duì)葡萄酒酒體穩(wěn)定與平衡有重要作用，主要由葡萄本身浸漬及酵母發(fā)酵過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生[19-21]。由圖4可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，單寧含量不斷增加。發(fā)酵開(kāi)始時(shí)葡萄果漿中單寧含量為89.75 mg/L，發(fā)酵15 d后不同酵母發(fā)酵赤霞珠葡萄酒的單寧含量不同。2株商業(yè)酵母CEC01與SP的單寧含量分為592.16和612.12 mg/L，5株本土酵母菌株ST3、KX3、GT112、XG1.5、KT3的單寧含量分別為521.25，693.51，631.25，655.26和707.56 mg/L。本土酵母ST3發(fā)酵液中的單寧含量低于商業(yè)酵母發(fā)酵液中的單寧含量，其余4株本土酵母發(fā)酵液中的單寧含量高于商業(yè)對(duì)照菌株發(fā)酵液中的單寧含量。

圖4 本土釀酒酵母發(fā)酵干紅葡萄酒過(guò)程中單寧含量的動(dòng)態(tài)變化

2.4 本土釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠葡萄酒過(guò)程中花色苷含量的動(dòng)態(tài)變化

花色苷具有清除自由基及抗氧化等功能[22]，是穩(wěn)定葡萄酒色澤的重要指標(biāo)，主要由葡萄自身浸漬、酵母發(fā)酵及后期陳釀引起變化[23]。由圖5可知，發(fā)酵開(kāi)始前的葡萄果漿中花色苷含量為105.31 mg/L，在酵母發(fā)酵過(guò)程中0～9 d花色苷含量均隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)而增加，在發(fā)酵第9天均達(dá)到最大值，在發(fā)酵9～15 d時(shí)，花色苷不穩(wěn)定被氧化，使得不同酵母發(fā)酵赤霞珠葡萄酒花色苷均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，在發(fā)酵15 d后，5株本土釀酒酵母菌株花色苷含量分別為316.41，287.43，251.29，281.18和262.33 mg/L，商業(yè)酵母菌株CEC01、SP的花色苷含量分別為298.11和293.59 mg/L。本土酵母ST3花色苷含量高于商業(yè)釀酒酵母含量，其余4株本土釀酒酵母含量均低于商業(yè)釀酒酵母含量。新釀制的葡萄酒中花色苷的含量一般為200～500 mg/L，所有試驗(yàn)菌株均符合花色苷含量的要求。

圖5 本土酵母菌發(fā)酵干紅葡萄酒過(guò)程中花色苷含量的動(dòng)態(tài)變化

2.5 本土釀酒酵母發(fā)酵赤霞珠葡萄酒過(guò)程中總酚含量的動(dòng)態(tài)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(fēng)味，同時(shí)具有特殊的營(yíng)養(yǎng)與保健作用。葡萄中大量的酚類物質(zhì)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(zhì)的總含量[24]，葡萄發(fā)酵的浸漬過(guò)程使大量的多酚類物質(zhì)進(jìn)入葡萄酒[25]。由圖6可見(jiàn)，不同釀酒酵母發(fā)酵液中的總酚在發(fā)酵過(guò)程中均呈逐漸上升的趨勢(shì)。赤霞珠果實(shí)中總酚含量為1152.68 mg/L，發(fā)酵結(jié)束后2株商業(yè)釀酒酵母CEC01、SP的總酚含量分別為2289.58和2125.61 mg/L，5株本土釀酒酵母ST3、KX3、GT112、XG1.5、KT3的總酚含量分別為2172.33，2214.70，2373.25，2201.52和2401.71 mg/L，除本土酵母GT112、KT3的總酚含量高于商業(yè)對(duì)照酵母菌株外，其余3株本土酵母發(fā)酵液的總酚含量介于2株商業(yè)酵母發(fā)酵液總酚含量之間。葡萄酒的酚類含量一般在150～2500 mg/L。所有試驗(yàn)菌株的總酚含量符合標(biāo)準(zhǔn)。

圖6 本土釀酒酵母發(fā)酵干紅葡萄酒中總酚含量的動(dòng)態(tài)變化

2.6 本土釀酒酵母發(fā)酵干紅葡萄酒的感官評(píng)價(jià)

由圖7可知，本土釀酒酵母KT3感官評(píng)分平均分為87分，顯著高于商業(yè)釀酒酵母CEC01、SP（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，具有典型性風(fēng)味。本土釀酒酵母ST3感官整體評(píng)分為77分，顯著低于商業(yè)釀酒酵母CEC01（p＜0.05），與商業(yè)釀酒酵母SP差異不顯著（p＞0.05）。KX3、GT112、XG1.5整體感官評(píng)分顯著低于商業(yè)釀酒酵母SP、CEC01的評(píng)分（p＜0.05）。綜合感官評(píng)價(jià)表中的各項(xiàng)分?jǐn)?shù)表明，本土釀酒酵母KT3、ST3發(fā)酵干紅葡萄酒感官優(yōu)良有一定的商用開(kāi)發(fā)價(jià)值。

圖7 本土釀酒酵母與商業(yè)釀酒酵母發(fā)酵干紅葡萄酒感官評(píng)定對(duì)照

3 結(jié)論

通過(guò)采用本土釀酒酵母與商業(yè)釀酒酵母發(fā)酵干紅葡萄酒并測(cè)定發(fā)酵過(guò)程及終點(diǎn)的總酸、殘?zhí)恰⒕凭取⒒ㄉ铡螌幒涂偡雍浚鞍l(fā)酵結(jié)束感官評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，在干紅發(fā)酵過(guò)程中，本土釀酒酵KT3、KX3、GT112、XG1.5、KT3發(fā)酵終點(diǎn)的總酸、殘?zhí)恰⒕凭取⒒ㄉ铡螌幒涂偡雍烤鶟M足國(guó)標(biāo)要求。在整體感官評(píng)分上，KT3發(fā)酵葡萄酒干紅顯著高于商業(yè)釀酒酵母SP、CEC01（p＜0.05），ST3發(fā)酵干紅葡萄酒與商業(yè)SP釀酒酵母感官差異不顯著（p＞0.05）。KX3、GT112、XG1.5發(fā)酵葡萄酒干紅感官評(píng)分顯著低于商業(yè)釀酒酵母SP、CEC01（p＜0.05），因此本土釀酒酵母KX3、GT112、XG1.5需要進(jìn)一步選育，本土釀酒酵母KT3、ST3經(jīng)過(guò)商業(yè)化生產(chǎn)試驗(yàn)，有望為我國(guó)葡萄酒釀造提供新的本土菌種，同時(shí)為本土釀酒酵母多樣性研究提供理論依據(jù)。