發(fā)酵前不同冷浸漬時間對‘黑比諾’桃紅起泡葡萄酒風(fēng)味特征的影響

馬騰臻,梁鈺華,SAM FAISAL EUDES,強文樂,白玉,米蘭,韓舜愈

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅省葡萄與葡萄酒工程學(xué)重點實驗室,甘肅 蘭州,730070)

桃紅葡萄酒是含有少量色素,略帶紅色色調(diào)的葡萄酒,生產(chǎn)工藝主要包括直接壓榨、短期浸漬和混釀?wù){(diào)配等方法[1]。其中,直接壓榨法釀成的葡萄酒色澤較淺,更適于深色品種；混釀?wù){(diào)配法易于控制葡萄酒色度[2-3],但典型性欠佳。近年來,基于短期浸漬的放汁(血)法較多用于桃紅葡萄酒的生產(chǎn)和研究中。在葡萄醪浸漬初期放出一部分葡萄汁釀成桃紅葡萄酒,不但增加了醪液中葡萄皮、籽的比例,提高了干紅葡萄酒酒體濃郁感和單寧結(jié)構(gòu)感；同時可獲得色澤淡雅、口感清新、香氣濃郁的桃紅葡萄酒[4-5]。

‘歌海娜’、‘神索’、‘增芳德’、‘丹魄’、‘桑嬌維賽’、‘黑比諾’等傳統(tǒng)釀酒葡萄酒品種[1,6],‘山葡萄’、‘刺葡萄’‘毛葡萄’等特有國產(chǎn)品種[2,7-8],以及‘玫瑰香’和‘無核紫’等鮮食及釀酒兼用型品種[9-10]均可用于桃紅葡萄酒的生產(chǎn)。與傳統(tǒng)干紅葡萄酒相比,桃紅葡萄酒浸漬時間短,原料產(chǎn)地、葡萄品種、澄清方式、酵母菌株和浸漬工藝等均對其色澤和香氣品質(zhì)有較大影響。

唐珂等[11]和王華等[12]分別利用感官評價和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù),確定了晉西黃土高原產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’和國產(chǎn)品種‘媚麗’桃紅葡萄酒的主要呈香特征。不同酵母發(fā)酵所得桃紅葡萄酒香氣物質(zhì)含量差異顯著[13-14],但經(jīng)1年期的瓶儲陳釀后,酒中酯類化合物的含量顯著下降,減少了菌株不同造成的差異[14]。不同澄清工藝也會影響所得桃紅葡萄酒的品質(zhì)[10],皂土對桃紅酒色度影響較小,處理后酒腳緊實、酒損少[15-16],是桃紅葡萄酒的主要下膠澄清劑。

冷浸漬是近年來研究較多的一種前處理技術(shù),與常溫浸漬相比,可增加葡萄酒中具有花香和果香風(fēng)味物質(zhì)的含量,因此常用于改善葡萄酒的風(fēng)味品質(zhì)[8,17]。發(fā)酵前6～10 ℃浸漬12～48 h可顯著提高‘法國野’和‘赤霞珠’桃紅葡萄酒中單寧、花色苷、總浸出物含量及色度,并改善葡萄酒的香氣、口感和總評得分[7,18]。本實驗擬將放汁法和冷浸漬工藝相結(jié)合,探究發(fā)酵前不同冷浸漬時間對所得‘黑比諾’桃紅起泡葡萄酒起泡特性、理化成分、色澤參數(shù)及香氣品質(zhì)的影響,以期為高品質(zhì)桃紅起泡葡萄酒釀造提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料

黑比諾葡萄,2018年9月27日采自甘肅省景泰縣草窩灘鄉(xiāng),含糖量為21.4 Brix。

釀酒酵母EC1118、果膠酶EX-V,法國Lallemand公司；偏重亞硫酸鉀,意大利Enartis公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

CPJ 214電子天平，上海奧豪斯儀器有限公司；18100超純水機，重慶摩爾水處理設(shè)備有限公司；PHS-3C pH計，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；TRACE 1310- ISQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國Thermo Scientific公司；DB-WAX色譜柱(60 m×2.5 mm×0.25 μm)，美國Agilent Technologies公司；固相微萃取裝置、萃取頭(DVB/CAR/PDMS)，美國Surpelco公司；10713型起泡葡萄酒壓力測定儀，意大利ZAMBELLI公司；Genesis 10S紫外-可見分光光度儀，美國Thermo Scientific公司；PAL-X手持?jǐn)?shù)顯糖度計，日本Atago公司；WineScan葡萄酒成分分析儀，丹麥FOSS公司；葡萄酒中試生產(chǎn)線，煙臺一州科美機械科技有限公司。

1.1.3 試驗試劑

福林酚試劑,北京華科盛精細(xì)化工產(chǎn)品貿(mào)易有限公司；2-辛醇,色譜純,Sigma-Aldrich(上海)貿(mào)易有限公司；無水葡萄糖、氫氧化鈉、鹽酸及碳酸鈉等其他常規(guī)試劑,分析純,天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；斐林試劑、次甲基藍(lán)指示劑及酚酞指示劑等均按GB/T 603—2002《化學(xué)試劑 試驗方法中所用制劑及制品的制備》進行配制。

1.2 試驗方法

1.2.1 原酒的釀造

參照標(biāo)準(zhǔn)葡萄酒釀造工藝[1]并略作改動。

成熟黑比諾葡萄→分選→除梗破碎[100 mg/kg偏重亞硫酸鉀；護色單寧10 g/(h·L)；果膠酶4 g/(h·L)]→冷浸漬不同時間[(6±1)℃下浸漬6、12、24、36 h]→分離清汁→靜置澄清→控溫發(fā)酵→終止發(fā)酵→基酒

發(fā)酵罐為200 L中試生產(chǎn)罐,4個時間點分別從4個發(fā)酵罐中分別取樣并置于5 L棕色玻璃瓶中進行后續(xù)操作,重復(fù)2次。

1.2.2 起泡酒的釀造

將桃紅基酒分裝于750 mL香檳瓶中,每瓶加入可產(chǎn)生0.8%酒精當(dāng)量的蔗糖(按18 g/L糖發(fā)酵后轉(zhuǎn)化為1%酒精體積分?jǐn)?shù)計算),按0.4 g/L接種量分別接入活化后的釀酒酵母EC118,壓蓋密封,放置于16 ℃酒窖進行為期12個月的二次發(fā)酵及帶酒泥陳釀,陳釀完成后放置于轉(zhuǎn)瓶架上分離酒泥并進行指標(biāo)測定。

1.2.3 理化指標(biāo)測定

1.2.3.1 酒精度

利用葡萄酒成分分析儀進行測定。

1.2.3.2 pH的測定

采用pH計測定酒樣的pH值。

1.2.3.3 總糖、總酸、揮發(fā)酸的測定

參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》。

1.2.3.4 總酚含量的測定

采用Folin-Ciocalten比色法測定[19]。將酒樣按照1∶10的體積比稀釋,在10 mL容量瓶中依次加入5 mL蒸餾水、100 μL稀釋葡萄酒樣、0.5 mL Folin-Ciocalteu試劑和1.5 mL 17%的Na2CO3溶液,加水定容至10 mL,充分混勻,放置2 h后在765 nm處測定混合液吸光度值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程(y=0.007 81x+0.005 24,R2=0.999 4)計算樣品中總酚含量。

1.2.3.5 色度色調(diào)的測定

酒樣不經(jīng)稀釋,分別測定在420、520、620 nm處的吸光度A,帶入公式(1)(2)得出色度色調(diào)值[20]。

色度=A420nm+A520nm+A620nm

(1)

色調(diào)=A420nm/A520nm

(2)

1.2.4 Lab值的測定

酒樣經(jīng)0.45 μm濾膜過濾,置于0.2 cm光程石英比色皿中(用蒸餾水作為參比),測定酒樣在440、530、600 nm處的透光率,計算出三色值X、Y、Z值,繼而得出CIELab參數(shù)L*、a*、b*[20]。

1.2.5 起泡特性測定

瓶內(nèi)壓力：采用起泡葡萄酒壓力測定儀測定。

起泡特性：參照馬騰臻等[21]的方法測定,并略有改動。取200 mL酒樣勻速倒入500 mL燒杯中,觀察并記錄泡沫最大高度(hmax,mm)及停止倒入時泡沫消失所需的時間(ts,s)。

1.2.6 揮發(fā)性香氣物質(zhì)的測定

1.2.6.1 香氣富集

取8 mL酒樣于15 mL樣品瓶中,加入2.5 g氯化鈉和50 μL內(nèi)標(biāo)2-辛醇(質(zhì)量濃度為81.06 μg/L),加轉(zhuǎn)子密封,置于磁力攪拌器上,40 ℃下水浴平衡30 min后頂空萃取30 min[22]。萃取結(jié)束后,將萃取頭插入GC-MS聯(lián)用儀進行香氣檢測。

1.2.6.2 GC-MS條件

色譜條件：色譜柱：DB-WAX(60 m×2.5 mm×0.25 μm)；升溫程序：40 ℃保持5 min,以3.5 ℃/min升至200 ℃,保持10 min；載氣(He)流速1 mL/min；進樣口溫度230 ℃；不分流進樣[22]。

質(zhì)譜條件：電子轟擊離子源(EI)；電子能量70 eV；連接桿溫度200 ℃；離子源溫度250 ℃；質(zhì)譜掃描范圍m/z50～350。

1.2.6.3 香氣成分分析

定性分析：采用保留指數(shù)和NIST-11、Wiley及香精香料譜庫檢索比對進行定性,譜庫比對時要求匹配度大于800。

定量分析：采用內(nèi)標(biāo)法進行半定量分析,內(nèi)標(biāo)為2-辛醇。按公式(3)計算：

(3)

式中：ρ,香氣物質(zhì)的質(zhì)量濃度,μg/L；f,內(nèi)標(biāo)物的校正因子,f=1；SA,測得香氣物質(zhì)的峰面積；ρ(內(nèi)標(biāo)物),內(nèi)標(biāo)物的質(zhì)量濃度,μg/L；A0,內(nèi)標(biāo)物的峰面積[22]。

1.2.7 香氣輪廓分析

參考CAPONE方法[23],根據(jù)葡萄酒香氣輪分類,試驗酒樣的香氣物質(zhì)可分為7種類型(化學(xué)味、花香味、果香味、植物味、堅果味、脂肪味、刺激味),將樣品中氣味特征相近的揮發(fā)性物質(zhì)歸為同類,并將該類氣味活性值(odor activity value,OAV)相加,即可對樣品的香氣輪廓進行模擬[22-23]。

(4)

1.3 感官分析

參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》和GOBBI[24]等方法,略作修改。選擇10名經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)并具有葡萄酒品鑒資格證的專業(yè)人員進行感官評定,分別從澄清度、顏色強度、花果香、濃郁度、典型性、平衡性、協(xié)調(diào)性、復(fù)雜性、余味和異味10個方面對各葡萄酒樣品進行具體評價,使用10分結(jié)構(gòu)化數(shù)值尺度來量化。

1.4 數(shù)據(jù)處理

Microsoft Office Excel 2013和Origin 2018對試驗樣本(n=6)所得數(shù)據(jù)進行整理計算及作圖,并采用IBM SPSS Statistics 19.0分析軟件進行數(shù)據(jù)的差異顯著性分析(多因素方差分析,Duncan法,P<0.05)試驗結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示；熱圖分析采用Heatmap軟件,Lab色板圖采用Photoshop 2020軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 起泡葡萄酒的起泡特性

泡沫是區(qū)分靜止與起泡葡萄酒的主要特征,在品鑒與品嘗起泡葡萄酒時,也是人們首先感知到的視覺與味覺特征,且決定起泡葡萄酒的最終品質(zhì)[21]。如表1所示,隨浸漬時間的延長,所得起泡葡萄酒CO2壓力和泡沫最大高度呈先升高后降低趨勢,12與24 h處理酒樣CO2壓力較高,但與其他處理組相比差異不顯著；24 h浸漬處理酒樣的泡沫最大高度(34.50 mm)顯著高于其他酒樣。泡沫消失時間是表征起泡葡萄酒泡沫穩(wěn)定性的重要參數(shù),隨浸漬時間延長呈降低趨勢,且不同處理組間差異顯著,這可能是由于延長冷浸漬時間提高了葡萄酒中酚類物質(zhì)的含量[25],進而影響泡沫最大高度及泡沫消失時間。

表1 不同浸漬時間對起泡葡萄酒起泡特性的影響Table 1 Foaming characteristics of sparkling wine as influenced by different maceration time

2.2 起泡葡萄酒的基本理化指標(biāo)

表2為不同浸漬時間所得黑比諾桃紅起泡葡萄酒的基本理化指標(biāo)。由表2可知,隨浸漬時間的延長,最終酒樣的酒精度、色度與總酚含量升高,總酸與pH值也逐漸升高,這可能是由于浸漬過程促進了葡萄醪中的可溶性糖、有機酸、干浸出物、花色苷與酚類物質(zhì)等向葡萄汁中轉(zhuǎn)移[4,9,25]。

表2 不同浸漬時間酒樣的基本理化指標(biāo)Table 2 Physio-chemical indexes of wine samples with different maceration time

此外,盡管不同處理酒樣中殘?zhí)呛蛽]發(fā)酸的含量有所差異,但均符合國標(biāo)要求且對酒樣造成的感知差異較小。酒精度和酸度是桃紅起泡葡萄酒的重要理化指標(biāo),二者通過相互作用進而影響葡萄酒的感官品質(zhì)[26]。本實驗中,由于葡萄原料采收較晚,導(dǎo)致酒精度較高而總酸含量較低,未來應(yīng)考慮提前采收期,以獲得酒精度較低而酸度較高的起泡葡萄酒。

2.3 起泡葡萄酒的色澤品質(zhì)

色澤是桃紅葡萄酒的重要感官特征,并在其質(zhì)量評價中起視覺導(dǎo)向作用。由表3可知,4款酒樣的明亮度均較高,a*、b*和色度值隨浸漬時間的延長呈上升趨勢,但浸漬12 h所得酒樣的色調(diào)值最高。6與12 h酒樣的a*值無顯著性差異且均小于1,而b*值相對a*值在整體色澤的展現(xiàn)上占了較大比重,因此6 與12 h酒樣以橙色調(diào)為主,24 與36 h酒樣的顏色以紅色調(diào)為主,但36 h酒樣的色調(diào)更深,上述結(jié)果也可在色板圖中獲得更直接的表征(圖1)。冷浸漬處理后,葡萄酒的L*和b*值隨浸漬時間的延長逐漸降低,a*值逐漸增大,使得葡萄酒的色澤加深、紅色調(diào)上升,黃色調(diào)下降[9,17,25],與本研究結(jié)果相近,但酒體色澤參數(shù)的變化也受浸漬時間長等因素影響[17]。

表3 不同浸漬時間酒樣的色澤指標(biāo)Table 3 Effect of different cold maceration time on CIE parameters of sparkling wine

圖1 不同浸漬時間起泡葡萄酒的顏色表征Fig.1 Effect of different cold maceration time on color characterization of sparkling wine

2.4 起泡葡萄酒中的揮發(fā)性化合物

不同浸漬時間會影響從葡萄皮中浸提而來的芳香物質(zhì)及其前體物含量[27],進而影響二次發(fā)酵所得起泡葡萄酒的香氣成分及呈香特征。試驗采用HS-SPME-GC-MS法對各處理酒樣中的揮發(fā)性香氣化合物進行檢測,共鑒定出63種香氣成分,其中酯類物質(zhì)29種,醇類物質(zhì)19種,脂肪酸類物質(zhì)7種,萜烯類物質(zhì)6種,羰基及酚類物質(zhì)各1種(表4)。

表4 不同浸漬時間對起泡葡萄酒揮發(fā)性化合物的影響Table 4 Effect of different cold maceration time on volatile compounds of sparkling wine

續(xù)表4

2.4.1 酯類化合物

酯類化合物是葡萄酒中最主要的一類揮發(fā)性芳香物質(zhì),是酵母發(fā)酵的副產(chǎn)物,可賦予酒體果香與花香[23,28]。由表4可知,乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、乙酸己酯、辛酸乙酯、丁二酸二乙酯、(E)-4-癸烯酸乙酯、乙酸苯乙酯和癸酸乙酯在酯類物質(zhì)中含量較高,主要呈果香與花香風(fēng)味,構(gòu)成了葡萄酒的主體香氣。其中浸漬12 h的酒樣中,以花果香、葡萄香為主的乙酸異戊酯、己酸乙酯、庚酸乙酯、乙酸庚酯、丁二酸二乙酯和乙酸苯乙酯的含量最高；以紅色水果與青香為主要香氣特征的丁酸乙酯、乙酸己酯和辛酸乙酯,以及以脂肪、乳酪和奶油為特征香氣的癸酸乙酯、辛酸異戊酯和癸酸異戊酯在浸漬36 h的酒樣中含量最高。隨浸漬時間延長,己酸丙酯、2-糠酸乙酯和乙酸葉醇的含量先升高后降低,36 h處理酒樣中未檢測出,可能與二次發(fā)酵時酒樣中酯類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化或者酵母自溶有關(guān)[26]；與此相反,2-羥基-4-甲基戊酸乙酯和癸酸甲酯在6、12 h酒樣中未能檢出,卻在24、36 h中檢測出,這可能與浸漬或酒泥陳釀過程中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化有關(guān)。

2.4.2 醇類化合物

高級醇是酵母酒精發(fā)酵過程中氨基酸或糖代謝的產(chǎn)物,其含量受發(fā)酵條件、醪液理化指標(biāo)及葡萄原料等因素的影響[23,28]。如表4所示,隨浸漬時間延長,幾種主要醇類化合物的變化趨勢各異,異丁醇和異戊醇含量呈升高趨勢,正庚醇含量總體呈降低趨勢,正戊醇和苯乙醇含量呈先升高后降低趨勢,這些化合物可賦予酒體辛辣味、生青味、油脂、藥味、面包、玫瑰花和蜂蜜風(fēng)味,增加了起泡葡萄酒的香氣復(fù)雜性[29]。

2.4.3 揮發(fā)性脂肪酸

揮發(fā)性脂肪酸是葡萄酒發(fā)酵過程中酵母代謝的副產(chǎn)物,試驗酒樣中己酸、辛酸和癸酸含量較高(表4),且隨浸漬時間的延長呈上升趨勢,盡管上述化合物主要呈乳酪、脂肪和不愉悅的酸敗味,但當(dāng)其低于閾值時可為酒體帶來新鮮感并平衡果香[28-29]。

2.4.4 萜烯及C13絳異戊二烯類化合物

萜烯及C13絳異戊二烯類化合物是葡萄酒品種香氣和特征香氣的主要貢獻(xiàn)者,可賦予葡萄酒濃郁的花香味和果香味,尤其是大馬士酮,其閾值極低,且具有濃郁的蜂蜜和玫瑰香味[29]。由表4可知,隨浸漬時間延長,芳樟醇含量下降,香茅醇、香葉醇、大馬士酮含量呈先升高后降低趨勢,且浸漬24 h酒樣中含量高于其他時間處理組。這與PALOMO等[27]的研究結(jié)果相近,浸漬時間的延長增加了游離和鍵合態(tài)品種香氣化合物的含量。

2.5 酒樣香氣輪廓模擬及聚類熱圖分析

對表4所列香氣化合物的風(fēng)味特征進行分類,根據(jù)各香氣類型的OAV值繪制香氣輪廓圖(圖2),試驗所得起泡葡萄酒樣的香氣特征可劃分為果香、花香、植物、堅果、脂肪、化學(xué)和刺激味7個類型。由圖2可知,不同浸漬時間所得樣品的香氣輪廓較為相似,主要表現(xiàn)為果香、花香和植物味特征,與6 和12 h浸漬酒樣相比,24 和36 h酒樣的香氣輪廓圖得分更高,表明冷浸漬處理可提高葡萄酒的花香和果香特征[17]。

對不同浸漬時間處理所得酒樣中具有香氣活性的物質(zhì)(OAV>0.1)進行熱圖分析(圖3),不同處理組可分為3類,其中浸漬6 和12 h酒樣較為相似,屬同一類,浸漬24 和36 h酒樣分別與前者聚為一類。同時,參與分析的26種香氣物質(zhì)也可初步聚為3類：第一類主要以乙酸己酯、己酸乙酯、2-甲基丁酸、正己醇、正庚醇等化合物為主,浸漬6、12 和36 h酒樣中該類物質(zhì)OAV值較高,24 h酒樣中最低；第二類以庚酸乙酯、乳酸異戊酯、乙酸異戊酯、乙酸苯乙酯、正戊醇、香茅醇、芳樟醇等物質(zhì)為主,該類物質(zhì)在浸漬6 和12 h酒樣中活性值較高,24 和36 h酒樣中香氣活性值明顯降低,表明較長的浸漬時間不利于該類物質(zhì)產(chǎn)生；以癸酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、香葉醇、大馬士酮等香氣物質(zhì)為主的可聚為第三類,該類物質(zhì)隨著浸漬時間延長含量增加,并在36 h酒樣中達(dá)到最大值。

圖3 供試酒樣香氣物質(zhì)聚類熱圖分析Fig.3 The cluster heat map analysis of aroma compounds of wine samples注：圖中從紅色到綠色表示化合物含量由高到低

2.6 感官評價

由感官評價雷達(dá)圖(圖4)可見,4種浸漬時間酒樣的澄清度與典型性表現(xiàn)均較好,但浸漬36 h酒樣的顏色強度、復(fù)雜性最高,余味最長；浸漬24 h酒樣的花果香、濃郁度、平衡性、協(xié)調(diào)性最好,與揮發(fā)性成分分析和香氣輪廓圖模擬結(jié)果一致。綜合分析表明,浸漬時間通過改變揮發(fā)性香氣化合物含量,進而影響葡萄酒樣的呈香特征及香氣品質(zhì)。

圖4 浸漬不同時間的起泡葡萄酒感官評價Fig.4 Sensory evaluation of sparkling wine with different maceration times

3 結(jié)論

發(fā)酵前冷浸漬時間影響起泡葡萄酒CO2壓力、泡沫最大高度和泡沫消失時間,浸漬24 h酒樣的起泡特性最好。

隨浸漬時間的延長,各酒樣的酒精度、色度、pH值與總酚含量顯著升高,L*、a*和b*值也呈明顯上升趨勢,色板分析表明6 與12 h的酒樣的顏色以橙色調(diào)為主,24 與36 h酒樣以紅色調(diào)為主。

浸漬時間對酒樣中不同化合物的影響不同,12 h酒樣中乙酸異戊酯、己酸乙酯、乙酸庚酯、正戊醇、正庚醇、苯乙醇、香茅醇等物質(zhì)含量較高,36 h酒樣中丁酸乙酯、辛酸乙酯、乙酸己酯、癸酸乙酯、辛酸異戊酯、異丁醇、異戊醇、正己醇、己酸、辛酸、癸酸等物質(zhì)含量較高,6 h酒樣中芳樟醇含量較高,24 h酒樣中α-松油醇、香葉醇、大馬士酮、反式-橙花叔醇等物質(zhì)含量較高。

香氣輪和感官評價結(jié)果表明,果香、花香和植物味是桃紅起泡葡萄酒的主要香氣特征,其次為脂肪、化學(xué)、刺激和堅果味；浸漬36 h酒樣的顏色強度、復(fù)雜性最高、余味最長,但浸漬24 h酒樣的花果香、濃郁度、平衡性、協(xié)調(diào)性最好。