終止發酵工藝對低醇葡萄酒殘糖穩定性的影響研究

近年來，隨著健康飲酒理念的普及和道路交通安全法規的嚴格執行，低醇葡萄酒以其酒精含量低、熱量少的特點，逐漸受到消費者青睞。低醇葡萄酒通常通過發酵過程的中途終止工藝來控制酒精度（1.0%-7.0%vol），同時保留一定量的殘糖來平衡低酒精帶來的口感單薄問題。然而，殘糖的存在為微生物提供了生長基質，若終止發酵工藝不徹底或貯藏條件控制不當，可能導致瓶內二次發酵、酒液產生氣泡甚至容器爆裂，嚴重影響產品質量穩定性和飲用安全性。終止發酵作為低醇葡萄酒生產的關鍵工藝環節，其參數選擇直接影響產品的殘糖穩定性。目前常用的終止發酵方法包括化學抑制法（如添加SO2、山梨酸鉀等）、物理阻斷法（如冷凍、過濾、巴氏殺菌等）以及兩者協同終止工藝，但不同方法對葡萄酒殘糖穩定性的影響差異顯著且缺乏系統的比較研究。本研究以山葡萄為原料，采用對比實驗系統考察不同終止發酵方法對低醇葡萄酒殘糖穩定性的影響，旨在建立優化終止發酵工藝參數體系，為低醇葡萄酒的工業化質量控制提供理論依據和技術支持。

1.材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 葡萄原料

本研究使用的葡萄品種為山葡萄，采自中國甘肅嘉峪關產區，葡萄在技術成熟期采收，糖度達到22°Brix，總酸含量6.2g/L，pH值3.5。采收的葡萄經破碎、除梗后，以20mg/L的二氧化硫（SO2）作為抗氧化劑與微生物抑制劑進行保護，隨后接種商業活性干酵母ZYMAFLORE? RX60（法國拉氟德集團），按照常規紅葡萄酒發酵工藝進行發酵，并控制溫度在（25±2）℃。當酒精度達到預定值（6.5% vol）時，取出發酵液進行各項終止發酵處理實驗。發酵結束時，基酒的主要理化指標如下：酒精度6.5% vol，殘糖含量85g/L，總酸6.0g/L，pH值3.6，揮發性酸0.38g/L，總SO2含量35mg/L。

1.1.2 主要設備與試劑

主要設備：LX-10低溫恒溫循環槽（上海一恒科技有限公司）；SCC-50型壓縮式制冷機組（大連冷凍機股份有限公司）；0.45μm孔徑OF8B型錯流過濾機（PALL EUROPE LTD）；HPLC-1200系列高效液相色譜儀（安捷倫科技有限公司，美國）；DHP-9082型電熱恒溫培養箱（上海一恒科學儀器有限公司）；T6新世紀 紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限公司）；YC-6型細菌培養箱（上海亞榮生化儀器廠）。

主要試劑：食品級液態二氧化硫（SO2，質量分數6%）；二甲基二碳酸酯（DMDC，分析純級，純度≥99%）；山梨酸鉀（食品級添加劑，有效含量≥98%）；葡萄糖、果糖標準品（HPLC級，純度≥99%）；微生物培養基（YPD瓊脂培養基、沃克斯培養基）；其他分析用試劑均為分析純級（AR）試劑。

1.2 實驗方法

1.2.1 不同終止發酵方法的對比實驗

為研究不同終止發酵方法對低醇葡萄酒殘糖穩定性的影響，本研究設計了以下五種處理方法。

（1）化學終止法A（SO2）：向發酵液中添加SO2，使游離SO2濃度為80mg/L，室溫下攪拌均勻后靜置24h。

（2）化學終止法B（山梨酸鉀）：向發酵液中添加山梨酸鉀，使其濃度達到200mg/L，室溫下攪拌均勻后靜置24h。

（3）物理終止法A（冷凍）：將發酵液迅速冷卻至-4℃，保持該溫度48h后，緩慢升溫至2℃。

（4）物理終止法B（過濾）：使用0.45μm錯流過濾機除去發酵液中的酵母細胞。

（5）組合終止法（SO2+冷凍）：向發酵液中添加SO2濃度達到60 mg/L，同時將溫度降至-2℃，維持24h。

上述5種處理，每種處理均設置3個平行重復（獨立生物學重復），每次重復實驗均獨立進行，結果以“平均值±標準差”表示，處理完成后的樣品進行澄清、穩定化處理，然后分裝入750mL玻璃瓶中，采用軟木塞密封，樣品分別置于室溫（20±2℃）和加速老化條件（38±1℃）下貯藏，在貯藏0、15、30、45、60天時取樣，分析殘糖含量及微生物菌落數的變化。

1.2.2 殘糖穩定性評價方法

殘糖含量測定：采用高效液相色譜法（HPLC）測定葡萄酒中的葡萄糖和果糖含量。色譜條件：NH2柱（4.6×250 mm，5μm）；流動相為乙腈：水=80：20（V/V）；流速1.0mL/min；柱溫35℃；以示差折光檢測器（RID）檢測；進樣量20μL。

殘糖穩定性指數（RSI）：根據加速老化試驗結果構建綜合評價指標，計算公式如下：

式中：" 為加速老化28天后殘糖含量相對變化率（%）；1gC為加速老化28天后微生物菌落對數值；" "為加速老化過程中瓶內壓力增加值（bar）。RSI得分范圍為0-10分，得分越高表示殘糖穩定性越好。實驗數據使用SPSS 22.0軟件進行方差分析（ANOVA），所有實驗均設置3個平行重復（獨立生物學重復），結果以“平均值±標準差”表示，并采用Duncan多重比較檢驗，以P＜0.05為顯著差異標準，結果以“平均值±標準差”表示。

2.結果與分析

2.1 殘糖變化水平分析

殘糖穩定性是低醇葡萄酒品質的關鍵指標，也是評價終止發酵效果的重要依據。為全面評價不同終止發酵方法的效果，本研究從室溫貯藏條件下殘糖的變化、加速老化試驗中殘糖的變化以及微生物菌落數變化三個方面進行了系統比較，結果如圖1和圖2所示。圖1和圖2的化學終止法B（DMDC）換成化學終止法B（山梨酸鉀）。

在室溫（20±2℃）貯藏條件下，各處理樣品的殘糖含量均呈現不同程度的下降趨勢，但下降幅度存在顯著差異（P＜0.05）。化學終止法A（SO2）和組合終止法（SO2+冷凍）處理的樣品殘糖含量下降最為緩慢，貯藏60天后分別保持在79.8g/L和80.6g/L，與初始值（83.4g/L和83.8g/L）相比分別下降了4.3%和3.8%；而物理終止法A（冷凍）處理的樣品殘糖下降最為明顯，60天后殘糖含量降至72.4g/L，下降幅度達10.8%，表明單純的冷凍處理不足以徹底抑制酵母活性，部分酵母細胞在溫度回升后可能恢復活性并繼續發酵。化學終止法B（山梨酸鉀）和物理終止法B（過濾）的殘糖穩定性介于上述兩者之間，60天后殘糖含量分別為77.5g/L和76.2g/L，對應降幅為8.4%和8.2%。

加速老化試驗（38±1℃）結果顯示了更為顯著的差異，高溫條件下殘糖消耗速率大幅提高，終止發酵方法間的效果差異更為明顯。組合終止法（SO2+冷凍）處理的樣品在高溫條件下仍保持較好的穩定性，28天后殘糖含量為79.5g/L，下降幅度僅5.1%；而物理終止法A（冷凍）處理的樣品殘糖含量急劇下降至58.7g/L，下降幅度高達27.7%，且在貯藏中期即出現明顯氣泡，表明存在強烈的微生物活動。化學終止法B（山梨酸鉀）在加速老化條件下表現出較差的穩定性，28天后殘糖含量降至68.4g/L，降幅達19.1%，明顯高于室溫條件下的表現，表明山梨酸鉀的抑菌效果在高溫條件下顯著減弱。物理終止法B（過濾）處理的樣品也面臨類似問題，28天后殘糖含量降至65.2g/L，下降21.4%，推測由于濾膜難以完全截留所有微生物，導致少量殘留的微生物在高溫條件下快速繁殖。

2.2 微生物菌落數變化

在微生物菌落數方面，組合終止法（SO2+冷凍）和化學終止法A（SO2）的效果最佳，加速老化28天后微生物菌落數分別為6CFU/mL和12CFU/mL，遠低于物理終止法A的450CFU/mL和物理終止法B的165CFU/mL。值得注意的是，化學終止法B（山梨酸鉀）雖然初期抑菌效果較好，但加速老化28天后微生物菌落數增至155CFU/mL，與殘糖急劇下降的現象相對應，表明山梨酸鉀的抑菌效果存在持久性問題。根據殘糖變化率、微生物菌落數和瓶內壓力變化計算的殘糖穩定性指數（RSI）顯示，組合終止法得分最高（8.2分），其次是化學終止法A（SO2）（7.5分）和化學終止法B（山梨酸鉀）（6.8分），物理終止法A（冷凍）和物理終止法B（過濾）得分相對較低（5.4分和6.0分），見表1。

結論

通過對比實驗，系統考察了不同終止發酵方法對低醇葡萄酒殘糖穩定性的影響，得出以下結論：

（1）組合終止法（SO2+冷凍）在所有測試方法中表現最佳，能有效抑制微生物活性，保障殘糖穩定性，殘糖穩定性指數達8.2分，明顯高于單一終止方法。

（2）不同終止發酵方法處理的低醇葡萄酒在常溫貯藏和加速老化條件下表現出顯著差異，其中組合終止法處理的樣品在加速老化28天后殘糖下降僅5.1%，而物理終止法A（冷凍）處理的樣品殘糖下降高達27.7%。

（3）微生物抑制效果是影響殘糖穩定性的關鍵因素，組合終止法和化學終止法A（SO2）處理的樣品在加速老化后微生物菌落數分別為6CFU/mL和12CFU/mL，遠低于其他處理方法。

（4）單一的終止方法（化學或物理）在保障殘糖穩定性方面存在一定局限性，化學終止法B（山梨酸鉀）雖然初期效果良好，但抑菌持久性較差。在高溫貯藏條件下，微生物菌落數明顯增加；物理終止法難以徹底抑制微生物活性，易導致貯藏期殘糖顯著下降。

本研究表明，合理組合SO2和冷凍處理等不同終止發酵方法，發揮其協同作用，可以顯著提高低醇葡萄酒的殘糖穩定性。未來研究可聚焦于生物終止技術與物理化學方法的聯合應用優化，以及深入探究不同組合方法的工藝參數適配性，以期為低醇葡萄酒的品質調控提供更系統的理論支撐和技術指導。

基金項目

嘉峪關市科技重大專項項目“河西地區特種葡萄酒工藝研究及新產品開發”（QKJ23-08）。

第一作者

劉曼（1987-），女，漢族，陜西西安人，本科，工程師；研究方向：葡萄與葡萄酒學。

*通信作者

栗甲（1984-），男，漢族，陜西西安人，本科，高級工程師；研究方向：葡萄酒釀造。