果膠酶添加條件對葡萄酒品質(zhì)的影響

戴銘成

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，山西 太谷 030800）

葡萄酒含有約600種對人體健康有益的成分。近年來，葡萄酒越來越受到人們的青睞，飲用葡萄酒成為一種時尚。葡萄酒中含有多種抗氧化劑，如酚類化合物，鞣酸，類黃酮，維生素C，維生素E，微量元素硒、鋅、錳等[1]，能有效地消除或抗擊氧自由基，因此，具有延緩衰老的功效。飲用葡萄酒可以有效地降低膽固醇和預(yù)防動脈粥樣硬化。此外，葡萄酒中所含的多酚物質(zhì)可有效抑制血小板的聚集，從而防止血栓的形成[2]。葡萄酒中的白藜蘆醇可以防止正常細胞的癌變并抑制癌細胞的擴散[3]。適量飲用葡萄酒，能有效地遏制癌癥的發(fā)生，還能起到預(yù)防各種疾病的作用，如預(yù)防壞血病、貧血、角膜炎，促進消化等[4]。

隨著人們的生活品質(zhì)越來越高，現(xiàn)在越來越多的人開始接觸葡萄酒，葡萄作為釀造葡萄酒的主要原料，其除了含有果糖、色素、單寧等成分外，還含有一定量的果膠成分。葡萄酒在釀造過程中，果膠的存在不僅會對葡萄出汁量產(chǎn)生一定影響，而且會在某種程度上對成品酒體品質(zhì)有一定的影響。果膠是一種由大分子組成的化合物，其主要成分是由半乳糖醛酸和其他糖組成的雜多糖。果膠可導(dǎo)致葡萄出汁率低，葡萄汁液渾濁，用未澄清的葡萄汁發(fā)酵甚至?xí)绊懫咸丫平湍笇υ系淖饔茫瑥亩档推咸言频钠焚|(zhì)。果膠酶的添加可以有效降低葡萄汁中果膠的含量，從而利于提高葡萄酒的品質(zhì)[5]。

果膠酶可以將果膠分解成半乳糖醛酸和果膠酸[6]。果膠酶主要用于果蔬汁飲料和果酒的果汁澄清，對果膠的分解有很好的效果，果膠酶是一種曲霉菌株，是通過液體發(fā)酵和現(xiàn)代生物后萃取技術(shù)制備的高活性果膠酶制劑[7]。有研究表明，果膠酶甚至對水解植物細胞壁中的纖維素和半纖維素有分解作用，因此，其對增強葡萄酒酒體澄清效果有一定的幫助[8]。植物細胞壁在果膠酶的催化作用下被分解，其中所含有的色素、芳香物質(zhì)和糖類被分解出來，為改善葡萄酒色澤和增加其香氣提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

果膠酶是現(xiàn)代葡萄酒釀造中的重要輔料[9]，本試驗主要通過研究葡萄酒釀造中果膠酶的添加條件來提高葡萄酒的品質(zhì)，旨在為葡萄酒生產(chǎn)提供一定的指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

市售葡萄；鹽酸（分析純），氫氧化鈉（分析純），硫酸銅（CuSO4·5H2O），酒石酸鉀鈉，次甲基藍指示液，甲基紅指示液，無水乙醇，咔唑試劑，硫酸；半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液，無水葡葡糖。

1.2 試驗方法

1.2.1 葡萄酒的釀造工藝流程 釀造葡萄酒的步驟：選料→洗滌→晾干→去梗→破碎→調(diào)整糖酸度→接種→前發(fā)酵→分離壓榨→后發(fā)酵→陳釀→過濾裝瓶[8]。

1.2.2 操作要點 釀造過程中要注意容器干凈，操作時將手洗凈，盡量做到無水無油，否則會影響葡萄酒的品質(zhì)[10]；按0.2 g/L接種葡萄酒活性干酵母；在前發(fā)酵即將結(jié)束時，應(yīng)立即讓酒液與皮渣分離，對分離出的皮渣進行壓榨[11]；分離壓榨之后進入后發(fā)酵階段，在后發(fā)酵階段裝葡萄酒的容器要裝滿，否則容易導(dǎo)致酒壞掉[12]。

1.2.3 釀造工藝優(yōu)化單因素試驗

1.2.3.1 不同發(fā)酵溫度對葡萄酒品質(zhì)的影響 選擇pH值在4.0，果膠酶的添加量為0.20%，考察不同發(fā)酵溫度（15，20，25，30，35℃）對葡萄酒品質(zhì)的影響。

1.2.3.2 不同pH對葡萄酒品質(zhì)的影響 選擇發(fā)酵溫度30℃，果膠酶的添加量為0.20%，考察不同pH 值（3.0，3.5，4.0，4.5，5.0）對葡萄酒品質(zhì)的影響。

1.2.3.3 不同果膠酶添加量對葡萄酒品質(zhì)的影響選擇發(fā)酵溫度30℃，pH值4.0，考察不同果膠酶添加量（0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%）對葡萄酒品質(zhì)的影響。

1.2.4 釀造工藝條件的優(yōu)化正交試驗 以溫度、pH和果膠酶添加量3個單因素，測定其透光率，以篩選最佳的工藝條件。具體試驗因素與水平列于表1。

表1 葡萄酒發(fā)酵工藝條件因素水平

按照上述篩選好的最佳工藝條件制作葡萄酒，其中一種葡萄酒以不加果膠酶為對照，加入果膠酶的葡萄酒的為試驗組，通過試驗對比分析2種酒樣理化指標(biāo)之間的差異。

1.2.5 不同酒樣理化指標(biāo)測定方法

澄清度測定：將2種酒樣分別以蒸餾水作參比，測定各酒樣在600 nm處的透光度T600（%）[13]。色度的測定：將2種酒樣分別以蒸餾水作參比，測定各酒樣在520nm處的吸光度A520。酸度測定：將2種酒樣用PHS-3酸度計測得酸度[14]。可溶性固形物含量的測定：將2種酒樣用阿貝折光儀測得各酒樣的折光率，再通過折光率與可溶性固形物含量對照表查得可溶性固形物含量[15]。還原糖含量采用廉-愛農(nóng)法（以葡萄糖計）測定[16]。果膠含量采用咔唑比色法測定[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素對葡萄酒品質(zhì)的影響

2.1.1 發(fā)酵溫度對葡萄酒品質(zhì)的影響 由表2可知，發(fā)酵溫度在30℃時透光率最高，而發(fā)酵溫度較高時對于葡萄酒的釀造是非常不利的，溫度過高酵母菌的生長受到抑制，酵母菌轉(zhuǎn)化糖的能力明顯下降；較高的溫度容易導(dǎo)致染菌的發(fā)生，透光率自然會受到影響。溫度較低時，酵母菌的代謝同樣會受到抑制，酵母菌不能有效地將糖分轉(zhuǎn)化為酒精。此外，溫度過低或者過高不利于果膠酶發(fā)揮作用，從而影響葡萄出汁以及后期的酒體澄清度。

表2 發(fā)酵溫度對葡萄酒品質(zhì)的影響

2.1.2 pH值對葡萄酒品質(zhì)的影響 葡萄酒中特定的酚類化合物會對酒體中的色澤產(chǎn)生的一定影響，同時，花色苷類化合物本身色澤的改變與pH值的變化有一定的相關(guān)性。酒中的色素物質(zhì)主要存在于果皮中，且色素會和糖類物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一種苷類物質(zhì)，在不同的pH環(huán)境中，其可能會產(chǎn)生一些不同的同分異構(gòu)體，呈現(xiàn)出不同的色澤。當(dāng)pH值較高時，苷類物質(zhì)的含量比較大，酒體呈現(xiàn)出的顏色比較淺，透光率較差；當(dāng)pH值較低時，苷類物質(zhì)含量比較小，酒體呈現(xiàn)出深色。但是，pH值過低對果膠酶的活性甚至酵母菌的活性會有很大的影響。由表3可知，相對較低的pH值（4.5）有助于提高透明度。

表3 pH值對葡萄酒品質(zhì)的影響

2.1.3 果膠酶添加量對葡萄酒品質(zhì)的影響 果膠酶的添加會直接影響葡萄酒的澄清度。此外，果膠酶還會促進整個發(fā)酵進行和顏色的生成。從整個發(fā)酵的過程來看，加入適量果膠酶的葡萄酒比加入不足量果膠酶的葡萄酒發(fā)周期更短。由表4可知，當(dāng)果膠酶添加量為0.2%時，酒體澄清度最好，果皮等殘渣相比其他添加量沉淀迅速，且發(fā)酵周期最短。果膠酶如果添加量過大時，由于果膠含量有限，多余的果膠酶會對酒體的澄清度產(chǎn)生不利影響。

表4 果膠酶添加量對葡萄酒品質(zhì)的影響

2.2 正交試驗結(jié)果

由表5可知，A2B2C3的透光率是9組試驗中最高的，因此，確定其為果膠酶添加的最優(yōu)工藝，即果膠酶添加量0.2%，發(fā)酵溫度30℃，pH值4.5。極差的大小可以反映出試驗中各因素影響作用的大小，本試驗因素影響程度大小的順序為A＞B＞C，即果膠酶添加量＞pH值＞溫度。

本試驗釀制的葡萄酒，在果膠酶添加量控制在0.2%，pH值為4.5，前發(fā)酵溫度控制在30℃時，葡萄酒能夠順利進行發(fā)酵，且葡萄酒的風(fēng)味更能較好地體現(xiàn)出來，酒體澄清度明顯比對照組高，酒色紅微帶棕色，清澈透明，有傳統(tǒng)葡萄酒的風(fēng)味，酒體豐滿，醇厚爽口、怡悅。

2.3 果膠酶對葡萄酒理化指標(biāo)的影響

在釀造溫度在30℃，pH值為4.5，果膠酶添加量控制在0.2%的條件下釀造出的葡萄酒與對照組（不添加果膠酶）進行對比，其在透光率、pH值、還原糖、可溶性固形物方面均高于對照組，果膠含量低于對照組。具體表現(xiàn)為，加入果膠酶的葡萄酒透光率為87.3%，吸光度為1.007，pH值4.3，可溶性固形物含量為13.8%，還原糖含量為4.3 g/L，果膠含量為7.3%；不加入果膠酶的葡萄酒透光率82.2%，吸光度1.575，pH值3.9，可溶性固形物含量為11.2%，還原糖含量為3.3 g/L，果膠含量為11.2%。經(jīng)分析可知，加入果膠酶的葡萄澄清度高，色澤鮮亮，可溶性固形物含量高，還原糖含量適中，果膠含量低（表6）。

表6 2種葡萄酒的理化指標(biāo)對比

3 結(jié)論

果膠酶的存在不僅有利于葡萄酒發(fā)酵的順利進行，而且還能夠增強葡萄酒顏色的穩(wěn)定性及澄清度，同時，還有助于酚類物質(zhì)的浸提[18]。本試驗結(jié)果表明，果膠酶的最佳添加條件為：果膠酶添加量0.2%，pH值為4.5，釀造溫度30℃。透光率和吸光度的大小反映了澄清度的大小，透光度越高，吸光度值越低，說明其澄清度越好，加入果膠酶的葡萄酒與對照組相比，透光度較大，吸光度值較低，說明果膠酶的添加可以改善葡萄酒的澄清度；加入果膠酶的葡萄酒酸度比對照組高，是因為果膠酶的添加使得葡萄中的果膠快速地分解，從而導(dǎo)致酸度升高。此外，添加果膠酶的葡萄酒的還原糖含量高于對照組，其原因是果膠酶的存在使得葡萄皮中的多糖降解，從而造成葡萄酒中的還原糖含量升高；添加果膠酶葡萄酒可溶性固形物含量較高，主要是因為果膠酶能夠促進葡萄汁中果膠成分的分解，從而有助于葡萄原料中糖、礦物質(zhì)、維生素等物質(zhì)的溶解。