白起泡葡萄酒發酵工藝的優化

俞然，張彥聰，周曉芳，王芳，王輝，王博，張軍*

（1.中法合營王朝葡萄釀酒有限公司，天津 300402；2.天津農學院食品科學與生物工程學院，天津 300384）

起泡葡萄酒是指在20℃時，二氧化碳壓力等于或大于0.05 MPa的葡萄酒[1]。“香檳酒”是指在法國香檳省法定區域內，按照特殊工藝生產的優質起泡葡萄酒[2]。釀制起泡葡萄酒所用葡萄的最佳氣候條件為溫度較低的地區。與溫度較高的地區相比，低溫地區的葡萄成熟緩慢，芳香物質含量較高，易氧化的多酚類物質含量較低，葡萄在成熟時酸含量（特別是蘋果酸含量）較高[3]。同時只有在富含礦物質的土壤，適當的雨量，適宜的溫度，充足的陽光，恒定的濕度及清新的水質條件下，才能生長出適合釀造起泡葡萄酒的葡萄[4]。

對優質、高檔干白葡萄酒或起泡葡萄酒的釀造而言，葡萄果肉中的香味物質和有益內含物等的有效浸提、葡萄汁的澄清和抗氧化處理等相當重要[5-6]。如果在葡萄破碎后不及時有效浸提、澄清和抗氧化處理，酒精發酵后的白葡萄酒就可能香氣不足，極易混濁和顏色變褐變深，難以彌補或修復[7-8]。

在葡萄酒發酵過程中，酵母發揮著重要的作用，酵母將葡萄汁中的糖分轉化成二氧化碳和酒精，促進高級醇、酯、有機酸、醛、酮等代謝物質產生，這些物質決定了葡萄酒的品質[9-10]。起泡葡萄酒的發酵分兩個階段。第一階段是葡萄原酒的釀造，即酒精發酵；第二階段是葡萄原酒在密閉容器（不銹鋼罐或酒瓶）中的發酵，以產生所需要的CO2氣體，也稱為二次發酵。兩個發酵階段對酵母的要求不同。二次發酵是葡萄酒由平靜酒向起泡酒發展的蛻變過程，細膩的氣泡就是來自于二次發酵[11]。二次發酵是決定起泡葡萄酒風味的最關鍵工藝，要求操作細致精準，這樣才能獲得口感清新爽馥，泡沫細膩如珠、啟瓶砰然有聲的高檔起泡葡萄酒[12]。

所以本試驗從原料產地的選擇、果膠酶的選擇、酵母的選擇、氧化的控制、二次發酵酵母的選擇和二次發酵溫度的控制幾個方面對起泡葡萄酒的釀制工藝流程進行了優化試驗，通過對比其試驗效果，得出一套系統、完善、更加嚴格的起泡葡萄酒生產工藝技術。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

霞多麗葡萄：法國香檳產區、寧夏蘆花臺產區和天津薊州區產區；果膠酶L1型和L2型、酵母（M1、M2、X1、X2）、復合抗氧化劑：法國。

1.2 儀器與設備

數顯恒溫水浴鍋（XMTD203）：江蘇科析儀器有限公司；電子天平（TD5002A）：天津天馬衡基儀器有限公司；生化培養箱（HPX-L250）：上海躍進醫療器械有限公司；比重計：煙臺帝伯仕自釀機有限公司；pH計（PHS-25）：上海儀電科學儀器股份有限公司；電子萬用爐（DL-1）：北京市永光明醫療儀器有限公司；葡萄酒自動分析儀（WineScan FT120）：丹麥FOSS公司。

1.3 方法

1.3.1 白起泡葡萄酒工藝流程

葡萄→分選、輕壓榨→調整成分→發酵→原酒→澄清→二次發酵→貯存、陳釀→除菌過濾→保壓灌裝

1.3.2 不同產區霞多麗葡萄的對比試驗

選擇9月上、中旬在天津薊州區地區、寧夏蘆花臺產區和法國香檳產區采收的霞多麗葡萄以及8月下旬、9月上旬在寧夏蘆花臺產區采收的霞多麗葡萄進行采收糖度、酸度、糖酸比、pH值等指標的對比。

1.3.3 果膠酶澄清對比試驗

果膠酶澄清試驗[13]選擇L1型和L2型兩種果膠酶對果漿在17℃～18℃下分別澄清5、10、15 h，并分離沉淀計算出汁率，觀察澄清效果。

1.3.4 酒精發酵階段酵母的對比試驗

使用遺傳性狀穩定的適用于起泡葡萄酒的M2酵母和用于產區干白葡萄酒的M1酵母在18℃～20℃下進行酒精發酵對比[14-15]。

1.3.5 抗氧化試驗

在起泡葡萄酒中不添加抗氧化劑和添加葡萄酒復合抗氧化劑分別儲存半年、一年和兩年，并進行感官評價[16]。

1.3.6 二次發酵階段酵母的對比試驗

培養X1和X2兩種用于起泡葡萄酒二次發酵的酵母，進行二次發酵對比并測定兩種酵母的酵母數和出芽率，發酵結束后進行感官評價并測定酒精度、還原糖、總酸、揮發酸和pH值[17]。

1.3.7 二次發酵階段不同溫度的對比試驗

在二次發酵階段時控制溫度在19、17、15℃進行發酵試驗，發酵結束后測定酒精度、殘糖、總酸、揮發酸和 CO2壓力[18]。

1.4 指標檢測

總糖、還原糖、總酸、揮發酸和游離硫的測定參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》；糖度采用比重計法測定；pH值使用pH計測定；酒精度的測定參照GB 5009.225—2016《食品安全國家標準酒中乙醇濃度的測定》；蘋果酸使用FOSS葡萄酒自動分析儀測定；酵母計數使用血球計數板計數；酵母出芽率通過顯微鏡觀察計數。

1.5 感官評價

感官評價方法參考GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》附錄F，評價標準見表1。

表1 起泡葡萄酒評價標準Table 1 Evaluation criterion for sparkling wine

1.6 數據處理與分析

運用Microsoft office excel 2016進行數據整理與分析。

2 結果與分析

2.1 3個不同產區霞多麗原料的理化指標分析

根據起泡葡萄酒的特點，釀造原料要有適宜的糖酸比、蘋果酸含量較高、pH值應盡量低一些。3個不同產區霞多麗原料的理化指標分析見表2。

表2 3個不同產區霞多麗原料對比情況Table 2 Comparison of Chardonnay grapes in three different regions

因此從表2各項數據可以看出，在9月上、中旬采收的法國香檳產區的霞多麗糖度為165 g/L～187 g/L，酸度為11.0g/L～14.0g/L，具有糖度低、酸度高的特點；在寧夏蘆花臺產區的霞多麗采收糖度為190g/L～210g/L，酸度為7.0 g/L～10.0 g/L；在天津薊州區產區的霞多麗采收糖度為180 g/L～200 g/L，酸度為6.0 g/L～9.0 g/L；在8月下旬、9月上旬采收的寧夏蘆花臺產區的霞多麗糖度為175 g/L～190 g/L，酸度為8.5 g/L～12.0 g/L。與其他地區的霞多麗相比，寧夏蘆花臺產區的霞多麗蘋果酸含量較其他地區高；薊州區產區的霞多麗蘋果酸含量最低。在9月上、中旬采收的蘆花臺和薊州區霞多麗糖酸含量較相近，在8月下旬至9月上旬采收的蘆花臺霞多麗糖酸比在性狀表現上更接近于法國香檳產區霞多麗，更適于釀造起泡葡萄酒。

2.2 兩種果膠酶的澄清對比試驗

根據各種果膠酶的不同特點，分別使用兩種果膠酶進行對比試驗：L1型果膠酶對香味物質的提取有優勢。因為其主要含有果膠裂解酶、聚半乳糖醛酸酶、半纖維素酶和纖維素酶，作用于葡萄皮的多糖，得到鮮艷的色澤和芬芳的香氣[19]；L2型果膠酶在酶解果膠方面有顯著效果，同時增強色素浸提效果及色澤的穩定。L1型和L2型果膠酶澄清效果對比見表3。

表3 兩種果膠酶澄清效果對比Table 3 Clarification effects of two pectinases

從表3可以看出，L1型與L2型果膠酶的用量相同，對果汁的澄清效果基本相同；L2型果膠酶的出汁率比L1型果膠酶平均高2.8%。二者的酶解效果區別不大，從出汁率的角度考慮，選用L2型果膠酶。

2.3 酒精發酵階段酵母的選擇

M1和M2酵母的發酵狀況及發酵后的理化指標及感官品評對比如表4和表5所示。

表4 兩種酵母發酵后感官評價對比Table 4 Sensory evaluation of two yeasts after fermentation

表5 兩種酵母酒精發酵后的理化指標Table 5 Physicochemical indexes of two yeasts after alcoholic fermentation

根據M1和M2酵母的對比試驗可知：M2酵母發酵產生的泡沫比M1的要細膩豐富；M2酵母的發酵速度比M1快；M2酵母產生的揮發酸比M1低；兩種酵母的發酵能力都較強，殘糖含量在2 g/L以下；M2酵母發酵的酒果香味突出，M1的發酵香氣突出。

通過分析M1和M2酵母的發酵性能，發酵結束后的理化指標差別不大，但發酵速度和生成葡萄酒的感官品評能看出明顯的差別。經過品嘗小組的品評，

2.4 抗氧化劑的控制

為了達到防氧化的目的，對工藝進行改進，在酒精發酵前加入復合抗氧化劑。通過兩年在不銹鋼罐中控溫密閉儲存，在不同時間品嘗對比，結果見表6。

表6 起泡葡萄酒是否添加抗氧化劑的感官指標對比Table 6 Sensory index of sparkling wine with or without antioxidants

由表6可以看出，加入抗氧化劑的原酒在長期儲存的過程中能夠保持新鮮的果香，而未加入抗氧化劑的原酒在儲存一年后果香的新鮮感開始逐漸消失，在儲存兩年后酒體微氧化。從而說明抗氧化劑可選擇性地去除各種導致葡萄酒褐變的物質，而不會降低葡萄酒中的芳香類和花香類物質。

2.5 二次發酵階段酵母的選擇

起泡葡萄酒的基酒具有高酒精度和低pH值的特點，在這樣的困難環境下發酵，酵母的選擇顯得十分重要[20]。本試驗選用X1和X2兩款用于起泡葡萄酒二次發酵的酵母進行對比試驗，試驗結果如表7～表9。

表7 兩種酵母培養對比Table 7 Comparison of two yeasts culture

表8 兩種酵母發酵對比Table 8 Comparison of two yeasts fermentation

表9 兩種酵母發酵后理化指標對比Table 9 Physicochemical indexes of two yeasts after fermentation

從表7可以看出，X1酵母第二代酵母數為3.65×108細胞數/mL，出芽率為5.6%，第三代酵母數為3.20×108細胞數/mL，出芽率為6.0%，X1酵母生長繁殖較為穩定；X2酵母第二代酵母數為3.20×108細胞數/mL，出芽率為6.00%，第三代酵母數為2.25×108，出芽率為2.22%，X2酵母經過兩代后繁殖能力大幅降低，由此看出X1酵母的繁殖能力優于X2。從表8和表9可以看出兩款酵母發酵后的理化指標沒有明顯區別，但X1的發酵時間短，且發酵產生的氣泡更加持久，發酵香也更加細膩優雅。X1酵母不僅發酵時間短，而且發酵產生的起泡和香氣也優于X2酵母。

2.6 二次發酵溫度的控制

對于起泡葡萄酒的二次發酵溫度控制尤為重要，溫度選擇不佳易導致發酵提前終止，發酵不徹底。因此選擇二次發酵溫度19、17、15℃來進行發酵對比試驗。

從表10可以看出，發酵溫度為19℃時發酵時間最短，比17℃發酵時間縮短8 d，比15℃縮短了19 d。發酵時間長會造成人力、物力的大量損耗，而且容易造成酒中感染微生物。從理化指標可以看出，發酵溫度低，發酵不徹底，殘糖略高，壓力略偏低，耗時較長，揮發酸也略偏高。從感官品評來看，19℃的發酵溫度，酵母香氣不夠細膩，氣泡比低溫發酵的略顯粗大。而15℃的發酵溫度，酒香和發酵香沒有17℃的酒復雜。

表10 不同發酵溫度下二次發酵的對比Table 10 Secondary fermentation at different fermentation temperatures

3 結論

本試驗從原料產地的選擇、果膠酶的選擇、酵母的選擇、氧化的控制、二次發酵酵母的選擇和二次發酵的溫度控制幾個方面對起泡葡萄酒的釀制工藝流程進行了單因素優化試驗，得出在8月下旬至9月上旬采收的寧夏蘆花臺產區霞多麗葡萄糖酸比在性狀表現上更接近于法國香檳產區霞多麗葡萄，更適于釀造起泡葡萄酒；選擇L2果膠酶澄清15 h；在酒精發酵前添加抗氧化劑可保存兩年；選用M2酵母進行酒精發酵；二次發酵選用X1酵母，發酵溫度為17℃。在此條件下制作的起泡葡萄酒呈禾桿黃色，色澤鮮明，具有濃郁的熱帶水果香氣和優雅的酒香，純正細膩，酒體醇厚，清爽適口，具殺口力。