貴人香葡萄生產(chǎn)白蘭地原酒發(fā)酵工藝的研究

張如意，盧丕超，成池芳，劉宗昭，王曉軍

（新疆中信國(guó)安葡萄酒業(yè)有限公司，新疆瑪納斯 832200）

貴人香（Italian Riesling）又名意斯林、意大利雷司令，歐亞種，原產(chǎn)于意大利、法國(guó)南部，并在1892年由山東煙臺(tái)最早從歐洲引入，由于悠久的釀酒歷史使其成為世界古老的釀酒品種之一[1]。貴人香葡萄成熟期較晚，屬于中晚熟品種，其成熟后果粒中等大小，平均果粒大約重1.5 g，緊而密，并有副穗。貴人香葡萄有較強(qiáng)的適應(yīng)性，各地區(qū)栽培均呈現(xiàn)較好，由于其岀汁率高，可溶性固形物在15%～24%，酸度適宜，所釀的白葡萄酒呈無色或者淺黃色，酒體澄清發(fā)亮，果香濃郁，酒香醇厚，柔和爽口。目前貴人香葡萄主要用于釀造干白葡萄酒[2-3]、冰白葡萄酒[4]以及起泡葡萄酒[5]，以貴人香葡萄為原料釀造白蘭地的研究報(bào)道很少。

白蘭地是一種以水果為原料，經(jīng)過發(fā)酵、蒸餾、陳釀及調(diào)配制成的酒，是世界六大蒸餾酒之一[6]。白蘭地通常是以其水果原料名稱命名，如葡萄白蘭地、蘋果白蘭地和櫻桃白蘭地等。通常所講的白蘭地都是指葡萄白蘭地，目前適宜釀造白蘭地的葡萄品種有：白玉霓（Ugni Blanc）、白羽（Pkayumeru）、白福兒（Folle Blanche）、哥倫巴（Colombard）、龍眼和佳麗釀（Carignane）等[7]，但對(duì)于用貴人香葡萄釀造白蘭地的研究報(bào)道很少。試驗(yàn)通過對(duì)貴人香白蘭地原酒釀造工藝的研究，探究貴人香白蘭地原酒的最佳釀造工藝，以期能釀造出口感醇厚、典型性強(qiáng)的貴人香白蘭地原酒，增加其加工方式多樣化，為新疆貴人香白蘭地的工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

貴人香葡萄：瑪納斯產(chǎn)區(qū)，樹齡5 年；L2323 活性干酵母（丹麥LALLEMAND）；焦亞硫酸鉀（意大利ESSECO S.R.L）；EX-V 果膠酶（法國(guó)LALLEMAND），PRO TAN IN R 單寧(LAMOTHE-AREIT)；酒石酸(意大利ABE)；磷酸氫二鈉、氫氧化鈉、高錳酸鉀（分析純），汕頭市西隴化工廠有限公司；硫酸銅、硫酸、鹽酸（分析純），天津博逸化工股份有限公司；葡萄糖、檸檬酸（分析純），天津市百世化工有限公司。

儀器設(shè)備：MC202231手持折光儀，四川成都泰光學(xué)有限公司；pHS-3C 型pH 計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；0～50 酒精計(jì)，新疆宏道儀器科技有限公司；ZXSD-1160 生化培養(yǎng)箱，上海智城分析儀器制造有限公司；HWS-28 電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；JJ-2 型組織搗碎機(jī)，江蘇成都泰華光學(xué)有限公司；BS2000S 電子分析天平，北京賽多利斯天平有限責(zé)任公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 貴人香白蘭地原酒發(fā)酵工藝流程

貴人香葡萄→預(yù)處理（挑選、清洗、破碎）→成分調(diào)整→活化酵母→接種→主發(fā)酵→澄清處理→過濾→蒸餾→蒸餾酒→陳釀。

1.2.2 操作要點(diǎn)

（1）挑選清洗：選擇健康、成熟度適宜、無病蟲害的貴人香葡萄為原料，清洗干凈。原料的好壞將直接影響到葡萄酒最終的品質(zhì)，并且對(duì)葡萄酒的色澤、口感、形態(tài)等方面也有較大的影響。

（2）成分調(diào)整：根據(jù)理論值17 g/L 蔗糖發(fā)酵產(chǎn)生1%vol的酒精度，加入蔗糖將發(fā)酵液的初始糖濃度調(diào)至合適，加入碳酸鈣將pH值調(diào)至適宜值[8-9]。

（3）果膠酶處理：往貴人香葡萄原汁添加0.05%的果膠酶，在常溫下酶解1 h 以提高出汁率，加速果汁澄清[10]；然后巴氏殺菌（68 ℃，30 min），滅菌并使果膠酶失活。

（4）活化酵母：按糖酸調(diào)整后發(fā)酵液的總質(zhì)量，稱取0.04 %的L2323 活性干酵母，加入5 %的葡萄糖溶液，在38 ℃水浴鍋活化20 min，最后將其加入已經(jīng)巴氏殺菌并冷卻至常溫的發(fā)酵液中[9]。

（5）主發(fā)酵：按糖酸調(diào)整后的發(fā)酵液總質(zhì)量，稱取0.04 %的EX-V 果膠酶后加入發(fā)酵液，塞上棉塞，發(fā)酵前罐內(nèi)預(yù)留少量空氣利于L2323 酵母的生長(zhǎng)，保持發(fā)酵的狀態(tài)，發(fā)酵溫度控制在合適溫度。根據(jù)感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)殘?zhí)橇康陀谝欢繒r(shí)停止主發(fā)酵[11]。

（6)蒸餾：取貴人香發(fā)酵液蒸餾，得到餾出液[12]。

1.2.3 貴人香白蘭地原酒發(fā)酵的單因素實(shí)驗(yàn)。

選擇發(fā)酵溫度、初始pH 值、初始糖度3 個(gè)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.4 貴人香白蘭地原酒響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，采用3 因素3 水平的響應(yīng)面法對(duì)貴人香白蘭地原酒發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，以Design-Expert.V 8.0.6 軟件對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行回歸分析。響應(yīng)面試驗(yàn)因素和水平見表1。

表1 貴人香白蘭地原酒試驗(yàn)因子水平編碼表

1.2.5 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

經(jīng)公司8 名國(guó)家級(jí)品酒師和2 名釀酒師，對(duì)貴人香白蘭地原酒色澤、香氣、口感、狀態(tài)進(jìn)行評(píng)分，最后取平均值。結(jié)合GB/T 11856—2008[13]制定感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，具體見表2。

1.2.6 理化指標(biāo)檢測(cè)

可溶性固形物含量：手持折光儀法[14]；酒精度、總酸含量測(cè)定具體參照GB/T 15038—2006[15]；微生物檢測(cè)參照參考文獻(xiàn)[16]。

表2 貴人香白蘭地原酒感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.7 蒸餾方法[17]

一次蒸餾在小火預(yù)熱后采用大火蒸餾，不截取酒頭、酒尾，溫度不高于90 ℃，當(dāng)餾出液酒精度小于10%vol時(shí)停止蒸餾；二次蒸餾采用小火蒸餾，截取酒頭、酒尾，溫度不高于85 ℃，當(dāng)餾出液酒精度小于15%vol時(shí)尾餾分停止截取。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 不同發(fā)酵溫度對(duì)貴人香白蘭地原酒的影響

不同發(fā)酵溫度對(duì)貴人香白蘭地原酒感官評(píng)分的影響如圖1 所示，由圖1 可知，在發(fā)酵溫度12～14 ℃，隨溫度的上升，感官評(píng)分逐漸升高，并在14 ℃達(dá)到峰值，感官評(píng)價(jià)為91 分。此時(shí)，貴人香白蘭地原酒口感純正、柔和協(xié)調(diào)、回味延綿。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高感官評(píng)分開始下降，可能是隨著發(fā)酵溫度繼續(xù)升高，果香會(huì)隨發(fā)酵產(chǎn)生的CO2氣體帶出，氧化加速，香氣損失較大，風(fēng)味、口感等感官特性變差，感官評(píng)分下降，因此確定最佳發(fā)酵溫度為14 ℃。

2.1.2 不同初始pH值對(duì)貴人香白蘭地原酒的影響

由圖2 可知，在初始pH3.2～3.6 時(shí)，隨著pH 值的增加，感官評(píng)分逐漸升高，并在pH3.6 達(dá)到峰值，感官評(píng)價(jià)為91 分。此時(shí)，貴人香白蘭地原酒酒體均勻、清洌、無沉淀物，香氣濃郁。過高或過低的pH 值對(duì)于酵母菌的活性起抑制作用，進(jìn)而對(duì)酒體的發(fā)酵和香味物質(zhì)的產(chǎn)生起副作用，不利于感官評(píng)分，因此貴人香白蘭地原酒的最佳發(fā)酵初pH 值為3.6。

圖1 發(fā)酵溫度對(duì)貴人香白蘭地原酒感官評(píng)分的影響

圖2 初始pH值對(duì)貴人香白蘭地原酒感官評(píng)分的影響

2.1.3 不同初始糖度對(duì)貴人香白蘭地原酒的影響

初始糖度對(duì)貴人香白蘭地原酒感官評(píng)分的影響見圖3。由圖3 可知，當(dāng)初始糖度為17～21 °Bx時(shí)，隨初始糖度的增加，感官評(píng)分逐漸升高，并在初始糖度為21 °Bx 時(shí)達(dá)到峰值，感官評(píng)價(jià)為93 分。隨著糖含量的升高貴人香白蘭地原酒中的醇類物質(zhì)香氣隨之上升；當(dāng)初始糖濃度達(dá)到一定值后繼續(xù)上升（21～25°Bx）使發(fā)酵液滲透壓升高，酵母的活性下降，發(fā)酵延滯對(duì)品質(zhì)有較大影響，由感官評(píng)分考慮，確定最佳初始糖度為21°Bx。

圖3 初始糖度對(duì)貴人香白蘭地原酒感官評(píng)分的影響

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，采用Design-Expert V 8.0.6 軟件設(shè)計(jì)3 因素3 水平響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，以感官評(píng)分（R）為響應(yīng)值，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表3。

2.2.1 回歸模型的建立及方差分析

應(yīng)用Design-Expert V 8.0.6 軟件對(duì)表3 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到感官評(píng)價(jià)（R）的回歸方程：

R=95.00+3.00A+1.38B+6.13C-1.50AB +2.50AC-1.25BC-10.63A2-8.88B2-12.87C2

表3 貴人香白蘭地原酒響應(yīng)面分析試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

對(duì)該回歸方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表4。由表4 可知，回歸模型P＜0.0001，模型表現(xiàn)為極顯著，說明貴人香白蘭地原酒的感官評(píng)分與3 個(gè)變量相關(guān)性較高；失擬項(xiàng)P=0.2331，失擬項(xiàng)表現(xiàn)不顯著，說明各因素與響應(yīng)值之間有著良好的線性關(guān)系；校正系數(shù)RAdj=0.9817，說明僅1.83%的變異不能被該回歸方程解釋，相關(guān)系數(shù)R2=93.01 %＞90 %，由此可見回歸方程具有較高的擬合度，該模型能夠用于對(duì)貴人香白蘭地的感官評(píng)分進(jìn)行分析及預(yù)測(cè)。二次項(xiàng)A2、B2、C2均表現(xiàn)為顯著，說明發(fā)酵溫度、初始pH 值和初始糖度3 個(gè)因素與響應(yīng)值之間不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，同時(shí)通過F 值判定各因素對(duì)感官評(píng)分的影響，各因素對(duì)感官評(píng)分的影響因素順序?yàn)椋築＞C＞A，即初始pH值＞初始糖度＞發(fā)酵溫度。

表4 貴人香白蘭地原酒回歸模型方差分析結(jié)果

圖4 貴人香白蘭地原酒各因素交互作用對(duì)感官評(píng)分影響的響應(yīng)面圖

2.2.2 響應(yīng)面分析及優(yōu)化

根據(jù)各因素間的等高線圖和三維響應(yīng)面圖來判定各因素間交互作用的強(qiáng)弱，也能反映出兩個(gè)因素之間的交互作用對(duì)響應(yīng)值的影響大小。等高線圖為橢圓形則說明兩者之間的交互作用強(qiáng)，反之則說明交互作用弱[18]。而三維響應(yīng)面圖的曲面坡度的幅度則說明響應(yīng)值變化的幅度，其曲面坡度越陡，則說明對(duì)響應(yīng)值的影響越大，反之則越小[19]。

由圖4 可知，各因素之間對(duì)響應(yīng)值均有影響，隨著各因素水平的上升，感官評(píng)分為先上升后下降的趨勢(shì)，說明多個(gè)因素對(duì)響應(yīng)值均有較顯著的影響。據(jù)等高線圖可以看出貴人香白蘭地原酒的初始糖度和其初始pH 值之間的響應(yīng)面曲面坡度較陡，等高線呈橢圓形，說明初始糖度與初始pH 值交互作用顯著，且pH 值對(duì)等高線圖的影響較為明顯，其三維響應(yīng)面的坡度變化較大，說明pH 值對(duì)貴人香白蘭地原酒的感官評(píng)分影響顯著，對(duì)響應(yīng)值感官評(píng)分的影響大。初始pH 值和發(fā)酵溫度的等高線圖以及初始糖度和發(fā)酵溫度的等高線圖也均為橢圓形，其三維響應(yīng)面的坡度變化略低于初始糖度和其初始pH值的等高線圖。

2.2.3 響應(yīng)面驗(yàn)證試驗(yàn)

通過響應(yīng)面分析預(yù)測(cè)得出最佳工藝參數(shù)為：發(fā)酵溫度14.21 ℃、初始pH 值為3.61、初始糖度21.19 °Bx，貴人香白蘭地原酒感官評(píng)分為95.5463。為了驗(yàn)證預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，按照所預(yù)測(cè)的最佳工藝條件進(jìn)行3 次重復(fù)試驗(yàn)。由于生產(chǎn)中的實(shí)際可操作性，將工藝條件調(diào)整為：發(fā)酵溫度14 ℃、初始pH 值為3.6、初始糖度21°Bx 以便于實(shí)際操作。最終得到產(chǎn)品酒精度為12 %vol，感官評(píng)分為94 分。實(shí)際結(jié)果與預(yù)測(cè)結(jié)果基本吻合，因此該模型能夠用于對(duì)貴人香白蘭地原酒發(fā)酵工藝參數(shù)的預(yù)測(cè)。

2.2.4 理化指標(biāo)

貴人香白蘭地原酒各項(xiàng)指標(biāo)：總酸含量為0.53 g/100 mL，酒精度為65 %vol，細(xì)菌總數(shù)≤100 CFU/mL；大腸桿菌≤3 MPN/100 mL；致病菌未檢出，各項(xiàng)理化指標(biāo)符合白蘭地國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

本研究以新疆瑪納斯產(chǎn)區(qū)貴人香葡萄為原料，通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面法優(yōu)化貴人香白蘭地原酒工藝條件，得出優(yōu)化結(jié)果：在發(fā)酵溫度14 ℃、初始pH 值為3.6、初始糖度21 °Bx、發(fā)酵15 d 的條件下，酒精產(chǎn)出量可達(dá)12%vol。蒸餾工藝：一次大火蒸餾，溫度不高于90 ℃，不截取酒頭酒尾，酒精度小于10%vol時(shí)停止蒸餾；二次文火蒸餾，溫度不高于85 ℃，截取酒頭酒尾，酒精度小于15 %vol 時(shí)停止蒸餾。在此條件下所得貴人香白蘭地原酒酒精度為65%vol，色澤透亮，口感醇厚，果香濃郁。