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不同发酵设备对红葡萄酒品质与白藜芦醇含量的影响
摘 要：试验以宁夏贺兰山东麓产区的赤霞珠葡萄为试材,分别采用立式循环喷淋发酵罐、自喷淋发酵罐进行酒精发酵,研究了不同发酵设备对红葡萄酒品质及白藜芦醇含量的影响.结果表明：采用自喷淋发酵罐酿制的赤霞珠干红葡萄酒的酒精度、总酸、色度、单宁和白藜芦醇均高于立式循环喷淋发酵罐；色泽、香气、口感等感官品质也均好于立式循环喷淋发酵罐.
关键词：葡萄酒；酒精发酵；立式循环喷淋发酵罐；自喷淋发酵罐；白藜芦醇
中图分类号：S663.1 文献标识码：A
DOI：10.13414/j.cnki.zwpp.2017.01.009
Effects of different fermentation equipments on the quality of red wineand resveratrol contentQIAN Weibin, ZHANG Meiling, LYU Wen, WANG Bo, LI Hongyan
(Sino-France Dynasty Winery Co.Ltd., Tianjin 300402, China)
Abstract: Cabernet Sauvignon grape from eastern foot of Helan Mountain of Ningxia was used as materials, theeffect of vertical circulation spraying tank and self-spraying fermentation tank on the resveratrol content and thequality of dry-red wine were investigated. The results showed that the contents of alcoholic, total acid, tannin,resveratrol and the chrominance of Cabernet Sauvignon dry red wine using self-spraying fermentation tank werehigher than that using the vertical circulation spraying fermentation tank. Wine sensory qualities such as color,aroma and taste were also better than those fermented in vertical ones.
Key words: wine; alcohol fermentation; vertical circulation spraying fermentation tank; self-spraying fermentationtank; resveratrol
白藜芦醇化学名称为芪三酚（Resveratrol,3,4´,5-三羟基二苯乙烯）,是植物界分布较广的羟基二苯乙烯芪类化合物；无味、灰白色粉末,微溶于水,溶于有机溶剂.它多以其单体及糖苷（piceid,3,4´,5-三羟基二苯乙烯-3-β-D-葡萄糖苷）形式存在,一般有4种存在形式：顺式、反式白藜芦醇和顺式、反白藜芦醇糖苷[1-6].
自然界很多农产品中都存在白藜芦醇,如葡萄、桑椹、花生红衣、虎杖等.它产生于葡萄叶表皮和浆果皮中,是植株对真菌病害感染反应的结果[7],具有抗氧化效能,是葡萄中的一种重要的植物抗毒素.白黎芦醇能够阻止低密度脂蛋白的氧化,因而具有潜在预防心脑血管疾病、防癌、抗病毒及免疫调节作用.
葡萄酒中的白藜芦醇是发酵期间由葡萄果皮经过果胶酶诱导,经乙醇的浸出而转移到酒体中的.不同的葡萄品种、不同的种植农艺形式、不同的生态环境和葡萄酒酿造工艺都直接影响葡萄酒中白藜芦醇的存在形式和含量,其中酿造工艺过程控制不当、葡萄酒的氧化对白藜芦醇的含量及消长影响最大[8].
立式循环喷淋发酵罐是目前使用最为普遍的红葡萄酒浸提发酵设备,它是用泵循环喷淋泡盖对葡萄实现浸提,以提取葡萄中的色素和有益物质,但一直存在循环管道易堵塞、果肉过度破坏和排渣麻烦等问题,此外还有各种密封件漏酒、齿轮箱漏油等等,设备的维修工作量很大.自喷淋发酵罐使用一个罐内的缩颈和储气腔,集中了发酵气体喷发的力量,使喷发的气体中夹带了液体果浆,对泡盖进行喷淋,整个过程几乎完全不使用机械设备.与立式循环喷淋发酵罐相比具有以下优点：不使用电力,节省劳动力,泡盖的搅拌不使用泵和其它机械,优化了色素和其它提取物的自然释放,优化了皮渣的滤取和葡萄核的提取,大部分皮渣用重力直接排入压榨机,不需要做任何调整即可用来做储酒罐.它不仅使工作更容易还提供一个可以保证获得更好酿造效果的工作条件.
本文以立式循环喷淋发酵罐和自喷淋发酵罐在酒精发酵后红葡萄酒品质和白黎芦醇的变化开展研究,探讨不同发酵设备对红葡萄酒品质及白藜芦醇含量的影响.
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
赤霞珠葡萄：2014年宁夏产区；RC212酵母和HE果胶酶：法国LAFFORT公司；高锰酸钾、磷酸氢二钠、柠檬酸、靛胭脂：分析纯,北京化学试剂厂；反式白藜芦醇标样：纯度99.5%,美国sigma公司；反式白藜芦醇糖苷标样：纯度＞99%,北京迪尔塔金生物技术有限公司；乙腈：色谱纯,美国TEDIA公司.
1.2 仪器与设备
高效液相色谱仪：四元梯度泵,Waters公司,600E型；真空在线脱气机：Waters公司；紫外检测器,Waters公司,2487型；二极管阵列检测器,PDA,Waters公司,996型；32M Millennium液相色谱化学工作站；紫外分析仪：上海顾村电光仪器厂,ZF-1型；超声波清洗仪：江苏昆山超声波仪器厂；WINESCAN葡萄酒分析仪：丹麦Foss公司,FT-120；紫外分光光度计：北京普析通用仪器有限公司,1810型；破碎机；立式循环喷淋发酵罐；自喷淋发酵罐；酒泵等.
1.3 方法
1.3.1 不同浸渍发酵设备对葡萄酒品质检测
选取2014年宁夏贺兰山产区赤霞珠葡萄为原料,选择两组理化指标相近的发酵浆,分别采用立式循环喷淋发酵罐、自喷淋发酵罐进行对比试验,使用相同的辅料（HE果胶酶和RC212酵母）.发酵期间每天早8:00检测温度、比重、色度、单宁的变化,进行发酵状态、发酵时间、口感等方面的对比；酒精发酵结束后,由品尝小组进行感官评定；取原酒以0.45 μm纤维滤膜过滤,在-4 ℃冻藏,待HPLC检测白藜芦醇.选择4个发酵罐,进行两组平行实验,结果取平均值.
1.3.2 葡萄酒中白藜芦醇及其糖苷的检测
准确称取一定量的反式白藜芦醇与反式白藜芦醇苷标样,以40%（体积比）乙腈配制反式白藜芦醇与反式白藜芦醇苷标准样品溶液,避光、低温保存,备用.顺式白藜芦醇及顺式白藜芦醇苷标样在303 nm紫外线下由反式白藜芦醇与反式白藜芦醇苷照射获得.
色谱检测条件：色谱柱为Inertsil ODS-3 C18柱（4.6mm×250 mm,5 μm）,流动相A为5%乙腈水溶液,流动相B为纯乙腈.二元梯度洗脱,初始为90%流动相A、10%流动相B,40 min时流动相A、B各50%,保持5 min.检测波长306 nm,流速0.6 mL/min,柱温室温（恒定）.
葡萄酒样品采用10000 r/min离心10 min,再经0.45 μm滤膜过滤后,直接进样,进样量为20 μL.
2 结果与讨论
2.1 不同浸渍发酵设备对葡萄酒品质的影响对比图1和图2发酵速度比较,自喷淋发酵罐酒精发酵启动快,发酵第3天比重降至1018,立式循环喷淋发酵罐发酵第3天比重为1050；从发酵时间比较,自喷淋发酵罐平均天数为5 d,立式循环喷淋发酵罐平均天数为6 d,自喷淋发酵罐比立循环喷淋式罐发酵时间短1 d.
2.2 酒精发酵后白黎芦醇含量对比
从表1、表2可以看出：自喷淋发酵罐的酒精度高于立式循环喷淋发酵罐0.6 %vol,自喷淋发酵罐平均17.9 g糖转化为1 %vol酒精,立式循环喷淋发酵罐平均18.9 g糖转化为1 %vol酒精,自喷淋发酵罐的产酒率高于立式循环喷淋发酵罐.
从其pH及总酸来看,自喷淋发酵罐酒精发酵后总酸高于立式循环喷淋发酵罐,但pH值也高于立式循环喷淋发酵罐（偏碱性）,这说明自喷淋发酵罐的游离氢离子少于立式循环喷淋发酵罐,立式循环喷淋发酵罐进行开放式循环,放出二氧化碳,存于发酵浆中的二氧化碳较少[9].而自喷淋发酵罐是用发酵产生的二氧化碳气循环,存在于发酵浆中的二氧化碳气较多,与游离的氢离子结合形成弱酸根HCO3
－,所以酒液的pH较高,有利于二氧化碳浸提,也说明葡萄酒中总酸与pH值并非正相关,此结果与邢凯[10]的结论相符合.
从色度、单宁和白黎芦醇的含量来看,自喷淋发酵罐色度10.1、单宁2.8 g/L、白黎芦醇总量6.01 mg/L,立式循环喷淋发酵罐色度8.8、单宁2.1 g/L、白黎芦醇总量5.63mg/L,自喷淋发酵罐均高于立式循环喷淋发酵罐.自喷淋发酵罐酒精发酵启动快,因此其发酵液中乙醇的浸渍作用得到强化,对果皮中色素、单宁及白黎芦醇的提取效果较立式循环喷淋发酵罐更完全[11].自喷淋发酵罐利用葡萄汁液自身发酵产生的CO2,对皮渣的定时自动翻腾和喷淋,保证了在不损伤皮肉和籽的前提下,更有效地提取葡萄中的色素、香味物质和酚类物质[12].
从感官品质来看.（1）香气方面,自喷淋发酵罐发酵的葡萄酒果香比立式循环喷淋发酵罐好,有干草味、芳香；（2）颜色方面,采用自喷淋发酵罐酿造的酒,颜色超过立式循环喷淋发酵罐酿造的酒,这是由于浸提出的单宁相对较高,在微氧的作用下色素物质与单宁结合使色素固定下来,成为稳定的颜色；（3）口感方面,采用自喷淋发酵罐酿造的酒,结构感比立式循环喷淋发酵酿造的酒明显增强,单宁相对圆润柔和,口感醇厚深沉,因为在自喷淋翻腾过程中,大量的带有生青苦涩单宁的葡萄核沉到了罐底,浸提出来的单宁是葡萄皮上相对成熟的单宁,这些成熟单宁比立式循环喷淋发酵罐带核浸提的单宁口感柔和,经过几个月的缩合和聚合作用变得更加柔顺[13].
3 结论
采用自喷淋发酵罐酿制的赤霞珠干红葡萄酒的酒精度、总酸、色度、单宁和白黎芦醇均高于立式循环喷淋发酵罐,高出值分别为酒精度0.6 %vol,总酸0.3 g/L,色度1.3、单宁0.7 g/L、白黎芦醇总量0.38 mg/L；自喷淋发酵罐发酵时间短、出酒率高；使用自喷淋发酵罐酿制的酒的香气、口感均好于立式循环喷淋发酵罐酿制的酒；可见,使用自喷淋发酵罐能酿出品质及白黎芦醇含量均高的红葡萄酒.
科学家揭开赤霞珠基因组的奥秘
赤霞珠是品丽珠和长相思的杂交后代,也是世界上最受欢迎的酿酒品种.专家认为,赤霞珠的起源最早可追溯到18世纪.
最近,科学家们利用复杂的软件对其进行了基因测序.参与该研究的加州大学（戴维斯）葡萄遗传学专家Dario Cant说：“项目揭示了赤霞珠与其他酿酒品种之间的差别,这有助于帮助育种者将优良特性融入到新的葡萄品种中.”
该软件称为FALCON-unzip,是太平洋生物科学公司（Pacific Biosciences）结合新的DNA测序技术开发的.研究人员用该方法获得了三种生物体的基因组,包括赤霞珠,软件的详细介绍及测序结果发表在2016年10月份的《Nature Methods》杂志上.
早在2007年,意大利和法国研究人员首次公布了葡萄的基因组测序,但当时使用的材料是专门为测序培育的品种,而此项目使用的是生产上在用的赤霞珠品种.
Cantu解释说：“目前最受欢迎的葡萄品种是杂交品种,对它们进行精细分析很复杂,也很困难.赤霞珠及其亲本都是广泛种植的优质品种,本研究结果可帮助我们解释它固有的复杂性,以及揭示其特定遗传特征具有挑战性的原因.”
Cantu认为,该技术最大的应用潜力是帮助种植者应对气候变化的影响.他说：“现有的栽培区可能很快变得不太适宜葡萄的生长,要想继续得到优质酿酒原料,现有品种应该对高温、干旱,甚至盐度具有更强的适应性.”
编制各种葡萄品种基因组图谱有助于准确描述遗传标记与酿酒师想要的特定风味、酒中健康化合物、抗病虫害能力以及其他性状之间的关系.这些数据可以帮助人们通过育种或者遗传修饰方法进行不同品种之间的基因组合.
测序技术还可以帮助科学家更好的了解葡萄品种的演变史.最近的一项研究发现,黑比诺之所以经常出现突变,可能由于它能够吸收攻击病毒的遗传物质.这些信息可以帮助人们在基因水平上了解葡萄演化中发生的变化.
通过研究特定品种的基因组,可以发现其父母本具有的遗传性状.例如在赤霞珠基因组中,哪些遗传物质来自品丽珠,哪些遗传物质来自长相思呢？更重要的是,他们是如何配合工作的？
Cantu认为,这仅仅是一个开始.在未来几年,他们将进行更多探索,例如最优质的酿酒葡萄品种是如何工作的？如何让它们变的更好?
来源：http://www.winespectator.com/webfeature/show/id/Scientists-Unrel-Cabernet-Sauvignon-Genome
（李旋 编译）
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