葡萄酒澄清工藝的研究進展

1不同澄清工藝的操作流程葡萄酒澄清是指通過特定的技術手段將葡萄酒懸浮物沉降的過程。由于膠體的作用,未經澄清處理的新葡萄酒往往渾濁、透明度差,為了保證葡萄酒質量,使其成為澄清透亮的合格產品,必須進行及時澄清處理,目前主要有以下幾種澄清法:(1)自然澄清法:通過自然沉降作用達到澄清目的,耗費時間較長且無法保證不良膠體顆粒沉降完全。(2)機械澄清法:通過機械過濾進行澄清,過大的膠體分子過濾困難,機械折舊率高。(3)下膠澄清法:通過添加專業下膠澄清輔料,使之與酒中不良膠體發生絮凝反應將其除去,此法澄清效率高、操作可控性強,是目前最普遍的澄清工藝。在實際澄清工藝中,三種澄清法并不是絕對獨立的,往往首先在新酒發酵完成后進行一段時間的罐儲自然沉降除去大量發酵酒渣、酒腳,隨后進行下膠絮凝除去造成渾濁的絕大部分大分子膠體物質,最后在裝瓶前再進行必要的穩定性處理并結合1~2次機械過濾處理,以保證出售酒品的穩定性。整個澄清工藝貫穿于葡萄酒后處理階段,需要綜合運用上述澄清法,方可獲得滿意的成品酒。1.1下膠機理理論下膠是通過添加專業下膠澄清輔料促使酒液形成絮狀沉淀而使酒澄清的方法。通過下膠不僅使葡萄酒的澄清度得到較大提升,還可去除酒的生青味和粗糙感,使酒的香氣、口感更為細膩,保障酒的生物穩定性,提高裝瓶前的過濾效率。關于下膠機理的解釋目前主要有兩種觀點:(1)帶有負電的懸浮微粒(霧濁微粒)和帶正電的澄清膠體微粒相互作用吸引,電荷中和后微粒絮凝。隨后,由于絮凝作用使微粒增大直至最后形成沉淀。這個過程通常需要幾天或幾周的時間,方能達到預期效果。(2)酒中單寧使澄清劑中蛋白質變性,親水膠體轉化為憎水膠體,在酒中金屬鹽的陽離子作用下凝聚沉淀。1.2專業下膠澄清輔料下膠澄清輔料的種類繁多,在實際生產中,針對性地選擇專業下膠澄清輔料,方可保障下膠的順利進行。葡萄酒中的膠體物質包括蛋白質、單寧、金屬離子、果膠、色素等,這些膠體物質都分別有各自對應的適宜輔料(表1):1.2.1不同添加量的血清粉/分液澄清劑對葡萄酒感官品質的影響對于紅葡萄酒下膠澄清,應盡量保證其顏色、香氣、口感在下膠過程中不會遭受損失,有研究考察了目前最高品質的專業蛋清粉(OVO/EAP)、明膠(GEP/SOL/GELP)和皂土(BGR/BMI/BEL)對同一款干紅下膠澄清后酒色、口感的影響。結果表明,蛋清粉對色度的影響最小、明膠次之、皂土最大(圖1);而口感和香氣方面,蛋清粉下膠處理后的干紅表現“香氣優雅、口感清爽,柔順”;明膠組表現“香氣細致,味協調舒爽”;皂土組表現“香氣純正,口味清爽、協調,但無蛋清粉處理的柔協舒愉,酒色稍淺”。因此,從技術角度來考慮,在紅葡萄酒下膠處理中,應根據所釀酒品檔次選擇下膠澄清劑:對于中、高檔紅葡萄酒應選用蛋清粉進行下膠,這樣成本增加有限,但產品品質可得到大幅提升,做到物超所值;而對于中、低檔紅葡萄酒,選擇明膠下膠則更為合適,這樣即保障了下膠的質量,又不會導致成本過高;通常情況下,不建議選用皂土進行下膠處理,原因在于采用皂土下膠的紅葡萄酒,其顏色損失較多,且口感較為淡薄粗糙。但如果單純考慮成本和澄清速度,皂土也是可用的,在這種情況下一定需要選用高品質專業皂土,防止負面影響擴大和帶來更多風險。特別值得一提的是,植源膠(PVR/PVE)作為源于植物的新型下膠澄清劑,在保證下膠質量的同時,可以很好地解決人們對傳統動物來源下膠澄清劑(明膠、蛋清粉、魚膠等)安全性的擔憂,同時也避免了皂土類下膠澄清劑對紅葡萄酒色、香、味等方面的負面影響。1.2.2不同種類復合抗氧化澄清劑的下膠配方對于白葡萄酒和桃紅葡萄酒,下膠的目的主要是除去酒液中的蛋白質、預防氧化和馬德拉反應,提高酒的澄清度。一般首先使用PVPP或酪蛋白處理以提高葡萄酒抗氧化能力,隨后再進行皂土脫蛋白處理,通常推薦采用優質皂土(BEL/BGR/BMI/BFF/BEC)進行下膠澄清。在選擇具體皂土型號時,需要綜合考慮澄清度、沉淀物體積、過濾性、脫色效果和去蛋白能力五大指標進行篩選。如圖2所示,對于高效型皂土,澄清度高、脫色去蛋白能力強的BEL和BMI是白葡萄酒和桃紅葡萄酒下膠澄清的首選,而脫色較少的BGR則亦可酌情用于紅葡萄酒下膠澄清處理;對于優質型皂土,BFF主要用于起泡酒的下膠澄清,BEC則是產生沉淀極少的專業鈣皂土。此外,明膠和魚膠等產品亦可用于白葡萄酒下膠澄清。在實際生產中,單純采用一款下膠澄清劑往往難以獲得理想的下膠澄清效果,有時需要多個下膠澄清劑和抗氧化劑聯合作用,而如果多次或反復進行澄清和抗氧化處理,難免會使酒體變得淡薄,顏色及香氣損失過多,反而會造成葡萄酒品質的下降,同時導致人力、物力成本增加。因此,一些新型的復合抗氧化澄清劑受到了廣泛的關注,它們一般是根據不同的工藝目的,將不同抗氧化劑和下膠澄清劑按特定比例復合調配制成,可以高效去除新酒中易氧化、褐變以及劣質多酚物質,預防或修復白葡萄酒、桃紅葡萄酒口感新鮮度、顏色品質的下降。這類復合抗氧化澄清劑主要有POL-PVPP+酪蛋白均衡產品;DEL-PVPP+酪蛋白+皂土均衡產品;LBV1-酪蛋白+皂土均衡產品;使用此類產品進行白葡萄酒、桃紅葡萄酒下膠處理時,僅需一次性添加即可獲得良好的多重下膠效果,避免下膠過量風險,沉淀快速且體積密實。1.2.3絮凝的澄清下膠對于紅葡萄壓榨酒、澄清困難或存在問題等酒品,下膠澄清的難度大,復雜性強,需要根據具體情況來選擇適合的下膠澄清輔料。(1)紅葡萄壓榨酒或腐壞低質葡萄所釀紅葡萄酒,其酒體質量和膠體狀況通常較差,口感粗糙、苦澀,采用常規下膠澄清劑無法到達滿意結果。對于這些紅葡萄酒,可使用紅葡萄壓榨酒優化劑PRZ或下膠王PRU,處理后的酒品口感圓潤度得到大幅提升,而之前存在的生青味和苦澀感則顯著下降(圖3)。由于PRZ和PRU是由優質蛋白澄清劑和礦物柔化產品組成的有機復合體,這類產品通常單獨使用,不需要添加輔助澄清絮凝產品,操作大大簡化的同時,極大程度地提高或改善了酒品質量。(2)具有嚴重氧化傾向或已明顯氧化的白葡萄酒和桃紅葡萄酒,在下膠階段單純使用皂土無法達到很好的處理效果。此時,采用抗氧化產品處理非常有必要,這類產品包括PVPP和酪蛋白。在兩者選用上,應該優先采用PVPP(BD-F)來預防和修復葡萄酒的氧化和褐變,恢復新鮮度之后再進行皂土的下膠處理;而對于一些氧化嚴重的酒樣,可以采用酪蛋白(CAS)進行處理,酪蛋白修復氧化的能力要強于PVPP,但同時也可能導致酒體變淡薄,因此應優先考慮使用PVPP,若PVPP達不到預期效果,方才考慮使用酪蛋白來進行處理。對于那些已受到嚴重氧化褐變的酒品,可采用植活炭(CTP/NAP/NAG)進行吸附脫色處理。(3)對于膠體含量多、下膠困難的白葡萄酒、桃紅葡萄酒,常采用經專門處理用于下膠的硅溶膠(SIL)進行澄清下膠,可有效提高澄清效果、防止下膠過量、并改善葡萄酒的過濾性。需要注意的是,硅溶膠不能單獨絮凝,必須通過和長鏈的蛋白膠體,如明膠、魚膠等配合使用而絮凝,可強化明膠或魚膠澄清效果,同時有效防止明膠等下膠過量。(4)對于高蛋白引起渾濁的酒品,或明膠等下膠過量的酒品,也可采用某些釀酒單寧(如VIB/TXE/TGA)進行澄清處理,效果十分顯著。綜上,酒師應根據自己葡萄酒的不同狀況來選擇不同的下膠澄清及抗氧化輔料,并且一定要選用高品質的專業產品以保障酒的質量并防范風險,切不可人云亦云,或者只圖便宜,或者只求下膠狠、澄清快,而錯誤選用不安全產品或不利于保障酒品顏色、口感、香氣質量的產品。下面列出常用下膠澄清階段所涉及的高品質專業輔料(表2)。2成品酒中產品的穩定性葡萄酒經澄清處理后,雖然透亮度得到了大幅提升,但此時的葡萄酒并未達到最終的穩定狀態,在儲存一段時間后,可能會出現新的渾濁和沉淀。若這種渾濁和沉淀出現在已裝瓶出售的成品酒中,則是消費者萬萬不能接受的,會嚴重影響酒廠品牌的形象。為了防止這樣的情況出現,必須在裝瓶前對葡萄酒進行穩定處理,以保障成品酒的質量。2.1外部環境因素與未經澄清處理的生葡萄酒不同,通常接受下膠澄清或陳釀調配后的酒品,葡萄酒溶液受到外界環境因素改變(pH、溫度、氣壓)或自身尋求新的平衡穩定體系傾向的影響,會產生一系列新的渾濁。這些渾濁主要有氧化性渾濁、化學性渾濁和微生物性渾濁三類,對葡萄酒進行穩定工藝處理,需要根據這些影響葡萄酒穩定因素的誘因,進行相應處理(表3)。2.2穩定工藝實踐葡萄酒穩定性的提高,預防永遠比修復重要,必須在裝瓶前確保葡萄酒穩定性達到標準。2.2.1氧化劑的加入對于氧化性渾濁,需要盡量減少葡萄酒表面與空氣的接觸以及酒中溶解氧的含量,前者一般通過隔絕空氣,吹入CO2或N2來排除容器空隙處的空氣,避免葡萄酒與氧的進一步接觸;而后者,酒中溶解氧的處理則要困難得多,目前常采用的方法是添加適量抗氧化劑SO2、Vc、沒食子丙酯、葡萄糖氧化酶等,這些物質具有強還原性,在隔絕空氣條件下,可使葡萄酒內溶解氧含量降低,從而減少出現氧化性渾濁的風險。值得一提的是,由于現代釀酒工業中對使用環境友好型輔料的意愿越來越強烈,一些可減少工業廢物廢氣產生和改善從業者工作環境和強度的SO2優化替代產品也相繼面世,其中即投型泡騰偏重亞硫酸鉀(POM-E10/E50)是目前一款比較成熟的產品,投放到葡萄酒中后將迅速泡騰釋放SO2,比起添加液態或氣態SO2,更為準確、便捷、安全地完成SO2添加。2.2.2阿拉伯膠fip的應用(1)對于低溫或高酒精含量時的酒石酸鹽結晶沉淀,可以通過冷穩定處理法和使用穩定工藝輔料來提高葡萄酒中酒石的穩定性。冷處理時需要將葡萄酒溫度降低至接近葡萄酒冰點(一般高0.5~1℃),并保持7~8d左右用于酒石的沉淀,同時也可添加天然高純度酒石酸氫鉀(COT)或酒石酸鈣(TDC)作為晶母來加速酒石的析出,此過程需不斷攪拌保持晶母懸浮于酒液中。為了預防裝瓶后酒石的析出,可在裝瓶前通過添加天然偏酒石酸(MAV40)阻隔微小酒石晶體遇冷相互結合生成大的結晶,同時添加阿拉伯膠(FIP)形成保護性膠體來抑制酒石沉淀,提高葡萄酒的瓶儲質量。(2)對于色素不穩定導致的色素沉淀,保持其穩定性最主要的方法是添加阿拉伯膠形成保護性膠體。作為一種由多種復雜多糖結合形成的長鏈分子,阿拉伯膠可以穩定地將紅葡萄酒中的色素束縛于其中,使色素分子不易受到外界環境(pH、溫度、氣壓等)影響而發生沉淀,從而增加其穩定性。同時,在最后裝瓶前,為了彌補色素物質的損失,還可以使用專業花青素產品(如葡萄皮色粉(FP12000(Q)/FP9000(Q))進行必要的調色處理。此時適量補充釀酒單寧(如VVR/TXE/TGA)或酵母多糖(OptiRED),可提高花青素的穩定性從而有效防止色素膠體物質的不穩定。(3)對于鐵、銅破敗病引起的渾濁和沉淀,在鐵、銅金屬含量不高的情況下,通常添加阿拉伯膠所形成保護性膠體也可有效地防止由鐵、銅與蛋白質反應結合一起的沉淀。(4)對于蛋白質變性或渾濁沉淀,最佳方案是采用熱穩定處理,使易于沉淀蛋白質充分變性,最終形成沉淀。此外,某些釀酒單寧(TXE/TGA/VIB)的適量應用,也可幫助復雜蛋白沉淀,并有助于含量較高的金屬離子的沉淀。(5)特別值得提出的是,新釀酒品需要提前裝瓶上市時,由于酒中化學性不穩定因素很多,而且時間較短,很易在灌瓶后出現不穩定渾濁或沉淀,應用阿拉伯膠(FIP)不僅必要,而且十分有效。上述若干化學性渾濁預防與修復方法在實際生產過程中是一個綜合運用的過程,不能單獨割裂開來,某些工藝可以同時達到若干穩定處理目標,只有根據酒廠具體情況和待處理葡萄酒酒況,方能制定最佳化學穩定處理方案。2.2.3so2的使用葡萄酒釀造也是一個微生物作用過程,微生物在葡萄汁和低酒精度葡萄酒中容易繁殖,有害菌可能導致渾濁的產生。常見的微生物病害有:酵母病害(酒花病)、醋酸菌病害、苦味菌病害、乳酸菌病害等,這些微生物病害不僅能導致酒體澄清度降低、生成粘稠物,還會造成過氧化味、醋味等不良口感的出現,破壞葡萄酒的穩定性。預防和修復此類渾濁,可以通過添加適量SO2及其優化替代產品-偏重亞硫酸鉀(POM-E10/E50)來抑制微生物生長,此外加熱殺菌或無菌過濾也可較為理想地除去葡萄酒中的微生物。需要強調的是,SO2并不是多多益善,而是應該盡量降低其用量,注意結合一些其它釀酒輔料協同作用來達到抑制微生物的目的,例如在保證葡萄酒中游離SO2濃度≥30~50g