苏 洁 张军翔
SU JieZHANG Jun-xiang
(宁夏大学农学院,宁夏 银川 750021)
(Agriculture School of Ningxia University,Yinchuan,Ningxia 750021,China)
在葡萄酒中有很多呈味物质,它们以不同的浓度和比例组合,并与葡萄酒中的许多化合物相互作用,引起感官刺激使人产生鲜、涩、粗糙、圆润等口感。
糖、醇、酚类物质和酸,是葡萄酒中重要的呈味物质,使葡萄酒呈现特殊的口感,也决定了葡萄酒的典型性。在一定范围内,糖和醇可以赋予葡萄酒醇厚的感官性质,酸和酚类物质中的单宁对葡萄酒的圆润口感产生负面作用。单宁具有与蛋白质或其他聚合体(如多糖)结合的特性,在品尝过程中,当单宁与唾液蛋白的结合达到一定程度时会令人产生涩味和粗糙感[1]。只有这些物质相互补充达到平衡时,才能使葡萄酒具有圆润的口感。
糖是葡萄浆果中的重要营养物质,是葡萄酒酒精发酵的基质,同时还是葡萄酒中的重要呈味物质。根据其水解情况可分为单糖、低聚糖和多糖。葡萄浆果中的糖主要有葡萄糖、果糖、少量的戊糖和蔗糖以及多糖[2]。
1.1.1 葡萄果实中初始的糖 不同成熟度的葡萄含糖量不同,这些糖包括葡萄糖、果糖、阿拉伯糖、木糖、戊糖等。其中,戊糖含量较少,约为1.0 g/L左右。葡萄汁中所含的戊糖均为结合态,在发酵过程中会游离出来,对酵母来说,戊糖是不可发酵糖,因此这些糖被保存在葡萄酒中[2]。
初始含糖量与葡萄酒品质关系密切,一般而言,葡萄原料糖分含量高时,可溶性固形物含量也较高[4],葡萄酒口感圆润、醇厚,酒体丰满,结构感也比较强。冯韶辉[4]以蛇龙珠葡萄为研究对象,对葡萄初始含糖量与葡萄酒品质的关系进行了研究,发现初始含糖量增加,一些醇类的检出量有所增加,主要有 2-甲基-1-丙醇、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇、2,3-丁二醇,上述醇类具有各自独特的感官特征,其含量的适量增加有利于提升葡萄酒的口感质量,而1-丙醇的含量随着初始含糖量的增加有所降低,它具有辛辣味,其含量的变化也会对葡萄酒口感产生一定的影响。酿造优质干红葡萄酒,在选择原料时,应尽可能选择成熟度好含糖量高的果实。
1.1.2 多糖 多糖是由多个单糖分子脱水缩合形成,它的结构单位是单糖,之间以苷键相连接,常见的苷键有α-1,4-、β-1,4-和 α-1,6-苷键[2]。
酵母多糖是葡萄酒中一种重要的多糖,是影响葡萄酒圆润口感的主要物质。酒精发酵进行到一定程度时,死去的酵母开始“自溶”,释放出多种氨基酸、特殊的“香味”物质和多糖,这种多糖即酵母多糖,其有效成分是甘露糖蛋白,是存在于酵母细胞壁中的一种可溶性糖蛋白[5],在酵母的生长时期,可通过β-1,3葡聚糖酶作用于酵母细胞壁从酵母中释放,β-1,3葡聚糖酶在发酵(酵母的成长时期)和陈酿阶段(酵母的自溶时期)都有活性。糖蛋白是自然界分布最广的一类复合糖(又叫结合蛋白质),由多糖和蛋白质以共价键连接而成,多糖部分一般不超过15个单糖基[6]。酒精发酵期间,有生长活力的酵母细胞释放甘露糖蛋白到葡萄汁中,甘露糖蛋白的释放量主要取决于酵母的种类以及葡萄汁的浑浊程度,果汁不澄清,几乎没有大分子物质,但是,果汁澄清后,预冷12 h,大分子物质的量增长到76mg/L,用皂土处理,则达到164mg/L[7]。
甘露糖蛋白是由甘露糖聚合物共价连接在蛋白质骨架上构成的,位于细胞壁最外层,是组成酵母细胞壁的主要成分之一。甘露糖蛋白有利于白葡萄酒的蛋白和酒石稳定,能够削弱葡萄酒中单宁的尖刻感和收敛性,使酒体变的饱满肥硕[7]。后发酵过程中酵母泥自溶产生的甘露糖蛋白在陈酿阶段,有催陈除杂的作用,可以柔化葡萄酒的口感。
多糖影响葡萄酒口感的机理还没有弄清,可能是因为多糖包裹住了单宁分子,进而阻止了单宁与蛋白质的作用,减少了品尝过程中的“苦涩感”,增加酒体结构和圆润感[8]。甘露糖蛋白对单宁的稳定性也有影响,从而对葡萄酒圆润口感有影响[9]。现在一些试验证明[8],甘露糖蛋白可促进乙醇分子与水分子结合,从而降低酒类饮品中酒精带来的感官刺激,改善其质量使人们在品尝过程中更加愉悦。
在葡萄酒中醇为发酵产物,产生于酒精发酵阶段,主要为乙醇,其它醇类物质大约占5%。
1.2.1 乙醇 在葡萄酒酒精发酵过程中,葡萄糖、果糖经糖酵解(EMP)途径生成丙酮酸,丙酮酸经丙酮酸脱羧酶(PDC)催化生成乙醛,释放出二氧化碳,乙醛在乙醇脱氢酶(ADH)的作用下最终生成乙醇[2]。乙醇含量的多少对葡萄酒品质有明显的影响作用。
乙醇有既有味又有粘膜反应的复杂味感,对葡萄酒的口感有双重影响:①酒精本身有甜味并可明显增强糖的甜味,这一特性使其可加强葡萄酒的厚实感;由酒精引起的热感及令人舒适的苛性感,不仅补充葡萄酒本身的味感,并且与其它的特性相融合,使葡萄酒具有醇浓性,肥硕圆润。需注意的是醇浓性、肥硕圆润与足够高的酒度相联系,只有在酒度高于11%(V/V)时,才能明显地表现出来。如果乙醇含量低于10%(V/V)酒味平淡,不会具有肥硕圆润的特性。②酒精含量过高时,如含量高于14%会明显表现出“酒精味”,其乙醇的不良味感即令人不舒适的强烈的热感和苛性感以及苦感会表现出来。因此,如果葡萄酒酒度过高而造成不平衡时,会降低葡萄酒的厚实感。乙醇也会在氧气和乙醛的存在下与酚类结合使葡萄酒口感变得更加柔和[10]。
1.2.2 甘油 甘油(丙三醇)存在于各类葡萄酒中,是葡萄酒中除水、酒精以外的含量最丰富的成分[11],是酵母菌酒精发酵过程中的副产物。在酵母的糖代谢过程中,葡萄糖经酶促反应生成1,6-二磷酸果糖,然后在醛缩酶的作用下,分裂成磷酸二羟丙酮和甘油醛-3-磷酸,磷酸二羟丙酮在还原酶的作用下,生成3-磷酸-甘油,这一过程消耗掉一分子的NADH2,然后,甘油磷酸再在磷酸甘油磷酸化酶的作用下,脱去磷酸生成甘油,这也就是甘油发酵[2]。
甘油在葡萄酒中的含量通常为5~14 g/L,在贵腐白酒中含量高达25 g/L[11]。甘油具有甜味及黏性,一定含量的甘油可赋予葡萄酒圆润、柔滑、甘甜、肥硕、更易入口的特性,也可用于平衡酒中的酸感,增加口感复杂性,是高品质果酒的重要成分[12]。Jones等[13]研究了多糖、葡萄酒蛋白、挥发性化合物、甘油和乙醇对模拟葡萄酒感官性质的影响,研究发现,10 g/L甘油可促进葡萄酒总的风味强度,高乙醇含量增加酒的不愉快的灼热粗糙感和苦味,甘油存在时可感觉黏度增加,会抵消这些不良味感。
1.2.3 高级醇 在所有酵母参与的发酵中,都会产生一定量的高级醇,目前已从葡萄酒中检测到100余种,比较重要的有正丙醇、异丁醇、异戊醇和活性戊醇等[2]。
高级醇是葡萄酒的主要香气物质和大量酯类的前体物质,经自然发酵产生的高级醇的量较多,因此,自然发酵而成的葡萄酒酒体更醇厚丰满[14]。在葡萄酒的成熟和陈酿过程中,高级醇发生氧化、聚合等作用生成醛、酯等,增加了酒的香气,同时也使葡萄酒的口感更加醇厚圆润协调[15]。
(1)对工程项目的相关目标进行制定。在施工项目中,不论工程的大小,都需要对工程的目标进行制定。工程目标在工程施工中能够对工程进度进行科学的衡量,关系到整体工程的最终成败。
葡萄果实中含有大量的酚类物质,主要分布在果皮、种子、果梗中,在果皮中的含量尤其高[16],是葡萄特有的构成成分。葡萄酒中的酚类化合物主要有以下4大类:单宁,花色苷,酚酸和黄酮类物质,对葡萄酒圆润口感起主要作用的物质是单宁,一些低分子量的酚类物质,如儿茶酸、酚酸等,这类化合物具有一个苯核或酚核和一个至几个酚官能团——羟基(-OH)[2],对葡萄酒的口感也有影响[17],葡萄酒中的酚酸可赋予葡萄酒的苦味与涩味,对酒和酒体的协调有直接影响[18]。
1.3.1 单宁 单宁是由一些非常活跃的基本分子通过缩合或聚合作用而成的。类黄酮和非类黄酮的聚合物统称为单宁[19]。单宁具有与蛋白质或其他聚合体(如多糖)结合的特性,其中单宁与蛋白质的结合是最重要的特征。单宁与水溶性蛋白质结合,使其沉淀出来,如对唾液蛋白的结合达到一定程度时令人产生涩味的感觉[20]。
在苹果酸—乳酸发酵过程中,对葡萄酒进行适量的氧气处理,葡萄酒的苦涩感和收敛性会有所降低[21]。同样,利用橡木桶陈酿可以使葡萄酒柔化,通过桶壁的微孔,适量的氧气也能够缓慢的渗透到桶内,葡萄酒发生适当的氧化,促进其成熟,单宁柔化,单宁分子间的聚合以及与蛋白质的结合得到促进[22],从而使尖酸、生涩的酒液较之前变得柔和、圆润、细腻,改善葡萄酒的口感[23]。
另外苹果酸—乳酸发酵能加大单宁聚合程度和增加单宁胶体层,这种改变会使酒的口感变得柔和圆润[24]。单宁—多糖苷(T-S)复合物也是构成红葡萄酒圆润质量特征的要素。
1.3.2 花色苷 花色苷是由花色素与葡萄糖结合形成的一类糖苷。天然花色苷糖基基本结构为3,5,7-三羟基-2-苯基苯并吡喃。花色素因3、5位上取代基差异而有不同种类[25]。其结构稳定性较差,容易受化学或物理因素影响而发生变化[18]。
花色苷主要存在于红色品种的葡萄中,它本身对葡萄酒的口感基本没有影响,但它与单宁相互化合形成的复杂化合物,有助于单宁在葡萄酒中保留[16]。A.Oberholster等[26]以酿造红葡萄酒的方式酿造白葡萄酒,发现白葡萄酒的收敛感有欠缺,表明在发酵过程中花色苷通过与单宁的作用影响葡萄酒的圆润口感。
葡萄酒中的有机酸,主要包括苹果酸、酒石酸、柠檬酸、琥珀酸、醋酸、乳酸六大类。
酿酒葡萄主要的酸是苹果酸和酒石酸,两者占总酸量的90%以上。酒石酸的酸性相对较强,在葡萄酒发酵过程中一般不会被代谢。酒石酸被认为是构成葡萄酒酒体的重要成分,如果酒石酸被特定的细菌代谢,则会使葡萄酒酒体变得瘦弱、平淡,缺乏圆润感,这种病害在葡萄酒化学中被称为“泛浑病”[27]。
通过苹果酸—乳酸发酵能降低葡萄酒的酸度(将二元酸转化为一元酸),pH升高,同时降低生酒的生青味和苦涩感,使之更为柔和、圆润、肥硕[28]。
葡萄酒圆润口感主要是通过感官判定的,国内外还没有一个具体的指标衡量葡萄酒的圆润度,但是已经有分析方法可以评价红葡萄酒收敛性与单宁之间的相互关系,从而间接的评价葡萄酒的圆润度。
“明胶指数”是研究酚类物质对葡萄酒口感特性影响的分析指标,该指数表示单宁分子与蛋白质结合的能力,因而可以反映葡萄酒的涩感(收敛性)强度[28]。
明胶指数的检测步骤:吸取10 mL葡萄酒样品于试管中,加入1mL 2%的明胶,置于冰箱中3 d后取出离心分离沉淀,取上清液测单宁含量,再用明胶处理前的值减去处理后的值即为明胶指数。单宁与蛋白质结合产生收敛性与单宁的分子量有关,只有单宁分子量在500~3 000 Da的范围内,才能与蛋白质结合。一般情况下,明胶指数越大,说明单宁与蛋白质结合的能力越强,这种酒更适合陈酿,通过陈酿,它的口感可以更圆润柔和[29]。
现在单宁的定量分析法较多,但它与所引起的感官收敛性之间的相关性还没有广泛的探究。有研究人员[30]采用在280 nm处的吸光度法、使用单宁与DMCA(4-二甲基氨基肉桂醛)反应法、蛋白质沉淀法、间苯三酚法和GPC法(凝胶渗透色谱法)5种单宁测定方法与感官收敛性强度进行比较,并根据大多数葡萄酒生产厂家的实际情况,认为蛋白质沉淀可能是最适合的方法;间苯三酚法和GPC法,这两种测定单宁的方法用于判定感官收敛性也较为可靠。准确有效的判断单宁品质与感官收敛性之间的关系,对指导优质葡萄酒的酿造有深远意义。
明胶指数强调了酚类物质与葡萄酒涩感强度的关系,涩感是影响葡萄酒圆润度的一个方面,因此用明胶指数不能全面的衡量葡萄酒的圆润度,并且成年葡萄酒中的明胶指数往往较低,现在还不能全面合理的解释这一现象。单宁分析法也存在同样的缺陷,研究[30]显示单宁种类已经成为判断红酒酒龄的重要依据,也影响感官评价,因此在进一步研究单宁分析法与感官收敛性的同时,有必要寻求一个理化指标或分析方法,建立各种物质的综合影响与葡萄酒圆润度的关系。
酿酒葡萄的质量决定了葡萄酒的先天品质。生产上要求选择成熟度好的葡萄,通常用成熟系数(M),即糖/酸比来衡量成熟度[31],一般而言,要获得优质的葡萄酒,M必须大于或等于20[28]。未成熟的原料中,脂氧化酶活性高,易形成生青味,且苦涩单宁和有机酸含量高,缺乏干浸出物[2],酿造出的葡萄酒口感粗糙。
实践证明,二氧化碳浸渍酿造的葡萄酒口感更为柔和,这主要是因为这类葡萄酒的总酸量和多酚类物质的总量都较低。在二氧化碳浸渍过程中,苹果酸有苹果酸酶在厌氧的条件下分解。因此,在酒度相同的情况下,其口味就更加圆润、丰满、流畅[28]。在苹果酸—乳酸发酵及陈酿后期,对葡萄酒进行适量微氧处理,使单宁被软化,单宁分子间的聚合以及与蛋白质的结合得到促进,葡萄酒的口感也会更加圆润柔和[32]。对于红葡萄酒来说,可在老熟陈酿期间将酵母多糖直接添加到葡萄酒中,这样能够促进单宁与多糖的结合,提升葡萄酒口感圆润度和饱满度,增强酒体结构,突出表现葡萄品种和产地的典型性特征。利用橡木桶陈酿,由于桶壁的通透性,氧可以缓慢持续的进入葡萄酒,促进了单宁的聚合,并且还有橡木多糖的介入,这都可使葡萄酒口感更趋圆润柔和。对于现代大规模储酒陈酿,在葡萄酒成熟过程中通入微量氧,并添加橡木片,模拟橡木桶的陈酿环境,在提升葡萄酒品质的同时还可以有效的节约生产成本[33]。
从葡萄种植到葡萄酒酿造直至后期的陈酿,期间需要经历纷繁复杂的反应过程,各种物质单独或相互作用,形成了葡萄酒圆润的口感。国内外针对葡萄酒圆润口感的专项研究还比较少,其中具体的化合物及之间的反应都还未有深入的探索,还需要做大量的创新及实践工作来探究这个博大而又未知的世界,争取建立圆润度与具体物质之间的关系,从而能客观的衡量葡萄酒的圆润度,并且在辅料制备和工艺革新等方面可以有所突破,进而在各个方面都能对葡萄酒进行有效的控制,赋予葡萄酒更高的品质。
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