果胶酶添加条件对葡萄酒品质的影响

戴铭成

（山西农业大学信息学院，山西 太谷 030800）

葡萄酒含有约600种对人体健康有益的成分。近年来，葡萄酒越来越受到人们的青睐，饮用葡萄酒成为一种时尚。葡萄酒中含有多种抗氧化剂，如酚类化合物，鞣酸，类黄酮，维生素C，维生素E，微量元素硒、锌、锰等[1]，能有效地消除或抗击氧自由基，因此，具有延缓衰老的功效。饮用葡萄酒可以有效地降低胆固醇和预防动脉粥样硬化。此外，葡萄酒中所含的多酚物质可有效抑制血小板的聚集，从而防止血栓的形成[2]。葡萄酒中的白藜芦醇可以防止正常细胞的癌变并抑制癌细胞的扩散[3]。适量饮用葡萄酒，能有效地遏制癌症的发生，还能起到预防各种疾病的作用，如预防坏血病、贫血、角膜炎，促进消化等[4]。

随着人们的生活品质越来越高，现在越来越多的人开始接触葡萄酒，葡萄作为酿造葡萄酒的主要原料，其除了含有果糖、色素、单宁等成分外，还含有一定量的果胶成分。葡萄酒在酿造过程中，果胶的存在不仅会对葡萄出汁量产生一定影响，而且会在某种程度上对成品酒体品质有一定的影响。果胶是一种由大分子组成的化合物，其主要成分是由半乳糖醛酸和其他糖组成的杂多糖。果胶可导致葡萄出汁率低，葡萄汁液浑浊，用未澄清的葡萄汁发酵甚至会影响葡萄酒酵母对原料的作用，从而降低葡萄原酒的品质。果胶酶的添加可以有效降低葡萄汁中果胶的含量，从而利于提高葡萄酒的品质[5]。

果胶酶可以将果胶分解成半乳糖醛酸和果胶酸[6]。果胶酶主要用于果蔬汁饮料和果酒的果汁澄清，对果胶的分解有很好的效果，果胶酶是一种曲霉菌株，是通过液体发酵和现代生物后萃取技术制备的高活性果胶酶制剂[7]。有研究表明，果胶酶甚至对水解植物细胞壁中的纤维素和半纤维素有分解作用，因此，其对增强葡萄酒酒体澄清效果有一定的帮助[8]。植物细胞壁在果胶酶的催化作用下被分解，其中所含有的色素、芳香物质和糖类被分解出来，为改善葡萄酒色泽和增加其香气提供了物质基础。

果胶酶是现代葡萄酒酿造中的重要辅料[9]，本试验主要通过研究葡萄酒酿造中果胶酶的添加条件来提高葡萄酒的品质，旨在为葡萄酒生产提供一定的指导。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

市售葡萄；盐酸（分析纯），氢氧化钠（分析纯），硫酸铜（CuSO4·5H2O），酒石酸钾钠，次甲基蓝指示液，甲基红指示液，无水乙醇，咔唑试剂，硫酸；半乳糖醛酸标准贮备溶液，无水葡葡糖。

1.2 试验方法

1.2.1 葡萄酒的酿造工艺流程 酿造葡萄酒的步骤：选料→洗涤→晾干→去梗→破碎→调整糖酸度→接种→前发酵→分离压榨→后发酵→陈酿→过滤装瓶[8]。

1.2.2 操作要点 酿造过程中要注意容器干净，操作时将手洗净，尽量做到无水无油，否则会影响葡萄酒的品质[10]；按0.2 g/L接种葡萄酒活性干酵母；在前发酵即将结束时，应立即让酒液与皮渣分离，对分离出的皮渣进行压榨[11]；分离压榨之后进入后发酵阶段，在后发酵阶段装葡萄酒的容器要装满，否则容易导致酒坏掉[12]。

1.2.3 酿造工艺优化单因素试验

1.2.3.1 不同发酵温度对葡萄酒品质的影响 选择pH值在4.0，果胶酶的添加量为0.20%，考察不同发酵温度（15，20，25，30，35℃）对葡萄酒品质的影响。

1.2.3.2 不同pH对葡萄酒品质的影响 选择发酵温度30℃，果胶酶的添加量为0.20%，考察不同pH 值（3.0，3.5，4.0，4.5，5.0）对葡萄酒品质的影响。

1.2.3.3 不同果胶酶添加量对葡萄酒品质的影响选择发酵温度30℃，pH值4.0，考察不同果胶酶添加量（0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%）对葡萄酒品质的影响。

1.2.4 酿造工艺条件的优化正交试验 以温度、pH和果胶酶添加量3个单因素，测定其透光率，以筛选最佳的工艺条件。具体试验因素与水平列于表1。

表1 葡萄酒发酵工艺条件因素水平

按照上述筛选好的最佳工艺条件制作葡萄酒，其中一种葡萄酒以不加果胶酶为对照，加入果胶酶的葡萄酒的为试验组，通过试验对比分析2种酒样理化指标之间的差异。

1.2.5 不同酒样理化指标测定方法

澄清度测定：将2种酒样分别以蒸馏水作参比，测定各酒样在600 nm处的透光度T600（%）[13]。色度的测定：将2种酒样分别以蒸馏水作参比，测定各酒样在520nm处的吸光度A520。酸度测定：将2种酒样用PHS-3酸度计测得酸度[14]。可溶性固形物含量的测定：将2种酒样用阿贝折光仪测得各酒样的折光率，再通过折光率与可溶性固形物含量对照表查得可溶性固形物含量[15]。还原糖含量采用廉-爱农法（以葡萄糖计）测定[16]。果胶含量采用咔唑比色法测定[17]。

2 结果与分析

2.1 单因素对葡萄酒品质的影响

2.1.1 发酵温度对葡萄酒品质的影响 由表2可知，发酵温度在30℃时透光率最高，而发酵温度较高时对于葡萄酒的酿造是非常不利的，温度过高酵母菌的生长受到抑制，酵母菌转化糖的能力明显下降；较高的温度容易导致染菌的发生，透光率自然会受到影响。温度较低时，酵母菌的代谢同样会受到抑制，酵母菌不能有效地将糖分转化为酒精。此外，温度过低或者过高不利于果胶酶发挥作用，从而影响葡萄出汁以及后期的酒体澄清度。

表2 发酵温度对葡萄酒品质的影响

2.1.2 pH值对葡萄酒品质的影响 葡萄酒中特定的酚类化合物会对酒体中的色泽产生的一定影响，同时，花色苷类化合物本身色泽的改变与pH值的变化有一定的相关性。酒中的色素物质主要存在于果皮中，且色素会和糖类物质发生化学反应，生成一种苷类物质，在不同的pH环境中，其可能会产生一些不同的同分异构体，呈现出不同的色泽。当pH值较高时，苷类物质的含量比较大，酒体呈现出的颜色比较浅，透光率较差；当pH值较低时，苷类物质含量比较小，酒体呈现出深色。但是，pH值过低对果胶酶的活性甚至酵母菌的活性会有很大的影响。由表3可知，相对较低的pH值（4.5）有助于提高透明度。

表3 pH值对葡萄酒品质的影响

2.1.3 果胶酶添加量对葡萄酒品质的影响 果胶酶的添加会直接影响葡萄酒的澄清度。此外，果胶酶还会促进整个发酵进行和颜色的生成。从整个发酵的过程来看，加入适量果胶酶的葡萄酒比加入不足量果胶酶的葡萄酒发周期更短。由表4可知，当果胶酶添加量为0.2%时，酒体澄清度最好，果皮等残渣相比其他添加量沉淀迅速，且发酵周期最短。果胶酶如果添加量过大时，由于果胶含量有限，多余的果胶酶会对酒体的澄清度产生不利影响。

表4 果胶酶添加量对葡萄酒品质的影响

2.2 正交试验结果

由表5可知，A2B2C3的透光率是9组试验中最高的，因此，确定其为果胶酶添加的最优工艺，即果胶酶添加量0.2%，发酵温度30℃，pH值4.5。极差的大小可以反映出试验中各因素影响作用的大小，本试验因素影响程度大小的顺序为A＞B＞C，即果胶酶添加量＞pH值＞温度。

本试验酿制的葡萄酒，在果胶酶添加量控制在0.2%，pH值为4.5，前发酵温度控制在30℃时，葡萄酒能够顺利进行发酵，且葡萄酒的风味更能较好地体现出来，酒体澄清度明显比对照组高，酒色红微带棕色，清澈透明，有传统葡萄酒的风味，酒体丰满，醇厚爽口、怡悦。

2.3 果胶酶对葡萄酒理化指标的影响

在酿造温度在30℃，pH值为4.5，果胶酶添加量控制在0.2%的条件下酿造出的葡萄酒与对照组（不添加果胶酶）进行对比，其在透光率、pH值、还原糖、可溶性固形物方面均高于对照组，果胶含量低于对照组。具体表现为，加入果胶酶的葡萄酒透光率为87.3%，吸光度为1.007，pH值4.3，可溶性固形物含量为13.8%，还原糖含量为4.3 g/L，果胶含量为7.3%；不加入果胶酶的葡萄酒透光率82.2%，吸光度1.575，pH值3.9，可溶性固形物含量为11.2%，还原糖含量为3.3 g/L，果胶含量为11.2%。经分析可知，加入果胶酶的葡萄澄清度高，色泽鲜亮，可溶性固形物含量高，还原糖含量适中，果胶含量低（表6）。

表6 2种葡萄酒的理化指标对比

3 结论

果胶酶的存在不仅有利于葡萄酒发酵的顺利进行，而且还能够增强葡萄酒颜色的稳定性及澄清度，同时，还有助于酚类物质的浸提[18]。本试验结果表明，果胶酶的最佳添加条件为：果胶酶添加量0.2%，pH值为4.5，酿造温度30℃。透光率和吸光度的大小反映了澄清度的大小，透光度越高，吸光度值越低，说明其澄清度越好，加入果胶酶的葡萄酒与对照组相比，透光度较大，吸光度值较低，说明果胶酶的添加可以改善葡萄酒的澄清度；加入果胶酶的葡萄酒酸度比对照组高，是因为果胶酶的添加使得葡萄中的果胶快速地分解，从而导致酸度升高。此外，添加果胶酶的葡萄酒的还原糖含量高于对照组，其原因是果胶酶的存在使得葡萄皮中的多糖降解，从而造成葡萄酒中的还原糖含量升高；添加果胶酶葡萄酒可溶性固形物含量较高，主要是因为果胶酶能够促进葡萄汁中果胶成分的分解，从而有助于葡萄原料中糖、矿物质、维生素等物质的溶解。