无核紫葡萄干燥特性及葡萄酒酿造工艺研究

□ 杨四杰 山西农业大学

1 引言

通过现阶段的葡萄酒酿造工艺分析可以了解到，一般情况下葡萄酒多采用皮汁分离的原料处理工艺，在选择原料时也注重短时间内果皮、果肉的混合发酵，最终形成桃红色葡萄酒。但是与其他农产品的干燥过程相比，葡萄的干燥过程比较复杂，且葡萄表皮附着的蜡质也使得需针对性地开展技术研究工作。

2 当前的葡萄制干技术模式

2.1 自然干燥

葡萄的品种划分为有核葡萄与无核葡萄，烘干用的葡萄一般选择含糖量较大的无核葡萄制作，目的在于保障制作后的产品甜度。葡萄的干燥方法中，自然干燥不需要特殊设备，包括阴干与晒干两种方式。自然干燥的过程中会将葡萄串摆在芦苇席之上，之后在不断地进行翻动，干后的葡萄粒也会脱离果柄掉落。不同的葡萄种类在数量、预加工方式上有所差异，烘干结束后的葡萄经杂质筛选后，其葡萄成品质量达到标准即可用于储存。

但需要注意的是，这种传统自然干燥工艺存在着一些显著问题，包括时间过长、产品损失情况严重、空间利用不足等问题，在一定程度上可能会影响葡萄制品本身的质量。无核葡萄在干燥过程中本身也会面临腐烂问题，尤其是一些多雨季节出现腐烂的情况更加严重，出现减产。因而木刺挂晾方法通常用于防止腐烂，然而产品褐变问题也随之出现。对此，需分析自然干燥环节下的扩散系数与产品品质之间的关系，测定葡萄干燥速度与晾房内空气湿度、气流速度等之间的关系，这些研究结果对于优化晾晒条件，缩短干燥周期，提升葡萄干燥的产量和质量方面都具有重要的参考作用。但总体来看由于自然晾干过程无法做到完全人为控制，受自然环境的影响程度大，生产的连续性无法保障，最终仍然需要在技术上作出调整。

2.2 太阳能干燥

太阳能干燥同样是利用太阳辐射能与太阳能干燥设备来进行的干燥作业。这种作业需要大面积的场地支持，同时也需要较长的干燥周期，劳动强度较大。与前文提到的自然干燥相似，该方法也无法控制外界的环境因素，例如雨水带来的霉变腐烂问题等。不过太阳能干燥方法作为一种清洁可再生的干燥方式，受到了技术层面的广泛关注。因为太阳能干燥可以满足农业生产大多数情况下的低温干燥要求，可以将其作为农产品干燥的一种可参考方式。相关的研究中也提到了太阳能干燥对葡萄干制的技术支持，对比传统设备提出规模化生产的可能性。

另外有研究分析了太阳能与空气热能之间的联系，利用不同的热源作为干燥加工手段满足果品干制所需求的干燥工艺要求，不存在干燥过程中的污染问题，产品质量安全在一定程度上得到了提升。在我国新疆当地，太阳能制干装置已经正式投入在葡萄干的生产过程当中。

2.3 机械干燥

机械干燥需要通过技术手段来辅助，例如热风干燥，葡萄出干率较好，能够保持良好的产品色泽与风味。另外气流干燥也能解决产品品质与干燥效率方面的问题，因为气体本身具有较高的速度，可以在冲击物料表面时与物料之间形成边界层，能耗低、传热速率控制情况良好，可以起到良好的节能作用。以无核紫葡萄为例，其干燥过程存在三个阶段，即预热阶段、恒速干燥阶段、降速干燥阶段，风速和风温提升时干燥时间明显缩短，温度条件控制在良好的条件下，可以让干燥时间大幅缩短。

近年来的研究过程中也逐渐地对微波干燥进行了讨论，微波技术的应用过程中也会和其它技术进行联合应用，温度较低的情况下可以相对稳定地保留食物本身的感官品质。微波本身还具有杀菌作用，相对而言还可以延长食物的保质期，这一方面的生产效率问题、能耗问题也会成为今后的研究重点。

而有关真空干燥、远红外干燥的方式在我国也得到了推广应用，但是在葡萄干燥领域内仍然属于较新的技术，在此不作过多赘述。

3 无核紫葡萄干燥特性分析

农产品的干燥过程是一种复杂的热质传递过程，受到物料本身的结构、形状等多个方面影响的，同时也会因为加热方式的差异而产生条件的变化。热风干燥作为葡萄干燥的最典型方式之一，对其干燥特性的研究也具有代表性，即在不同温度条件下对于干燥动力学指标产生的影响，可以为干燥工艺的改进提供技术理论基础[1]。

3.1 实验材料设备

实验材料选择新鲜的无核紫葡萄，选择无破损与病虫害的原材料，为同一批次采摘，然后将实验产品放于冷冻库内。

实验仪器包括电子天平、数显卡尺、恒温恒湿试验机。

3.2 实验过程

分别选择颜色、大小比较接近的葡萄，将其放置在3.5%（w/w）的促干剂溶液中浸泡，之后将样品取出，在干燥之前将所有的残余水分控干，然后将处理完毕的样品分为A和B两个部分。称重等一系列过程应尽量保持样品的完整性。恒温恒湿设备调整至相应的参数进行烘干，实验温度选择30、40 ℃两个水平，空气湿度保持在30%，风速保持在3 m/s。含湿率的计算方式如式（1）。

式（1）中：M为含水率，m为湿重，md为干粒重

具体来看，对于含有水分的物料来说表面存在水蒸气分压，在物料周围空气的相互作用下，在受到水蒸气分压力的影响下，湿的物料变干，物料表面会从空气中吸收水蒸气，在相对平衡的状态下，物料的含水率就被称为平衡含水率。试验过程中的干燥过程为恒温、恒湿过程，样品质量不会较大变化时，此时的含水率就可以被视为平衡含水率，也标志着干燥过程的结束[2]。

3.3 实验结果分析

葡萄在采收之后的存储时间差异、含水率差异等都会体现在数值方面，干燥过程中的样品变化趋势也基本相似，干燥温度增加，单位时间内的曲线变化情况也保持固定，但是在后期要去除结合水，在结果上可能存在一些出入。外界的干燥条件决定了干燥速率之间的差异，干燥速度不发生明显变化，不随着物料水分含量而变化，在后期，葡萄出现显著的干燥速度减缓阶段，说明其表面的水分较少，自由水基本已经被去除，一直持续到整个干燥过程结束。

3.4 干燥模型的选择

干燥本身是一个较为复杂的加工过程，与干燥外部条件的温度、干燥方式、湿度等之间具有密切联系。但是在实际生产的过程中，可以通过大量的实验来建立不同参数和温度之间的相关性方程，同时改进现有的实验条件，采用数学模型可以相对完善地对干燥过程进行预测，同时改进干燥过程和技术条件，脱离现有的重复性实验。

3.5 总结

从热风干燥特性角度来看，大部分干燥过程都处于降速干燥阶段，干燥过程中葡萄表皮产生的皱缩现象会影响到其内部水分的扩散，而葡萄的干燥后期需要进行内部条件控制，温度越高，长径皱缩减小，对于几何尺寸产生的影响同样较小。葡萄干的预处理过程对于其品质影响有所差异，如经过清水处理的葡萄干燥速度较慢，出现腐烂霉变的可能性较高，经过碳酸钠处理的样品可以提升干燥速率等，在干燥过程中应视情况选择不同的预处理方案[3]。

4 葡萄酒酿造工艺分析

4.1 传统酿造工艺

传统酿造工艺当中的操作比较接近，都包括原料的选择和优化、葡萄去皮、破碎、过程控制等。葡萄处理过程中应避免一些不必要的机械损伤，例如葡萄相互间的磨损导致的沉淀物堆积等。而葡萄汁的制备过程本身就是利用不同的压缩技术来进行汁液的排出。紫葡萄酒的榨汁工程中也会出现自流汁与压榨汁，其中自流汁所占比例较大，随着压榨次数的增加，榨汁质量会随之降低，可加入一定量的二氧化硫来抑制微生物的形成，促进风味物质的挥发等，但应注意添加量，不可影响到人们的身体健康。

葡萄酒的发酵过程通常包含两个方面，即乙醇发酵和苹果酸、乳酸发酵过程。某些葡萄酒是在乙醇发酵结束后，再进行后续工艺，不过都应该尽快进行酒精发酵避免乳酸病的出现[4]。

4.2 超低温酿造工艺

超低温酿造工艺应立足于解决机械处理过程中存在的问题，从酿酒工艺方面的改良出发，降低不利因素出现的可能性。这项工艺的核心内容在于将发酵阶段的温度始终保持在恒定温度6 ℃。对于某些生产原料来说，6 ℃是发酵临界温度，也需要确定葡萄的品种与不同的酿酒特性，选择适合于温度区间的酵母来辅助葡萄酒的生产过程。

这一阶段的主要控制点可以总结为压榨葡萄原料、分离葡萄源质、发酵与倒罐等。超低温工作法在现代企业的生产过程中也可以发挥较好的作用。

5 结语

研究不同条件下无核紫葡萄的干燥特性与产品品质之间的关系，也可以掌握颜色变化特性、变色成分结构变化等方面的内容，以此为基础选择葡萄的合理干燥范围温度，同时分析不同的预处理方式对产品品质的作用，旨在缩短干燥时间，最大化保障产品品质，与之相对应的产品酿造工艺也将成为后续研究的核心内容之一。