王超萍,华玉波,严战伟,丁 燕
(1.山东省葡萄研究院,山东济南 250100;2.山东台依湖葡萄酒业股份有限公司,山东威海 264500;3.北京张裕爱斐堡国际酒庄有限公司,北京 101500)
近几年随着生活水平的提高,人们对于物质生活的追求也在逐渐提高,不再仅仅满足于普通的葡萄酒,而向更高层次聚焦,于是贵腐酒作为一种高档酒慢慢进入了人们的视野。关于贵腐酒的起源众说纷纭,世界上有三大贵腐酒著名产区,分别是法国波尔多苏玳产区、匈牙利托卡伊产区和德国莱茵高产区。除此之外,还有奥地利的布尔根兰(Burgenland)、法国的卢瓦河谷(Loire Valley)、阿尔萨斯(Alsace),甚至新世界的澳大利亚、新西兰以及美国加州(California)都生产贵腐酒。
贵腐酒,是贵腐菌(Botrytis cinerea)对接近成熟期的葡萄进行侵染,发生贵腐作用,用其酿制成味美香甜可口的贵腐酒,酒精度一般为12 %vol~14 %vol,残糖为5 %~15 %[1]。果香新鲜、花香丰富,并混有蜜饯、杏干、丁香、蜂蜜等香气,入口后,甜而不腻,圆润醇厚,柔滑优雅,回味悠长,高品质贵腐酒可以保存50 年甚至更久,不亚于顶级干红的陈酿能力,“年轻”的贵腐酒呈现明亮的金黄色,随着陈酿时间的延长,颜色渐趋于琥珀色或橘红色,且香气更加芳香复杂。
贵腐葡萄的形成对气候条件要求苛刻,使得天然贵腐作用生产的葡萄酒总量较低,为了扩大产量,一些国家使用人工方法来生产贵腐酒,例如贵腐室法、添加菌体法、深层发酵法,固定化菌体快速发酵和半连续发酵等[2-3]。目前,我国对贵腐酒的研究比较少,但对贵腐酒的认知却越来越多,且其优雅芬芳的品质越来越受到消费者的喜爱,因此,本文从贵腐菌的特性、贵腐酒、贵腐酒的香气特征,以及贵腐酒的国内外研究进展4 个方面进行了分析研究,进一步揭示贵腐作用,为我国贵腐酒的酿造生产奠定理论基础。
葡萄贵腐菌(Botrytis cinerea),也叫灰霉菌、灰葡萄孢菌,属半知菌纲,丛梗孢目,丛梗孢科,葡萄孢属,它既是葡萄“灰霉病”的病原菌,也是贵腐菌的病原菌。灰霉菌广泛存在于空气中,潮湿条件下会使病部表层产生灰色霉层,称为灰霉病。该菌的寄主范围非常广泛[4-5],可引起200 多种植物感染灰霉病,导致农作物减产,对农业生产造成很大危害。
在葡萄病害中,灰霉菌所造成的损失最为严重。灰霉菌常在葡萄发育早期阶段侵入宿主,并长时间内处于潜伏状态,当葡萄生理条件适宜时,迅速生长繁殖,引起成熟或衰老组织严重破坏。灰霉菌能以菌丝、分生孢子和菌核三种方式侵染宿主,导致植物茎、叶、花和果实腐烂,并在侵染末期产生分生孢子[6]。灰霉菌可以分泌多种胞外酶,有些负责识别宿主植物,有些参与降解宿主细胞壁,在多种酶的协同作用下完成感染宿主的过程。此外,灰霉菌产生的次级代谢产物具有毒素作用,可能引起宿主代谢紊乱,对植物生长发育造成影响。
灰霉菌能够在低温条件下生长,与其他病原真菌相比,具有潜伏侵染和低温致病的优势。雷百战等[7]研究了葡萄灰霉病的生物学特性,发现灰霉菌最适生长温度为15~25 ℃,最适生长pH 值为3~6,生长繁殖基本不受光照条件的影响。
2013 年10 月,美国加州大学金海翎教授在《科学》杂志上报告称,灰霉菌除了可以将特殊蛋白质输入植物细胞内部,抑制植物免疫防卫机制,达到有效侵染的效果外,还会利用一种称作“小分子RNA”的分子进入细胞,抑制植物免疫系统,这也是世界上首例发现可以利用小分子RNA 达到有效侵染效果的病原菌。该研究不仅发现了新的致病机理,而且很可能打开了一个新的研究方向[8]。
在波尔多的1855 年葡萄酒分级中,贵腐甜白葡萄酒也有了分级,产生了21 家列级酒庄的苏玳(Sauternes)与巴萨克(Barsac)分级,确定了唯一一个凌驾于5 个一级庄(拉菲、拉图、玛歌、奥比昂、木桐酒庄)之上的超一级酒庄——滴金酒庄(Château D’Yquem)[9]。
“贵腐”一词源自法国著名的波尔多白葡萄酒产区——苏玳产区,作用在成熟期的白葡萄果实上,当遇夜间迷雾,早上湿度大时,贵腐菌在葡萄果实表面生长繁殖,穿透果皮,中午天气干热时,菌种才能对果实发生侵染,造成葡萄皮表面布满小孔,导致果实水分挥发,糖分、有机酸等成分浓缩,出现果皮皱缩,果实颜色也由黄色—橙色—棕红色—紫红色,这个由于整个贵腐作用中存在着一系列化学变化,贵腐菌会改变葡萄的新陈代谢,刺激果实产生一些次生代谢产物,酚羟基等助色团的引入表现有一定的颜色,引入的助色团越多,则颜色越深(激酶将酚类物质分解成醌类化合物),进一步丰富了葡萄的风味,进而酿制出口味优雅的贵腐酒。其他葡萄产区,虽然成熟的葡萄上也存在灰霉菌,但大多数葡萄园的气候不能满足灰霉菌的生长繁殖条件,不会发生贵腐作用[10],而会导致果实腐烂。
因其对环境和地理位置要求的特殊性,世界上生产贵腐酒的产区非常稀少,且不是每年都能获得,这也成为贵腐酒昂贵的原因之一。当然,阳光若过于强烈,葡萄会过于氧化而变成葡萄干;采摘前若多雨,受侵染的葡萄皮很脆弱,易破裂,导致糖分与氧气、菌接触,也不可使用,只有在干热交替的条件下发生作用,因此,葡萄生长环境条件对贵腐菌侵染的发生起着重要作用。
自然环境下生产的贵腐酒大多出自欧洲,不同产区采用的品种存在差异,但所用葡萄品种共同特点是果皮薄的白葡萄品种,最常用的品种为白诗南、赛美蓉、长相思和雷司令等品种[11]。
波尔多产区主要的葡萄品种为赛美蓉(Semillon)、长相思(Sauvignon Blanc)、密斯卡岱(Muscadelle)3 种,以赛美蓉为主,匈牙利托卡伊以富尔民特为主,德国则以雷司令为主。国内,汪蕾[12]在我国宁夏贺兰山东麓的威代尔葡萄果实晚采过程中发现其具有贵腐特征;安荣艳[13]使用霞多丽葡萄酿制人工贵腐葡萄酒;近年来,在胶东特殊的地理位置及环境下,也发现了贵腐菌的生长迹象,主要晚摘白葡萄品种有小芒森、贵人香、霞多丽等。
(1)赛美蓉。赛美蓉原产于法国,世界各地均有种植,最佳产地在法国和澳大利亚。在法国的波尔多地区,产量很高,皮薄,易被灰霉菌侵袭,果实饱满多汁,多糖少酸,有奶油质感,圆润,会赋予贵腐酒杏仁、蜂蜜、青苹果的香气。
(2)长相思。长相思原产自法国波尔多产区,是一个出色的贵族品种,适合温和的气候,果实比赛美蓉略小,产量低,易感染贵腐菌,且柑橘类香气出众,增加了酒的清爽感和活力,十足的酸味为贵腐酒提供了骨架支撑,也平衡了酒中的高糖分,使酒体平衡细腻。若长相思和赛美蓉混合酿酒,两个品种特点互补,会使酒的品质更佳。
(3)密斯卡岱。密斯卡岱原产自法国,果粒更小,酸度较低,易腐烂,产量极低,香气过于浓烈而且经不起陈化,通常和其他种类的葡萄一起酿酒,增加酒的香气和活力,用其酿制的贵腐酒具有麝香葡萄的味道和花香[14]。
(4)白诗南。白诗南原产自法国罗亚尔河谷的安茹,现主要种植于开普敦、美国、阿根廷、智利、墨西哥、乌拉圭及中国的河北、山东、新疆等地,中晚熟品种,较抗寒,果皮很薄,非常适合酿造贵腐甜葡萄酒,所酿制的酒有高甜度和高酸度的特点,散发出蜂蜜、无花果和刺槐的香气。
(5)雷司令。雷司令原产自德国,现主要种植于法国、澳大利亚、新西兰、奥地利、加拿大等,晚熟品种,酿造的贵腐酒酒精度比较低,酸度和甜度非常高,带有浓郁的蜂蜜、花朵和贵腐香气,具有很强的存贮潜力。
(6)富尔民特。富尔民特原产自匈牙利,现主要种植于匈牙利、奥地利、斯洛伐克、克罗地亚、意大利和美国等地,优质的葡萄酒酿造原料,是托卡伊贵腐甜酒(Tokaji Aszu)的主要酿酒葡萄品种。该品种成熟晚,易受贵腐菌感染,酿制出的贵腐酒具有成熟蜜糖香味,有很大的存贮潜力,拥有丰富的提取物,酸度和酒精含量都相对较高。
(7)威代尔。威代尔(Vidal),白色葡萄品种,源自法国,但在法国几乎已绝迹,因其抗严寒能力较强,在加拿大广泛种植,已成为加拿大的标志性葡萄品种。威代尔成熟缓慢但稳定,皮厚,较易繁殖,果汁丰富,很适合贵腐酒或冰酒的酿制。
(8)贵人香。贵人香,又名意斯林(Italian Riesling),原产自意大利,1982 年引入中国。现在山东、河北、陕西及天津、北京和黄河故道地区有较多栽培。酿成的酒,禾秆黄色,澄清发亮,有悦人的果香和酒香,柔和爽口,丰满完整,酸涩恰当,回味深长,酒质上等。在山东半岛的乳山表现突出。
(9)小芒森。小芒森,又叫小满胜(Petit Manseng),白色酿酒葡萄品种,原产自法国西南部,主要集中在比利牛斯大西洋省、朗格多克(Languedoc)等地区,现在在美国加州、弗吉尼亚州和澳大利亚、中国等一些新世界葡萄酒产区也有种植。充分成熟的小芒森带有丰富的甜桃性的金银花香气。由于酒中高酸度的存在,使得酒的口感并未因丰富的香气、很高的糖度而显得甜腻,相反给人以干爽、余味纯净的感觉。
一般贵腐酒酿造工艺如图1。
图1 贵腐酒酿造工艺
贵腐酒的生产工艺大致有两种,一种是采摘完全被贵腐菌感染的葡萄,压榨出汁,发酵,再将发酵结束的具有较高糖度的原酒,转入橡木桶中贮存陈酿,例如德国莱茵高产区和法国波尔多苏玳产区;另外一种是采收健康未被侵染的葡萄,压榨出汁进行发酵,发酵终止后,将完全被侵染贵腐菌的葡萄加入发酵液中浸泡数天,将其中的糖分和风味物质提取出来,再转入橡木桶中进行陈酿,例如匈牙利托卡伊产区。
2.4.1 采摘贵腐葡萄的采摘需要进行人工挑选采收,过程比较复杂,不是每一串葡萄都能同时被贵腐菌侵染,且侵染程度不一样,还要避免被其他菌侵染的葡萄,因此,需要请一些有经验的工人,先采摘贵腐菌侵染的果实,同时,为了能够采到最佳的贵腐葡萄,整个采收期需要往返五六遍,时长大概一个月甚至更久。据调查,波尔多产区的贵腐葡萄9 月末开始采摘,要采摘至10月末,甚至11月中旬。
2.4.2 压榨
贵腐葡萄采下之后应该尽快的运回酒庄压榨,压榨前除梗,避免梗吸附大量糖分,若加工过于粗糙,会产生大量的皮渣,因此采用生产中应用比较广泛的横式螺旋压榨机,操作简单且出汁率很高,压榨后的汁的含糖量比较高,大概可以达到30°Bx。
2.4.3 二氧化硫添加及发酵前的澄清
贵腐酒酿造过程中加硫的目的不同于其他葡萄酒,大部分葡萄酒的作用是防止氧化,但贵腐葡萄在被侵染的过程中,大量的酚类物质已经被氧化,所以,二氧化硫在贵腐酒酿造中的作用是:(1)发酵启动前抑制酵母活动,利于葡萄汁的澄清除渣;(2)对微生物进行筛选,既可以抑制醋酸菌的活动,降低挥发酸的含量,又可以抑制发酵性能较弱的酵母,避免糖分消耗,产生不好的二次产物[15]。
发酵前对葡萄汁进行澄清处理可以改善酒的口感和香气的细腻程度。由于贵腐葡萄汁的稠度大,澄清时可采用自然常温澄清24 h 或降温至0 ℃澄清3~4d的方法[16],大部分酒庄会采用低温沉降法。
2.4.4 发酵和陈酿
贵腐酒的发酵一般采用橡木桶,因贵腐葡萄酒原料不同于其他酒的原料,每天的采收量比较少,便于对不同时间地点的原料进行单独发酵。发酵过程种需要加入适量的氮素,既可以满足酵母的生长,又可以弥补被细菌吸收掉的养分,当酒精发酵到一定程度时,测定含糖量,达到所需的酒精度,即可添加二氧化硫终止发酵。通常终止酒精发酵后的贵腐酒糖度较高,需要在橡木桶中陈酿18~36个月,经过倒桶后,才可装瓶成为成品。
贵腐酒中的香气成分是决定其呈香效果的物质基础。贵腐酒的独特风味是灰霉菌和自然环境共同作用的结果,发生贵腐作用的葡萄会发生果皮细胞退化、葡萄糖氧化降解、有机酸(如乙酸、柠檬酸)形成等变化[17],对葡萄酒风味物质的影响更加复杂性。
葡萄酒中的高级醇有两部分来源:一方面,高级醇是酵母菌的次级代谢产物之一[18],酒精发酵过程中,酿酒酵母通过艾氏途径(Ehrlich pathway)将支链氨基酸合成自身所需要的氨基酸,同时产生高级醇[19];另一方面,高级醇来源于果皮、果梗、种子中的萜烯醇类物质[20]。汪蕾等[12]在对宁夏贺兰山东麓威代尔葡萄酿造贵腐酒的研究发现,贵腐酒中橙花醉、香叶醇等物质使葡萄酒表现出浓郁花香。
葡萄酒中的酯类主要包括乙醇酯、乙酸酯和其他酯类,大多数酯类可以赋予葡萄酒果香和花香[21]。2000 年,研究人员在菲诺(Fino)贵腐酒中发现γ-壬内酯、γ-癸内酯和δ-癸内酯对风味有显著影响[22]。2004 年,Miklósy 等[23]在对托卡伊产区贵腐酒的挥发性香气的研究中,第一次发现了托卡伊葡萄酒中的δ-内酯类物质,这些物质赋予贵腐酒特征性香气,如椰子、桃子、巧克力和果香,并认为δ-内酯类和γ-内酯类是托卡伊葡萄酒的特征香气物质。此后,陶永胜等[24]在研究人工贵腐葡萄酒时发现,人工贵腐葡萄酒乙酯类浓度相对较高,尤其是乙酸乙酯,这主要是由于灰霉菌侵染使葡萄汁中乙酸浓度高造成的;人工贵腐葡萄酒中存在水杨酸甲酯和γ-癸内酯,并且在对照酒样中未检出,其中水杨酸甲酯具有冬青油的气味,γ-癸内酯能表现出“桃、内酯类”香气,该结果与Miklósy 等[23]发现的内酯类物质是贵腐酒中典型典型香气物质的结果一致。
陶永胜等[24]在人工贵腐葡萄酒中检测出9种脂肪酸,其中,C6-10脂肪酸的质量浓度高于对照酒样。尽管C6-10脂肪酸常与葡萄酒不良气味有关,但由于可以抑制与其对应的乙醇酯类物质的降解[25-26],因此对于香气平衡起重要作用。贵腐酒中相对较高的脂肪酸浓度也解释了贵腐酒含有更多酯类物质的原因。C6-10脂肪酸在低浓度时,表现出奶酪、奶油的香气,在高浓度时,使葡萄酒带有酸败、粗糙的气味。
硫化物,特别是挥发性硫醇是极能散发香味的分子,它对很多水果的风味都有贡献。Bailly[27]在对苏玳葡萄酒香气研究时发现,硫醇对葡萄酒的香气有很大影响,例如3-巯基己醇和3-巯基庚醇对苏玳葡萄酒的典型香气有重要影响。早在1990年,一些极具香味的挥发性硫醇在长相思葡萄酒中鉴定出来。使用贵腐葡萄酿造的葡萄酒远比干白葡萄酒的挥发性硫醇含量高,特别是3-巯基-1-己醇[28]。此外,葡萄果实中含硫化合物的前体物质的浓度在葡萄受到灰霉菌侵染后,会显著升高[29-30]。硫醇类物质与其他物质不同比例的搭配,可使葡萄酒散发出葡萄浆果、白桃、黄杨木、西红柿叶子、荨麻、醋栗和木头等不同风味。
有研究发现,灰霉菌可以产生对葡萄中香气前体物质分解起积极作用的β-葡萄糖苷酶,但其活性在侵染葡萄后会降低[31]。
贵腐葡萄由于糖度较高,可溶性含氮物质和维生素等营养物质较少,导致酵母菌的繁殖力较弱,起酵慢,发酵不良;而且贵腐葡萄汁中漆酶的氧化作用以及醋酸菌等有害微生物的繁殖会影响贵腐酒的风味,因此,在酿造贵腐酒时,应采用特殊工艺,减少这些不良因素的影响。
形成贵腐葡萄的自然条件十分苛刻,除了欧洲传统的贵腐酒产区外,其他产区很难在自然条件下发生贵腐作用,因此,人工侵染灰霉菌酿造贵腐酒十分有意义[32]。国内外已陆续有关于人工贵腐酒的研究,Jackson[33]指出,使用葡萄浆果和葡萄汁均可接种灰霉菌来酿造贵腐酒;陶永胜等[24]分别对葡萄浆果和葡萄汁进行人工贵腐化处理,结果发现所酿贵腐酒中特有的香气物质包括苯乙酸、γ-癸内酯、2-壬酮等,且使用葡萄浆果所酿贵腐酒比葡萄汁所酿贵腐酒的风味更复杂。安荣艳[13]以宁夏贺兰山东麓地区霞多丽葡萄为试验材料,通过人工喷洒灰霉菌悬液侵染葡萄来酿造贵腐酒,结果表明,灰霉菌侵染的贵腐葡萄所酿贵腐酒的香气成分中酯类、内酯类和呋喃类等香气物质的含量均有不同程度的增加。尽管人工贵腐酒的研究在国内外已经逐渐展开,但没有见到工业规模人工生产贵腐酒的报道。
关于贵腐酒的特征香气物质,Masuda等[34]认为主要物质为4,5-二甲基-3-羟基-2(5H)-呋喃酮和9-羟基辛酸乙酯。Genovese 等[35]认为内酯对贵腐酒的香气有很大影响,例如γ-壬内酯、γ-癸内酯和δ-癸内酯。目前,贵腐酒特征性香气成分的确定还在进一步研究中。
目前,我国葡萄酒类型以干型葡萄酒为主,甜型葡萄酒产品少,贵腐酒在我国的发展还是一片空白。同时,贵腐酒也因其稀有及浓郁丰满的独特口感,受到越来越多人的推崇,因此,研究贵腐酒并实现工业化生产具有良好的发展前景。此外,我国还没有发现可以发生自然贵腐作用的产区,没有真正意义上的国内贵腐酒产品,只是发现山东省乳山市的台依湖葡萄酒产区的气候有利于灰霉菌发生贵腐作用,这有待于进一步试验研究。