酿酒葡萄皮渣对葡萄酒澄清效果的影响

张宁波，路妍

1(宁夏大学 食品与葡萄酒学院，宁夏 银川，750021)2(宁夏大学 农学院，宁夏 银川，750021)

宁夏贺兰山东麓是生产高端葡萄酒的黄金地带之一，截至2019年种植面积达到3.8万hm2，每年酿造产生约4万t葡萄皮渣，通常被当做作饲料、肥料甚至垃圾处理。葡萄皮渣含大量具抗氧化剂、抗癌等作用的多酚化合物、葡萄籽油和膳食纤维等[1-3]。目前，为提高副产品价值，皮渣主要用于多酚类物质[4]、膳食纤维[5]、白藜芦醇[6]、葡萄籽油[7]等物质的提取，或生产肥料、动物饲料[8]，资源化利用率较低。

澄清是葡萄酒的基本感官要求，装瓶前的澄清处理可改善感官特征，如涩味等[9-10]。生产上为提高澄清效果，可添加葡萄酒澄清剂。目前，澄清剂主要有动物蛋白、硅藻土、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone Pvp,PVPP)、海藻多糖等。动物蛋白类澄清剂存在一定的缺陷，比如它们是致敏潜力蛋白质，可能引起特殊人群的过敏性反应[11]；一些严格的素食主义者，不接受任何素食用动物来源的产品；也可能引起葡萄酒的浑浊、降低稳定性。欧盟规定,如果鸡蛋和牛奶蛋白在葡萄酒中的质量浓度超过0.25 mg/L，则须在标签上注明。随人们对葡萄酒的需求越来越大，对素食或纯素葡萄酒和“天然”或“低干预”葡萄酒的需求也不断增加。

为此，人们开始寻找能够替代动物源澄清剂的方法，从植物中提取蛋白质，以及细胞壁多糖和果渣材料等非蛋白质植物性物质。研究报道小麦蛋白制剂是有效的红酒澄清剂，可降低浊度，产生的酒渣比明胶少60%[12]，对红葡萄酒的颜色影响较小[13]。

利用葡萄、葡萄酒或酵母中天然存在的材料制备澄清剂是研究的重要方向，种子是酿酒过程的内源性副产品，报道称由葡萄种子制成的蛋白质澄清剂，红葡萄酒使用剂量5 g/hL，可去除一些花色苷和原花色素，而葡萄酒的颜色仅受轻微影响；白葡萄酒为20 g/hL，可有效降低白葡萄酒的浊度[14]。HATICE等[15]研究报道，干燥和研磨后的葡萄籽粉8 g/100 mL对葡萄酒有较好的澄清效果。

酿酒葡萄皮渣主要是由纤维、酚类化合物、多糖组成的干残渣，具有降低酒中不良化合物含量的能力，当葡萄皮添加量为13 mg/mL时，对香气成分的影响与对照差异不显著，对醇类总含量的影响与对照没有差异[16]。BINDON等[17]研究发现，不溶性植物来源的纤维具有吸附红葡萄酒单宁的能力。因此，使用葡萄纤维替代蛋白质类澄清剂，具有改善酿酒过程中葡萄酒的稳定性和感官特性的理论可行性。

目前，国内关于皮渣作为澄清剂的研究尚未见报道。本研究旨在研究酿酒皮渣对葡萄酒的澄清效果，以期寻找出新的葡萄酒澄清剂，为酿酒副产物的综合利用实现绿色、可持续的全产业发展模式提供一定的理论参考和实际应用价值。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

2020年霞多丽葡萄酒(浊度11.80 NTU，酒精度10.8%vol，pH 3.54)，2019年赤霞珠葡萄酒(浊度9.41 NTU，酒精度14.0%vol，pH 3.66，色度1.21，色调1.08)，由御马葡萄酒有限公司提供。

明胶，食品级，天津市科密欧化学试剂有限公司；皂土，化学纯，凡科维化学；福林消卡，上海瑞永生物科技有限公司；无水乙醇，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；无水碳酸钠，分析纯，上海广诺化学科技有限公司。

电子分析天平，梅特勒-托利多公司；HACH2100Q手持浊度仪，美国哈希；普析TU-1901双光束紫外可见分光光度计，北京普析；PHS-3C pH计，上海雷磁；恒温培养振荡器，上海智城分析仪器制造有限公司；电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；1530酶标仪，赛默飞世尔。

1.2 实验方法

1.2.1 皮渣处理

收集赤霞珠葡萄酒酿造时的果梗和酿酒结束后的葡萄皮渣。将收集到的果梗(一部分果梗直接清洗、干燥、粉碎并过筛)和从葡萄皮渣中分选出葡萄皮，用蒸馏水清洗并控干，分别用体积分数70%的乙醇对上述分离的皮及梗进行2次浸提，每次浸提都置于恒温振荡培养箱振荡24 h，浸提结束后用蒸馏水洗干净，电热鼓风干燥箱干燥，干燥后的皮和果梗分别用粉碎机进行粉碎，并过40目网筛[17]。3种皮渣澄清剂分别是：70%乙醇浸提的赤霞珠葡萄皮(皮渣1)，70%乙醇浸提的赤霞珠葡萄果梗(皮渣2)和未经乙醇浸提处理的赤霞珠葡萄果梗(皮渣3)。

1.2.2 对照澄清剂的配制

10 g/L的明胶溶液：称取1 g明胶在70～80 ℃的热水中溶解，定容至100 mL；10 g/L的皂土溶液：称取1 g皂土在水中浸泡24 h，直至完全膨胀，定容至100 mL[18]。

1.2.3 皮渣最佳用量的确定

生产上红葡萄酒的澄清通常选用明胶作为澄清剂，而白葡萄酒的澄清则是添加皂土。因此，本研究以不添加任何澄清剂的酒样为空白组，添加0.5 g/L的明胶(红葡萄酒)和0.5 g/L(白葡萄酒)的皂土为对照组，实验处理分为6组，每组取5支50 mL的具塞试管，分别加入50 mL待测酒样，将3种皮渣分别以4、8、12、16 g/L的质量浓度梯度分别添加到赤霞珠红葡萄酒和霞多丽白葡萄酒中，每组实验重复3次。

混匀后，在室温20 ℃下静置7 d。用0.45 μm的滤膜进行过滤，取过滤后的滤液，分别测定葡萄酒的浊度、澄清度(透光率)、色度、色调、pH值以及多酚含量，以浊度值小、透光率高、总酚含量和色度变化小的处理为该葡萄皮渣处理的最佳浓度。

1.3 测定指标

浊度使用哈希2100Q浊度仪测定；透光率采用紫外分光光度计法测定，取适量样品于680 nm用2 mm比色杯测定其透光率，并记录数值；色度、色调采用分光光度计法测定，取适量样品分别在420、520、620 nm下用1 mm比色杯测定其吸光值，色度值用3种波长下的吸光值之和表示，色调值用420、520 nm下的吸光值之比表示；pH值使用pH计测定；总酚含量采用Folin-Ciocalteus法[19]测定，并略加修改；酒精度参照GB 15037—2006测定，采用密度瓶法。

1.4 数据处理

实验重复进行3次，采用 Excel 2003 对数据进行整理，利用SPSS 17.0 软件进行实验数据差异显著性分析，显著性水平设为P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 三种酿酒葡萄皮渣对赤霞珠葡萄酒澄清效果的影响

2.1.1 皮渣1对赤霞珠葡萄酒澄清效果的影响

从表1结果可知，未处理酒样的浊度为9.41 NTU，随皮渣1质量浓度的增加，浊度逐渐升高，当皮渣1质量浓度是4 g/L时，酒样的浊度较低，质量浓度为16 g/L时，酒样的浊度最高(4.03 NTU)。与澄清效果较好的明胶对照相比(1.63 NTU)，各处理浊度值均升高，但对照与质量浓度4、8、12 g/L处理差异不显著(P>0.05)。随着皮渣1质量浓度的增加，酒样的透光率呈上升趋势，由最初的83.12%上升到87.70%，但与明胶对照相比，差异不显著(P>0.05)。

表1 皮渣1对赤霞珠葡萄酒澄清相关指标影响Table 1 Effect of grape pomace 1 on the main clarification indicators of Cabernet Sauvignon wine

未处理前，酒样总酚质量浓度为2 509 mg/L，随不同质量浓度皮渣1的添加，和空白对照相比，酒样的总酚含量下降，当皮渣质量浓度为16 g/L时，总酚质量浓度最高(1 919 mg/L)。明胶对照与4个质量浓度处理差异显著(P<0.05)，但4、8、12 g/L 3个质量浓度处理间差异不显著(P>0.05)。

随皮渣1质量浓度的增加，酒样的色度和色调均呈不同程度下降，且明胶处理和4个质量浓度处理间差异显著(P<0.05)，即明胶的添加显著影响葡萄酒的颜色。

综合以上指标，皮渣1的添加可提高透光率，降低酒样浊度[11]。当皮渣1的质量浓度为4 g/L时，酒样的浊度低，透光率较好，且对总酚含量和色度的影响也较小，这与JIMÉNEZ-MARTNEZ等[20]研究的结果基本一致，只是使用的剂量略有不同。因此，4 g/L的皮渣1对赤霞珠红葡萄酒的澄清效果最好，其次为8、12、16 g/L的处理。

2.1.2 皮渣2对赤霞珠葡萄酒澄清效果的影响

经皮渣2处理后(表2)，浊度值呈先上升后下降的趋势。与空白相比，各处理浊度值均显著下降(P<0.05)，当皮渣2的质量浓度在4～12 g/L时，浊度逐渐上升，质量浓度为16 g/L时，浊度又下降，皮渣处理的浊度值虽均高于明胶对照，但4、16 g/L处理后的浊度值和对照差异不显著。因此，皮渣2可以降低葡萄酒的浊度，且处理质量浓度为4 g/L时效果较好。皮渣2处理后，4个质量浓度酒样的透光率均增加，且皮渣质量浓度在16 g/L时透光率显著提高，为86.03%，与明胶对照差异不显著。随皮渣2质量浓度增加，色度和色调呈下降的趋势，和明胶对照相比差异显著(P<0.05)，4个处理间也有一定差异。

表2 皮渣2对赤霞珠葡萄酒澄清主要指标的影响Table 2 Effect of grape pomace 2 on the main clarification indicators of Cabernet Sauvignon wine

添加不同质量浓度的皮渣2后，均显著降低酒样中的总酚含量(P<0.05)。质量浓度4 g/L处理时多酚含量降低量最多，结合色度变化，皮渣2的主要成分是纤维素和木质素，对有色多酚含量影响不大，随皮渣2添加量的增加总酚含量升高，可能是皮渣2中少量无色酚的融入提高了总酚的含量。

综上，当皮渣2的质量浓度为4 g/L时，酒样的浊度低，透光率较高，且对总酚含量和色度的影响也较小，对赤霞珠红葡萄酒的澄清效果较好。

2.1.3 皮渣3对赤霞珠葡萄酒澄清效果的影响

添加皮渣3后(表3)，葡萄酒浊度呈逐渐上升的趋势，与空白相比，差异显著(P<0.05)，当皮渣3的质量浓度为4 g/L时，浊度值最低(3.17 NTU)，皮渣3质量浓度为16 g/L时，酒样的浊度最高(7.19 NTU)，未达到装瓶的条件。不同用量皮渣3对酒样透光率的影响不大，处理间差异不显著，当皮渣3的质量浓度为16 g/L时，透光率最高(84.46%)，但与明胶相比(87.03%)，透光率值较低。

表3 皮渣3对赤霞珠葡萄酒澄清主要指标的影响Table 3 Effect of grape pomace 3 on the main clarification indicators of Cabernet Sauvignon wine

随着皮渣3用量增加，4个处理的总酚含量呈上升趋势，且处理间差异不显著(P>0.05)。与皮渣2相比，皮渣3未经乙醇浸提，而葡萄果梗含有一定量的多酚，主要包括酚酸、黄酮3醇、黄酮等[21]。故随皮渣3用量的增加，更多多酚的融入，多酚含量随处理质量浓度增加而升高。未处理前，酒样的色度为1.21，色调为1.08。随着不同质量浓度皮渣3的添加，酒样的色度色调均呈下降趋势，且与明胶对照组相较，差异显著(P<0.05)。

在葡萄酒澄清过程中，澄清剂添加应综合考虑澄清效果的各项指标，通常情况下应选用透光率大、色度变化小、浊度小的澄清剂，同时选用对葡萄酒主要成分影响较小的澄清剂用量。在确保赤霞珠红葡萄酒澄清度的前提下，尽可能地保存酚类物质含量和良好的色度。因此，澄清赤霞珠红葡萄酒时皮渣3的最佳质量浓度为4 g/L。

2.2 三种酿酒葡萄皮渣对霞多丽葡萄酒澄清效果的影响

2.2.1 皮渣1对霞多丽葡萄酒澄清效果的影响

皮渣1对霞多丽葡萄酒的影响见表4，未处理前，酒样的浊度为11.80 NTU，添加皮渣1后，酒样中的浊度值呈波动变化趋势，4个质量浓度处理间差异不显著。当质量浓度为8 g/L时，酒样的浊度值最大(6.28 NTU)，质量浓度为4 g/L时，酒样的浊度值最小(4.68 NTU)，故皮渣1的添加能降低霞多丽葡萄酒浊度。未处理前，酒样的透光率为99.54%，皮渣1质量浓度在4～12 g/L透光率呈下降趋势，且3个质量浓度差异不显著(P>0.05)，质量浓度为4 g/L时酒样的透光率最高(99.24%)。随皮渣1质量浓度的增加，pH数值略微上升，且4和8 g/L这两个浓度处理间差异不显著，但与12和16 g/L浓度处理差异显著(P<0.05)。

表4 皮渣1对霞多丽葡萄酒澄清主要指标的影响Table 4 Effect of grape pomace 1 on the main clarification indicators of Chardonnay wine

基于以上结果，当皮渣1的质量浓度为4 g/L时，酒样的浊度最低，透光率最高，对霞多丽白葡萄酒有一定的澄清效果。

2.2.2 皮渣2对霞多丽葡萄酒澄清效果的影响

从表5可知，添加皮渣2后，浊度呈逐渐下降的趋势，当皮渣2质量浓度为16 g/L时浊度最低(3.18 NTU)，皮渣2对霞多丽葡萄酒有一定的澄清效果，但未达到装瓶时浊度要求。酒样透光率的结果表明不同质量浓度皮渣2对酒样透光率的影响不大，对照和处理间差异不显著。当质量浓度为8 g/L时酒样透光率最高(99.54%)，质量浓度为4 g/L时酒样透光率最低(98.86%)。随皮渣质量浓度的增加，酒样的pH值呈上升趋势，且处理间差异显著(P<0.05)。

表5 皮渣2对霞多丽葡萄酒澄清主要指标的影响Table 5 Effect of grape pomace 2 on the main clarification indicators of Chardonnay wine

综上，当皮渣2的质量浓度为16 g/L时，酒样的浊度最低，透光率较高，对霞多丽白葡萄酒有一定的澄清效果。

2.2.3 皮渣3对霞多丽葡萄酒澄清效果的影响

皮渣3添加后(表6)，酒样浊度值与对照皂土相比显著上升(P<0.05)。当皮渣3的质量浓度为8 g/L时，酒样浊度最高(11.70 NTU)且与空白差异不显著；质量浓度为12 g/L时，酒样的浊度最低(9.47 NTU)。未处理前，酒样的透光率为99.54%，不同质量浓度的皮渣3均降低酒样的透光率，当皮渣3的质量浓度为8 g/L时透光率最低(98.86%)，质量浓度为12 g/L时透光率最高(99.31%)，与皂土处理相比较，差异不显著(P>0.05)。皮渣3处理和空白相比，有一定的澄清效果，但效果较差，皮渣3不适合作为霞多丽葡萄酒的澄清剂。

表6 皮渣3对霞多丽葡萄酒澄清主要指标的影响Table 6 Effect of grape pomace 3 on the main clarification indicators of Chardonnay wine

皮渣对红葡萄酒和白葡萄酒的澄清效果不同，可能是因为红葡萄酒不澄清是由于大量多酚类胶体物质的存在引起的，而白葡萄酒浑浊是因少量蛋白质的存在引起的，皮渣对多酚类物质有一定的吸附能力，可起到澄清赤霞珠红葡萄酒的作用，而对霞多丽白葡萄酒澄清能力较差。

3 结论

酿酒葡萄皮渣对赤霞珠红葡萄酒的澄清研究结果表明，70%乙醇浸提的赤霞珠果梗和赤霞珠皮相较未浸提果梗的澄清能力更强，且浸提过的果梗澄清效果优于浸提过的赤霞珠果皮。浸提过的果梗在4 g/L时具有较强的澄清能力。酿酒葡萄皮渣对霞多丽白葡萄酒澄清结果表明，皮渣有一定的澄清能力，但效果较差。

本研究结果表明酿酒葡萄皮渣对赤霞珠红葡萄酒具有较好的澄清效果，尤其是对色度的保持优于明胶处理。皮渣作为澄清剂可满足消费者对不添加外来物质的天然葡萄酒的需求，提高皮渣利用率、经济效益和葡萄酒产业的附加值，避免资源浪费，有效降低环境压力，又能避免过敏源这一问题，同时为酿酒副产物的综合利用实现绿色、可持续的全产业发展模式提供一定的理论参考和实际应用价值。