第三章-葡萄酒酿造(一)

第三章葡萄酒的酿造第一节葡萄酒酿造原理第二节酵母与酒精发酵第三节苹果酸—乳酸发酵第四节葡萄酒酿造的基本工艺第五节葡萄酒厂房及设备第六节红葡萄酒的酿造第七节白葡萄酒的酿造第八节白兰地的酿造第九节葡萄酒的成熟及陈酿第十节葡萄酒的澄清第十一节葡萄酒的稳定第十二节葡萄酒病害第十三节葡萄酒的封装第一节葡萄酒酿造原理葡萄酒中醇类生成机理葡萄酒中酯类生成机理葡萄酒酿造过程中酸的变化葡萄酒色泽来源及变化葡萄酒老熟过程中的氧化还原作用一、醇类生成机理葡萄酒中醇类包括乙醇、甲醇、高级醇、多元醇等多种，它们对葡萄酒的品质具有重要作用。葡萄酒中不同的醇类，其来源不同；葡萄酒中不同的醇类，对葡萄酒的品质作用不同；（一）乙醇乙醇是葡萄酒的主要成分之一，分子式为CH3CH2OH，是酵母酒精发酵的主要产物。C6H12O2CH3CH2OH十2CO2十27MJ酵母在发酵糖时，除产生酒精和二氧化碳外，尚有少量甘油、乙醛、醋酸、乳酸和高级醇等副产物生成。乙醇生成机理乙醇和二氧化碳是酒精发酵的主要生化反应产物，但在酿酒行业却不象酒精生产那样注意乙醇的产量。相反地，却对乙醇之外的微量风味物质感兴趣。一般酿酒生产，只要工艺条件合理，其乙醇含量必定在一定范围内。在葡萄酒生产中，是通过调整葡萄汁的含糖量来达到所需酒度的。（二）杂醇1、甲醇甲醇不是由酵母发酵生成的，其主要来源于葡萄中的果胶水解。果胶水解可产生果胶酸和甲醇。此外，甘氨酸脱羧也可产生甲醇。各类酿酒原料中所含果胶量不同及酿造方法不同，发酵过程果胶的水解程度不同，最后酒中甲醇含量不同。在葡萄酒中，带皮发醇的酒含甲醇多（红白）；发酵前未澄清的果汁比澄清的果汁发酵酿成的酒含甲醇多。2、高级醇生成途径：——爱尔利希机制；——糖生成氨基酸的过程中形成；——“醋酸”途径；影响因素——氨基酸含量；——氨基酸的比例；——酵母的繁殖量和生长速度；——酵母品种；——发酵温度；——外源糖的添加与否；3、多元醇葡萄酒中多元醇主要有2，3-丁二醇和甘油等。；2，3-丁二醇主要来源于双乙酰的还原，其含量很低，对酒质量影响也极小；相比之下，甘油对葡萄酒的品质具有重要作用。甘油的生成在糖酵解途径中，3-磷酸甘油醛转化为3-磷酸甘油酸时，辅酶I作为氢的受体，由NAD变成了NADH，很明显NADH必须进一步氧化成为NAD才能保证糖酵解的正常进行，磷酸二羟丙酮和乙醛都可以作为还原辅酶I的氢受体，其中磷酸二羟丙酮作为受体时，伴随着甘油的生成。每当磷酸二羟丙酮氧化一分子NADH，就会生成一分子甘油，这一过程称为甘油发酵。甘油发酵由于消耗掉两个氢原子（NADH）；因而将乙醛还原成为乙醇的反应停止，导致乙醛不能还原而被残留，或形成其他副产物，或者丙酮酸不生成乙醛，而用于形成其他物质。实际上，在葡萄酒发酵开始时，酒精发酵和甘油发酵同时进行，甘油发酵占优势，但很快酒精发酵加强，并占据绝对优势。影响甘油生成的因素——酵母菌株；——葡萄含量糖量；——二氧化硫用量；——发酵温度；——酒石酸含量；——葡萄质量（溃腐的葡萄）；——发酵时间；此外，葡萄酒中甘油含量在贮藏期间略有上升，上升范围在0.04~0.12g/L。二、酯类生成机理葡萄酒中的酯类是葡萄酒的重要组成成分，它们对葡萄酒的风味具有重要作用；葡萄酒中的酯类，主要在酒精发酵和陈酿过程中生成。——发酵过程中生成的酯类主要是通过生化反应；——陈酿过程产生的酯类主要来源于化学反应；葡萄酒中的酯类也有一部分来源于葡萄果实；生化反应形成的酯类：葡萄酒发酵过程中，酯主要是通过羧基——辅酶A与醇作用形成的。CH3CO~SCoA+C2H5OHCH3COOC2H5+CoA-SH化学反应生成的酯类——酸和醇在无催化情况下，也可以进行酯化反应。——酯化反应速度非常慢，且其速度与温度成正比。酯的种类及含量中性酯——分子中的羧基完全与醇基化合的酯，如醋酸乙酯、乳酸乙酯；——中性酯一般具有挥发性，故又名挥发酯。酸性酯——分子中含有羧基的酯，如一分子酒石酸和一分子乙醇生成的酸性酒石酸乙酸。葡萄酒中所含的中性酯和酸性酯约各占1/2。新酒一般酯含量在176~264mg/L，老酒一般在792~880mg/L。酯类生成的影响因素菌种特征及其生长条件——菌种所产生酯的数量和类型主要受菌种的遗传特性所决定。——同一菌种，在不同条件下发酵，其酯的生成也会有所变化。贮酒温度——温度不仅在发酵过程中是影响酯生成的重要因素，而且对贮酒期间的酯生成影响最大。有机酸种类——葡萄酒中有机酸与乙醇成酯的反应速度却与有机酸的种类有关。三、酸及其变化葡萄酒所含酸味成分可分为不挥发酸和挥发酸两类；总酸：葡萄酒中挥发酸和不挥发酸的总含量，称为总酸。挥发酸：酸度：每100ml葡萄酒或汁中含有的总酸克数称为酸度。葡萄酒中酸的来源——葡萄酒中的酸味成分主要来自葡萄。——在酿造过程中，葡萄的酸大部分转移至酒中，另一部分消失了，但同时又有一些酸产生成了。——酸味成分种类和数量的变化，对葡萄酒的风味和贮藏性有很大的影响。（一）不挥发酸的变化酒石酸含量降低苹果酸转化乳酸增加琥珀酸产生柠檬酸的变化磷酸（二）挥发酸的变化葡萄酒中的挥发酸主要是醋酸。醋酸不仅是酒精发酵的副产物，而且在发酵期间也能被酵母利用。葡萄汁含糖分越多，发酵产生的醋酸也越多，且主要是酒清发酵开始时产生。上述变化随着pH值、磷酸盐含量、酒度而转变，有氧存在比无氧存在时醋酸产生多。发酵期间，细菌含量高的葡萄酒中，醋酸生成量大。加亚硫酸酿造的葡萄酒，由于抑制了细菌的生长，可减少醋酸的生成。正常发酵的葡萄酒，其醋酸含量一般不超过0.3g/L。四、色泽来源及变化葡萄酒色泽是形成该种酒的风格，构成其味感特征的基本要素。产生色泽的色素物质，参与很多影响葡萄酒的化学和感官性质的反应。因而，在葡萄成熟中起着极其重要的作用。由于色泽的变化，而表现为葡萄酒的退色、变色或变褐。葡萄酒颜色的变化，往往反映出酒的风味的改变。（一）葡萄酒中天然色素物质葡萄酒中产生色泽的物质主要是天然色素。天然色素按其来源分：——植物色素：如苹果的红色等；——动物色素：如血红素；——微生物色素：如红曲色素；按结构分：——吡咯衍生物：如叶绿素；——异戊二烯衍生物：如类胡萝卜素；——多酚类衍生物：如花色素；——酮类衍生物：如姜黄素；——醌类衍生物：如胭脂虫红等；葡萄酒中的色素物质属多酚类化合物，是植物色素中的一大类。这类物质在葡萄酒中主要由花色苷和单宁组成。1、花色苷的结构与性质葡萄酒中的花色苷来源于葡萄果实，是葡萄果实次生代谢的产物之一；由花色素和糖脱水而成，存在于植物细胞液中；属于水溶性色素。OACB花色素随B环上羟基增加而表现出深色（紫色），如花葵素是橙色，花青素是红色，花翠素为青红色。这些羟基和金属离子络合后，发生色泽的变化。目前，在葡萄中也发现至少5种花色素，其中以二甲酰花翠素为主，以花色苷的形式存在。在欧洲种葡萄中，发现只有3-单氧葡萄糖苷，而在非欧洲种或杂交种存在3，5-双葡萄糖苷。花色苷的结构不稳定，很容易受物理、化学因素的影响而改变，从而影响了显色效应：——随pH值而改变——亚硫酸氢离子——可被还原而退色——与金属（铁、铝等）复合成蓝色化合物——与儿茶素类物质共存时，容易和乙醛发生聚合反应——在贮酒期进行缓慢的聚合反应——可被多酚氧化酶分解破坏2、单宁的结构与性质单宁是一类特殊的多酚类化合物，是由一些非常活跃的基本分子通过缩合和聚合作用形成的。葡萄酒的单宁存在两大类，即缩合单宁和水解单宁。缩合单宁，又称聚黄烷醇类单宁，是由黄烷-3-醇和黄烷-3，4-二醇通过C4-C6或C4-C8键聚合而成；OOHOHOHOHOHOOHOHOHOHOHOOHOHOHOHOHOHOOHOHOHOHOOOHOHOHCATECEGCECG延伸单元末端（起始）单元葡萄果实中缩合单宁是由儿茶素、表儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素没食子酸酯等五种黄烷-3-醇单体参与聚合而成。水解单宁，又称倍酸酯单宁，是鞣花酸或没食子酸及鞣花酸与葡萄糖生成的衍生物。单宁的收敛性是其多种生理活性的基础，对葡萄酒的口感具有重要作用。单宁也可与花色苷分子缩合成单宁-花色苷复合物，有助于稳定红葡萄酒的颜色。（二）葡萄汁和葡萄酒的褐变所谓褐变，是指在葡萄汁和葡萄酒生产过程中，发生褐色变化而比原来的色泽加深的现象。褐变的酒不但影响酒的外观质量，而且对口感也有很大的不利。褐变可分为有酶参与的酶褐变和没有酶参与的非酶褐变。1、酶促褐变当新鲜的植物组织被损伤后，多酚氧化酶就促使多酚与空气的氧反应，产生褐色物质，引起损伤部位的揭变。葡萄破碎后，如不及时处理会很快发生这种变化而引起葡萄汁的褐变。多酚氧化酶也称为酪氨酸酶或儿茶酚氧化酶、酚酶等。酶促褐变过程是很复杂的，是由于氧化酶和过氧化酶所组成的氧化还原系统的协同作用，把酚类氧化成醌后，再经聚合作用，生成黑色素。为了防止破碎后的葡萄汁揭变，只要采取迅速降低氧化酶的活性或者防止氧气的进入；一般来说，氧化酶在71~74℃，过氧化酶在90~100℃下，5分钟可全部破坏。氯化物可抑制过氧化酶的活性，罐头生产中常用2~3％的氯化钠浸泡切块水果，以避免切口褐变。铁三价阳离子能够催化多酚的氧化；褐变速度还与氧化酶的来源及含量有关。——源于葡萄的多酚氧化酶稳定性差，并且只能氧化少数多酚物质，而由灰霉菌产生的多酚氧化酶或称漆酶，其稳定性很强，可氧化葡萄中几乎所有多酚物质。2、非酶褐变非酶褐变一般是由于在葡萄汁或葡萄酒中发生的美拉德反应，所形成的类黑素引起的色深变化。美拉德反应是在氨基和羧基共存的场合发生，其中氨基包括游离氨基酸、肽、蛋白质、胺类，而羧基包括醛、酮或糖分解及脂肪氧化等生成的碳基化合物。非酶褐变的影响因素——羰基化合物种类；——氨基化合物种类；——pH值；——浓度；——温度；——其他：氧气、紫外线、铁、铜等；（三）酿造过程中的色泽变化色强度（D520+D420）：表示红葡萄酒在420和520nm处的吸收光的强度和；色调（D420/D520）：表示红葡萄酒在420nm处的吸收光强度与520nm处的吸收光强度之比。——20nm的光的颜色为紫色，520nm波长的光的颜色为绿色。——色调数值的大小代表了葡萄酒紫色或红色的深浅，其大小的变化表示葡萄酒的黄变或红变。乙醇指数：指可用乙醇沉淀的那些与多糖结合的色素；明胶指数：指可用明胶沉淀的色素，其数值表示单宁对蛋白质的亲和性和单宁的收敛性；高聚指数：指在酸性介质中能沉淀的高度缩合的色素；PVP指数：指不补PVP柱固定的色素所占百分比，这一部分色素主要是单宁和花色苷的缩合物；渗析指数：在所定操作条件下，不能透过赛璐珍膜的聚酚类化合物的量。1、酒精发酵过程中色素的浸出酿造红葡萄酒时，在酒精发酵的同时，也进行着葡萄固体部分的浸渍作用；在发酵开始后的前3~5天，酚类化合物和花色苷的含量以及酒的上色速度明显增加。在发酵的后期，花色苷的含量和酒的上色速度都下降，但总酚含量还在缓慢增加；表3-1浸渍时间对葡萄中色素物质浸出的影响浸渍时间（天）色强度花色苷(mg/L)单宁（g/L）总酚20.890.461.773031.240.501.963761.430.672.6348101.410.613.3960201.210.433.6562401.220.384.2670Somers则认为：——从葡萄中浸渍出的花色苷分子在含水介质中，通过形成氢键产生单宁——花色苷结合物，这是发酵刚开始颜色增加很快的原因；——随着发酵的进行，乙醇出现会打断这些氢键，花色苷又呈游离状态，游离状态的花色苷的呈色比例是比较低的，而在此同时，乙醇有增加酚类化合物溶解的作用，又增加酚类含量，其综合效应就出现了上述现象。因此，要生产一种低单宁含量，且颜色鲜丽的新鲜葡萄酒，5~6天的果皮浸渍时间就足够了，而要酿造长期贮存的葡萄酒，则要求