葡萄酒作为一款成分丰富且风味独特的农产品加工制品,其品质受多因素的影响,其中酸度就扮演着重要的角色[1]。作为葡萄酒质量的核心指标,酸度通过调节pH值和可滴定酸浓度,不仅影响其风味和感官品质,还对其化学稳定性和微生物特性有显著作用。酸度的平衡对葡萄酒的品质至关重要,尤其是红葡萄酒的颜色也会因酸度和pH值变化而受到强烈影响[2]。适量的酸度不仅能促进其他成分的代谢,还能增强果香,提升抗氧化能力,使酒体更加圆润柔和;反之,酸度过高会使口感变得酸涩、粗糙,而酸度过低则会导致酒体单薄、寡淡,缺乏层次感[3]。
葡萄酒中含有多种有机酸,主要包括酒石酸、苹果酸、琥珀酸、柠檬酸、乳酸和乙酸等,每种有机酸都有独特的感官属性,对葡萄酒口感和香气的影响各不相同[4-5]。但根据国际葡萄与葡萄酒组织(International Organization of Vine and Wine,OIV)规定,仅允许使用酒石酸、苹果酸和乳酸这3种有机酸进行酸度调节,且最大添加量为4.0 g/L(以酒石酸计)。但是不同国家和地区的规定存在差异,欧洲法律规定允许最大添加量(以酒石酸计)为:葡萄汁1.5 g/L,葡萄酒2.5 g/L;美国法律规定经酸化后最终葡萄酒中最大固定酸含量不能超过9.0 g/L(以酒石酸计)[6-7]。我国西部葡萄酒产区,由于气候逐渐变暖,葡萄果实中糖分大量积累,而酸度较低,这种情况使所酿葡萄酒偏“肥腻”,缺乏清新感,严重影响了葡萄酒的感官品质和营养价值。在酒庄的实际生产环节里,化学增酸作为调整葡萄酒酸度的传统手段,并且已得到广泛运用,涵盖了发酵前和发酵后对葡萄酒酸度的调整[8]。酒石酸性质稳定,且无法被酵母及其他微生物代谢,因此成为葡萄酒工业中最常用的增酸剂。然而酒石酸能与K+结合形成酒石酸盐沉淀,进而影响葡萄酒的口感品质。苹果酸由于其不稳定特性,在发酵时可能会引起不良的再发酵、浑浊和挥发性酸高等问题,不受酿酒师的喜爱[9]。而乳酸作为葡萄酒酿造过程中的重要代谢产物,现有技术对其风味调控、口感优化以及稳定性提升方面的挖掘尚不充分,难以满足消费者日益多样化的需求以及对高品质葡萄酒的追求。目前关于系统添加乳酸来调整葡萄酒酸度的研究较少,现有研究多集中在发酵前添加乳酸和其他有机酸,以此来探究混酸对葡萄酒的影响。孟令君等[10]对比了发酵前添加1 g/L乳酸、酒石酸、苹果酸等对葡萄酒香气的影响,结果发现乳酸和苹果酸处理组有较好的增香效果。贾鑫等[11]发现在葡萄醪中添加复合酸的葡萄酒酒体颜色更加鲜亮,其中酒石酸添加量为2 g/L、苹果酸添加量为1 g/L、乳酸添加量为1 g/L的葡萄酒酒体红/绿色度值a*较高,蓝/黄色度值b*显著降低。
因此,本试验以新疆巴保男爵酒庄赤霞珠红葡萄为原料,在葡萄酒发酵过程中的4个时期添加3个梯度含量的乳酸,以此来调整葡萄酒的酸度。通过对葡萄酒基础理化指标、有机酸含量、CIELab参数指标、花色苷含量、挥发性香气物质进行测定,并对其进行感官品鉴分析,来探究乳酸添加对葡萄酒品质的影响。综合考虑所有参数,最终确定发酵过程中乳酸的添加时期和添加量,以获得较高品质的葡萄酒,以期为酿造工艺优化提供新思路,为后续进一步放大推广应用提供数据支持。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 葡萄
葡萄:采自新疆石河子张裕巴保男爵酒庄的优质赤霞珠葡萄原料,葡萄理化指标:糖247 g/L,总酸4.22 g/L,pH 4.13。
1.1.2 试剂
CECA酿酒酵母,西北农林科技大学葡萄酒学院保藏;护色丹宁,法国LAFFORT公司;果胶酶,法国LALLZYME公司;偏重亚硫酸钾,德国BASF公司;L-乳酸(≥90%),Macklin公司;无水乙醇、NaOH、NaCl(均为国产分析纯)、2-辛醇、乙腈、异丙醇、甲醇、H2SO4(均为色谱级),西安化学试剂厂。
1.2 仪器与设备
LC-2050C 3D高效液相色谱、LC-20AT液相色谱仪、GCMS-ISQ7610气相色谱质谱联用仪、AUX 220电子天平,日本岛津公司;FE20型pH计,美国Mettler Toledo 公司;Centrifuge 5417R1离心机,德国Eppendorf公司;Elx800酶标仪,美国BioTek公司;W100葡萄酒颜色分析仪,济南海能仪器股份有限公司;7890B气相色谱仪、5975B质谱仪,美国Agilent公司。
1.3 试验方法
1.3.1 葡萄酒酿造
在无菌环境下葡萄经除梗破碎、压榨取汁得到190 L葡萄醪后转移至200 L发酵罐中进行均质。在压榨过程中,以200 mg/L添加量加入护色丹宁38 g,以40 mg/L添加量加入果胶酶7.6 g,确保基本性质一致。之后转移至25个10 L发酵罐中,每罐按照20 mg/L添加量加入焦亚硫酸钾0.4 g,以获得约40 mg/L游离SO2,防止细菌污染。浸渍24 h,促进色素、风味物质溶出。CECA酿酒酵母干粉以200 mg/L接种量直接加入到每个发酵罐中启动发酵。分别在葡萄醪(添加酵母之前)(A)、起酵时(B)、起酵后2 d(C)、起酵后4 d(D)加入1.5、2、2.5 g/L的乳酸,不加酸作为对照组(CK),共13组实验,用A1.5表示在葡萄醪添加1.5 g乳酸处理组,其他处理组一样。每天早晚压帽,每隔12 h取样50 mL,并测量每个发酵容器的比重来监测发酵过程。控制发酵温度于18～25 ℃,维持发酵平稳,持续发酵至残糖量<4 g/L发酵完成。
1.3.2 葡萄酒基础理化指标测定
葡萄酒的总酸、挥发酸、总SO2、pH、酒度等基本理化指标的测定方法参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法(含第1号修改单)》,还原糖的测定采用DNS比色法[12],每个理化指标重复测定3次。
1.3.3 有机酸含量的测定
采用HPLC进行有机酸含量的测定。
制样:先将样品离心(5 000 r/min、4 ℃、2 min),然后对其进行稀释,使糖质量浓度在2 g/L左右,最后用0.22 μm有机滤膜过滤后用于HPLC分析。
测定条件:色谱柱为Bio Rad Aminex HPX 87-H (300 mm × 7.8 mm),流动相为10 mmol /L H2SO4溶液(色谱级),流速1.0 mL /min,柱温60 ℃,进样量20 μL,检测波长210 nm。
定量方法:根据保留时间确定物质种类,然后将对应峰面积代入表1回归方程计算样品中6种有机酸的含量。
表1 有机酸标准样品保留时间及标准曲线方程
Table 1 Retention time of organic acid standard samples and standard curve equations
有机酸保留指数(retention index, RI)/min标准曲线方程R2柠檬酸8.156y=1.642 9×106x+171 593.000.992 8酒石酸8.809y=3.085 7×106x-6 263.381.000 0苹果酸9.724y=1.647 8×106x+5 120.071.000 0琥珀酸11.540y=1.141 4×106x-5 768.281.000 0乳酸12.667y=1.366 1×106x-3 565.340.999 9乙酸14.649y=1.102 9×106x-7 379.391.000 0
1.3.4 CIELab参数的测定
采用葡萄酒颜色分析仪进行测定,参照李运奎等[13]的方法。将25 mL酒样倒入特定的玻璃比色皿,仪器通过连续扫描可见光区400～780 nm UV-Visible谱段,可直接在电脑上显示CIELab参数a*、b*和
和
1.3.5 花色苷含量的测定
采用液相色谱仪检测单体花色苷和总花色苷含量。酒样在分析前使用0.22 μm有机过滤膜进行过滤。
色谱条件:Synergi hydrorp C18色谱柱(250 mm×4.6 mm, 4 μm),流动相:溶剂A[V(纯水)∶V(乙腈)∶V(甲酸)=32∶4∶1]和溶剂B[V(纯水)∶V(乙腈)∶V(甲酸)=16∶20∶1],流速1.0 mL/min。进样量20 μL,检测波长520 nm,色谱柱保持在35 ℃。
定量方法:根据保留时间鉴定花色苷的种类,将峰面积代入标准曲线计算各单体花色苷的浓度。总花色苷含量通过积分峰的总面积来确定[15]。
1.3.6 挥发性物质的测定
参考董超等[16]的方法,采用气相色谱质谱联用仪进行定性和定量分析。顶空固相微萃取:量取5.0 mL待测酒样置于15 mL样品瓶中,加1.0 g NaCl、10 μL内标(2 000 mg/L 4-甲基-2-戊醇)和磁力搅拌转子,置于磁力搅拌台上,40 ℃下搅拌30 min,随后插入萃取头,40 ℃下搅拌加热,顶空萃取30 min,然后,将萃取头插入GC进样口,在250 ℃下热解析8 min。
GC-MS分析:气相色谱为7890B GC,质谱为5975B MS,配备HP-INNOWAX(60 m×0.25 mm,0.25 μm)色谱柱,不分流自动进样,载气为高纯度He,流速1 mL/min。进样口温度250 ℃,质谱接口温度280 ℃,离子源温度230 ℃。升温程序为初始温度50 ℃保持1 min,然后以3 ℃/min升至220 ℃保持5 min。质谱电离方式EI,离子能量70 eV,全扫描质谱范围25～350 amu。
定性、定量分析:采用NIST14谱库查询,与NIST Chemical webbook保留指数(retention index, RI)对比定性化合物。用标准曲线定量法对化合物进行定量, R2在0.99以上。
1.3.7 感官品鉴
参考LIU等[17]的方法,在西北农林科技大学葡萄酒学院进行,品酒小组由12名经过统一培训、具有品酒经验的专业人员(年龄19～25岁,6男6女)组成,根据乳酸添加时期,将酒样分成4组,一起在专业品酒室进行整体感官评价。感官评估包括10个感官属性:外观(色泽)、香气(整体香气强度、奶油香、花香、果香、不愉快气味)、味感(酸度、余味、协调性)、综合评价。感官品尝评估的每个属性都以5分制进行评分,0～5表示强度逐渐增加,品鉴员根据酒样外观、香气和味感综合得分对酒样进行排序。
1.3.8 数据处理
利用Excel 2021进行数据统计和方差分析,结果以“平均值±标准差”形式表示。SPSS 27对试验数据进行显著性差异分析。采用SIMCA进行主成分分析(principal component analysis,PCA),Origin 2021进行绘图。
2 结果与分析
2.1 葡萄酒发酵动力学
通过比重法检测13罐葡萄酒的酒精发酵进程,结果如图1所示。每隔12 h测量比重以监测发酵动力学,发酵持续时间为192～264 h(8～11 d),最终都完成了酒精发酵,其间略有差异。从起酵开始,13罐葡萄酒比重都呈现急剧下降趋势,其中CK、A1.5、A2、A2.5、B1.5、B2、C1.5、C2这8组在第8天完成发酵,B2.5、C2.5在第9天完成发酵,D1.5、D2在第10天完成发酵,而D2.5在第11天才完成发酵,残糖<4 g/L出现发酵动力不足。可见,与对照组相比,乳酸的添加对整个发酵过程有着较大的影响,多组出现发酵滞后现象,乳酸添加越晚这种情况越显著,可能是因为在发酵后期酵母数量较低,乳酸的添加改变了环境pH,使得酵母活性受到抑制,糖消耗速率降低。
图1 葡萄酒发酵动力学图
Fig.1 Dynamics of wine fermentation
2.2 葡萄酒基础理化指标
由表2可知,酒样理化指标均符合GB/T 15037—2006《葡萄酒》的规定,12组添加乳酸酿得的酒样总酸含量在5.17～6.68 g/L,同一时期添加乳酸酿得的酒样总酸含量和pH也呈梯度变化。与对照组相比,12组实验组的总SO2含量都略低,各组的酒精度(13.17～14.26%vol)相差不大。由图2可知,发酵过程添加乳酸后,在第2天测得的乳酸含量都出现略微降低,可能是因为酒中某些微生物在代谢时消耗了部分乳酸,之后乳酸的含量趋于稳定状态。在酒精发酵结束前1 d,乳酸的含量又出现下降,原因可能是酒精发酵后期酒中的香气物质(如酯类物质)含量较高,与乳酸结合生成乳酸酯类物质[18]。由表2可知,酒石酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸和乙酸这5种有机酸在各酒样中含量差别不大,同一时期添加不同含量乳酸酿得的酒样总酸含量也呈梯度变化。比较乳酸在不同时期同一添加量的各组酒样中含量,可以发现添加酸的时期越晚,酒样pH越低,成品酒中的乳酸含量越高,总酸含量也越高,酸度保持越好,与COMUZZO等[8]的研究结果一致。
a-葡萄醪时添加不同含量乳酸;b-起酵时添加不同含量乳酸;c-起酵2 d时添加不同含量乳酸;d-起酵4 d时添加不同含量乳酸
图2 发酵过程中各组处理酒样乳酸含量的变化
Fig.2 Changes of lactic acid content in wine samples treated by each group during fermentation
图3 葡萄酒中总花色苷含量
Fig.3 Total anthocyanin content in wine
表2 葡萄酒基础理化指标
Table 2 Basic physical and chemical indexes of wine
组别乳酸/(g/L)酒石酸/(g/L)苹果酸/(g/L)柠檬酸/(g/L)琥珀酸/(g/L)挥发酸/(g/L)总酸/(g/L)pH酒精度/%vol残糖/(g/L)总SO2/(mg/L)A1.51.24±0.14e2.01±0.04a1.17±0.14a0.19±0.02b0.27±0.05b0.29±0.04a5.17±0.04i4.06±0.21b13.76±0.04c2.40±0.04f71.88±0.04cA21.94±0.04c1.98±0.12a1.14±0.03a0.18±0.07b0.24±0.04d0.30±0.04a5.78±0.32f4.02±0.04b13.36±0.06e3.37±0.05b47.92±0.08hA2.52.28±0.41b1.99±0.03a1.05±0.06b0.22±0.05b0.29±0.04c0.26±0.02b6.23±0.43c3.96±0.02c13.86±0.07c3.01±0.23d66.56±0.12dB1.51.38±0.24e1.98±0.05a1.18±0.07a0.21±0.32b0.28±0.32c0.29±0.32a5.32±0.06h4.10±0.02b13.54±0.02d2.94±0.07d53.25±0.05gB22.06±0.08c1.96±0.04a1.14±0.25a0.18±0.08b0.28±0.54c0.26±0.04b5.92±0.02e4.03±0.04b14.02±0.34b2.17±0.05g55.91±0.34fB2.52.40±0.07ab1.98±0.06a1.16±0.53a0.21±0.06b0.32±0.15b0.26±0.04b6.33±0.08c3.94±0.03c14.26±0.51a2.33±0.03f45.26±0.54iC1.51.46±0.03e1.99±0.03a1.04±0.43b0.21±0.32b0.32±0.45b0.28±0.02a5.42±0.03h4.06±0.03b13.55±0.07d2.93±0.06d77.21±0.08bC22.12±0.32bc1.98±0.06a1.14±0.07a0.17±0.63b0.29±0.07c0.31±0.05a6.01±0.05e4.02±0.15b13.53±0.04d2.69±0.06e47.92±0.43hC2.52.55±0.25a2.01±0.03a1.19±0.26a0.18±0.32b0.29±0.08c0.28±0.02a6.50±0.02b3.95±0.02c13.73±0.02c2.57±0.02e61.24±0.41eD1.51.70±0.514d2.02±0.04a1.18±0.06a0.17±0.07b0.32±0.04b0.22±0.15c5.61±0.04a4.03±0.02b13.17±0.06f2.88±0.07d58.57±0.32fD22.19±0.32b1.98±0.07a1.11±0.26a0.20±0.04a0.27±0.02c0.29±0.32a6.11±0.06d3.96±0.01c14.24±0.07a2.17±0.15g66.56±0.03dD2.52.68±0.05a2.01±0.08a1.14±0.17a0.18±0.05b0.36±0.06a0.27±0.04a6.68±0.02a3.94±0.02c13.36±0.08e3.71±0.43a58.57±0.06fCK0.21±0.06f2.03±0.02a1.18±0.47a0.25±0.63a0.27±0.02c0.21±0.06c4.09±0.03j4.23±0.04a13.43±0.02e3.14±0.25c82.53±0.08a
注：同列不同小写字母差异显著(P<0.05),下同。
2.3 乳酸调控对葡萄酒颜色的影响
酒样CIELab参数的数值如表3所示。L*数值的大小反映了酒样的光泽度,范围在0(黑色)～100(白色)[19]。13组酒样的L*(明度)范围在42.64～57.00,不同酒样的光泽度差异较大。其中,酒样1(A1.5)L*值最高,为57.00,酒样4(B1.5)L*值其次,这在一定程度上说明了以上2个酒样的颜色整体上较为明亮,而酒样12(D2.5)的光泽度最低,为42.64,但也在明亮范围内。a*代表了酒样的红绿色程度。由表3可见,与CK相比,所有酒样a*值都有所增加,表明乳酸的添加在一定程度上可以提高酒样的红色色调。其中酒样4(B1.5)的a*值最高,为49.05,表明该酒样颜色的红色成分较多。b*代表了酒样的黄蓝色程度,b*值越小表明黄色色调越低,酒样b*值范围在14.24～17.76,各酒样相差不大,酒样12(D2.5)b*值最高,为17.76,表明该酒样的黄色分量较多;而酒样4(B1.5)b*值最低。色度
表明了酒样的色彩饱和度,是a*和b*共同作用的结果,其值越大,色彩饱和度越高[20]。与CK相比,所有酒样的色度都有所增加,尤其酒样4(B1.5)和酒样6(B2.5)的色彩饱和度最好。色调
反映了酒样的色彩倾向程度。对于红葡萄酒而言,葡萄酒越年轻其值越小,呈现出紫红色或深宝石红色的颜色特征。酒样色调差别不大。色差
表明了酒样色彩差异程度,人能观察出色差差别的范围为
时,人眼将不能识别出酒样之间的颜色差异;一般来说,当
时,样本色彩之间具有强烈的色彩差异[20]。该实验以酒样1(A1.5)作为参比,酒样3(A2.5)、4(B1.5)和5(B2)的色差<6,表明和参比酒样之间没有强烈的色彩差异,而其他酒样色差均>6,这可能与乳酸的添加时间以及添加量有关。
表3 酒样CIELab参数
Table 3 Alcohol-like CIELab parameters
组别L∗a∗b∗C∗abh∗abE∗abA1.557.00±0.18a38.96±0.04d14.40±0.04b41.53±0.53d0.35±0.34b0.00±0.00gA250.41±0.44c44.77±0.21bc15.62±0.42ab47.42±0.64bc0.34±0.06b8.877±0.05eA2.554.66±0.32b42.95±0.05c14.24±0.06b45.25±0.05bc0.32±0.23c4.633±0.00fB1.556.19±0.00a49.05±0.41c15.95±0.52ab49.97±0.63c0.36±0.15b5.147±0.13fB253.31±0.35b42.87±0.00c14.40±0.62b45.22±0.00bc0.32±0.08c5.380±0.05fB2.548.69±0.35cd47.07±0.03ab15.73±0.31ab49.63±0.04b0.32±0.03c11.690±0.16dC1.548.22±0.63cd45.65±0.53b15.99±0.64ab48.37±0.64b0.34±0.56b11.154±0.04dC244.69±0.14de47.81±0.81ab17.01±0.00a50.75±0.05b0.34±0.17b15.387±0.16bC2.549.06±0.00cd46.64±0.07b15.06±0.06ab49.01±0.00b0.31±0.42cd11.069±0.00dD1.547.01±0.32d46.97±0.02b16.65±0.03a48.83±0.06b0.34±0.42b13.005±0.18cD246.08±0.53d48.31±0.41ab17.03±0.53a47.22±0.63ab0.34±0.08b14.617±0.35bcD2.542.64±0.24e47.04±0.08a17.76±0.02a47.10±0.02a0.34±0.06b18.451±0.86aCK55.28±0.72ab36.79±0.62d17.26±0.42a40.64±0.03d0.44±0.05a10.205±0.04d
综合考虑所有参数,酒样4(B1.5)的颜色最鲜亮,酒样1(A1.5)颜色次之。
2.4 乳酸调控对葡萄酒花色苷含量的影响
葡萄酒中的主要花色苷在520 nm处有较强的吸收峰,通过高效液相色谱共检出9种单体花色苷,包括花翠素3-O-葡萄糖苷(Dp-3-O-Glc)、花青素3-O-葡萄糖苷(Cy-3-O-Glc)、甲基花翠素3-O-葡萄糖苷(Pt-3-O-Glc)、甲基花青素3-O-葡萄糖苷(Pn-3-O-Glc)、二甲花翠素3-O-葡萄糖苷(Mv-3-O-Glc)、甲基花青素3-O-(6-O-乙酰)葡萄糖苷(Pn-3-acetylGlc)、二甲花翠素3-O-(6-O-乙酰)葡萄糖苷(Mv-3-acetylGlc)、甲基花青素3-O-(6-O-反式对香豆酰)葡萄糖苷(Pn-3-trans-p-coumGlc)、二甲花翠素3-O-(6-O-反式对香豆酰)葡萄糖苷(Mv-3-trans-p-coumGlc),这与陆文轩等[21]研究结果一致。如图4所示,其中Dp-3-O-Glc、Pt-3-O-Glc、Mv-3-acetylGlc、Mv-3-trans-p-coumGlc这4种单体花色苷在酒样A1.5中都表现出较高的含量,分别为4.67、2.76、73.5、6.59 mg/L。Pt-3-O-Glc、Pn-3-O-Glc这2种花色苷在酒样B1.5中含量最高,分别为173.99、4.26 mg/L。
图4 葡萄酒中9种单体花色苷的含量
Fig.4 Content of 9 monomer anthocyanins in wine
由图3可知,花色苷总含量最高的为A1.5(333.41 mg/L)。B1.5总花色苷含量次之(292.92 mg/L),酒样D2中总花色苷含量最低,仅有159.77 mg/L,比对照组CK总花色苷含量286.25 mg/L,少了44.18%。可见乳酸添加时间以及添加量对花色苷含量有着显著影响,越早添加,护色效果越好。
2.5 不同乳酸处理的葡萄酒种花色苷与CIELab参数的相关系数
花色苷是葡萄酒主要的呈色物质,葡萄酒的颜色与花色苷含量和结构稳定性密切相关,在发酵过程中,葡萄酒CIELab颜色参数会随着花色苷的种类及含量的变化而变化,二者存在相关性[22]。将酒样中单体花色苷与CIELab颜色参数进行相关性分析,结果如电子版增强出版附表1所示(https://doi.org/10.13995/jcnki.11-1802/ts.043423,下同),Pt-3-O-Glc与a*呈极显著负相关,即随着Pt-3-O-Glc含量的增加葡萄酒a*值(红色色调)会显著降低;Mv-3-acetylGlc、Pn-3-trans-p-coumGlc、Mv-3-trans-p-coumGlc trans与Mv-3-O-Glc均呈极显著正相关;Mv-3-acetylGlc与L*呈极显著正相关,该花色苷在酒样A1.5中含量最高,明亮度最高,但与a*和呈极显著负相关。L*与
和
呈极显著负相关;a*与C*呈极显著正相关。这些相关性数据为葡萄酒品质控制提供了科学依据,表明乳酸的添加在影响葡萄酒色泽和色调方面发挥着重要作用,通过精准的乳酸调控,可以更精确地调控葡萄酒的色泽,进而提升其市场价值和消费者的感官体验。
2.6 乳酸调控对葡萄酒香气物质的影响
葡萄酒的香气质量是一项重要的感官特征,对葡萄酒的整体吸引力和消费者偏好有着重要的影响[23]。香气活力值(odor activity value,OAV),为香气物质质量浓度与嗅觉阈值的比值,用于评价香气物质对样品风味呈香的贡献程度,通常OAV>1的香气物质被认为是特征香气物质,对整体香气有不可忽视的贡献,OAV越高,该香味化合物在整个香味体系中的贡献越大[24-25]。对酒样进行定量香气物质分析,结果见附表2和附表3,共检测出57种香气物质,其中包括酯类23种,高级醇类17种,酸类6种,酮醛类4种,类异戊烯类7种。由于添加乳酸,12组实验组酒样中乳酸乙酯的含量显著增加,其含量随着乳酸添加量呈现梯度变化,较对照组增加了25.47～63.03倍,为酒样带来更多的乳香。乙酸乙酯的含量也有一定的增加,在酒样B1.5表现出最高水平(61 221.27 μg/L),增强了酒样的果香和甜香。此外,乙酸异戊酯、丁酸乙酯、辛酸乙酯、异戊醇、苯乙醇在酒样A1.5和B1.5中也表现出较高水平,赐予葡萄酒果香、花香和玫瑰花香等[26-27]。
2.7 主成分分析
为了更好地分析乳酸添加对葡萄酒香气物质的影响,对附表2和附表3中26种OAV>1的物质进行PCA,并将这26种物质分成乙酸酯类、短链脂肪酸乙酯、中链脂肪酸乙酯、醇类、酸类、醛酮类和类异戊烯类共7大类,使用SIMCA对其含量进行PCA,结果如图5所示。共解释了86.9%的总方差变量,其中,PC1和PC2分别解释了61.1%和25.8%的变量,且酒样都能够被很好地区分。由图5可知,OAV>1香气物质主要分布在PC1正半轴。香气物质在酒样A1.5和B1.5中有着较高的积累,乙酸酯类、短链脂肪酸乙酯、中链脂肪酸乙酯和酸类在酒样B1.5含量较高,分别为61 702.63、404.76、2 347.06、18 619.03 μg/L,而高级醇类在酒样A1.5中含量最高,为577 296.33 μg/L。可见在葡萄醪时期添加1.5 g/L乳酸(A1.5)和在起酵时添加1.5 g/L乳酸(B1.5),能够显著提高葡萄酒香气物质含量。
图5 香气物质主成分分析图
Fig.5 Principal component analysis of aromatic substances
2.8 感官分析
品酒小组对13款酒样从外观(色泽)、香气(香气强度、奶油香、花香、果香、不愉快气味)、味感(酸度、余味、协调性)、综合评价进行品鉴打分,结果如图6所示,由图6-a可知,酒样A1.5综合得分最高,为4.2分;从图6-b可以看出,酒样B1.5无论在香气还是味感方面都有着较高评价,综合得分为4.5分;图6-c可以看出,酒样C2相对来说综合得分最高,为3.5分,但相比于前2个时期,好评明显下降;图6-d可以看出在起酵第4天添加乳酸的3组酒样中,D1.5表现出较好的得分,但与对照组相比,后2个时期添加乳酸,虽然香气得分有提高,但在味感方面明显不足,寡淡。综上,酒样B1.5相对得分最高。
图6 感官品鉴得分雷达图
Fig.6 Radar chart of sensory evaluation scores
3 结论
乳酸的添加对整个发酵过程有着较大的影响,多组出现发酵滞后现象。对比同一添加量不同添加时期各组酒样中乳酸的含量可见,乳酸添加时期越晚,成品酒中的乳酸与总酸含量越高,酸度保留效果越好。通过CIELab参数分析,酒样1(A1.5)L*值最高,为57.00,酒样4(B1.5)L*值其次,所有酒样a*值都有所增加,表明乳酸的添加在一定程度上可以提高酒样的红色色调。其中酒样4(B1.5)的a*值最高,值为49.05,综合考虑所有参数,酒样4(B1.5)的颜色表现最好,酒样1(A1.5)次之。花色苷总含量最高的为酒样A1.5,为333.41 mg /L。B1.5总花色苷含量次之,为292.92 mg/L,酒样D2中总花色苷含量最低,仅有159.77 mg/L,比对照组CK总花色苷含量(286.25 mg/L)少了44.18%,可见乳酸添加时间以及添加量对花色苷含量有着显著影响,越早添加乳酸,护色效果越好。相关性分析表明:Mv-3-acetylGlc、Pn-3-trans-p-coumGlc、Mv-3-trans-p-coumGlc与Mv-3-O-Glc均呈极显著正相关;Mv-3-acetylGlc与L*呈极显著正相关,该花色苷在酒样A1.5中含量最高,明亮度最高,但与a*和呈极显著负相关。L*与和呈极显著负相关;a*与呈极显著正相关。香气物质在酒样A1.5和B1.5中有着较高的积累,乙酸酯类、短链脂肪酸乙酯、中链脂肪酸乙酯和酸类在酒样B1.5含量较高,分别为61 702.63、404.76、2 347.06、18 619.03 μg/L,而高级醇类在酒样A1.5中含量最高,为577 296.33 μg/L。可见在葡萄醪时期添加1.5 g/L乳酸(A1.5)和在起酵时添加1.5 g/L乳酸(B1.5),能够显著提高葡萄酒香气物质含量。对酒样进行感官分析,酒样B1.5相对得分最高,在香气和味感上表现出较好的喜爱程度。
综上,实验组B1.5的葡萄酒质量最好,即在起酵时添加1.5 g/L乳酸可以获得较高品质的葡萄酒,通过精准的乳酸调控,可为葡萄酒品质控制提供了科学依据。
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