三种稳定剂对赤霞珠葡萄酒冷稳定性的影响

张宁波1,夏鸿川2,张军翔1,2*

1(宁夏大学 农学院,葡萄与葡萄酒研究院,葡萄与葡萄酒教育部工程研究中心,宁夏 银川,750021)2(宁夏大学 葡萄酒学院,宁夏 银川,750021)

摘 要 为探明稳定剂对红葡萄酒稳定性的影响,以80 mg/L的偏酒石酸(metatartaric acid,MTA)和空白为对照(CK),以2017年赤霞珠葡萄酒为酒样,选用聚天冬氨酸钾(potassium polyaspartate,KPA)、羧甲基纤维素钠(carboxylmethylcellulose,CMC)和阿拉伯树胶(gum arabic,GA)为稳定剂,以冷处理后电导率变化为判定酒石酸盐稳定的主要指标,研究3种稳定剂在不同质量浓度下的稳定效果。结果表明,KPA最佳质量浓度为150 mg/L,该处理电导率变化小,显著降低葡萄酒的浊度、改善色度(P<0.05),而80 mg/L MTA处理后电导率变化最小,但酒样浊度增加;高质量浓度CMC虽有一定稳定效果,但会显著增加浊度、降低色度,只有20 mg/L CMC处理后酒样稳定且浊度较低;GA最佳质量浓度为150 mg/L,该浓度可显著降低酒样电导率变化,对浊度、色度等的影响与CK差异不显著。总之,150 mg/L KPA在3种稳定剂中稳定效果最好。该研究结果为新型稳定剂KPA在葡萄酒中的应用提供了理论依据。

关键词 赤霞珠葡萄酒;偏酒石酸;聚天冬氨酸钾;羧甲基纤维素钠;阿拉伯树胶;稳定性

葡萄酒成分复杂,已鉴定出含有2 000多种物质,其中的酒石酸、单宁、色素、蛋白质等大分子物质是引起葡萄酒不澄清、不稳定的原因。而酒石酸盐的稳定性是影响葡萄酒稳定性的最主要因素,葡萄酒中含有酒石酸2~6 g/L[1],K+ 125~2 040 mg/L、Ca2+ 50~300 mg/L[2],若装瓶前没有得到较好的处理,装瓶后酒石酸氢钾和酒石酸钙等晶体沉淀将析出在葡萄酒中。装瓶贮存一定时间后的葡萄酒出现一些沉淀,虽属正常现象,但会引起视觉缺陷,影响消费者对酒的感官评价[3]

目前,生产上稳定酒石酸盐的主要方法是采取冷冻处理,去除部分酒石酸氢钾和大分子色素等,降低装瓶后出现沉淀的几率,同时适量降低酒石酸含量,使酒的口感变圆润,但此工艺需相应的设备投入,也会对葡萄酒质量产生一定危害,如色调变淡、香气损失。第二种方法,电渗析。通过选择性膜和电场将构成酒石酸盐的阴阳离子通过选择性离子透过膜除去钾阳离子使酒体达到稳定[4-5]。电渗析对葡萄酒的稳定较好,对理化指标和功能性成分的影响要远远小于传统冷冻法,更能保护葡萄酒原有的质量和风味[6]。但该法不能除去在低温下不稳定的色素物质,机器设备初始投资额高。第三种方法,添加稳定剂。该法可使葡萄酒不易析出酒石酸盐,操作简便,成本低,可最大限度地减少对葡萄酒的处理,保持葡萄酒的品质[7]

目前,适合红葡萄酒的稳定剂有偏酒石酸(metatartaric acid,MTA)[8-10]、羧甲基纤维素钠(carboxylmethyl cellulose,CMC)[11-13]、阿拉伯树胶(gum Arabic,GA)[14-15]等,聚天冬氨酸钾(potassium polyaspartate,KPA)是一种欧盟新近批准的添加剂(OIV/OENO 543—2016)[16-17],但国内关于稳定剂的比较研究鲜有报道。本研究采用2017年赤霞珠红葡萄酒为酒样,以冷稳定效果较好的80 mg/L的偏酒石酸为参照,将聚天冬氨酸钾、羧甲基纤维素钠和阿拉伯树胶3种稳定剂,以不同浓度梯度添加到干红葡萄酒中并进行低温处理,通过测定电导率、浊度、色度、酒石酸含量等主要稳定指标的变化,确定每种稳定剂的最佳用量,以期为生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

2017年宁夏葡萄与葡萄酒研究院酿造的赤霞珠干红葡萄酒原酒。用明胶和皂土复合澄清剂进行澄清,后用0.45 μm的膜进行真空过滤,基本理化指标为:总酸5.9 g/L,pH值3.61,酒精度12.5%,色度8.22,浊度0.92 NTU,K+含量1 342 mg/L,酒石酸含量2.13 g/L。

聚天冬氨酸钾(食品级,纯度99%),郑州市伟丰生物科技有限公司;羧甲基纤维素钠(食品级,型号FL100 纯度99.6%,黏度120),济宁峰润生物科技有限公司;阿拉伯树胶(食品级,有效物质含量99%),浙江中团生物技术有限公司;偏酒石酸(食品级,纯度99%),郑州市伟丰生物科技有限公司;酒石酸和钾离子试剂盒,西班牙BioSystems葡萄酒分析仪原装试剂盒;明胶,河南恒盛食品添加剂有限公司;皂土(化学纯),凡科维化学;其他常规化学试剂为分析纯。

BCD-190WDGC冰箱,青岛海尔有限公司;Y15葡萄酒自动分析仪,西班牙BioSystems;DDS-307电导率仪、PHS-3C PH计,上海雷磁;ME104E电子天平,德国梅特勒-托利多公司;TU-1901紫外分光光度计,北京普析公司;2100Q浊度计,美国哈希。

1.2 方法

1.2.1 稳定剂的配制

偏酒石酸溶液(1 g/100 mL):称取1 g偏酒石酸,逐次加蒸馏水搅拌溶解,定容至100 mL。

聚天冬氨酸钾溶液(0.5 g/100 mL):称取0.5 g聚天冬氨酸钾,加入蒸馏水,磁力搅拌溶解,定容至100 mL。

羧甲基纤维素钠(1 g/100 mL):称取1 g羧甲基纤维素钠,加入50 ℃蒸馏水中溶解,定容至100 mL。

阿拉伯树胶溶液(1 g/100 mL):用研钵磨成粉,称取1 g阿拉伯树胶,加蒸馏水溶解并定容至100 mL。

1.2.2 稳定剂最佳用量的确定

(1)以不添加任何稳定剂的为空白组和添加80 mg/L的偏酒石酸为对照组。实验处理分为3组,每组取5支50 mL的具塞试管,分别加入50 mL红葡萄酒。第1组按0、50、100、150和200 mg/L的质量浓度梯度添加聚天冬氨酸钾;第2组按0、20、40、60和80 mg/L的质量浓度梯度添加羧甲基纤维素钠;第3组按0、50、100、150和200 mg/L的质量浓度梯度添加阿拉伯树胶。

(2)混匀后在室温静置72 h,后置于-4 ℃冰箱5 h,取出放入冰盒中,迅速取上清液分别测定葡萄酒的电导率、色度值、浊度值、酒石酸和K+含量。

(3)完成步骤(2)后迅速将所有酒样又放回-4 ℃冰箱低温处理7 d。

(4)取出迅速测定葡萄酒的电导率、色度值、浊度值、酒石酸和钾离子含量。

(5)以冷冻处理前后电导率变化为主要判定指标,电导率变化越小的处理对酒的稳定效果越好,色度值保持或改善,浊度值、酒石酸和K+含量保持或降低为宜。

1.3 测定指标

1.3.1 电导率的测定

通过测定电导率变化量的大小,来判定各个浓度的稳定剂对酒石酸沉淀的稳定能力。电导率的变化(Δx),以μs/cm表示,稳定性水平Δx<30非常稳定,30~50稳定,50~70警告,>70不稳定[18]

1.3.2 浊度的测定

浊度的测定采用浊度仪,参照哈希浊度仪2100Q的操作说明。取15 mL样品于试样容器中,清洁试样容器外表面,之后放置于已校准好的浊度仪容器室内,读取结果并记录。

1.3.3 色度的测定

采用分光光度计法测定[19]

1.3.4 酒石酸和钾离子含量测定

采用葡萄酒自动分析仪和原厂试剂盒测定含量。

1.3.5 总酸和酒精度测定

总酸采用酸碱中和滴定法,酒精度采用密度瓶法,方法参照国标GB 15038—2006的方法[20]

1.4 数据处理

每组实验重复3次,利用SPSS 17.0软件进行实验数据的统计处理和差异显著性分析,显著性水平设为P<0.05为显著。

2 结果与分析

2.1 不同质量浓度KPA对冷冻处理后红葡萄酒主要指标的影响

2.1.1 不同浓度KPA对冷冻处理后红葡萄酒电导率的影响

电导率是反映葡萄酒中离子数量的定性指标,电导率越大,说明葡萄酒中的离子越多,所以它间接地反映了葡萄酒中酒石酸氢钾的状态。由图1可知,对红葡萄酒酒样添加稳定剂KPA后,与CK相比,各处理的电导率变化值均显著下降(P<0.05),CK电导率变化为81.3 μs/cm,>70 μs/cm,葡萄酒不稳定。当KPA质量浓度在50~200 mg/L时,电导率变化先下降后略微上升,各处理浓度都能增加葡萄酒的冷稳定性。当KPA浓度为150 和200 mg/L时,变化量都小于40 μs/cm,与冷稳定效果较好的80 mg/L的MTA(电导率的变化量最小,32.7 μs/cm)相比,三者间的变化差异不显著,都处于非常稳定的范围,150 mg/L的KPA电导率变化<200 mg/L的KPA,但二者差异不显著。从电导率的变化来看,80 mg/L MTA的效果最好,但李华等[21]的研究表明MTA的稳定效果在温度较低时非常好,温度升高后其作用效果就明显减小甚至消失,而KPA随着时间的推移稳定效果比偏酒石酸更好[22]。欧盟规定,依据待处理葡萄酒的不稳定程度,典型水平用量范围为100~200 mg/L,最大安全用量300 mg/L [23]

聚天冬氨酸钾在葡萄酒中是带负电荷的聚合物,可抑制晶体成核和生长,改变正在形成晶体的形态,在50~150 mg/L,随KPA质量浓度的增加电导率变化减小,当KPA质量浓度增加到200 mg/L时,电导率变化值有所上升,但与100和150 mg/L的KPA差异不显著。低温处理可诱发酒石酸氢钾的结晶沉淀,降低葡萄酒的酸度,还可促使红葡萄酒中部分单宁、色素胶体的沉淀。本研究结果显示随KPA浓度增加,酒石酸含量下降但高于CK,说明KPA可以稳定酒石酸,而钾离子含量虽下降但高于CK,当KPA在50~150 mg/L时,电导率变化的结果是随KPA质量浓度的增加稳定离子的作用增强,当KPA升高到200 mg/L时,影响到整个酒样的电荷平衡而使电导率变化值上升。本实验KPA稳定电导率的最适质量浓度为150 mg/L,其次为200、100和50 mg/L。

图1 不同质量浓度KPA对红葡萄酒电导率变化的影响
Fig.1 Effect of different concentrations of KPA on the conductivity of red wine
注:不同小写字母表示差异显著(P<0.05);图2~图15同。

2.1.2 不同质量浓度KPA对冷冻处理后红葡萄酒浊度的影响

从图2可以看出,未处理前葡萄酒的浊度为0.92 NTU,加入稳定剂并冷冻后,所有处理的浊度值都不同程度下降,可能是因为KPA阻止了酒样中胶体离子的聚集、增大,CK和MTA 80 mg/L的浊度分别为0.68和0.83 NTU,二者差异不显著。当添加50~200 mg/L的KPA后,葡萄酒浊度值均下降,浓度为150 mg/L时,浊度值最低(0.37 NTU),且4个浓度处理间差异不显著,但与CK和MTA差异显著(P<0.05)。尹建邦[24]在浊度与葡萄酒澄清度的相关性的研究中指出,红葡萄酒浊度小于2 NTU时酒即为澄清,80 mg/L MTA处理后浊度(0.83 NTU)仍在澄清范围内,但对葡萄酒澄清度的提高作用不及CK和KPA的效果。因此,加入KPA后可降低葡萄酒的浊度,提高葡萄酒的澄清度,150 mg/L的效果最好,其次为200、100和50 mg/L。

图2 不同质量浓度KPA对红葡萄酒浊度的影响
Fig.2 Effect of different concentrations of KPA on turbidity of red wine

2.1.3 不同质量浓度KPA对冷冻处理后红葡萄酒色度的影响

红葡萄酒的颜色对于酒的感官质量起着重要作用,在保持红葡萄酒澄清度的前提下,要尽量保存其酚类物质,以获得良好的色度。添加不同浓度KPA对葡萄酒的色度影响见图3。

图3 不同质量浓度KPA对红葡萄酒色度的影响
Fig.3 Effect of different concentrations of KPA on color of red wine

未处理前葡萄酒色度为8.22,经过处理后,葡萄酒的色度均高于原酒,且所有处理间的色度值差异不显著,当KPA为50 mg/L时,色度增加至9.32。KPA为200 mg/L时,色度降低至9.02。加入80 mg/L的MTA后,色度为9.11,影响色度较少。和对照相比,KPA的添加会对色度产生一定的影响,或提高或降低,但影响不大,当KPA浓度为150 mg/L(9.21)时,其色度与对照(9.20)接近。色度值表示色素物质的多少,稳定剂的添加应起到改善或保持色度的作用。因此,低温结合KPA的添加对葡萄酒的色度影响不显著,其中150 mg/L的KPA为色度保持的最佳用量。

2.1.4 不同质量浓度KPA对冷冻处理后红葡萄酒酒石酸含量的影响

冷冻前葡萄酒的初始酒石酸含量为2.13 g/L。处理后所有酒样的酒石酸含量都降低(图4),冷冻处理后,对照的酒石酸含量降为2.00 g/L,与80 mg/L的MTA(2.06 g/L)、50 (2.03 g/L)和100 mg/L的KPA的处理差异显著(P<0.05),即它们阻碍酒石酸盐沉淀的产生。随着KPA浓度的升高,酒石酸含量逐渐降低,当KPA加入浓度在150~200 mg/L时,酒石酸含量与对照差异不显著,当KPA浓度为200 mg/L时,酒石酸含量最低(1.99 g/L)。通常装瓶前葡萄酒采用冷冻处理加速酒石酸盐沉淀的产生,适当降低酒石酸的含量,以提高葡萄酒的稳定性。所以,当KPA浓度在50~100 mg/L时,会阻碍酒石酸盐沉淀的产生,浓度在150~200 mg/L时,对酒石酸含量的变化几乎没有影响。

图4 不同质量浓度KPA对红葡萄酒酒石酸含量的影响
Fig.4 Effect of different concentrations of KPA on the content of tartaric acid in red wine

2.1.5 不同质量浓度KPA对冷冻处理后红葡萄酒K+含量的影响

经冷冻后K+含量结果如图5所示,冷冻前葡萄酒中K+含量为1 342 mg/L,4个处理的变化与酒石酸一致,含量随浓度的增加而下降,但CK的K+含量(1 294 mg/L)下降最少(下降了48 mg/L),也可以说KPA促进K+含量下降,可能是因为KPA在葡萄酒中带负电荷,会吸附带正电荷的K+而降低酒样中K+的含量。随着KPA浓度的升高,4个浓度处理的K+含量逐渐降低,当KPA浓度为200 mg/L时,K+含量降到最低(1 227 mg/L),但它们之间差异不显著,与CK差异显著(P<0.05)。酒石酸盐沉淀的形成就是因为酒石酸和K+含量过多,达到饱和才析出结晶。加入稳定剂并冷冻后,酒中的沉淀离子含量减少,进而减少了后期沉淀产生的可能性,增加了酒的冷稳定性。所以,低温条件下使用KPA后K+含量的降低和酒石酸含量的降低规律一致,浓度越高酒石酸含量降低的越多,会降低酒石酸氢钾沉淀的出现。综合分析各指标,本实验中KPA的最佳质量浓度为150 mg/L,其次为200、100和50 mg/L。

图5 不同质量浓度KPA对红葡萄酒K+含量的影响
Fig.5 Effect of different concentrations of KPA on potassium ion content of red wine

2.2 不同质量浓度CMC对冷冻处理后红葡萄酒主要指标的影响

2.2.1 不同质量浓度CMC对冷冻处理后红葡萄酒电导率的影响

CMC对冷冻后红葡萄酒电导率的影响结果见图6。

图6 不同质量浓度CMC对红葡萄酒电导率变化的影响
Fig.6 Effect of different concentrations of CMC on the conductivity of red wine

在加入CMC后,电导率变化量都小于对照。随着CMC浓度的增加,电导率变化量呈上升趋势,可能因为CMC具有胶体的特性,且带负电荷,随冷处理时间的延长,浓度较低时起稳定作用,浓度高时促进离子聚沉,带电粒子数量减少,电导率变化值随之上升。当加入CMC浓度为20和40 mg/L时,2个处理电导率的变化量分别为35.7和39.3 μs/cm,葡萄酒处于稳定区间且2个处理间无显著差异。CMC浓度为60 mg/L时,葡萄酒在危险区域。CMC浓度为80 mg/L时,电导率变化量为72.3 μs/cm,与CK(81.3 μs/cm)差异不显著,均处于不稳定状态。因此,20 mg/L的CMC更有利于葡萄酒的稳定。

2.2.2 不同质量浓度CMC对冷冻处理后红葡萄酒浊度的影响

图7结果表明,CK的浊度由冷冻前的0.92降到0.68 NTU,与CK相比,加入CMC后,葡萄酒的浊度随浓度的升高大幅上升,且CK的浊度值与添加了CMC的处理差异显著(P<0.05)。当CMC浓度为20 mg/L时,浊度值最低(1.71 NTU),当CMC浓度在40~80 mg/L时,浊度值最高均高于2.0 NTU,已不符合红葡萄酒装瓶时对浊度的要求。由此看出,CMC影响红葡萄酒的澄清度,可能是因为带负电荷的CMC与带正电荷的胶体发生电性中和,胶体粒子增大而使浊度值升高。澄清、透亮、无沉淀是葡萄酒基本的感官品质,我们添加的稳定剂对葡萄酒应保持或改善原有的澄清状态,而20~80 mg/L的CMC会显著增加葡萄酒的浊度,降低澄清效果。王华等[25]研究认为CMC在葡萄酒中可能参与了保持酒体各类平衡的反应,同时还与已经形成的结晶结合,改变了晶体的结构,使晶体在葡萄酒中的存在条件发生变化,引起沉淀物的聚沉。本实验得出结论:CMC用于红葡萄酒时要慎重。

图7 不同质量浓度CMC对红葡萄酒浊度的影响
Fig.7 Effect of different concentrations of CMC on turbidity of red wine

2.2.3 不同质量浓度CMC对冷冻处理后红葡萄酒色度的影响

CMC对葡萄酒色度的影响结果如图8所示,加入20~80 mg/L的CMC后,葡萄酒色度的变化随着CMC浓度的上升,色度逐渐下降,当浓度为20和40 mg/L时,色度值与CK无显著差异。本实验中,只有加入20 mg/L CMC时,色度值最接近CK。所以,本实验结果表明高浓度的CMC会显著地影响红葡萄酒色度(P<0.05),可能是CMC与带正电荷的色素类物质发生电性中和、胶体粒子变大而聚沉。牛生洋等[26]的研究表明添加低于200 mg/L的CMC对红葡萄酒的理化指标及感官品质无影响。这与本实验的结果差异较大,可能与CMC的性质有关,还受葡萄酒的成分以及实验条件等因素的影响。

图8 不同质量浓度CMC对红葡萄酒色度的影响
Fig.8 Effect of different concentrations of CMC on color of red wine

2.2.4 不同质量浓度CMC对冷冻处理后红葡萄酒酒石酸含量的影响

CMC对葡萄酒酒石酸含量的影响见图9,CK与60 mg/L的CMC处理的酒石酸含量差异显著(P<0.05),4个质量浓度的CMC处理间差异不显著。所以,本实验结果表明CMC虽能阻碍酒石酸盐的形成,但对酒石酸含量影响不大。

图9 不同质量浓度CMC对红葡萄酒酒石酸含量的影响
Fig.9 Effect of different concentrations of CMC on the content of tartaric acid in red wine

2.2.5 不同质量浓度CMC对冷冻处理后红葡萄酒K+含量的影响

图10结果显示:经过冷冻处理后,葡萄酒的K+含量均下降,而随着CMC质量浓度的升高,K+浓度呈现上升趋势变化,CK与20和40 mg/L的CMC处理的K+含量差异显著(P<0.05),与60和80 mg/L的CMC处理不显著,同时4个处理间差异也不显著。所以,CMC对K+含量影响不大。

图10 不同质量浓度CMC对红葡萄酒K+含量的影响
Fig.10 Effect of different concentrations of CMC on potassium content in red wine

总之,CMC对葡萄酒有一定的稳定作用,但随浓度的增加会明显升高浊度、降低色度。只有20 mg/L的CMC对葡萄酒综合稳定作用好,40~80 mg/L的CMC已不适合用作本实验红葡萄酒的稳定剂。

2.3 不同质量浓度GA对冷冻处理后红葡萄酒主要指标的影响

2.3.1 不同质量浓度GA对冷冻处理后红葡萄酒电导率的影响

GA对红葡萄酒电导率的影响见图11,CK与4个浓度的GA处理间差异显著(P<0.05),GA降低了葡萄酒电导率的变化,4个处理间无显著差异,并且随着GA浓度增加,电导率变化量呈逐步下降趋势。但根据电导率变化判定,50和100 mg/L的处理的结果是处于危险区间,而150和200 mg/L的变化量处于稳定区域,GA浓度为200 mg/L时,电导率变化量最小(42.7 μs/cm),稳定性优于前者。因此,可以得出GA对葡萄酒的稳定有一定的效果,在50~200 mg/L时,200 mg/L的稳定效果较好,其次为150 mg/L。

图11 不同质量浓度GA对红葡萄酒电导率变化的影响
Fig.11 Effect of different concentrations of GA on the conductivity of red wine

2.3.2 不同浓度GA对冷冻后红葡萄酒浊度的影响

不同浓度GA对葡萄酒浊度的影响结果如图12所示:浊度先下降后上升,CK(0.68 NTU)的浊度大于前3个处理的数值,但它们之间无显著差异,GA浓度为100 mg/L时浊度值最低(0.56 NTU)。当GA浓度为200 mg/L时浊度升高至1.24 NTU。因阿拉伯树胶是一种保护性胶体,低浓度时它吸附于胶粒表面,提高胶粒对水的亲和力,防止冷处理过程中胶粒的聚结变大,但同时GA也是微酸性复合多糖,分子量较大且连一定量的蛋白质,当GA浓度较高时,影响溶液中离子的运动速度而导致离子聚集。所以,分析GA对浊度值影响结果,质量浓度在50~150 mg/L时,可改善葡萄酒的澄清度,当质量浓度为200 mg/L时明显增加葡萄酒的浊度,浓度为100 mg/L时对改善澄清度的效果最佳,其次为150和50 mg/L。

图12 不同质量浓度GA对红葡萄酒浊度的影响
Fig.12 Effect of different concentrations of GA on turbidity of red wine

2.3.3 不同质量浓度GA对冷冻处理后红葡萄酒色度的影响

不同质量浓度GA对葡萄酒色度影响见图13,和的初始值(8.22)相比,处理后所有的酒样的色度值都得到提高。随GA浓度的升高,色度呈现先下降后升高的变化,当GA浓度为100 mg/L时,色度最低(8.89),下降较多,与CK(9.20)的色度值差异不显著,和其他3个处理间差异显著(P<0.05)。当GA浓度为200 mg/L时,色度最高(10.05),升高了1.25,对色度的影响较大。而当使用GA浓度为50 mg/L和150 mg/L时,色度都略微上升,色度值分别为9.23和9.30。根据GA对色度的影响来说,50、100和150 mg/L都可作为本实验的较好用量。

图13 不同质量浓度GA对红葡萄酒色度的影响
Fig.13 Effect of different concentrations of GA on color of red wine

2.3.4 不同质量浓度GA对冷冻处理后红葡萄酒酒石酸含量的影响

不同浓质量度GA对酒石酸含量的影响结果表明(图14),随着GA浓度的升高,酒石酸含量逐渐降低,说明GA可以阻止酒石酸形成盐类物质。4个处理的含量均高于CK,CK与前3个浓度处理差异显著(P<0.05),与第4个处理差异不显著,GA浓度为50 mg/L时,酒石酸含量最高(2.09 g/L)。所以,GA质量浓度在50~200 mg/L时,可阻碍酒石酸的降低,使用浓度越低阻碍效果越好,和KPA对酒石酸含量的影响变化规律一致。

图14 不同质量浓度GA对红葡萄酒酒石酸含量的影响
Fig.14 Effect of different concentrations of GA on the content of tartaric acid in red wine

2.3.5 不同质量浓度GA对冷冻处理后红葡萄酒K+含量的影响

酒石酸盐沉淀主要是由酒石酸或者K+含量过多,达到过饱和而析出的沉淀,加入稳定后能去除部分K+,将会减少后期葡萄酒贮存过程中出现沉淀的几率。不同质量浓度GA对K+含量的影响实验结果表明(图15)。

图15 不同质量浓度GA对红葡萄酒K+含量的影响
Fig.15 Effect of different concentrations of GA on potassium content in red wine

CK与4个质量浓度处理的K+含量间均无显著差异,GA浓度为50 mg/L时,K+浓度高于对照,其他浓度处理均低于对照,且随处理浓度的升高K+含量降低,变化规律也与KPA对K+含量的影响一致。所以,GA质量浓度在100~200 mg/L,200 mg/L的GA处理更有利于葡萄酒后期的酒石酸盐稳定。

综合分析不同质量浓度GA对各指标的影响,GA浓度为200 mg/L时,电导率变化、色度、酒石酸和K+含量下降量虽略优于150 mg/L的值(差异不显著),有利于酒后期贮藏的稳定性,但会降低酒的澄清度。所以,150 mg/L的GA整体效果更好。

3 结论

本研究结果表明,新型稳定剂KPA是一种效果较好的稳定剂,当质量浓度为150 mg/L时对红葡萄酒的冷稳定性效果最好,不仅能较好的稳定葡萄酒,还能降低葡萄酒浊度、酒石酸和钾离子含量,改善红葡萄酒色度;其次,效果较好的稳定剂为80 mg/L的MTA和150 mg/L的GA;20 mg/L的CMC虽能稳定葡萄酒,但会影响葡萄酒的浊度和色度。

葡萄酒是一种复杂的胶体溶液,不仅要制定合理有效的工艺使葡萄酒澄清、稳定,还要尽可能保持葡萄酒的自然特性。科研和生产的目标是找到高效、经济的稳定酒石酸盐的方法。如果能在冬季的自然低温下澄清葡萄酒并结合稳定剂的使用以稳定葡萄酒,那将省去人工冷冻、过滤等工艺,减少对葡萄酒的处理,有利于酒自然品质的保持,还可降低生产成本。因此,选择使用安全、有效的添加剂对葡萄酒的生产具重要意义,在选择稳定剂时要充分考虑稳定剂的类型、性质、使用浓度以及葡萄酒本身的组成等因素的影响,做好预备实验,方可生产出高品质的葡萄酒。本文的研究结果为新型稳定剂KPA的应用提供一定的理论基础,但研究的范围和深度还不够,今后仍需深入。

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Effects of three stabilizers on cold stability of Cabernet Sauvignon

ZHANG Ningbo1,XIA Hongchuan2,ZHANG Junxiang1,2*

1 (School of Agronomy,Ningxia University,Ningxia Grape and Wine Research Institute,Engineering Research Center of Grape and Wine,Ministry of Education,Ningxia University,Yinchuan 750021,China)2(School of Vine and Wine,Ningxia University,Yinchuan 750021,China)

ABSTRACT To explore the effects of stabilizers on the stability of red wine,blank 2017 Cabernet Sauvignon sample and 80 mg/L metatartaric acid (MTA)were treated as controls,and potassium polyaspartate (KPA),carboxymethylcellulose (CMC)and gum arabic (GA)were used as stabilizers.Their effects on the stability of tartrate at different concentrations were investigated by measuring the changes in wine conductivity after cold treatment.The results showed that the optimum concentration of KPA was 150 mg/L,and it had smaller effect than that of CK regarding conductivity change.Moreover,150 mg/L KPA significantly reduced the turbidity and chromaticity of wine (P<0.05).Although 80 mg/L MTA had the smallest effect on conductivity change,it increased the turbidity of the wine.Moreover,high concentrations of CMC had certain stabilizing effects,but it significantly increased wine turbidity and reduced the chromaticity,only 20 mg/L CMC-treated wine was stable and had low turbidity.Furthermore,the optimal concentration of GA was 150 mg/L,which could significantly reduce the change in conductivity while having no significant effects on turbidity,chroma and tartaric acid.Overall,150 mg/L KPA performed the best among the three stabilizers,which provides a theoretical basis for applying KPA in wine.

Key words Cabernet Sauvignon wine;metatartaric acid;potassium polyaspartate;Carboxylmethylcellulose;gum arabic;stability

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.020872

第一作者:硕士,讲师(张军翔教授为通讯作者,E-mail:zhangjunxiang@126.com)。

基金项目:宁夏“十三五”产业重大攻关项目(2016BZ06);宁夏葡萄与葡萄酒工程技术研究中心创新平台专项经费

收稿日期:2019-04-18,改回日期:2019-05-21