CN117965252A - 一种富含花青素的葡萄酒酿造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种富含花青素的葡萄酒酿造工艺，属于葡萄酒酿造技术领域。本发明将酿酒酵母和复合酒香酵母进行阶梯降温活化，再使用不同组分的凝胶材料对酿酒酵母和复合酒香酵母进行封装。其中酒香酵母使用海藻酸钠凝胶进行封装，酿酒酵母使用含有纤维素纳米晶、氯化钠、山梨醇组分的改性海藻酸钠凝胶进行封装，随后使用封装后的酵母对葡萄发酵原料进行发酵，发酵完毕后设置淋汁处理、压榨处理和超声处理步骤，随后过滤，制备得到一种富含花青素的葡萄酒。本发明中的酿造工艺，具有发酵便捷、工艺简单的特点，制得的酒液具有香气醇厚、花青素含量高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及葡萄酒酿造技术领域，具体为一种富含花青素的葡萄酒酿造工艺。
背景技术
葡萄酒是一种以葡萄为原料，经过发酵酿造而成的酒精饮料。它拥有悠久的历史和丰富的文化内涵，在世界各地都受到广泛的喜爱。葡萄酒的颜色、口感、香气等特性因葡萄品种、酿造工艺和产地等因素而异，因此有着多种多样的风格和类型。且葡萄酒中含有丰富的多酚类物质，如类黄酮和花青素等，具有抗氧化、抗炎、降低心血管疾病风险等作用。
在葡萄酒的酿造过程中，葡萄中花青素对光照、pH值、温度等因素极为敏感，这导致花青素会存在由于菌种分解有机物被破坏的问题。
酒香酵母是一种特殊种类的酵母，能够产生特定的风味物质，如4-乙基苯酚和4-乙基愈创木酚等挥发性物质，这些物质会给葡萄酒带来辛香味、烟熏味、果味等独特的风味。酒香酵母会与酿酒酵母竞争营养物质，二者都需要糖分、氨基酸等营养物质才能生长和繁殖。由于酒香酵母的生长速度更快，因此会抢占更多的营养物质，从而导致酿酒酵母的生长受到抑制。并且酒香酵母在发酵过程中会产生苯乙醇、4-乙基愈创木酚等物质会抑制酿酒酵母的生长和繁殖，甚至导致酿酒酵母死亡。所以在具体的使用过程中，有经验的酒厂会将酒香酵母先行发酵随后再添加酿酒酵母进行发酵，但这样延长了发酵工序也增加了制备工艺的难度。
此外，在酿酒的过程中，为了获得高含量的酒精，需要在较高的温度下进行发酵，但为了获得高含量的香气物质，则需要在较低的温度下进行发酵。同时，发酵温度越低，为了发酵彻底，酿酒所需要的发酵时间就越长，产物中花青素就会被分解得越彻底。因此，如何平衡葡萄酒中香气、酒精度和花青素含量，需要一种新的酿造工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种富含花青素的葡萄酒酿造工艺，以解决背景技术中提出的问题。将酿酒酵母和复合酒香酵母进行阶梯降温活化，再使用不同组分的凝胶材料对酿酒酵母和复合酒香酵母进行封装。其中酒香酵母使用海藻酸钠凝胶进行封装，酿酒酵母使用含有纤维素纳米晶、氯化钠、山梨醇组分的改性海藻酸钠凝胶进行封装，随后对葡萄发酵原料进行发酵，发酵完毕后设置淋汁处理、压榨处理和超声处理步骤，随后过滤，制备得到一种富含花青素的葡萄酒。本发明中的酿造工艺，具有发酵便捷、工艺简单的特点，制得的酒液具有香气醇厚、花青素含量高的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种富含花青素的葡萄酒酿造工艺，包括以下步骤：
S1、将酿酒酵母和复合酒香酵母进行阶梯降温活化，得到活化酿酒酵母和活化复合酒香酵母，具体操作为：
（A1）将酵母膏和蛋白胨加入去离子水中，搅拌均匀后升高体系温度至115℃，处理15分钟后，与灭菌葡萄糖溶液混合，搅拌均匀后得到酵母菌培养基；
（A2）将酿酒酵母和复合酒香酵母分别使用A1步骤中的培养基进行培养，设置接种量为3%-8%，培养温度为35℃，培养6小时后降低培养温度为30℃，随后继续培养6小时，降低培养温度为28℃，继续培养6小时后再次降低至25℃，在25℃下培养12小时后，得到活化酿酒酵母和活化复合酒香酵母。
S2、分别使用凝胶材料对S1步骤中得到的活化酿酒酵母和活化复合酒香酵母进行封装，得到封装酿酒酵母和封装酒香酵母，具体操作为：
（B1）将2-吗啉乙磺酸和NaCl加入无菌去离子水中，使用NaOH溶液调节体系pH值为5.1，得到2-吗啉乙磺酸缓冲液，备用；随后将海藻酸钠、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（以下简称EDC）、N-羟基琥珀酰亚胺（以下简称NHS）和盐酸多巴胺溶解在2-吗啉乙磺酸缓冲液中，在室温和惰性气体氛围下充分搅拌24小时，得到改性海藻酸钠；
（B2）将改性海藻酸钠、纤维素纳米晶、氯化钠、山梨醇和活化酿酒酵母置于去离子水中搅拌均匀后，滴加于氯化钙溶液中,即得到封装酿酒酵母。
上述反应过程中，通过EDC/NHS体系在海藻酸钠表面接枝了盐酸多巴胺上的邻苯二酚基团以对海藻酸钠进行改性。随后使用改性海藻酸钠制备凝胶材料，并在体系中加入纤维素纳米晶、氯化钠和山梨醇组分，改性后的海藻酸钠对纤维素纳米晶可以通过氢键相互作用的方式使得纤维素纳米晶可以均匀地分散在体系中，提高凝胶的封装效果。
（B3）将海藻酸钠溶解在100mL去离子水中搅拌均匀后，加入活化复合酒香酵母继续搅拌至均匀后，将体系滴加入氯化钙溶液中，过滤，即得封装酒香酵母。
S3、收集葡萄原料，随后进行人工筛选后进行去梗破碎处理，随后将破碎后的原料降温至4-15℃，处理48-168小时，随后去除体系中的葡萄籽后，得到发酵原料；使用封装酿酒酵母和封装酒香酵母对发酵原料置于酒槽中进行发酵处理，将封装酿酒酵母和封装酒香酵母以10:(1-5)的质量比混合，随后按照2g/L的添加量添加至S3步骤中得到的发酵原料中，设置发酵温度为22-28℃，添加蜂蜜直至体系糖度为18°Bx，随后发酵10-20天，得到发酵体系；
S4、将发酵体系中底部沉淀去除后，使用泵将体系中的液体抽到酒槽的顶端进行淋汁处理，随后连带漂浮的果皮层一起进行压榨和超声处理，即得到一种富含花青素的葡萄酒。
进一步地，A2步骤中，复合酒香酵母由浓度为1×109 CFU/mL的克鲁维毕赤酵母、葡萄汁有孢汉逊酵母、东方伊萨酵母菌液以（1-3）：1：（2-4）的体积比在无菌环境中混合得到的。
进一步地，B2步骤中，改性海藻酸钠、纤维素纳米晶、氯化钠和山梨醇的体积质量比为（5-10）mL：（1-3）ｇ：（2-3）ｇ：（0.5-2）g。
进一步地，S4步骤中，超声处理的条件为：超声温度为25℃，超声功率为100-400W，超声时间为20分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明技术方案中，将酿酒酵母和复合酒香酵母进行阶梯降温活化，再使用不同组分的凝胶材料对酿酒酵母和复合酒香酵母进行封装。其中酒香酵母使用海藻酸钠凝胶进行封装，酿酒酵母使用含有纤维素纳米晶、氯化钠、山梨醇组分的改性海藻酸钠凝胶进行封装，随后对葡萄发酵原料进行发酵，发酵完毕后设置淋汁处理、压榨处理和超声处理步骤，随后过滤，制备得到一种富含花青素的葡萄酒。
使用酿酒酵母和复合酒香酵母的复配，作为葡萄酒的发酵菌种。对酿酒酵母和复合酒香酵母的活化，通过逐步降低活化的温度，使得菌种可以更好地适应较低温度下的生长和发育。随后对活化的酿酒酵母和复合酒香酵母进行封装。其中，通过EDC/NHS体系在海藻酸钠表面接枝了盐酸多巴胺上的邻苯二酚基团以对海藻酸钠进行改性。随后使用改性海藻酸钠制备凝胶材料，并在体系中加入纤维素纳米晶、氯化钠和山梨醇组分，改性后的海藻酸钠对纤维素纳米晶可以通过氢键相互作用的方式使得纤维素纳米晶可以均匀地分散在体系中，提高凝胶对活化酿酒酵母的封装效果，使得酿酒酵母会优先将凝胶材料作为底物进行分解，由于凝胶材料中改性海藻酸钠和纤维素纳米晶之间的链接紧密，会增加酿酒酵母突破凝胶材料封装的难度，降低其与体系中复合酒香酵母之间的竞争抑制，也降低了其对花青素的降解。这种封装模式，首先具有可以保护酿酒酵母免受酒香酵母产物的侵害，提高酿酒酵母活性的作用。其次，在酿酒酵母的封装材料中添加了氯化钠和山梨醇成分，提高酿酒酵母所处环境的渗透压，使得酿酒酵母的最适发酵温度下降，减少其对体系中花青素的分解。并且，还可以在保证其活性的同时降低其与氧气的接触，提高酿酒酵母的酒精产量。最后，封装后的酵母具有更大密度，更容易在酒槽的底部，而果皮由于发酵过程中产生二氧化碳气体，会漂浮在酒槽的上方，减少酵母对果皮中花青素的分解。
在发酵结束后，通过设置淋汁处理、压榨处理和超声处理对发酵体系中上方的果皮层进行包括花青素在内的活性物质的提取，以提高发酵产物中花青素的含量，制备得到一种富含花青素的葡萄酒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例和对比例中所用试剂均为试剂级。
实施例1
活化酿酒酵母和活化复合酒香酵母具体由以下步骤制得：
A1、将10g酵母膏和20g蛋白胨加入900mL去离子水中，搅拌均匀后升高体系温度至115℃，处理15分钟后，与100mL20wt%灭菌葡萄糖溶液混合，搅拌均匀后得到酵母菌培养基；
A2、将浓度为1×109 CFU/mL的克鲁维毕赤酵母CICC 31853、葡萄汁有孢汉逊酵母CICC 1632、东方伊萨酵母CICC 32635菌液以1：1：2的体积比在无菌环境中混合得到复合酒香酵母。将酿酒酵母CICC 1012和复合酒香酵母分别使用A1步骤中的培养基进行培养，设置接种量为3%，培养温度为35℃，培养6小时后降低培养温度为30℃，随后继续培养6小时，降低培养温度为28℃，继续培养6小时后再次降低至25℃，在25℃下培养12小时后，得到活化酿酒酵母和活化复合酒香酵母。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，A2步骤中，复合酒香酵母由1×109 CFU/mL的克鲁维毕赤酵母CICC 31853、葡萄汁有孢汉逊酵母CICC 1632、东方伊萨酵母CICC 32635以2：1：3的体积比在无菌环境中混合得到的；菌种的接种量为5%。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，A2步骤中，复合酒香酵母由1×109 CFU/mL的克鲁维毕赤酵母CICC 31853、葡萄汁有孢汉逊酵母CICC 1632、东方伊萨酵母CICC 32635以3：1：4的体积比在无菌环境中混合得到的；菌种的接种量为8%。
实施例4
封装酿酒酵母由以下步骤制得：
B1、将0.585g 0.1mol/L 2-吗啉乙磺酸和0.0876g 0.05mol/L NaCl加入30mL无菌去离子水中，使用0.1mol/L NaOH溶液调节体系pH值为5.1，得到2-吗啉乙磺酸缓冲液，备用；随后将2g海藻酸钠、0.192g EDC、0.115gNHS和0.1g盐酸多巴胺溶解在10mL 2-吗啉乙磺酸缓冲液中，在室温和N2氛围下充分搅拌24小时，得到改性海藻酸钠；
B2、将5mL改性海藻酸钠、1g纤维素纳米晶、2g氯化钠、0.5g山梨醇和2g实施例1中制得的活化酿酒酵母置于100mL去离子水中搅拌均匀后，滴加于2wt%氯化钙溶液中,即得到封装酿酒酵母。
实施例5
本实施例与实施例4的区别在于，B1步骤中海藻酸钠的使用量为6g，盐酸多巴胺的使用量为0.5g；B2步骤中，改性海藻酸钠、纤维素纳米晶、氯化钠、山梨醇的体积质量比为8mL:2g：2.5g:1.2g；所使用活化酿酒酵母是由实施例2中制备得到的，使用量为3.5g；氯化钙溶液的浓度为2.5wt%。
实施例6
本实施例与实施例4的区别在于，B1步骤中海藻酸钠的使用量为10g，盐酸多巴胺的使用量为1.0g；B2步骤中，改性海藻酸钠、纤维素纳米晶、氯化钠、山梨醇的体积质量比为10mL:3g：3g:2g；所使用活化酿酒酵母是由实施例3中制备得到的，使用量为5g；氯化钙溶液的浓度为3wt%。
实施例7
一种富含花青素的葡萄酒酿造工艺，包括以下步骤：
S1、将2g海藻酸钠溶解在100mL去离子水中搅拌均匀后，加入2g实施例1中制得的活化复合酒香酵母继续搅拌至均匀后，将体系滴加入1wt%氯化钙溶液中，过滤，得到封装酒香酵母；
S2、收集赤霞珠黑葡萄原料，随后进行人工筛选，去除腐烂、干枯等劣质葡萄后进行去梗破碎处理，随后将破碎后的原料降温至4℃，处理48小时，随后去除体系中的葡萄籽后，得到发酵原料；将实施例4中制得的封装酿酒酵母和S1步骤中得到的封装酒香酵母以10:1的质量比混合，随后按照2g/L的添加量添加至S3步骤中得到的发酵原料中，设置发酵温度为22℃，添加蜂蜜直至体系糖度为18°Bx，随后发酵10天，得到发酵体系；
S3、将发酵体系中底部沉淀去除后，使用泵将体系中的液体抽到酒槽的顶端进行淋汁处理，随后连带漂浮的果皮层一起进行压榨和超声处理，设置超声温度为25℃，超声功率为100W，超声时间为20分钟，即得到一种富含花青素的葡萄酒。
实施例8
本实施例与实施例7的区别在于，S1步骤中活化酒香酵母是由实施例2中制备得到的，使用量为3.5g；氯化钙溶液的浓度为1.5wt%。S2步骤中，破碎处理后的原料降温至10℃，处理108小时；所用封装酿酒酵母是由实施例5中制备得到的，与S1步骤中得到的封装酒香酵母以10:3的质量比混合；设置发酵温度为25℃，添加蜂蜜直至体系糖度为18°Bx，随后发酵15天。S3步骤中超声处理的条件为：超声温度为25℃，超声功率为200W，超声时间为20分钟。
实施例9
本实施例与实施例7的区别在于，S1步骤中活化酒香酵母是由实施例3中制备得到的，使用量为5g；氯化钙溶液的浓度为2wt%。S2步骤中，破碎处理后的原料降温至15℃，处理168小时；所用封装酿酒酵母是由实施例5中制备得到的，与S1步骤中得到的封装酒香酵母以10:5的质量比混合；设置发酵温度为28℃，添加蜂蜜直至体系糖度为18°Bx，随后发酵20天。S3步骤中超声处理的条件为：超声温度为25℃，超声功率为400W，超声时间为20分钟。
对比例1
本对比例与实施例8的区别在于，本对比例中复合酒香酵母和酿酒酵母直接在30℃下进行活化。
对比例2
本对比例与实施例8的区别在于，本对比例中仅对复合酒香酵母进行封装。
对比例3
本对比例与实施例8的区别在于，本对比例中不对复合酒香酵母和酿酒酵母进行封装。
对比例4
本对比例与实施例8的区别在于，将1×109 CFU/mL的克鲁维毕赤酵母CICC31853、葡萄汁有孢汉逊酵母CICC 1632、东方伊萨酵母CICC 32635在无菌环境中等体积混合得到复合酒香酵母。
对比例5
本对比例与实施例8的区别在于，不对发酵体系进行超声处理。
对比例6
本对比例与实施例8的区别在于，本对比例中不对海藻酸钠使用盐酸多巴胺进行改性。
现在对实施例7-9和对比例1-6中制备得到的葡萄酒进行花青素含量的测试。使用高效液相色谱法对花青素进行分离，使用反向相C18色谱柱，流动相A为5%甲酸溶液，流动相B为乙腈，进样量为2.0μL，流速为0.3mL/分钟，柱温为35℃。记录样品中花青素含量，测试结果如表1所示。
表1.实施例7-9和对比例1-6中制备得到的葡萄酒花青素含量的测试
由上表1可知，实施例8中制备得到的葡萄酒具有最高的花青素含量，其中矢车菊素和芍药素占据较多比例。由对比例1中的数据可知，对酿酒酵母和复合酒香酵母进行梯度降温复苏，可以提高酵母在25℃下的适应性，使得环境中的花青素处于较低的温度下减少其分解，以提高所制得葡萄酒中花青素的含量。由对比例2和3中的结果可知，对酵母进行封装，可以保护发酵过程中花青素不被分解。由对比例6中的结果可知，对海藻酸钠进行改性后，制得的凝胶材料对酿酒酵母具有更好的负载效果，提高其长久的活性，并且使其更难影响体系中的花青素。
现对实施例7-9和对比例1-6中制备的葡萄酒进行感官测试。选取男女各50名志愿者对实施例7-9和对比例1-6中制备的葡萄酒样品进行品尝，对每种样品的口感、香气和色泽进行打分，满分100分。每个样品获得五个读数并取平均值，测试结果如下表2所示。
表2.实施例7-9和对比例1-5中制备的葡萄酒进行感官测试
由表2中的结果可知，实施例8中制备得到的葡萄酒具有最高的感官评分。由对比例3中的结果可知，未经过处理且酿酒酵母和复合酒香酵母共同发酵制备得到的葡萄酒，具有较低的品质。由对比例2中的结果可知，对酒香酵母进行封装以后，其活性保持得更久，与酿酒酵母产生竞争，导致酿酒酵母效率下降，葡萄酒口感下降。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种富含花青素的葡萄酒酿造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将酿酒酵母和复合酒香酵母进行阶梯降温活化，得到活化酿酒酵母和活化复合酒香酵母；
S2、分别使用凝胶材料对S1步骤中得到的活化酿酒酵母和活化复合酒香酵母进行封装，得到封装酿酒酵母和封装酒香酵母；
S3、收集葡萄原料，随后进行人工筛选后进行去梗破碎处理，随后将破碎后的原料降温至4-15℃，处理48-168小时，随后去除体系中的葡萄籽后，得到发酵原料；使用封装酿酒酵母和封装酒香酵母对发酵原料置于酒槽中进行发酵处理，得到发酵体系；
S4、将发酵体系中底部沉淀去除后，使用泵将体系中的液体抽到酒槽的顶端进行淋汁处理，随后连带漂浮的果皮层一起进行压榨和超声处理，即得到一种富含花青素的葡萄酒。
2.根据权利要求1所述的一种富含花青素的葡萄酒酿造工艺，其特征在于，S1步骤中，所述活化酿酒酵母和活化复合酒香酵母具体由以下步骤制得：
A1、将酵母膏和蛋白胨加入去离子水中，搅拌均匀后升高体系温度至115℃，处理15分钟后，与灭菌葡萄糖溶液混合，搅拌均匀后得到酵母菌培养基；
A2、将酿酒酵母和复合酒香酵母分别使用A1步骤中的培养基进行培养，设置接种量为3%-8%，培养温度为35℃，培养6小时后降低培养温度为30℃，随后继续培养6小时，降低培养温度为28℃，继续培养6小时后再次降低至25℃，在25℃下培养12小时后，得到活化酿酒酵母和活化复合酒香酵母。
3.根据权利要求2所述的一种富含花青素的葡萄酒酿造工艺，其特征在于，A2步骤中，所述复合酒香酵母由浓度为1×109CFU/mL的克鲁维毕赤酵母、葡萄汁有孢汉逊酵母、东方伊萨酵母以（1-3）：1：（2-4）的体积比在无菌环境中混合得到的。
4.根据权利要求1所述的一种富含花青素的葡萄酒酿造工艺，其特征在于，S2步骤中，封装酿酒酵母由以下步骤制得：
B1、将2-吗啉乙磺酸和NaCl加入无菌去离子水中，使用NaOH溶液调节体系pH值为5.1，得到2-吗啉乙磺酸缓冲液，备用；随后将海藻酸钠、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺和盐酸多巴胺溶解在2-吗啉乙磺酸缓冲液中，在室温和惰性气体氛围下充分搅拌24小时，得到改性海藻酸钠；
B2、将改性海藻酸钠、纤维素纳米晶、氯化钠、山梨醇和活化酿酒酵母置于去离子水中搅拌均匀后，滴加于氯化钙溶液中,即得到封装酿酒酵母。
5.根据权利要求４所述的一种富含花青素的葡萄酒酿造工艺，其特征在于，B2步骤中，改性海藻酸钠、纤维素纳米晶、氯化钠和山梨醇的体积质量比为（5-10）mL：（1-3）ｇ：（2-3）ｇ：（0.5-2）g。
6.根据权利要求1所述的一种富含花青素的葡萄酒酿造工艺，其特征在于，S２步骤中，封装酒香酵母由以下步骤制得：
将海藻酸钠溶解在去离子水中搅拌均匀后，加入活化复合酒香酵母继续搅拌至均匀后，将体系滴加入氯化钙溶液中，过滤，即得封装酒香酵母。
7.根据权利要求1所述的一种富含花青素的葡萄酒酿造工艺，其特征在于，S３步骤中，发酵处理的具体操作为：
将封装酿酒酵母和封装酒香酵母以10:(1-5)的质量比混合，随后按照2g/L的添加量添加至S3步骤中得到的发酵原料中，设置发酵温度为22-28℃，添加蜂蜜直至体系糖度为18°Bx，随后发酵10-20天。
8.根据权利要求1所述的一种富含花青素的葡萄酒酿造工艺，其特征在于，S4步骤中，超声处理的条件为：超声温度为25℃，超声功率为100-400W，超声时间为20分钟。
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