葡萄酒工艺学完整版

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要求学生了解葡萄酒酿造中所使用的酵母菌的特性、 酒精发酵的原理,建立“危险温区”的概念,掌握 酵母菌对葡萄酒质量影响的双重性,酒精发酵的各 种条件对酒质的影响,为葡萄酒酿造酒精发酵的控 制打下坚实的基础。
教学重点和难点:酵母菌对酒精发酵和酒质的影响。
4.1 酒精发酵的定义
酵母菌将葡萄浆果中的糖分解为酒精、二氧化碳和 其它副产物,这一过程称为AF。多数酵母菌发酵葡 萄糖比果糖快,而拜耳酵母、星形球拟酵母发酵果 糖比葡萄糖快。
物理降酸
——冷冻降酸
化学降酸产生的酒石,其析出量与酒精含量、温度、贮存 时间有关。酒精含量高、温度低,酒石的溶解度降低,析出 速度加快。当葡萄酒的温度降到0℃以下时,酒石析出速度加 快,因此,冷冻处理可使酒石充分析出,从而达到降酸的目 的。目前,冷处理技术用于葡萄酒的降酸已被生产上广泛采 用。
——离子交换法
4.7 生存素
可见,AF可以持续很长时间,发酵旺盛期出现在酵母的繁 殖和平衡阶段,衰减阶段发酵减缓或停止不仅与酵母生长 量不够有关,而且与非繁殖生物质(生存素)的代谢有关。
一般葡萄汁AF可在酵母菌的繁殖和平衡阶段完成,而高糖 葡萄汁AF的顺利完成要依靠衰减阶段的酵母群体。生存素 定义:能够促进生存状态(衰减阶段、非繁殖性酵母)酵母 菌群体的活动的一些类固醇类物质。
当基质中不再含有酵母菌所需营养物质时,部分酵母菌 自溶形成高级醇和氨基酸。
为加速并完成AF,只能使用化学催化剂,以酒石酸盐、 氯化物、硫酸盐或磷酸盐等形式与铵离子结合的盐类、 硫胺素加量<0.0006g/L,硫酸铵<0.3g/L。磷酸二铵
4.5 酿酒中的发酵和呼吸
低浓度氧有利于发酵,高浓度氧抑制发酵,刺激有氧呼 吸。(接触氧气量与细胞干重的关系)
2. 有一罐葡萄酒20T,A= 7.3g/L(酒石酸计),要求是 7.0g/L(酒石酸计),用同一类型的另一罐酒来勾兑, 已知A= 6.8g/L(酒石酸计),需要勾兑进来多少才能使 酸达到要求?
葡萄酒工艺学
第二章 酵母菌与酒精发酵AF
4 酵母菌与酒精发酵(AF)
本章主要讲述酵母菌的特性、酒精发酵的原理以及 影响酒精发酵的因素。
3.2.2 间接增酸
(1) 添加未成熟葡萄浆果 未成熟葡萄浆果中有机酸含量很高(20-25g H2SO4 /L),并且其
中的有机酸盐在SO2的作用下溶解,进一步提高酸度。但这一方法有很 大的局限性,主要原因是用量大,至少加入40公斤酸葡萄/千升,才能 使酸度提高0.5g H2SO4 /L。 (2) 正确使用SO2 对葡萄浆果正确进行SO2处理,也可间接提高酸度。SO2的主要作用: ——抑制细菌等微生物对酸的分解,从而保持葡萄汁中已有的酸度; ——溶解浆果固体部分中的有机酸,从而提高酸度。
化学降酸往往会在葡萄汁中产生过量的Ca++,葡萄酒厂常 采用苯乙烯碳酸型强酸性阳离子交换树脂除去Ca++,该方法对 酒的pH影响甚微,用阴离子交换树脂(强碱性)也可以直接 除去酒中过高的酸。
3.2 浆果含酸量过低
增酸 3.2.1 直接增酸 3.2.2 间接增酸
3.2.1直接增酸
国际葡萄与葡萄酒组织规定,对葡萄汁的直接增酸只能用 酒石酸,其用量最多不能超过1.50g/L。一般认为,当 葡增萄酸汁。含在酸实量际低操于作4中g,H一2S般O4每/千L和升p葡H大萄于汁3中.添6加时1可0以0直0接 克酒石酸。
直接增酸时,必须在酒精发酵开始时添加酒石酸。 直接增酸时,先用少量葡萄汁将酸溶解,然后均匀地将其
加进发酵汁,并充分搅拌。应在木质、玻璃或瓷器中溶解, 避免使用金属容器。 在葡萄酒中,还可加入柠檬酸以提高酸度。但其添加量最 好不要超过0.5g/L。因为柠檬酸在苹果酸-乳酸发酵过 程中容易被乳酸菌分解,致使挥发酸含量升高,因此,应 谨慎使用。
根据能否产生孢子,将酵母菌分为两大类,即子囊 酵母(真酵母)和无子囊酵母(非产孢酵母,拟酵母)
酵母的特性:产酒精能力、产酒精效率、抗SO2能力。 思考:还应该考察酵母菌的哪些特性?
自然发酵酵母菌象接力赛一样。
选择酵母菌需要考虑的因素
产物(酒)的质量:外观、香气、口感,SO2、 甘油、挥发酸等
3.1.2 降低含酸量
化学降酸 生物降酸 物理降酸
化学降酸
降酸剂:碳酸钙、碳酸氢钾、酒石酸钾 降1g/L(硫酸)需要降酸剂的量 降酸时间:根据酸的高低、是否陈酿、陈酿条件
决定 方法:用部分葡萄汁溶解降酸剂,加入罐中混匀。 复盐法降酸:原理,计算,操作 注意:化学降酸剂用量的限制,降酸后酒中酒石
整罐混匀。 注意:在酵母活动还较强时应校正加糖量。
加浓缩汁
加量: 在计算上与加糖的区别:V1+V2=V(1+2),用十字
交叉法 例1.发酵用葡萄汁含糖量170g/L,浓缩汁是40%,
欲生产酒度11%的干白酒20T,浓缩汁和葡萄汁各 需要多少? 例2.有潜在酒度10%的葡萄汁20T,欲生产总酒度12 %的白葡萄酒,需要多少潜在酒度30%的浓缩汁? 时间:同加糖 方法:添加,混匀
——多数情况下化学降酸的目的只是提高发酵汁的pH,以触 发苹果酸-乳酸发酵,因此,必须根据所需要的pH和葡萄汁 中酒石酸的含量计算使用的碳酸钙量。一般在葡萄汁中加入 0.5 g/L的碳酸钙,可使 提高0.15,这一添加量足以诱发苹 果酸-乳酸发酵。
生物降酸
生物降酸是利用微生物分解苹果酸,从而达到降酸 的目的。可用于生物降酸的微生物有苹果酸-乳酸细 菌和裂殖酵母。
AF中,酵母菌以出芽繁殖为主,在显微镜下,观察出 芽状态的酵母菌的多少,可以知道酵母菌的繁殖状况。
4.3 葡萄酒酿造中主要酵母菌种
25属150种之多,进行正常的AF的主要是酿酒酵母; 在AF中不起作用或作用很少的统称为野生酵母。引 起葡萄酒腐败,产生异味和蹼膜的多为野生酵母的 一些菌株,汉逊、毕赤氏和圆酵母都会引起二次发 酵。
裂殖酵母的使用:一些裂殖酵母将苹果酸分解为酒 精和CO2,它们在葡萄汁中的数量非常大,而且受到 其他酵母的强烈抑制。因此,如果要利用它们的降 酸作用,就必须添加活性强的裂殖酵母。此外,为 了防止其他酵母的竞争性抑制,在添加裂殖酵母以 前,必须通过澄清处理,最大限度地降低葡萄汁中 的内源酵母群体。这种方法特别适用于苹果酸含量 高的葡萄汁的降酸处理。
加糖量:糖17-18g/L—1%(v/v)酒精,但加糖产 生的酒度应≤2%(v/v)
例1.有10T葡萄汁,含糖量为170g/L,欲生产总酒 度11.5%(v/v),含糖量为10g/L的白葡萄酒,需 要补加多少蔗糖?
例2.有20T葡萄汁,潜在酒度为10%,欲生产酒度 12%(v/v)的干白葡萄酒,需要补加多少蔗糖?
95%的糖被分解为酒精和二氧化碳,5%的以其它 支路被转化,生成其它的副产物,对葡萄酒质量具 有重要作用。C6H12O6=2C2H5OH+2CO2
实质上,AF是由酵母菌分泌的一系列酶完成的。 发酵保留残糖与人为加糖比较,哪个酒更甜? 如何酿造残留葡萄糖多的甜葡萄酒?
4.2 酵母菌的一般特性
麦角甾醇和齐墩果酸是葡萄浆果果皮表面蜡质层的主要构 成物质,被研究发现具有生存素的作用。
越是在AF后期困难的条件下,使用生存素的效果越好。 生存素的作用与化学促进物质和发酵期间的通气等作用具
有累加性。
4.8 影响酵母菌生长和AF的因素1/3
温度:13-14℃ 发酵起动困难,随温度升高发酵加快, 35℃ 酵母衰老快,一定范围内醋酸乙酯和甘油的生成量 随温度的提高而增加,高级醇也是25℃比15℃时高。危 险温区,18-20℃ ;25-30℃ p65
例3.有10T葡萄汁,含糖量为180g/L,欲生产总酒 度12.5%(v/v),酒度11.5%(v/v)的白葡萄酒,需 要补加多少蔗糖?
加糖
加糖计算中忽略的问题:葡萄汁的比重, 糖的纯度,加糖后体积的变化。
加糖时间:发酵刚刚启动时。 原因:酵母繁殖的营养充足;通气 加糖方法:用少量葡萄汁溶解糖,然后与
AF的主要副产物
甘油(glycerol):每当磷酸二羟丙酮氧化一分子NADH2, 就形成一分子甘油,这一过程称为甘油发酵。3-12g/L
影响因素:菌种,含糖量、SO2、pH值、发酵温度高,甘油 产量高。
乙醛:丙酮酸脱羧,乙醇氧化,氧化味,亚硫酸乙醛 醋酸:挥发酸,1.1g/L 琥珀酸(succinic acid): 乳酸:AF,苹果酸乳酸发酵 高级醇(higher (fusel) alcohols):二类香气的主要物质,
子囊菌纲酵母属;单细胞微生物;圆形、椭圆形、细 长或柠檬形;饱满、细胞壁薄、细胞质均一、透明无 色为活性强的细胞;衰老和不良条件下的细胞壁厚、 细胞质呈颗粒状。
在酒厂、葡萄园,酵母菌无处不在,以孢子的形式越 冬,靠昆虫(果蝇)、风传播。注意酒厂卫生。
在传统的葡萄葡萄酒产区,酵母菌逐渐适应了当地的 气候、土壤和品种等,形成了一定的酵母群落。不同 产区天然酵母群落差异很大。
酸应大于1g/L
用量
上述降酸剂的用量,一般以它们与硫酸的反应 进行计算。
例如,1g碳酸钙可中和约1g硫酸:
CaCO3 + H2SO4
CaSO4 +CO2 + H2O
因此,要降低1克酸(用硫酸表示),需添加1
克碳酸钙或2克碳酸氢钾或2.5-3克酒石酸钾。
使用方法
化学降酸最好在酒精发酵结束时进行。对于 红葡萄酒,可结合倒罐添加降酸盐。对于白 葡萄酒,可先在部分葡萄汁中溶解降酸剂, 待起泡结束后,泵入发酵罐,并进行一次封 闭式倒罐,以使降酸盐分布均匀。
注意事项
——化学降酸只能除去酒石酸,并有可能使葡萄酒中最后含 酸量过低(诱发苹果酸-乳酸发酵),因此,必须慎重使用。
——如果葡萄汁含酸量很高,并且不希望进行苹果酸—乳酸 发酵,可用碳酸氢钾进行降酸,其用量最好不要超过2g/L。 与碳酸钙相比,碳酸氢钾不增加Ca++的含量,而后者是葡萄 酒不稳定的因素之一。如果要使用碳酸钙,其用量不要超过 1.52g/L。
发酵和呼吸的关系
值得注意的是,发酵和呼吸并不是相互排斥的代 谢方式。酵母属酵母在发酵过程不能提供足够的 ATP时,如果有氧存在和葡萄糖浓度较低,就会 增强呼吸作用的力度。从发酵代谢向呼吸代谢并 无突然的切换,从呼吸向发酵的转换也是如此。 这就是酵母需要一段时间来适应不同的生长条件 的原因。发酵性生长受呼吸程度的影响,具体取 决于生长条件和细胞对ATP的需求。
主要由氨基酸形成 酯类(ester):发酵中的生化酯类和陈酿中的化学酯类。乙
酸乙酯
4.6 酵母菌的生长周期
回忆经典的微生物生长曲线:缓慢,对数,稳定, 衰亡
繁殖阶段:2-5天,达107个/mL,很少超过 2(5)×108
平衡阶段:持续8天左右,动态平衡 衰减阶段:持续几周,活细胞降至105
发酵是否彻底 发酵速度 发酵状况:泡沫 酵母的凝聚性 对发酵条件的适应性:温度、营养 是否吸附酚类物质 特殊酵母:增香 价格等 要根据实际情况来选择具有一定特性的酵母
菌。
4.4 酵母菌的成分和营养
酵母菌的生长发育需要水、碳水化百度文库物、含氮物质、维 生素和无机盐等。在正常情况下,葡萄汁含有酵母菌需 要的所有营养成分。铵离子和多数氨基酸能作为酵母属 酵母的氮源;酵母能很好地利用无机磷酸盐,但也能利 用磷酸酯类;需要铁、镁、锰、铜、钙、钾、锌等,钠 有毒性;营养缺乏导致发酵迟缓或不完全,还会导致产 生不希望的产物
3.3 变质原料
特点: 固体比例高 色素被分解 果胶、低聚糖高 酶、杂菌 泥沙
思考题
提高原料含糖量的方法有哪些?请予以评价
评价各种降酸方法
葡萄汁(酒)增酸的规定有哪些?
增酸、降酸、加糖的时间?
计算题:
1.某酒厂欲生产3000T干白葡萄酒,估计原料的S= 170g/L,A=7.5g/L(酒石酸计),酒度11.5%(v/v), A=6.8 g/L(酒石酸计),需要准备多少糖?碳酸钙或碳 酸氢钾?
第一章 原料的改良
原料改良
3.1 浆果成熟度不够 3.2 浆果含酸量过低 3.3 变质原料
3.1 浆果成熟度不够
特点:糖偏低,酸偏高。 改良方法:提高含糖量,降低含酸量
3.1.1 提高含糖量
加糖 加浓缩汁 干化(自然 干化,人工 的物理方法干化) 冷冻提取 人工拣选 反渗透
加糖
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