自游羊-杨社强的博客[摘要] 葡萄酒酿造的主要任务就是通过合理的工艺措施，将原料葡萄中潜在的优良特性体现在葡萄酒中，同时修饰甚至掩盖源自原料中的、加工过程中的不需要或不良的风味。对于葡萄酒而言，虽然有“七分原料三分工艺”之说，但这“三分工艺”却决定着“七分原料”在最终葡萄酒产品质量风格中的发挥和体现。采取不同的工艺措施，会对葡萄酒酒的风味及质量产生很大影响。其中，酒精发酵是葡萄酒生产的核心工艺，是葡萄酒生产中影响质量风格的关键性问题之一。本文主要讨论了提高酿造工艺的各项技术要点。 [关键词]
葡萄酒 酿造工艺 酵母 酒精发酵 1采用先进发酵罐 1.1发酵罐的材料要求 1.1.1耐酸性介质腐蚀 葡萄浆果中含有苹果酸、柠檬酸等有机酸,在葡萄酒生产过程中为了避免氧化及杀死其他细菌,需要加入适量SO2,这些对发酵罐有腐蚀作用。从材料方面要求制造发酵罐的材料应该耐酸性介质腐蚀, l8-8 型Cr-Ni
不锈钢具有良好的腐蚀性、抗氧化性，且表面易于清洗,Cr能与O2形成致密的、极薄的（厚度约7-10mm）、与基体结合紧密且性能稳定的化合物Cr2O3,能自动起到表面防护作用。 1.1.2符合卫生要求 葡萄酒发酵是生物化学反应,对卫生的要求是非常严格的。从加工制造方面要求发酵罐壁面应平整光滑,避免由于壁面凸凹不平成为细菌滋生的场所；冷轧不锈钢薄钢板表面粗糙度高于热轧不锈钢薄钢板,一般选择冷轧不锈钢薄钢板。 1.1.3传热性能 发酵工艺对发酵温度有严格限制,发酵热必须及时散发出去,从散热方面考虑发酵罐材料应该具有良好的导热性能,选择导热系数大的材料。纯金属的导热系数比合金材料的导热系数大,不锈钢的导热系数约为碳钢的l/30，但从材料耐腐蚀性等方面综合考虑,宜选择不锈钢。 1.2发酵罐的工艺要求 1.2.1发酵温度的检测和控制 发酵过程是放热反应,发酵产生的大量热量若不及时散发出去,发酵温度过高,会引起酵母菌不能正常生长和繁殖,可能会导致发酵中止，引起细菌性病害和挥发酸含量升高。发酵温度是影响葡萄酒质量尤其是口感、色泽等感官指标的主要因素。干红葡萄酒发酵温度高，色素物质、酚类物质含量高，温度过高，还可能浸渍出劣质单宁，同时芳香物质挥发损失大。在30℃发酵-浸渍的干红葡萄酒比在20℃发酵-浸渍的干红葡萄酒的单宁含量高25～50%。发酵温度也不宜过低。
因此，发酵工艺对发酵温度有严格限制，发酵罐应该具有温度检测和控制及换热装置，通过强制对流，用冷却介质将发酵热带出。冷却介质的供给可以根据发酵液温度进行调节，达到控制发酵温度的目的。保证在工艺规定的温度范围内发酵。 1.2.2利于色素、单宁等物质的扩散和传质 为了提高干白葡萄酒质量，可采用发酵前低温浸渍，使果皮中的芳香物质在浸渍过程中溶解于葡萄汁中。干红葡萄酒酒精发酵与对果皮及种子固液萃取同时进行
。浸取过程直接影响葡萄酒的质量。在发酵过程中使果皮所含的天然色素、优质单宁等酚类物质充分浸渍、溶解于葡萄汁或发酵液中，使干红葡萄酒色泽鲜
艳、酒体丰满、厚实，具有结构感。 1.2.3机械自动除渣 葡萄果皮的质量占葡萄果穗质量8%左右。浸渍结束排出的皮渣约占发酵容积的ll.5～l5.5%。
降低劳动强度是人们最初使用机械的出发点。人工除渣劳动强度大、生产辅助时间长且不卫生、不安全，不适应规模化生产需要。发酵罐设有机械出渣装置，不仅降低劳动强度，而且也是安全生产、提高生产率的的基本措施。这是因为发酵罐的人孔，进料口难以在很短的时间内排净发酵产生的大量的CO2气体，罐内的高浓度CO2
人是不能进去工作的。 1.3
发酵罐设计制造要求 发酵罐设计制造除了和一般的容器一样要考虑强度、刚度、稳定性及操作使用方便性以外，还应在结构上避免设计死角和焊接死角避免形成细菌滋生繁衍的场所。在制造中注意罐顶及罐底的环型接口部位，采用旋压或利用模具压制成型的圆弧过渡结构"罐体上的接管开孔及上、下入孔的开孔等采用模具进行翻边形成圆弧过渡结构。避免焊接死角，要求罐体内焊缝需磨平、抛光。[1] 2改良酿酒酵母菌菌种 2.1
概述 酿酒酵母是葡萄酒发酵工业中的主导微生物，是葡萄酒品质的灵魂。人类从最原始的捣碎葡萄浆利用葡萄上的自生酵母发酵酿制葡萄酒到目前利用新式发酵设备很精确的有目的的筛选酿酒酵母菌株，有了很大的跨越发展。当今葡萄酒工业上所应用的菌株都是通过培养筛选、诱变选育、杂交育种、原生质体融合以及基因工程改良育种等方法培养获得。[2] 2.2现代酿酒酵母的改良途径 2.2.1选择与诱变 诱变育种是指用物理、化学因素诱导植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株，进而培育成新的品种或种质的育种方法。它是继选择育种和杂交育种之后发展起来的一项现代育种技术。以前葡萄酒工业改良酿酒酵母多是通过选择自发突变株或诱变株。这是较简单直接改良酵母菌株的方法。自发突变株育种具有以下优点：通常无外源遗传损伤，不需要再通过回交方法去除或抑制；自发突变株通常较稳定。 2.2.2杂交育种 在不同的酿酒酵母个体中选择性状优良的进行混和培养、杂交育种，并在其后代中通过选择而育成纯合品种的方法。杂交可以使双亲的基因重新组合，将双亲控制不同性状的优良基因结合于一体，或将双亲中控制同一性状的不同微效基因积累起来，产生在各该性状上超过亲本的类型，形成各种不同的类型，为选择提供丰富的材料。[3] 2.2.3原生质体融合 原生质体融合(protoplast
fusion)是将两种不同的细胞经溶菌酶或青霉素等处理，失去细胞壁成为原生质体后进行相互融合的过程。在融合前要用纤维素 酶和果胶酶除去植物体的细胞壁，获得有活性的原生质体，用电激、振动、PEG等方法将原生质体融合，在融合过程中，细胞核也会融合，融合后的细胞比平时细胞大一些。表现出两种植物体的优良性状。原生质体融合是形成种外和种内异核体和重组体的一种新方法，被认为是杂交育种的重要补充，它避免了杂交中对亲代相反接合型孢子的刻板要求。 2.2.4基因工程 基因工程，由于克服了传统育种技术的许多不足，并且具有定向性，如今已渗透到包括菌株培养的工业发酵研究的各个领域，并已取得令人瞩目的进展。利用基因工程技术从酵母体内提取出所欲表达的基因或人工合成的基因，介入到适当的载体上，再转入葡萄酒酵母细胞中，使遗传物质按照期望达到的目的重新组合，可极大程度实现对葡萄酒酵母的改良。随着1996年酿酒酵母全基因序列图的完成，利用基因工程改良酿酒酵母就变得更容易，并成为当前改良育种的主流。构建的工程酵母主要包括低双乙酰、低高级醇、高生香、高发酵度、高絮凝性和高抗微生物污染等单一或综合发酵性能的内容。[4] 2.3使用发酵助剂——酵母营养盐 添加助剂可使酵母的活力增强，更有效地拮抗了杂菌的生存繁殖，降低了挥发酸的生成量。因此在葡萄醪中添加适量的助剂，酒的风味物质含量会有所提高，挥发酸会减少，有助于酵母发挥潜力、改善酒质。试验表明，在相同的红葡萄醪中添加不同量的发酵助剂，采用同种酵母发酵后酒的成份亦不相同。[5] 3.合理控制发酵温度 3.1
概述 葡萄汁发酵是在酵母菌的作用下，将汁中的糖转化为酒精的过程。随着酒精的生成，产生一定量的C0：并释放出大量的热，该放热反应可使发酵醪的温度上升。而低温发酵是生产高品质葡萄酒的关键，发酵液温度的上升会直接影响到酒的质量。起酵温度过低或者偏高，超过酵母进行正常生理活动所能承受的温度区间，会使酵母的生长发育和代谢受阻。液态酵母活动的最适温度为20～30℃，温度达到20℃时繁殖速度加快，30℃时达到最大值，而当温度继续升高到35℃时，其繁殖速度迅速下降，酵母菌呈疲劳状态，酒精发酵会有停止的危象。因此，控温发酵是高品质葡萄酒酿造中的一项主要技术措施。 3.2萄汁控温发酵的技术措施 由上述的计算和分析结果可知，要生产档次高的葡萄酒，必须采用控温发酵的技术措施。根据实际生产情况不同，可采取不同的控温措施，先将几种控温措施介绍如下。 3.2.1金属罐外壁喷淋低温水冷却 在罐的顶部安装一环形管，环形直径为罐径的l／2～2／3，用2cm或3cm的白塑料管或钢管围成。一端封闭，一端与冷却水源连接，圈内侧向下倾斜45。左右，钻l～2排小孔，小孔断面之和大于进水管断面。为使冷却水分布均匀，靠近进水处的孔要小，距进水处远的孔要大，也可以用不同间距的方法来解决。 这种冷却装置的热效率高，且安装简便。但如果发酵时有泡沫溢出，或者向罐内进料时有葡萄皮渣落入接水盘中，将使冷却水污染，或者造成管道堵塞。同时低温冷却水从罐顶部向下喷淋时，冷的损失也较大，对于普通碳钢罐，罐外涂料层也有损伤。因此，目前生产上采用的较少。 3.2.2容器内安装冷却管降温 该法最初是在钢筋混凝土池内发酵葡萄汁时使用，即在池内安装蛇形冷却管，当发酵温度超标时，打开冷却水降温。此法控温效果一般，而大部分发酵池在发酵结束后转为贮酒用，需将池内蛇形管拆除，否则酒澄清时的酒泥与酒石将附于管壁上，影响澄清效果，并给清洁卫生带来不便。而此项工作不仅费工，而且冷却管的存放、保管以及来年的重新组装都需投入大量劳力，增加了不少麻烦，目前该法多在一些中小型厂家使用。 3.2.3冷却带冷却 指在不锈钢罐的外壁上，从罐下部到上部，螺旋式地焊接冷却带。该“带”用不锈钢薄板冲压成槽钢围制而成。冷却液从下部倒入，从上口流出，使冷却液完全充满冷却带，以提高冷却效率。为防止冷量损失，也可对冷却带进行保温处理。冷却带中流动的冷却液大都为浓度40％(V／V)的酒精。用泵输送冷却液到冷却带以及热交换后排出的冷却液均有固定管道，并与冷冻系统的蒸发器相连接，形成一个冷却循环网络。 冷却带冷却装置的优点在于冷却装置安装于罐的外壁，不占罐容，不影响罐的清洗，对发酵贮酒都很方便；缺点是热交换是通过罐壁进行的，效率较低，为了达到一定的效果，必须增大冷却面积，从而造成了材料的浪费。另外，冷却带如不保温处理，冷损失较大，而进行保温处理，势必增大造价。然而，此种降温方法毕竟较前两种优越了许多，目前国内外在红葡萄酒带皮发酵和转动式发酵罐发酵时，大都采用此法来控温。 3.2.4体外循环冷却 当发酵酒的温度超标时，用泵将发酵酒输入卧式列管式热交换器中，酒在不锈钢管内流动，冷却介质在管外，采用低温酒精作为冷却介质。为此，在一系列发酵池或金属罐的适当位置，安装低温酒精的进出管固定管道并与冷冻系统形成循环网络。根据需要降温的热负荷，选择定型的冷却器台数，再通过实例，一台冷却器可控制几个罐的酒温。以进行校正。当某罐或某池的酒温超标时，流动冷却器即服务至哪里里。 体外循环冷却法的优点在于，冷却装置在发酵容器之外，有利于随后的贮酒管理，且一台冷却器可用来控制数个罐的酒温，节约了不少的冷却管材。缺点是流动冷却器笨重，移动不方便，同时不能实现自动控温发酵 3.2.5冷插板控温发酵 该方法是目前最新式的降温发酵装置，是将板式热交换器直接插入发酵酒中，此热交换器采用薄壁不锈钢管垂直迂回围制而成，固定于板架上，大都为平板状．也可根据容器上口的特点作成半圆形。冷却液的进口和出口均在冷插板的上端，通过高强度塑料软管和固定的冷却介质输送与回流的管道连接，或固定于发酵容器内。也可以活动连接，以便发酵结束后将冷插板取出。冷却介质为3℃的温水。 根据酿酒的种类，可在温度自控箱上设置各个发酵容器的最适发酵温度。容器中安有温度探针，当温度超过设定值时，通过探针的传感器把温度转变为电流(每1℃为O．1V)，作用于温度自控箱，通过泵将3℃的低温水输入到冷插板中，使发酵酒降温。当发酵温度达到设定值时，温度探针将信息作用于自控箱，泵即关闭，降温工作暂停。如此周而复始，以达到自动控温的目的。据试验，l台2．2kw的泵可负责8个罐的冷却水供应，它按温度自控箱指令及时向各罐送水，而在一个40m发酵罐中，安装2m的冷插板2片，即可满足控温发酵的要求。 温度自动控制箱通常与电脑配合使用，整个发酵过程通过电脑了如指掌。国 外有的厂长或酿酒师家里也配备有电脑，可随时掌握各罐酒的发酵情况，体现了葡萄酒发酵管理的现代化。[6] 4.发酵过程中异常现象的预防与处理 4.1正常发酵中的异常现象 通常情况下，我们所谓的发酵就是指正常的酒精发酵过程。到目前为止，葡萄酒的酒精发酵仍然是业内专家和技术人员共同关注的焦点之一。酒精发酵是葡萄向葡萄酒转化过渡的第一道关卡，这一过程的成败直接决定着后续工艺的方向和酒品的定位，往往前期工艺的一个细微疏漏，都需要后期花大成本去弥补，而且任何一项对葡萄酒的附加处理工艺都是以损失葡萄酒自身品质为代价的。这就需要我们不断研究前发酵存在的潜在问题，寻找早期预防措施，把发酵风险降到最低。在这一工艺阶段常见的发酵问题主要有： 1）起酵缓慢或困难； 2）发酵过程迟缓或中止； 3）发酵过程正常，发酵曲线异常； 4）发酵不彻底。 以上问题都可能导致杂菌感染、挥发酸偏高、副产物含量增加、香气质量被破坏、残糖偏高（微生物不稳定性）等一系列不良感观质量缺陷，轻则降低葡果酒自身的质量和价值，重则造成发酵事故，使酒质遭受极大破坏，影响酒师和企业的声誉，给生产企业带来巨大的损失。[7] 4.2生产实践中可能导致发酵异常的原因 葡萄酒的酒精发酵是一个复杂的生理生化过程，受多因素控制，只有各因素之间都达到适宜指标时，发酵才能沿着理想的曲线进行，而生产实践中并不是所有因素都是人为可控的。分析归纳可能导致发酵问题的因素如下： 4.2.1
原料状况不理想 主要指原料卫生状况和农药残留问题。如果原料卫生状况不佳（如受霉菌感染、有破损腐烂现象）或农药残留量较大时，都会抑制酵母的生长繁殖和代谢，也可能会导致起酵迟缓或困难问题。但是，一般情况下，如果发酵初期能够供给充足的营养，增强酵母菌自身机能，其抗逆境能力也会随之增强。 4.2.2糖度 国内很多产区原料的自然含糖量都不能满足实现目标酒度的要求，实践中一般采取人为加糖或浓缩汁的方式来补充。酵母菌只能直接利用六碳糖（葡萄糖和果糖），人为补充的蔗糖（白砂糖）则需要预先经过酵母分泌的转化酶或果汁中原有的转化酶将其分解成己糖后才能被酵母菌同化。然而，克氏酵母和贝酵母不能分泌这种酶，所以如果在发酵后期添加蔗糖，很容易导致发酵中止和不彻底现象。此外，浓缩汁处理会损失多可同化氮，同样会带来发酵不顺利的风险[8]。 4.2.3酵母菌种选用不合理 酵母菌的种类很多，但并不是任意一种酵母菌都能够适应相同的活动环境，不同的酵母对酸度、糖度、酒度和其它抑制物的耐性各有不同。如果酵母菌种选用不合适，那就很容易产生发酵迟缓、中止和不彻底等问题。 4.2.4酵母菌活化和制备不科学 酵母在启动发酵过程之前必须进入良好的生理代谢状态，才能按照酒师预期的发酵曲线完成发酵过程，减少副产物的产生，优化产品质量风格。目前大型生产厂家基本上都应用商业化生产的活性干酵母，但干酵母的使用技术性较强，如 第一次接种数量不够、活化温度、添加时机等不科学时，也容易造成起酵、发酵迟缓或困难，因此酵母活化工作成为发酵过程中的第一重要关卡。目前，国内很多酒师都采用传统的糖水或葡萄汁作为活化基质，但是实际上酵母的活化更需要有充足的营养补给，甚至比发酵期间的营养补充更加重要。 4.2.5营养 酵母在完成生长发育、繁殖和发酵使命的过程中，需要大量的营养成分：如碳水化合物、氮源、脂类、维生素以及矿物质等。当这些营养成分不足时，会影响到正常生理活动的进行，在实践中的直观表现就是发酵迟缓或中止。在实际生产中，糖作为碳水化合物的代表是主要的发酵基质，一般不需要作为营养物质补充；氮源是可供酵母利用的主要营养物质，不同的酵母菌种对氮源的需求存在一定差异，但一般来讲，要确保正常发酵，可发酵氮源应维持在500～900mg/L的水平上，因此发酵助剂DAP（氮源小复合）的补充已经成为发酵工艺的一个重要步骤；其它营养物质如脂类、维生素和矿物质，在增强酵母菌机能、适应逆境发酵、维持后期发酵动力、释放香气物质、实现彻底发酵方面都具有至关重要的作用，这也是各种复合型酵母激活营养源（如酵母活化剂G
O -FERM）、发酵助剂（FERMAID 系列）和维生素源小复合VTM2 越来越受欢迎的原因。 4.2.6供氧量 酵母的兼性厌氧属性使其对氧气供给有着特殊需求，供给量太大会造成酵母自身有氧呼吸和繁殖过度，从而降低酒精产量；而氧气供给不足时，发酵液中酵母活体数量太少，无法保证发酵的彻底性和完整性，特别是在发酵旺盛期，大量CO2
和酒精等的产生对酵母有一定的杀伤作用，氧气不足会使新生酵母的数量不能及时弥补，容易造成发酵迟缓或中止，到发酵后期则表现为发酵不彻底。因此，必须将葡萄酒发酵过程控制在一个微氧环境中。 4.2.7
SO2用量 SO2
在葡萄酒发酵过程中具有特殊的作用。如果发酵前期SO2添加量太小，则不能完全抑制原料和周围环境中带来的野生菌，会阻碍接种酵母的快速繁殖，影响发酵曲线的方向（即发酵的纯正性）。但是，如果添加量过大也会抑制酵母的繁殖和代谢，严重时会对酵母造成毒害作用，从而导致起酵迟缓或困难。 4.2.9
酸度和pH值 酵母菌对外界环境的酸碱变化相对比较敏感。只有在中性或微酸性条件下，酵母的发酵能力才最强。但是在pH
值很低时，酵母菌将产生大量挥发酸或停止活动，因此在葡萄酒质量风格允许的情况下，尽量保证pH ＞
3.1。另外，葡萄汁中的胺态氮含量与总酸可能存在一定的相关性，总酸偏低的发酵液酒精发酵启动相对比较困难，这时在发酵前期补充一定的发酵助剂是非常必要的。 4.2.9代谢产物的抑制因素 酵母菌代谢产生的乙醇和脂肪酸对其自身的生长发育和代谢等活动都有不同程度的影响。随着发酵的进行，乙醇和脂肪酸的不断积累，一旦超过酵母菌的耐性承受范围，就可能会影响酵母菌的正常活动，从而导致发酵迟缓或中止。 4.2.10果汁澄清过度 主要是针对干白而言，如果在发酵前期澄清过度，会造成葡萄汁中营养匮乏，如果前期没有及时补充外源营养物质，就会引起发酵异常的风险。 4.3
预防和解决葡萄酒发酵问题的措施 4.3.1
严格控制原料质量 在葡萄生长过程中加强肥水管理，保证充足而均衡的营养供应，使果实得到充分成熟。同时在原料采收期间，严格控制采收质量，控制农药残留和破果、烂果率，保证进入生产流程的原料质量和卫生状况。 4.3.2
科学制定生产工艺 在制定生产工艺之前，必须认真分析原料的状况（成熟度、糖酸含量、卫生状况、营养状况、原料改良措施）、生产条件（设备条件、控温条件）、工艺条件（酿酒技术、辅料选用等）和酿酒目标（酒种、市场定位、陈酿要求等）。在了解分析这些基本因素的基础上，制定合理的酿造工艺。 4.3.3
科学选用辅料 辅料的选用，不能盲目跟风，也不能固守旧俗，需要根据实际生产情况进行科学选择。辅料选用不当，不但不能帮助企业创造利润，反而可能会给生产带来损失。因此建议企业在做选择时，以试验效果为导向，多做咨询，尽量选用在行业里质量信誉和普遍认可度比较高的供应商。产品细节和应用上，应根据原料和工艺目标选用，也可以向辅料供应商技术人员咨询共同决策。 4.3.4
保证充足的酵母接种量 按照活化干酵母的建议接种量，在发酵条件相对恶劣的环境中，适当增加接种量。 4.3.5
科学正确的活化和使用酵母 按照活性干酵母的建议接种量，合理选用酵母活化激活剂（如GO-FERM），顺利保障酵母快速活化并使机能达到最佳代谢状态，正式接种的前、中、后期，需要视原料状况分阶段补充酵母所需营养物质，
如发酵助剂FERMAID
K等，以防止酵母在发酵过程中因营养不足或不平衡而导致的各种异常风险，如发酵疲软、迟缓和中止等。 4.3.6
科学管理发酵过程 在发酵过程中作好科学跟踪监测工作，预防发酵温度超标，有规律地进行循环搅拌和开放式倒罐，以维持酵母的微氧发酵环境，而且还能及时排放聚集其中的CO2，增加发酵安全性。一旦出现发酵异常问题，切忌坐视不管，应及时重新补加酵母并补足发酵助剂和营养剂。问题严重时应选用专业重启动酵母（如UV43）或具有再启动功能的酵母（如DV10、EC1118
和FC9），并配合使用酵母活化剂和发酵助剂，使发酵迅速重启和完成发酵。[10] [参考文献] [1]高畅,高树贤,张艳芳. 葡萄酒发酵罐分析综述. 包装与食品机械2005 年第23 卷第l
期 P35-39 [2]宋睛葵. 酒精发酵与葡萄酒自酿. 中国科技信息2008年第13期
P94-99 [3]王建钧,李志平. 干红葡萄酒发酵工艺的探讨. 中外葡萄与葡萄酒 2002,(5)
P59-61 [4]黄利华,刘欣，张业辉，赵力超. 葡萄酒酿酒酵母菌种改良探讨.
“科技创新与食品产业可持续发展”学术研讨会暨2008年广东省食品学会年会论文集 P42-45 [5]梅丛笑,方元超. 啤酒酵母的改良途径. 食品工业科技，2000，21(3)
P70-72． [6]高海生,张建才. 葡萄酒酿造中的控温发酵技求. 食品工业科技,2005(2)
P194-195 [7]侯保朝,杜风光,郭永豪. 高浓度酒精发酵. 酿酒科技，2005，(04)
P93-96 [8]彭德华. 影响葡萄酒质量的主要因素分析. 中外葡萄与葡萄酒，2004,(05)
P40-44 [9]Dr.DELTEIL，张利中，郭永亮. 酵母选用与接种技术在葡萄酒生产中的实践意义.
中外葡萄与葡萄酒，2003,(3) P39-43 [10]查巧玲，李新榜，杨贻功，朱虹. 葡萄酒发酵过程中异常现象的发生及预防.
中外葡萄与葡萄酒,2008,(3).P48-51
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