生物酶技术在葡萄酒生产中有哪些应用?

楼主  收藏   举报   帖子创建时间:  2016-07-30 11:00 回复:0 关注量:73
生物酶技术目前已经在葡萄酒生产中得到广泛的应用,成为葡萄酒酿造过程中不可缺少的一项技术。在葡萄酒生产中主要应用到的生物酶包括果胶酶、蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、β-葡聚糖酶等,其商业产品往往是根据应用环节而设计的多种生物酶的复合产品,这些产品广泛应用在葡萄酒生产的多个环节和工艺,包括葡萄汁的压榨 (以增强其澄清和稳定)、发酵过程 (破坏果胶质以提高出汁率、破坏细胞结构以增强色素溶出和香气释放)、澄清过滤(破坏果胶质、蛋白质结构以增加稳定性)、陈酿 (分解糖苷化合物以增加结合态香气的释放)等。


(1)果胶酶和纤维素酶、半纤维素酶

商业化的果胶酶产品,一般都复合有一定量的纤维素酶、半纤维素酶,在葡萄酒行业中,将这类产品统称为 “果胶酶”,在本书中也沿用此种称谓,将这种复合酶称为果胶酶。果胶酶的主要作用是破坏葡萄果皮、果肉的细胞壁结构。正常细胞壁主要是由纤维素和果胶质组成的,它保护着葡萄汁液、色素和单宁等物质以细胞分室结构各自单独稳定存在。这对于葡萄的生长发育有着极其重要的作用,但是对于酿酒来说,却引起了许多问题,如降低了出汁率、使葡萄汁 (酒)澄清困难、阻碍了色素和单宁的浸提溶出等。而果胶酶的作用像一把剪刀,剪除了细胞壁的阻碍,破坏了葡萄果肉、果皮中的细胞壁结构,从而使果汁完全溶出,色素和单宁直接溶入酒中,由此获得了更高的出汁率,同时也提高了葡萄酒的稳定性,并改善了葡萄酒的质量 (色泽、单宁含量、葡萄酒结构和香气等)。表8-1是采用两种不同果胶酶发酵葡萄酒后,葡萄酒产量 (出汁率)、色素及多酚含量的比较。


表8-1 酒精发酵后检测部分指标
酒精发酵后检测部分指标

从比较结果可以看出,采用两种果胶酶进行酒精发酵后,各项指标均高于对照,说明果胶酶在提高出汁率、增加色素和单宁溶出方面,效果明显。

果胶酶的使用对提高葡萄酒质量有着明显的帮助,已经成为一种必然的选择。但是在使用前,首先要确定酿酒目标,而后才能够有的放矢地选择适宜的果胶酶。同时,也要对果胶酶有清楚、全面的认识,果胶酶的应用仅仅是改善葡萄酒的质量,而不能改变葡萄酒的品质,因此不能过度依赖果胶酶的作用。无论如何,健康、成熟、优质品种的葡萄才是生产优质葡萄酒的根本保证。


(2)蛋白酶


葡萄酒中含有一定量的蛋白质,这些蛋白质来源于葡萄的生长过程,一般认为葡萄的成熟度越高,其蛋白质含量也越高。这些蛋白质给葡萄酒后期的稳定性带来了很大的麻烦,成为某些沉淀的根本原因。这在白葡萄酒中表现得尤为明显。现行的基本方法和思路是在葡萄酒生产工艺中通过添加吸附沉淀剂,如皂土、明胶等物质,来吸附沉淀、脱除这些蛋白质,以保证葡萄酒后期的稳定性。此法虽然可以取得较为理想的稳定效果,但是由于这
些吸附沉淀剂在脱除蛋白质的同时,也吸附了一定量的色素、香气物质,因此,对于葡萄酒整体品质而言是一种损害,在某些较为瘦弱的或者新鲜型的葡萄酒中,这种损害表现得更为明显。因此,利用蛋白酶分解、脱除葡萄汁 (酒)中的蛋白质也就应运而生。

依靠蛋白酶水解葡萄酒中的蛋白质,其机理与前面介绍的果胶酶水解果胶质类似。在此水解过程中,蛋白酶的作用像一把剪刀,将长链的蛋白质剪短,成为不具备蛋白质絮凝 (沉淀)特性的肽,甚至是水溶性的氨基酸,这样在葡萄酒中的不稳定的蛋白质即被消除。而且被消除的蛋白质并不是简单地从葡萄酒中被脱除掉,而是转化为对人体有益的肽和氨基酸,这些肽和氨基酸不仅具有营养学贡献,而且还是葡萄酒风味的改良剂,可以在一定程度上增加葡萄酒的复杂感和柔和性。

采用蛋白酶水解技术脱除葡萄酒中的蛋白质目前还没有得到全面推广,其主要限制因素在于蛋白酶的选择性和水解特性不是十分清晰。在应用此技术过程中,要注意以下事项。

① 蛋白酶的用量应严格控制。从本质上讲蛋白酶也是一种蛋白质,如果过量应用,蛋白酶自身也可能成为葡萄酒蛋白不稳定的因素。

② 适宜的蛋白酶选择尤为重要。蛋白酶水解蛋白质具有一定的选择性,因此分析清楚不同葡萄酒中含有的蛋白质的特性是必需的,也是应用蛋白酶技术的前提。

③ 蛋白酶水解条件的控制要严格。蛋白酶水解过程是严格的酶反应过程,温度、pH等条件很大程度上影响着酶反应速度和活力,因此对于酶反应条件要严格控制。

④ 蛋白酶技术与下胶澄清技术综合运用效果更可靠。蛋白酶分解技术虽然可以取得较为满意的结果,但是作为实际生产应用,建议将其与传统下胶澄清工艺复合使用,可以显著降低下胶量和处理时间,并有效地保证了产品的最终质量和稳定性。


(3)β-葡聚糖酶

β-葡聚糖酶是一种糖苷键水解酶,可以水解葡萄汁、葡萄酒中与葡萄糖苷相连接的蛋白质及香气物质等。
在葡萄酒中应用β-葡聚糖酶,其作用主要是水解释放结合态的香气成分,以达到为葡萄汁、葡萄酒增香的目的。某些香气浓郁的葡萄品种,如琼瑶浆 (Gewürztraminer)、玫瑰香 (Muscat)、威代尔 (Vidal)等,其果汁中的香气成分存在着两种形态———游离态和结合态。游离态香气成分水溶性差,极易挥发出来而被感知,成为了真正的 “香气”,而结合态的香气成分是与葡萄糖分子结合的,其水溶性强,不易挥发,不被感知,是潜在的、隐藏态的香气成分。利用β-葡聚糖酶可以将葡萄糖分子水解出来,使其香气成分成为可被感知的游离态,从而增加了葡萄汁 (酒)的香气浓度,达到增香目的。其作用机制如图8-1所示。


β-葡聚糖酶的作用机制

图8-1 β-葡聚糖酶的作用机制

运用β-葡聚糖酶在葡萄酒增香中已经得到了一定的应用。在应用中要注意的事项包括如下方面。

① 选择合适的添加β-葡聚糖酶的时间,一般添加时间选择在陈酿阶段,添加过早而释放出来的香气成分可能会在后续工艺中损失;
② 控制适宜的添加量,过量的β-葡聚糖酶可能会造成后期葡萄酒的不稳定;
③ 酶处理的条件要适宜,特别要关注葡萄酒的温度、pH值是否符合所添加的β-葡聚糖酶的要求。