文献解读 800
冷驱动策略作为酿酒前发酵技术的研究进展
期刊：Food Chemistry（8.5）
发表日期：2024年
研究摘要
作为一种发酵前的实践，低温可能有助于葡萄化合物的提取，从而酿造出独特的葡萄酒。自2004年以来，科学界对这些实践进行了广泛的研究。在发酵前的实践中，低温应用主要有四种方式：冰酒生产、葡萄浆果冷冻、葡萄汁冷浸渍和葡萄汁冷冻浓缩。科学研究表明，这些技术可以提高葡萄汁中某些化合物（特别是酚类化合物）的含量，从而使葡萄酒中对葡萄酒质量至关重要的化合物含量增加。然而，文献中报道的结果往往存在争议。葡萄皮的机械性能、处理过程的持续时间和温度条件等各种因素都会影响这些实践的结果。尽管存在这些差异，低温在酿酒中的潜在益处仍然是生产高质量、独特葡萄酒的一个重要研究领域。
研究背景
葡萄是世界范围内广泛种植的主要作物，除极地地区外，各大洲均有生产。葡萄酒作为葡萄的主要产品之一，具有巨大的商业和文化意义。酿酒历史悠久，最早可追溯到古代，证据表明在高加索地区已有8000年的历史。虽然酿酒技术在几个世纪以来经历了许多变化，但酿造过程的基本原理基本保持不变。
早期葡萄酒是偶然发现的，随着时间推移，尤其是上个世纪，新的酿酒技术不断涌现。科学发现强调了葡萄汁转化为葡萄酒过程中的重大改进，尤其是认识到微生物组的生化重要性以及各种葡萄分子对葡萄酒感官和理化特性的影响。这些发现促使了主要是发酵前技术的发展，旨在通过从葡萄果肉、种子和果皮中以替代形式提取所需分子来调节葡萄汁中糖、多酚和挥发性化合物等的浓度。多种因素可促进这些化合物的提取，其中温度对提取有显著影响，因为它影响葡萄浆果细胞和膜的渗透性（图1）。
图1. 葡萄原料及其在葡萄酒酿造中的应用
冷驱动的酿酒技术
1 冰酒生产
冰酒生产受气候条件限制，且其独特的生产要求难以人工控制。不同研究对冰酒的香气、酵母性能、真实性等方面进行了探讨，结果表明冰酒具有独特的品质，但生产过程面临挑战。
1.1 生产过程与条件
冰酒是用在藤上自然冷冻后采摘的葡萄酿造的特殊葡萄酒，葡萄需在环境温度达到至少-7°C或更低时采摘和压榨，且压榨前葡萄汁的可溶性固形物含量至少为25.3°Brix。冰酒生产依赖于寒冷条件和特定葡萄品种，主要生产国包括德国、加拿大等。
1.2 葡萄成分变化与影响
在长期成熟和冷冻过程中，葡萄的理化成分发生显著变化，包括氧化、生物合成或降解过程，以及组织软化、水分流失等，这些变化影响反应速率，提高了葡萄皮中各种化合物的提取率，从而显著影响冰酒的理化成分，使其具有独特的口感和风味。
1.3 研究局限与比较研究
冰酒生产受气候条件限制，且其生产要求较为苛刻。一些研究比较了天然冰酒和人工冷冻葡萄酿造的葡萄酒，发现两者在香气特征等方面存在差异，但总体较为相似。同时，研究还确定了一些冰酒真实性的指标（表1）。
表1. 研究冰酒生产及其对目标葡萄酒特性影响的论文摘要
2 人工冷冻葡萄酿造葡萄酒
人工冷冻葡萄酿造的葡萄酒在酚类和感官特性上与冰酒存在差异，虽然可以生产出高质量的葡萄酒，但缺乏冰酒的文化内涵和生产过程中的一些关键环节，可能影响其作为替代品的接受度。
2.1 生产过程与葡萄汁成分变化
人工冷冻葡萄并在冷冻状态下压榨的方法与冰酒生产过程相似，但葡萄通常没有经历冰酒葡萄那样的过度成熟期。这种方法会影响葡萄汁中糖的浓度，冷冻过程中形成的冰基质会使溶质在解冻时更易提取，且不同的冷冻温度和速度对葡萄汁的糖含量有不同影响（表2）。
表2. 研究人工冷冻葡萄破碎制酒及其对目标酒性能影响的文献综述
2.2 对葡萄酒酚类和感官特性的影响
研究常关注葡萄酒的酚类特征以及冷冻方法对其的影响。这种方法有利于酚类化合物的提取，但相比其他技术可能提取量较低。在感官方面，人工冷冻葡萄酿造的葡萄酒与冰酒存在差异，冰酒在果味、坚果味和余味方面得分更高，而人工冷冻葡萄酒则具有更强的热带和柑橘类水果特征。
3 冷浸渍前对浆果进行冷冻和解冻
这种方法能增加酚类化合物和香气成分的浓度，但结果因葡萄品种和冷冻方法的参数而异。
3.1 过程原理与对葡萄汁的影响
在浸渍前冷冻葡萄可以作为一种辅助技术，冷冻过程中形成的冰晶会导致细胞破裂，使细胞分子在解冻时进入到葡萄汁中，从而得到富含各种化合物的葡萄汁，且保留了葡萄中原本的水分总量。
3.2 对酚类化合物和香气的影响
这种酿酒方法通常会使酚类化合物含量增加，不同品种的葡萄其酚类提取效果受葡萄皮机械性能影响。同时，该方法还能提高葡萄酒中某些香气成分的浓度，不同的冷冻处理方式对葡萄酒的香气浓度有不同影响（表3）。
表3. 研究冷却或冷冻用于葡萄酒生产的浆果或整串葡萄及其对目标葡萄酒特性的影响的论文摘要
4 葡萄汁冷浸渍
冷浸渍对葡萄酒的酚类含量、颜色强度、香气成分等有影响，但研究结果存在争议，部分取决于葡萄品种和成熟度等因素。干冰冷浸渍法在某些方面比夹套罐或冷藏室冷浸渍法效果更明显，但干冰存在成本、安全等问题。
4.1 定义与操作条件
发酵前的浸渍是指在将破碎的葡萄装入罐中到酒精发酵开始之间的时间段，在较低温度下进行则称为冷浸渍。通常将葡萄汁冷却到15°C以下且高于冰点的温度，保持数小时到两周，然后接种发酵微生物并在适当温度下进行传统浸渍。
4.2 对葡萄汁成分的影响
冷浸渍使葡萄汁的液体部分与固体部分（果皮和种子）长时间接触，优先提取水溶性化合物，还可能影响葡萄汁中营养物质的释放，进而影响细胞生长和芳香化合物的形成（表4）。对于白葡萄酒，冷浸渍可在发酵前短时间使用，有助于提取风味和酚类化合物；长时间浸渍可酿造出橙红色调的葡萄酒。
表4. 研究夹套罐或冷室冷浸制酒及其对目标酒性能影响的文献综述
4.3 冷却方法及其影响
冷却葡萄汁的方法主要有使用夹套罐或冷藏室，以及直接向葡萄汁中添加干冰。干冰法具有快速冷却、抑制多酚氧化酶活性和使葡萄汁饱和二氧化碳等优点，有助于保持葡萄酒的颜色稳定。多种因素会影响冷浸渍的效果，包括葡萄品种、成熟度、操作温度等（表5）。
表5. 研究添加干冰冷浸渍用于葡萄酒生产及其对目标葡萄酒特性的影响的论文摘要
结论与展望
利用低温酿造具有独特特征的葡萄酒有多种方法，包括冰酒生产、浆果冷冻处理、冷浸渍和冷冻浓缩葡萄汁等。这些方法各有优缺点，结果受多种因素影响，如葡萄品种、温度控制和设备可用性等。
冰酒生产可探索非传统葡萄品种的应用，以及改进陈酿技术。对于其他冷驱动技术，需要进一步研究和优化，同时要考虑成本和效益等问题。冷冻浓缩技术具有很大潜力，但缺乏工业设备是其应用的瓶颈。总之，冷驱动技术在酿酒行业的应用前景广阔，但需要综合考虑各种因素以实现葡萄酒质量的提升。
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