关于家庭自酿葡萄酒的实验探究

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  摘要:红葡萄酒作为人们生活中常喝的酒类,主要是由自然发酵酿制的果酒,而且它包含的成分较为复杂,其中葡萄果汁的比重最大,其次是经葡萄里的成分发酵而成的酒精。质优味美的红葡萄酒能呈现一种组织结构的平衡,使人在味觉上有无穷的享受。为了更好的了解葡萄酒的酿制过程,本文主要进行了家庭自酿葡萄酒的实验探究,并对基本的实验原理、实验过程和实验结论等内容进行了简单的介绍。
  关键词:自酿;葡萄酒;实验;探究
  一、绪论
  葡萄酒作为常见的酿造酒受到越来越多人的欢迎,现已成为人们聚餐、休闲时常饮的酒类,而且葡萄酒在全世界范围内都呈现良好的消费市场。为了更加方便饮用,保证葡萄酒的纯度和口感,目前在很多家庭都开始学习自酿葡萄酒。通过在课堂上对果酒发酵基本理论知识的学习,逐渐认识到由糖转化为酒精的过程,为了更好的理解课堂学习的内容,了解发酵原理,增强动手操作能力,本次主要开展了关于自酿葡萄酒的实验探究。
  二、实验背景
  据现有的关于葡萄酒的资料记载,早在一万年前,我们的祖先就已经开始酿制葡萄酒,其工艺经过不断的改进和流传,最终形成了现在的酿造工艺。在最初的原始社会,人们在进行生产和劳动的时候,偶然发现了生长在野外的野生葡萄,通过简单的发酵形成了甘甜的饮品,经过不断的发展,形成了专门的酿制葡萄酒的工艺。[1]后来,随着人类社会的不断发展,经历了漫长的农业时代直至后来的工业时代,酿制葡萄酒的工艺也在不断进步,而且葡萄苗木和葡萄蔓藤对人类的生存和发展做出了重要贡献。
  随着自然科学的发展,科学家们逐渐研究中葡萄酒酿造的基本原理和基本要求,这一历史性的突破对于后来的酿酒工艺提供了充分的理论依据。作为常见的自然现象,酿酒原理也逐渐编入课本以供学习,从而使人们更好的了解葡萄酒的发酵过程,增强学生的探索精神和动脑思考的能力。[2]为了更好的学习基本的果酒制作步骤,明白糖转化为酒精这一基本步骤,增强科学探索精神,同时加强理论与实际联系的意识,本次实验将采取酿制葡萄酒的方法来了解初步的发酵原理,从而掌握酿制葡萄酒的根本内涵。
  三、实验内容
  为了保证酿制过程的顺利进行,本次研究主要采用文献查询与实验相结合的方法,通过分工合作,最终完成了本次关于家庭自酿葡萄酒的实验探究。下面将从实验原理、实验设备及实验过程等方面对实验的内容进行简单的介绍。
  1、实验原理。葡萄酒主要是以新鲜的葡萄或葡萄汁作为基本原料,经过特定的发酵过程,最终酿制成的精度在8.5%以上的酒精饮料。
  [3]按照不同的分类方法可以将葡萄酒分为不同的类型,按照颜色的不同可以将葡萄酒分为白葡萄酒、红葡萄酒和桃红葡萄酒,其中白葡萄酒主要是由葡萄经过带皮发酵而形成的,颜色呈淡黄或金黄,红葡萄酒则是带皮发酵,酒色为深红或鲜红,相较于前两种,桃红葡萄酒的颜色一般为桃红色,而且发酵的时间要明显少于红葡萄酒和白葡萄酒。[4]按照酒内糖分的不同可以将葡萄酒分为干葡萄酒、半干葡萄酒和半甜葡萄酒等。
  本次实验采取葡萄待批浸渍发酵。众所周知,葡萄在刚刚成熟的时候,在表皮和果梗上会有大量的酵母菌存在,当葡萄破碎后,葡萄内鲜嫩的果汁会为酵母菌的生长和繁殖提供良好的环境,从而导致酵母菌的快速繁殖并开始发酵,通过这种自然的方法进行发酵所形成的葡萄酒被称为天然酵母发酵葡萄酒。[5]但是由于天然酵母附带着较多的杂质,如果不对其进行有效处理,则会在很大程度上影响葡萄酒的质量,所以为了保证正常顺利的发酵,获得质量优等的葡萄酒,往往从天然酵母中选育出优良纯种酵母。[6]本实验采用的是安琪葡萄酒酵母。
  2、实验仪器、试剂和材料。本次实验采用的仪器主要分为家庭仪器和实验室仪器,其中家庭仪器主要指的是不锈钢大桶、广口瓶(7.5L)、手持糖度计(0-30°BX)、筷子、纱布、电子称、精密温度计、恒温水浴锅、吸管、虹吸管。而实验室仪器主要包括三角瓶(250ml)、电炉、容量瓶(100ml)、圆底烧瓶(500ml)、玻璃珠、冷凝器、量筒(100ml )、分析天平、酒精计(10%-20%)等。
  为了更好的分析发酵的过程,观察实验现象,此次实验需要采用一定的试剂,主要包括:0.1g/L葡萄糖标准溶液、菲林A、B溶液、次甲基蓝指示剂、0.1g/L氢氧化钠标准滴定溶液、酚酞指示剂等。
  由于葡萄的新鲜度对酿制的效果影响较大,通过查阅相关文献,结合现有的外部条件,决定本次实验所采用的材料为夏黑葡萄,此外,还要准备白砂糖和安琪葡萄酒果酒酵母(RW)。
  3、实验步骤。
  第一,葡萄酒的酿制。
  (1)买葡萄。要进行实验,首先要准备实验的材料,而针对本次研究的内容,则需要购买葡萄。为了保证葡萄的新鲜度,同时降低实验成本,本次实验主要从水果批发市场进行葡萄的购买,而且所购买的葡萄品种主要是夏黑葡萄。另外,本研究计划开展三组实验,所以总共买了30斤葡萄,每组10斤。
  (2)清洗、分拣。由于水果批发市场销售的葡萄对葡萄的处理较少,清洗也不够彻底,所以在买回来葡萄以后要对其进行仔细的清洗并去除葡萄梗。另外,葡萄的好坏对发酵的效果影响较大,而且从市场购买的葡萄不可避免的会出现烂掉的现象,所以在使用之前要把坏的葡萄粒挑选出去,从而保证葡萄的可用性。将可用的葡萄粒清洗干净之后要对其进行晾晒,直至表面没有水珠出现,以供后续的实验使用。
  (3)破碎、瓶装、调糖。为了更好的促进葡萄的发酵,一般需要将晾干的葡萄在不锈钢大桶内捣破,待所有的葡萄都破碎后用电子秤称一下醪液的重量并将其装入广口瓶中,使用的广口瓶要求足够干净,而且不能含有水分。经过称重发现,第一组醪液质量为9.3斤,第二组醪液质量为9.0斤,第三组醪液质量为8.3斤。随后使用糖度计分别对三组实验对象进行糖度的测量,结果为:第一组糖度为13.5°Bx,第二组糖度为15.0°Bx,第三组糖度为14.2°Bx。为了保证糖度的统一性,需要在三组中分别加入白砂糖,其中第一组添加303.3g白砂糖,第二组添加225.0g,第三组添加241.7g白砂糖,添加完以后的糖度都为20°Bx。   (4)加入酵母。此次实验主要采用的是安琪葡萄酒酵母,而获取的方式是从市场购买。其中,不同组所添加的安琪葡萄酒酵母量会有所区别,其主要受发酵醪液质量的影响,一般按照发酵醪液质量的5%进行称取。经计算,第一组需称取2.48g干酵母,第二组称取2.36g干酵母,第三组称取2.20g干酵母,随后,将称取完的干酵母放置在含糖量为5%的蔗糖溶液中,经过搅拌使两者进行融合,然后将搅拌好的溶液放置在37℃水浴锅中,待30分钟以后将活化好的酵母溶液倒入发酵醪液中,然后对溶液进行搅拌,直至搅拌均匀后盖上盖子,并将最后的溶液放置在室温20℃左右的环境下进行发酵。
  (5)前发酵。在发酵的过程中会受很多因素的干扰,其中温度是影响发酵效果的重要因素之一,所以在发酵的过程中要注意每天用温度计测量发酵醪液的温度,使其保持在25℃左右,当温度过高时要注意用筷子进行搅拌散热,同时要将浮在醪液表面的酒盖压入醪液中。在此阶段所形成的醪液已具有明显的葡萄酒特征,但是口感比较粗糙,酒精的刺激感较为强烈,而且酒体也不够柔和。因为残糖比较低,所以葡萄酒的酸涩感比较突出。
  (6)后发酵。前发酵的时间大概会持续5天左右,5天以后大部分的酒盖会落入发酵醪液中,至此需要进行后发酵处理。在后发酵阶段需要比前发酵阶段更低的温度,所以需要将酿制的三罐酒移动至地下车房的阴凉处,保证温度在15℃左右,放置周期为一周左右,至此,已基本完成葡萄酒的整个发酵过程。相较于前发酵阶段的醪液,经过后发酵阶段的醪液口感更好,此时已有明显的香味物质形成,且酒体更加柔和,残糖的比例也有所增加,从而使酒精的刺激感消失,葡萄酒的风味也更加明显。
  (7)过滤、澄清、成品。经过后发酵阶段的醪液一般具有较多的渣滓,所以需要用纱布对其过滤,将酒放在地下车库,两天后通过虹吸管采用虹吸的方式倒一次罐,倒罐过程中注意做到满灌,然后进行陈酿即可,至此即完成整个葡萄酒的酿制过程。我们都知道,葡萄酒的年份越久远,口感越好,因为经过陈酿的葡萄酒果香浓郁,酒体和谐,酸涩适中,后味干净,总体感觉刚劲有力,饮用后会给人带来身心愉悦的感觉。
  第二,葡萄酒理化指标分析。
  将已制作成品的三个广口瓶搬到实验室分别进行糖度、酒度和酸度的化验。
  (1)糖度化验。对于糖度的化验主要包括预备实验和正式实验两个阶段,在预备实验中,先用吸管分别吸取菲林A、B各5.00ml并将其放置到250ml的三角瓶中,然后往两个溶液中分别加入50ml水,摇匀,在电炉上加热至沸腾,在沸腾状态下用葡萄糖标准溶液滴定,认真观察实验现象,当发现溶液的颜色发生改变,即蓝色将要消失而红色逐渐加深时,往溶液中加加2滴次甲基蓝指示剂,直至蓝色彻底消失。为了更好的分析实验现象,需要在整个过程中观察消耗葡萄糖标准溶液的体积。
  而在正式实验阶段,第一步与预备实验阶段相同,即吸取菲林A、B溶液各5.00ml于250ml三角瓶中,然后加入50ml水和1ml的试样,此时所加的葡萄糖标准溶液要比预备实验阶段的少1ml,随后将溶液摇匀,在电热锅上加热直至溶液呈现沸腾状态,在此状态下用葡萄糖标准溶液进行滴定,认真观察实验现象,当发现溶液的颜色发生改变,即蓝色将要消失而红色逐渐加深时,往溶液中加加2滴次甲基蓝指示剂,直至蓝色彻底消失。同样,在整个过程中记录消耗葡萄糖标准溶液的体积。
  (2)酒度化验。作为酒类的一种,必不可少的就是对酒度的化验,在此次实验中,对酒度的测验主要包含样品的制备和样品分析两个环节。在样品制备阶段,首先用以洁净、干燥的100ml容量瓶量取100ml的样品,并将其倒入500ml的蒸馏瓶中,为了保证样品的充分利用,需要用50ml水分连续冲洗三次容量瓶,冲洗后的溶液全部倒入蒸馏瓶中,再加几颗玻璃珠,连接冷凝器,以取样用的原容量瓶作为收集器(外加冰浴)。开启冷却水,缓慢加热蒸馏。收集馏出液接近刻度,取下容量瓶,盖塞。于20.0℃的水浴中保温30min,补加水至刻度,混匀,备用。
  在样品分析阶段,首先也是将试样倒入洁净、干燥的100ml量筒中,然后静置,直至气泡消失,随后放入洗净、干燥的酒精计,与此同时,在溶液中插入温度计,平衡5min左右,读取刻度值。在读取时要进行正确的操作,即保证视线与溶液表面对齐,读取与弯月面相切处的刻度示值,同时记录温度变化。最后,根据测的酒精计示值和温度,查表换算成20℃时酒精度。
  (3)酸度化验。吸取样品2ml,置于250ml三角瓶中,加入50ml水,同时加入2滴酚酞指示剂,摇匀后,立即用氢氧化钠标准滴定溶液滴定至终点,并保持30s内不变色,记下消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积。
  四、实验结果及分析
  根据基本的生物学原理可知,葡萄酒的酿制过程实际上是酵母将葡萄中的葡萄糖转化为酒精的过程,因为实验条件的制约,此次使用的实验材料是鲜食葡萄,糖度不能满足要求,所以需要加入白砂糖以后才能进行正常的发酵。通过前面的实验可知,发酵过程主要分为前发酵和后发酵两个阶段,在不同的环节所要求的条件会有所区别,前发酵阶段对温度的要求较高,所以在该过程中酒精生成的速度较快,而且高温更加有利于色素的浸出。而在后发酵阶段所需要的温度相对低一点,从而使酒精生成的速度有所下降,但是该过程更加有利于葡萄酒风味的形成。经过发酵过后的酒中一般会出现颗粒较大的酒石酸和果胶等成分,这些物质会沉淀在罐底,所以最后需要进行虹吸处理,及时的将杂质处理以便葡萄酒彻底发酵。
  经过前期的发酵并分别对三罐酒进行糖度、酒度和酸度的化验,得出的实验结果如下:经过化验,第一组实验所获得的红葡萄酒的糖度是5.1°Bx,酒精度为12.8%,酸度(以酒石酸计)为5.0g.L-1;第二组实验所获得的红葡萄酒的糖度是4.3°Bx,酒精度为13.0%,酸度(以酒石酸计)为6.0g. L-1;第一组实验所获得的红葡萄酒的糖度是4.0°Bx,酒精度为12.9%,酸度(以酒石酸计)为5.6g.L-1。
  由以上数据可知,第一组实验与第二组和第三组所获得的葡萄酒中的糖度差别较大,三组实验所获取的葡萄酒的酒度和酸度差别都不是很大,尤其酒度含量较为接近。
  五、结语
  通过本次实验让我们了解了红葡萄酒的基本发酵流程,同时提高了动手操作能力,并能将课堂的理论知识应用于实际,在实验探究中进一步巩固了知识。另一方面,通过这次的小组合作,增加了团队精神和分工意识,提高了分工合作的效率和独立工作的能力。并且这次的实验过程环保经济,在已有的知识层面上进行了合适的拓展,扩大了知识面。总的来说,此次实验十分有意义并取得了较为满意的结果。
  参考文献
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