葡萄酒酒精发酵过程参数分析.pdfVIP

oaWt／cwhre of$ccondInternationalSymposmmand凸zo／ogy 镇二屠冒际穗聋与靠葡髓学术研讨会论文集proceedblgs (扬硅．0001．4．20-22 2001) Yam曲“I，20-22．Aprill 葡萄酒酒精发酵过程参数分析 高 畅高树贤来疆文 (西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西杨凌712100) 提要本文分析了葡萄酒酒精发酵过程的物理参数、化学参数、生物学参数，讨论了参数 测定中存在的问题，提岁摩尊穹要j毒择葡萄酒发酵过程测控参数。 美毽词葡萄禚；醪。蓬爹 发酵反应过程参数可以分为物理参数、化学参数和生物学参数。不同的发酵过程可以 选择不同的测控参数。 1物理参数 发酵反应的物理参数包括发酵液温度、密度、比重、黏度、搅拌速度、泡沫、液位、 发酵液体积、气体(氧气、二氧化碳)及液体流量、流速等。不同的发酵反应过程选择的物 理参数各有所侧重。葡萄酒酒精发酵过程的物理参数主要有反映发酵液物理性质的密度、发 酵液温度、液位。 1．1发酵液密度 发酵过程是葡萄汁在酵母菌作用下，从发酵液到生成葡萄酒的生物化学反应变化的过 程，在此过程中发酵液的糖浓度降低，酒精浓度升高，使得发酵液密度发生变化。密度变化 实际上是发酵液中糖、酒精浓度等化学成分变化的外在表现。当发酵液中的糖、酒精成分测 定不方便的情况下．密度作为物理参数能够准确反映发酵进程。 目前．国内多数葡萄酒企业仍是人工取样测定比重，通过监测发酵过程发酵液密度(或 比重)的变化，绘制发酵曲线，并以此来判断发酵进行的正常与否。这种测定方法尽管简单． 却不能适应工业化、规模化、自动化生产的要求。要实现自动化生产，需要对发酵过程密度 变化能够进行在线测定。葡萄酒发酵过程密度在线检测存在以下实际问题： (i)被测信号的变化量小 以葡萄汁中189．L-1糖生成1％(v／v)酒精，若生产12v／v(％)葡萄酒．要求相应葡萄 酒的比重约为0．992。0．996[1】。从葡萄汁到发酵结束成为葡萄酒其比重的绝对变化量为 0．096--0．100，这就要求测试仪器具有很高的精魂度。 (2)发酵过程中存在干扰对测试结果的影响 葡萄酒发酵过程释放的热量使罐内温度分布不均匀，因而存在自然对流；由于循环、倒 罐以及发酵产生的二氧化碳气体对发酵液体的作用而产生的强制对流．使罐内流体呈上下环 绕的流动状态。当发酵处于旺盛阶段时，液体流动产生的干扰信号大于被测信号—密度的变 化量，使得测定结果难以辨认和区分干扰信号与被测号¨1。 (3)发酵液中各种物质对测试结果的影响 ． 接触式密度传感器浸没在发酵液中使用一段时间后。发酵液中含有的某些圆形物(如结 晶沉淀产生的酒石以及酵母及其残体形成的生物沉淀)会粘附在传感器表面，导致测定结果 的可信度大为降低。 1．2发酵液温度 发酵反应是放热反应。葡萄酒发酵生产的热量若不及时散发出去，发酵液温度高于目}母 第二届唇薪葡萄与葡萄酒学术研讨舍论文集ProceedingsoISecondln础越smpos“吼onYiHcm陀矾dE∞k甜 (妨凌．2001．4．20-22 h啦ng20-22，April，2001) 适宜的生长温度(20～30C)，对酵母的繁殖、生长以及酵母的活力均产生不良影响。当发 酵温度高于酵母所能忍受的临界温度时．有停止发酵的危险。发酵温度直接影响酒精的生成 量及二类香气的形成及其他感官指标，是发酵过程中必须控制的参数。发酵热间接反映了微 生物生长过程的细胞浓度和生长速率。通过测量发酵热，可以了解微生物生长状况。为使发 酵温度维持在工艺规定的范围内，一般用冷却水将热量带走。使用温度传感器及控制技术可 以方便地实现温度在线检测及控制。 1．3发酵液液位 发酵过程中物料体积膨胀，液面升高，需要对液面高度进行检测。液位计可以直接显示 液位，用液位传感器及其测试系统可实现在线检测。 2化学参数 化学参数在发酵反应中普遍作为发酵过程的监测参数。典型的化学参效有pri、溶解氧 (DO)、氧化还原电