長白山蒙古櫟材杉木桶的釀造工藝研究

木材是木材的總稱。世界上有許多類型的樹木，約250種。目前用于制造橡木桶的用材樹種主要有3種,即產于法國、奧地利等歐洲國家的盧浮橡和夏橡以及主產于美國的美洲白櫟。長白山與世界著名橡木桶用材產地阿爾卑斯山所處緯度基本相同,氣候地理條件相近,生長的蒙古櫟材材性與盧浮橡、夏橡相近。蒙古櫟是長白山林區紅松闊葉林的主要伴生樹種,也是原始林破壞后形成次生林的主要樹種,集中分布于吉林省中東部山區海拔400～800m的范圍內,面積約150萬hm2。因此,開發優質葡萄酒釀造用橡木桶具有得天獨厚的資源,具有較高的經濟效益和社會效益。1材料和方法1.1輔助材料與設備木材原料選自長白山林區,樹種為蒙古櫟(Quercusmongolica)。被選立木樹齡>80a,胸徑>40cm,樹高>20m。立木采伐后取其中部,截成1m長原木,用劈木機劈成32mm厚的徑切板,板面刮削平整后,露天自然干燥。輔助材料主要包括蒲草、鋼帶、新鮮葡萄等。蒲草(Typhaangustifolia),又稱水臘燭、香蒲,香蒲科,香蒲屬,產自吉林。選擇已形成果穗蒲草的葉片,用于密封橡木桶板與板間的拼接縫。鋼帶,由厚度2mm,寬度分3、4、5、6mm4種規格的鋼板裁制,用來作為桶箍等。新鮮葡萄選用山東產的赤霞珠葡萄和品麗珠葡萄。另外,為進行對比分析,于上海兔杰公司購買法國像木桶。試驗中所采用設備主要有:氣相色譜/質譜聯用儀,6890N/5973I,美國安捷倫公司;桶板刨光機(DIT137)、桶板拼接機(DFV180)、環箍鉚接機、桶蓋車圓機(BRS22/90)、桶蓋加裝機(KRZE90/130),德國安通;劈木機,自制;烘烤裝置,自制;鋼箍加工設備,自制;型號UV751GD紫外/可見分光光度計。1.2測試方法1.2.1提取提取物和蒸餾收集物的制備稱取一定質量的蒙古櫟板材原料置于圓底燒瓶底部,用甲醇和丙酮溶劑在恒溫水浴中進行熱回流提取,經蒸發濃縮后得提取物。將提取物分別置于裝有冷凝回流裝置的平底燒瓶中,進行蒸餾,收集所有餾出物。收集完后,留待GC/MS儀器檢測分析。1.2.2酒樣的檢測對比分析以赤霞珠葡萄為原料,采用自制橡木桶和法國橡木桶釀造葡萄酒,在釀造一個月后,取葡萄酒樣品進行檢測對比分析。萃取方法:向15mL的樣品瓶中加入5mL的酒樣、1gNaCl后,迅速用樣品瓶蓋擰緊后置于磁力攪拌加熱臺上,于40℃恒溫下加熱攪拌30min后,將萃取頭插入樣品瓶,吸附30min。然后,將萃取頭插入氣相色譜進樣口,熱解析25min。1.2.3柱溫箱升溫程序試驗用的載氣為高純氦氣,流速為1mL/min;手動進樣,采用不分流模式,插入氣相色譜的進樣口,溫度為250℃,熱解析25min。柱溫箱的升溫程序為:40℃保持5min,然后以3℃/min的速度升溫至200℃,保持2min。質譜接口溫度為280℃,電離方式EI,離子能量70eV,質量掃描范圍為20～350u。每個樣品做3次平行萃取與分析。1.2.4單因素測定為研究不同葡萄種類對釀造出的葡萄酒的影響,采用自制橡木桶釀造了赤霞珠和品麗珠干紅葡萄酒,并對比其單寧質量濃度。單寧測定方法:吸取1mL試樣置于盛有70mL水的100mL容量瓶中,加入5mLFolir-denis試劑及10mL飽和碳酸鈉溶液,加水至刻度,充分混勻,30min后以空白做參比在波長750nm處測定吸光度,進而依據吸光度查相應單寧質量濃度。1.2.5顏色測定利用紫外/可見分光光度計,取樣品置于1cm比色杯中,在波長為530nm時測定其吸收值,以此值表示樣品色度,并進行分析。2葡萄酒中揮發性香氣物質的組成板材在30個月的露天自然風干和緩慢成熟過程中,太陽輻射中的紫外光會引發橡木中的木質素降解成木酚和香草醛。風干過程對橡木板材中的總酚、單寧質量濃度及揮發性香氣物質香蘭素和橡木內酯的質量濃度均有影響,酚類物質和橡木內酯質量濃度增加。橡木內酯、丁子香酚、香草醛等能夠賦予葡萄酒富裕的香氣。橡木內酯具有椰子和新鮮木頭的氣味,它代表了新鮮木頭的大部分芳香潛力;丁子香酚具有香料和丁香氣味;香草醛在新鮮材中的質量濃度很少,具有香草和香子蘭氣味。橡木內酯、丁子香酚、香草醛等在板材自然干燥和烘烤過程中質量濃度會升高。橡木中的多糖物質,可以使葡萄酒更加肥碩、飽滿。長白山蒙古櫟材有效成分檢測分析見表1。3長焦木桶制造工藝3.1生產工藝橡木桶生產工藝流程見圖1。3.2營造美國模板,提升桶板柔性首先用雙端截鋸機將桶板截成相應尺寸,經雙刀軸曲面刨光機進行桶板型面刨光,加工成27mm厚的弧型板。根據桶形設定仿型模板,經仿型銑銑削桶板側邊,銑成尜形板面。橡木桶由28～32塊桶板組成,上下各一塊寬板。然后將搭配好的桶板放在工藝盤上擺成玫瑰,在噴淋室加濕,預熱至35℃,保溫30min后用0.1～0.3MPa的蒸汽對桶板進行蒸煮,以增加木材塑性,提高桶板柔性,并減少成桶后的干裂紋。最后,使用絞盤將桶體收緊,再用環箍鉚接機將桶箍緊固在桶的頂端,直到桶板拼合緊密。3.3烘烤過程的控制烘烤桶體可以起到固定形狀的作用,同時桶內壁經過適度烘烤會賦予葡萄酒具有更馥郁、更怡人的香氣,口感也更加柔和飽滿。烘烤程度不同的橡木桶賦予葡萄酒的滋味也有所區別。烘烤工藝分輕、中、重3種,分別為:①微烤。微火烘烤,桶內層微烤的深度為3～5mm;②中度烘烤。烘烤的深度為5mm,烘烤程度大于微烤;③強烤。內壁表層呈焦炭狀,深層為暗黑。烘烤用的燒材是生產過程的下腳料。在烘烤過程中,以烘烤時間為參數,依據工人經驗和電腦精確計量來雙重控制。本工藝采用中度烘烤工藝,烘烤過程的溫度分3個階段:①30℃的低溫預熱期;②30～35℃適應期;③140～190℃的烘烤期。烘烤時間為30～35min。呂文等研究表明,通過中度烘烤,可以使板材內芳香類化合物(香草醛等)等質量濃度增加,為釀造葡萄酒創造良好條件。3.4保只制作桶蓋、規范.用圓鋸機和四面刨將木板加工成所需尺寸,板厚27mm,然后在木板側面鉆孔,用木銷釘釘入孔中,使木板連接成整塊蓋板,四周銑削出凸榫,榫頭厚度7mm。為防止盛酒時拼接縫出現滲漏,在拼接縫墊入蒲草片。當酒桶盛酒時蒲草片接觸酒后,海綿體狀的蒲草片體迅速膨脹,封閉拼板縫隙。因海綿體膨脹的張力較小并不會破壞桶體結構,蒲草化學成分對釀酒無不良影響。用桶蓋加裝機安裝桶蓋。桶的旋轉為無級調速,組合刃具將桶口內側銑削出凹槽,槽深7mm,并采用曲柄連桿機構的夾緊錐盤,使桶體和桶蓋夾緊。在桶蓋安裝的同時將桶頂端斜切和車圓。在凸凹槽接縫處也可添加蒲草片。最后,去掉工藝箍,更換腰箍和口箍,拋光木桶外身,使其更加美觀。4長白山木桶的性能和特點4.1不同品種葡萄酒的發酵效果葡萄酒的口感和香氣主要是由其內部有效成分的質量濃度所決定的。葡萄酒的有效成分主要包括丁香酸、香草酸、丁香苷酸、羥基二甲氧苯、松柏醛及多酚類物質等。其中,丁香苷酸、香草酸、丁香酸和松柏醛等成分的存在表明,在葡萄酒儲存過程中,由于氧參與醇類氧化形成醛,醛與乙醇分子作用形成縮醛,醛和縮醛則會使葡萄酒具有一定的芳香,其質量濃度會隨葡萄酒貯藏時間加長而增加。這些成分主要影響葡萄酒的香氣。而多酚類物質對葡萄酒的口感則有重要的作用。黃烷醇類賦予葡萄和葡萄酒收斂性、色感和結構感,黃酮醇類賦予葡萄和葡萄酒苦味感和結構感。為了考察長白山蒙古櫟材橡木桶的釀酒效果,在相同條件下,對以長白山蒙古櫟材為原料,自制橡木桶與法國橡木桶釀造的葡萄酒有效成分進行對比,圖2為GC-MS檢測得到的氣相色譜總離子流。對圖2進行分析,得到2種橡木桶釀造葡萄酒的有效成分質量濃度,如表2。從表2可以看出,長白山蒙古櫟材橡木桶釀造的葡萄酒中丁香苷酸、香草酸和丁香酸質量濃度明顯超過法國橡木桶所釀的葡萄酒。特別地,長白山蒙古櫟材橡木桶釀造的葡萄酒中所含多酚類物質質量濃度為51.1mg/L,遠高于法國橡木桶所釀葡萄酒的28.35mg/L,幾乎達到其2倍。這些數據表明,與法國橡木桶相比,長白山蒙古櫟材橡木桶釀造的葡萄酒香氣和口感都更好一些。4.2坡向對葡萄酒香氣的影響通常情況下,美國橡木桶的陳釀周期要短于法國橡木桶的陳釀周期。法國橡木桶對葡萄酒的口感影響較強烈,對香氣的影響較輕柔;美國橡木桶對葡萄酒的香氣影響較強烈,對口感影響較輕柔。也就是說,歐洲橡木含有更多的可浸提酚類物質,并且可賦予酒更深的顏色,香氣較幽雅細膩,易于與葡萄酒的果香和酒香融為一體,而美洲橡木含有更多的揮發性香氣物質,其香氣較濃烈,較易游離于葡萄酒的果香和酒香之上。由表2可見,與法國橡木桶相比,長白山蒙古櫟材橡木桶的各種成分質量濃度都高于或好于法國橡木桶,因此長白山蒙古櫟材橡木桶在較短的時間內,就能達到與法國桶相同的效果。長白山蒙古櫟材橡木桶所釀葡萄酒中丁香苷酸、香草酸、丁香酸和松柏醛質量濃度比例較高,因此,與美國橡木桶類似,長白山蒙古櫟材橡木桶對葡萄酒香氣的影響要高于法國橡木桶,釀造出的葡萄酒具有更為濃郁的香氣。可見,長白山蒙古櫟材橡木桶的釀酒性能指標兼具法國桶和美國桶特點,對葡萄酒口感和香氣的影響均比較柔和,完全可以用于釀造橡木香、果香、酒香協調幽雅的葡萄酒。4.3不同品種的階段發揮明顯的本底氣溶劑和劑對橡膠病所含的整理效果的影響在葡萄酒的陳釀過程中,橡木桶所含的成分會逐漸溶解在葡萄酒中,這些成分與來源于葡萄原料的成分有著不同的結構和特性。然而,釀造葡萄酒的葡萄種類不同,也會對橡木桶成分的溶解量產生影響。橡木中所含的單寧主要是水解單寧。表3為連續7個月檢測貯存在長白山蒙古櫟材橡木桶中陳釀的赤霞珠和品麗珠干紅葡萄酒單寧的變化。從表3可知,赤霞珠干紅葡萄酒中的單寧質量濃度大大高于品麗珠干紅葡萄酒。由于單寧質量濃度會對葡萄酒的顏色、口感和氧化還原反應等產生影響,而赤霞珠干紅葡萄酒含有大量單寧,因此在相同貯存條件下,赤霞珠干紅葡萄酒比品麗珠干紅葡萄酒澀味更重,更適宜較長時間的橡木桶陳釀。5白櫟材可選用的可酒酒長白山與世界著名橡木桶用材產地阿爾卑斯山所處緯度相同,氣候地理條件相近,蒙古櫟是長白山天然林、次生林以及人工林的主要樹種,因此開發優質葡萄酒釀造用橡木桶具有得天獨厚的資源。對采用長白山蒙古櫟材制造的橡木桶進行研究表明:在相同條件下,長白山蒙古櫟材橡木桶釀造的葡萄酒中所含的丁香酸、香草酸、丁香苷酸、羥基二甲氧苯、松柏醛及多酚等成分均高于法國制