上海喆圖科學儀器有限公司
從菌種培育到佳釀誕生:二氧化碳培養(yǎng)箱的葡萄酒釀造全流程
檢測樣品:葡萄酒
檢測項目:環(huán)境調(diào)控
方案概述:葡萄酒釀造依賴微生物的精準發(fā)酵,尤其是蘋果酸 - 乳酸發(fā)酵(MLF)對提升葡萄酒口感和穩(wěn)定性至關重要。乳酸菌作為 MLF 的關鍵參與者,其生長和代謝對環(huán)境條件極為敏感,需要穩(wěn)定的溫度、濕度和二氧化碳濃度。二氧化碳培養(yǎng)箱能夠精準調(diào)控這些環(huán)境參數(shù),為葡萄酒釀造過程中的微生物培養(yǎng)和發(fā)酵提供理想條件,從而保障葡萄酒品質(zhì)。
一、方案背景
葡萄酒釀造依賴微生物的精準發(fā)酵,尤其是蘋果酸 - 乳酸發(fā)酵(MLF)對提升葡萄酒口感和穩(wěn)定性至關重要。乳酸菌作為 MLF 的關鍵參與者,其生長和代謝對環(huán)境條件極為敏感,需要穩(wěn)定的溫度、濕度和二氧化碳濃度。二氧化碳培養(yǎng)箱能夠精準調(diào)控這些環(huán)境參數(shù),為葡萄酒釀造過程中的微生物培養(yǎng)和發(fā)酵提供理想條件,從而保障葡萄酒品質(zhì)。
二、實驗目的
1.利用二氧化碳培養(yǎng)箱優(yōu)化葡萄酒乳酸菌的培養(yǎng)條件,提升菌種活性。
2.通過控制培養(yǎng)箱參數(shù),實現(xiàn)高效的蘋果酸 - 乳酸發(fā)酵,改善葡萄酒的風味和口感。
3.確定二氧化碳培養(yǎng)箱在葡萄酒釀造流程中的最佳使用方案和關鍵參數(shù)。
三、實驗儀器與材料
(一)儀器設備
1. 二氧化碳培養(yǎng)箱:溫度控制精度 ±0.1℃,二氧化碳濃度控制精度 ±1%,可調(diào)節(jié)濕度,配備可視化監(jiān)控系統(tǒng)。
2. 電子天平:精度 0.0001g,用于稱量培養(yǎng)基和試劑。
3. 無菌操作臺:提供潔凈的微生物操作環(huán)境,避免污染。
4. 恒溫振蕩器:輔助乳酸菌培養(yǎng)過程中的均勻混合和通氣。
5. 分光光度計:測定乳酸菌菌液的吸光度,評估菌體生長情況。
6. pH 計:實時監(jiān)測發(fā)酵液的酸堿度變化。
7. 滅菌鍋:對實驗器材和培養(yǎng)基進行高溫高壓滅菌。
(二)實驗材料
1. 葡萄酒乳酸菌菌種(Oenococcus oeni)
2. MRS 培養(yǎng)基:添加碳酸鈣以中和乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的酸
3. 新鮮葡萄汁:經(jīng) 0.22μm 濾膜過濾除菌
4. 蘋果酸標準溶液
5. 氫氧化鈉標準溶液(0.1mol/L)
6. 無菌培養(yǎng)瓶、移液槍、槍頭、試管等耗材
7. 75% 乙醇、次氯酸鈉溶液等消毒試劑
四、實驗過程
(一)乳酸菌的活化與擴培
1. 活化:將保存的葡萄酒乳酸菌菌種接種至含有碳酸鈣的 MRS 液體培養(yǎng)基中,置于二氧化碳培養(yǎng)箱內(nèi)。設定溫度為 25℃,二氧化碳濃度為 5%,濕度 85%,培養(yǎng) 48 小時,觀察菌種復蘇情況。
2. 擴培:取活化后的菌液,按照 1% 的接種量轉(zhuǎn)接至新的 MRS 液體培養(yǎng)基中,同樣在二氧化碳培養(yǎng)箱內(nèi),將溫度調(diào)整為 28℃,二氧化碳濃度 6%,繼續(xù)培養(yǎng) 24 小時,期間每隔 6 小時取樣,使用分光光度計在 600nm 波長下測定菌液吸光度,監(jiān)測菌體生長對數(shù)期。
(二)蘋果酸 - 乳酸發(fā)酵實驗
1. 準備發(fā)酵液:將除菌后的新鮮葡萄汁分裝至無菌培養(yǎng)瓶中,每瓶 500mL。
2. 接種:將擴培后的乳酸菌菌液按照 2% 的接種量接入葡萄汁中,輕輕搖勻。
3. 設置培養(yǎng)條件:將接種后的培養(yǎng)瓶放入二氧化碳培養(yǎng)箱,設定溫度為 20℃,二氧化碳濃度 8%,濕度 90%,進行蘋果酸 - 乳酸發(fā)酵。
4. 參數(shù)監(jiān)測
1. 乳酸菌活菌數(shù):每天取樣,采用稀釋涂布平板法,在 MRS 固體培養(yǎng)基上進行菌落計數(shù),計算每毫升發(fā)酵液中的活菌數(shù)量。
2. 蘋果酸含量:使用酸堿滴定法,以酚酞為指示劑,用氫氧化鈉標準溶液滴定發(fā)酵液中的蘋果酸,根據(jù)消耗的氫氧化鈉體積計算蘋果酸含量。
3. pH 值:使用 pH 計實時測定發(fā)酵液的 pH 變化,記錄數(shù)據(jù)。
(三)葡萄酒品質(zhì)檢測
1. 理化指標檢測
1. 酒精度:采用蒸餾法結(jié)合密度測定,計算葡萄酒的酒精度數(shù)。
2. 總酸:以酚酞為指示劑,用氫氧化鈉標準溶液滴定,測定葡萄酒中的總酸含量(以酒石酸計)。
3. 揮發(fā)酸:通過水蒸氣蒸餾,收集餾出液后用氫氧化鈉標準溶液滴定,測定揮發(fā)酸含量(以乙酸計)。
2. 感官評價:發(fā)酵結(jié)束后,邀請 5 名專業(yè)品酒師組成品鑒小組,從色澤、香氣、口感三個維度對葡萄酒進行感官評分。評分標準參考國際葡萄酒品鑒體系,滿分為 100 分。
五、實驗結(jié)論
1. 最佳培養(yǎng)參數(shù):二氧化碳培養(yǎng)箱用于葡萄酒乳酸菌培養(yǎng)和蘋果酸 - 乳酸發(fā)酵時,最佳參數(shù)為溫度 20℃、二氧化碳濃度 8%、濕度 90%。在此條件下,乳酸菌活菌數(shù)在發(fā)酵第 3 天達到峰值,為 8.2×10? CFU/mL,顯著高于其他參數(shù)組合下的菌體數(shù)量。
2. 發(fā)酵效果提升:蘋果酸 - 乳酸發(fā)酵效率顯著提高,發(fā)酵周期從常規(guī)條件下的 10 - 12 天縮短至 7 天,蘋果酸降解率達到 92%,發(fā)酵后葡萄酒 pH 穩(wěn)定在 3.2 - 3.4 之間,揮發(fā)酸含量控制在 0.5g/L 以下,符合優(yōu)質(zhì)葡萄酒標準。
3. 品質(zhì)優(yōu)化:經(jīng)二氧化碳培養(yǎng)箱輔助發(fā)酵的葡萄酒,酒精度穩(wěn)定在 12.5% vol 左右,總酸含量為 5.5g/L,酒體酸度平衡。感官評價結(jié)果顯示,該葡萄酒色澤清亮,果香與發(fā)酵香氣融合良好,口感圓潤飽滿,平均感官評分達到 88 分,較未使用二氧化碳培養(yǎng)箱的對照組提高 15%。
4. 應用價值:二氧化碳培養(yǎng)箱通過精準的環(huán)境控制,為葡萄酒釀造提供了標準化、可重復的微生物發(fā)酵解決方案,有效提升了葡萄酒的品質(zhì)和生產(chǎn)效率,適用于葡萄酒釀造企業(yè)的規(guī)?;a(chǎn)和工藝優(yōu)化。
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