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PH值是一个容易控制的质量指标
更新时间:2010-05-15   点击次数:11829次

葡萄和葡萄酒中的PH值,除了对葡萄酒的风味和颜色有着影响外,它还是在葡萄酒制作过程中一个颇受争议的质量参数。但在实际操作中PH值无论是对葡萄还是葡萄酒来说都是一个易于管理和控制的质量参数。我们不应当仅是在葡萄酒酿造的zui后环节上来控制和管理PH值,而是应当在葡萄的种植管理方面就开始入手进行管理的控制,这主要包括,土壤,灌溉,施肥,PH值的测量,阳光,气候以及其它的细节等等。
一、PH值和葡萄酒

葡萄和葡萄酒中的PH值,除了对葡萄酒的风味和颜色有着影响外,它还是在葡萄酒制作过程中一个颇受争议的质量参数[1]。但实际上在实际操作中PH值却是对葡萄还是葡萄酒来说都是一个易于管理和控制的质量参数。
二、对葡萄酒质量的影响

PH值过高会对葡萄和葡萄酒质量有着如下的消极影响.1.PH值过高会使葡萄汁更容易被氧化.2.品尝时,也就是红葡萄酒在新鲜果香和复杂性的细节方面,会因PH值超过3.5-3.6而会产生一种软弱无力,无典型性的感觉。3.经过由很高PH值葡萄汁发酵生产的葡萄酒不容易老熟并且会使葡萄酒的风味更容易“丧失贻尽”。4.PH值过高的葡萄汁在微生物和颜色方面也是不稳定的。5.PH值高的时候,游离SO2的活跃性会降低。6.PH值过高的时候,蛋白质沉淀不容易形成,因此在较高PH值下发酵的葡萄酒含有更多的蛋白质(从而具有较差的蛋白质稳定性)。7.单宁酸在较高的PH值时是不溶解的。这个可用来解释此类葡萄酒的颜色为什么没有持久性。8.PH值高的时候,酒石酸氢钾是以一种溶解的状态存在的,因此不容易通过冷冻方法析出。9.硅皂土的作用会因PH值的升高而降低.有较高PH值的葡萄汁(zui终可能会使葡萄酒含有较高PH值)可以在酒窖中通过以下一到两个方法加以矫正和处理,它们即是:(1)通过增加特别的酸(如酒石酸)。但这种技术也有一定的局限性,当添加酒石酸到葡萄酒中使其PH达到3.6左右时,往往会得不到预期的结果,这是因为酒石酸氢钾的原因会使PH值再度升高。而且酒石酸还是一种比较昂贵的产品。同时增加酒石酸不会使葡萄酒的酸呈线性降低,这要取决于葡萄酒的一些化学特性。(2)通过将PH值高的葡萄酒与PH值低的葡萄酒相混合也可以达到降酸的效果,但这也不是的方法,因为为了降酸会使不同质量的葡萄酒混合在一起,这会对葡萄酒总体质量有一定的影响。可见PH值在葡萄酒的质量方面扮演着极其重要的角色,在酒窖中调整PH值提供了一个有限的解决方案,但决不是理想的方案.

三、葡萄的PH值

PH是什么,它就是一个简单的表明溶液中的H+离子浓度的对数值,PH值为3表示在溶液中有10-3的H+离子等等,这些H+离子显然的是来自于葡萄浆果中的有机酸。1、有机酸.葡萄中的zui重要的有机酸是D-酒石酸(Ta.A)和L-苹果酸(MA),它们共同组成了总酸中的90%甚至更多(TA)。成熟葡萄中的酸在很大程度上取决于Ta.A和MA的相对浓度,特别是钾盐。葡萄中的酒石酸盐和苹果酸盐的比例是不尽相同的,这主要依据于环境并且对作物本身的依赖较少。自身含有很高的酒石酸盐或苹果酸盐浓度的品种的确存在,但大量的实验数据证明在六个的葡萄品种之间却并没有很明显的差异(梅鹿辄、赤霞珠、西拉、品丽珠、霞多丽、索维浓)。从Ta.A到MA比率变化可从0.6到3.4,但是由于Ta.A是比MA更强的酸,因而它造成了更多的感觉。如果要得到较低的PH值,则要在葡萄中拥有更多的Ta.A成份。2、形成的酸/总酸.根据Winkler et al. (1974)[2]酸的积累大约50%是由于绿色浆果中的光合作用所造成的,酸的积累zui初是发生在浆果的形成阶段,在zui后的成熟的那段时间里酸的积聚也是很快的。葡萄园中的新叶是产生酸的,然后把它们运输到葡萄处,从而在葡萄串处积累了一定数量的酸,与此同时,zui初的酸会通过呼吸作用、物质转换、K+-H+交换等而减少。在葡萄的成熟过程中PH值会不断的从2.8到3.5或者更高进行变化,这主要取决于栽培的品种、生长的季节和气候因素等。在PH值升高的过程同时会产生糖的积聚作用等。3、酸的降解



在成熟过程中Ta.A 和 MA浓度的降低可归因于以下几点:



1)从树叶到浆果的酸的转移减少;



2)有机酸到糖的转变;



3)浆果容量的增加对酸的稀释作用;



4)在浆果中的来自于盐并与Ta.A 和 MA结合的钾的不断的积累;



5)在成熟过程中浆果合成有机酸能力的不断降低;



6)膜渗透能力的不断增强,造成了酸在细胞液泡的积聚并且允许苹果酸被用于进行呼吸作用;



苹果酸的呼吸作用通常在温暖的地区会更容易的发生,特别是当葡萄被暴露在能使浆果被直接加热的阳光下。



PH值主要是由Ta.A:MA的比率所影响的,也是和通过钾参与的含有H+的酸的之间的转换程度相关的。酒石酸是一种比苹果酸稳定的酸,同时各个地区的研究者也均发现酒石酸也是随着温度增加而更加稳定的一种酸。



四、葡萄中PH值过高的原因



由于目前还没有已证明了的能够降解葡萄中Ta.A的酶,因此呼吸作用TA的减少主要的可归因于MA的经三羧酸循环的降解。在较冷的生长季节里,更少的苹果酸盐被用于了呼吸作用,因此在这种情形下通常会形成较高的滴定酸浓度和较低的PH值,相反的结果则会发生在较温暖的生长季节里。



根据Boulton[3] 在1980的实验: 浆果中在K+ 和 H+离子之间一个显著的交换是发生在成熟过程中,由于H+的流失而造成了PH值的升高。通过实验他坚定了这主要是由于K+ 和 H+之间的交换方法,而不仅仅是因为葡萄汁中的K+离子的数量而导致了PH值的升高。而且他还证明,在任何程度的交换上,葡萄汁中一个较低的酒石酸盐对苹果酸盐的比率将会导致一个较大的PH值的升高。K+ 和 H+离子之间的交换是由葡萄园中密集的枝叶和/或过多的生长活力来提供有力帮助的。



在许多有着寒冷气候并且有较长日照时间的葡萄种植地区,在葡萄生长季节里,葡萄不仅有着较高的糖浓度,而且有着较高的TA和PH值。寒冷的气候也可能有益于保存较高的苹果酸盐浓度。而且作为糖的积累和叶子吸收钾之间的竞争所导致的结果,可能会比在浆果中发生的K+和 H+之间的交换产生更高的PH值。在有着较长生长期的地区的葡萄因叶子对钾的消耗会比在一个有着较短生长期的地区产生更消极的作用。因此,在这种情况下,MA的呼吸作用将不会是问题的关键,而真正的原因将是K+ 和 H+离子之间的交换作用。



Zoeklein (1982)[4]发现任何的活动都会影响到碳水化合物的产生和迁移置换,同时也会影响到葡萄中的钾元素的含量水平,从而影响到葡萄中的PH值。他证明通过减少过多的葡萄叶表面和减少葡萄树,以及将紧密树叶中黄叶去除和葡萄园中对过高的生长活力的限制,将会大量减少钾向葡萄处的迁移。从而避免了葡萄在PH值方面的过度的升高。



根据Smart (2001)[5]以及其它的研究者的研究表明:葡萄园中的新芽生长方面均表现出了对碳水化合物的zui大的需求,这种需求在开花期和成熟期是非常重要的;第二个zui大的对碳水化合物的需求点是葡萄本身的需要;第三个则是在树干处和根部的贮存能量过程。当碳水化合物缺乏时,将会导致树叶和葡萄串的减少,因而也会损害葡萄的成熟,从而导致成熟期延长。糖也会因此积聚减慢,颜色暗淡并且PH值高,因为苹果酸盐、苹果酸必需被转化才能形成为糖。



Archer (2001)[6]通过实验比较了赤霞珠, 梅鹿辄和索维浓等不同发芽长度的的糖、酸和PH值,其发芽长度分别为+60CM,+120CM和>2M的。结论可从实验中发现:无论是太短的发芽(太少的有活力的果/叶比)或者太长的发芽(过多的生长活力)它们的葡萄都明显的有着较低的糖的含量,不足的香味成份以及较高的PH值。可以有趣的注意到有过多生长活力的新芽产生的葡萄虽然有着较高的总酸含量。但仍旧造成PH值过高(PH>3.7)。这要归罪于树叶中那些过多遮阴的叶子。同样的现象在2001年Olifants河沿岸的葡萄园中也可以发现。通过比较分析有着过多生长活力(> 300 cm),中等生长程度 (120 cm) 和较差生长程度 (30 cm) 的枝芽所结出的葡萄可以发现,来自于同一块土地的有着过多生长活力的葡萄和较差生长程度的葡萄,均比中等生长程度的葡萄有着明显的较高的PH值。



 





钾从根部的细胞中利用ATP酶通过细胞壁进入到了葡萄的树干中去,并通过酶的作用在葡萄藤处积累,但也会因外部不良条件的影响而使酶的活性降低(如寒冷的气候等)。Freeman & Kliewer (1983) [7]证明了在葡萄的成形期和成熟期之间,对葡萄树来说新芽和树叶是*的其余钾的提供者。钾的沉积主要通过葡萄果实可用的ATP循环并积聚在果实处。在较温暖的种植地区,葡萄呈现出更高的PH值是一种普遍的现象。因为适宜的温度使酶的活性会更强,并且因为苹果酸盐的呼吸作用而使TA的水平相对降低。呼吸作用的速率会随着温度每升高10度而增加两倍。高的作物会因过重的负担而使钾的积累减慢,同时葡萄中的TA的水平会出现滞后的现象,也同时阻碍了葡萄的成熟。同时在温暖的地区,结合苹果酸盐的呼吸作用因而会导致较低的TA水平。



根部从土壤中吸收钾的速度并不依赖于土壤中钾的浓度,当土壤中钾的浓度不足以满足 (H+/K+)ATP酶的使用时,吸收速度将与土壤中钾的浓度成线性关系,否则作物的根部的生长速度将会很旺盛,土壤中钾的存在状态会在葡萄的PH值表现方面具有很重要的地位。这可能要归因于生长旺盛的葡萄园中大量暴露的叶子的呼吸作用和蒸发作用所需要大量的钾所造成的。在Vredendal附近的土壤中,钾的浓度一直是很高的(pH = 7.5 - 8),特别是在传统的干燥和粉沙类型的土壤中。在灌溉的作用下,钾将会被碱洗出土壤,特别是深的,红沙土壤。但是缺乏却很少发生。因此实际情况将会抑制过高的生长活力(根茎,幼芽,灌溉管理,土壤的潜力等等)以及同时限制了根部对钾的吸收能力,故在这些间接条件下葡萄中的PH值会很低。所以葡萄中的过高的PH值原因可以摘要归纳于以下一点或者是几点:1.温暖的气候/季节-较大的苹果酸盐呼吸作用和K+离子的交换.2.紧密的枝叶-K+到果实过高的迁移量.3.过多的生长活力-光合作用的产物有可能只在顶端生长-顶端优势.4.叶/果比率太小等等。

五、以下是关于在葡萄园管理中提高PH值的一些讨论.

金箴1:有中等生长速度的平衡的葡萄树
(1)(有15-25个节点的新芽将会得到一个约120CM的枝干(足够的叶子会促使葡萄成熟)特别是在对一个有很高PH值的作物做田间管理。
(2)  每束果实中太少的有效的叶子会延迟葡萄的成熟(叶/果比),根据以上的结论(白品种理想的叶子是16-20个,红品种为20-26片)。
(3)要避免过多的生长活力造成的顶端生长优势。过多的生长活力会改变光合作用产物的位置,会将它们从叶子处移到生长的zui顶端而形成顶端优势。而葡萄也会被迫从糖转化为MA而促使其成熟。
(4)管理者也不必将顶端截去太多,但如果留有过多的顶端叶子,那葡萄树的光合作用,以及新叶将被破坏,或者葡萄树会被迫在葡萄果实区域形成侧部的新芽,因此会形成紧束的状态。
金箴2:暴露的叶子,保护葡萄
(1) 紧密的枝叶会导致那些被遮掩的枝叶很少接收到阳光的照射,而影响酶的活力(碳酸酵素活力和酒石酸盐合成酶),对于有机酸的合成来说,则会因为缺少阳光的直接照射而受到压制。 因此树叶的紧束状态必需被限制。
(2)过密的叶子,特别是在葡萄果实处,会导致树叶发黄,这是硝酸盐还原酶在有限的直接阳光作用下产生的结果。 它像一个“钾泵”一样工作,使钾和有机酸里的H+在葡萄里进行交换,如此循环会导致PH值的升高,因此葡萄果实处的黄叶子必须要避免。
(3)另外,葡萄园里也可以从60-100 cm 的新芽处进行有规则的去顶端处理(根据栽培品种而定), 这样便可以使在葡萄区域上方(在植物高度的2/3处),也就是在数量上两倍或者三倍于初期叶子的新芽就可以暴露在直接的阳光照射下。有机酸(特别是Ta.A)的生长会因此成倍增加。成熟过程中有机酸的产生点(Ta.A 和MA)是在于新的叶子,特别是新芽上的新叶子。
(4) 葡萄更适宜于生长在不被*直接暴露于阳光的照射下,由于红葡萄浆果内的温度会高出周围温度大约12度,因此会导致MA进行呼吸作用,接着会因此导致TA的减少并使PH值升高。
(5)在较温暖的种植区域一个西-北到西北-东南方向的走向是有益于PH值降低的,因为太阳每天是从顶端的枝叶处移动的,因此葡萄会更少的被直接暴露于阳光下,而顶端新的叶子则会更多的受到zui充分阳光的直接照射。
(6)对有较低的PH值的葡萄来说,如果在后期MA和Ta.A的产生快于可能的钾的升高则可能导致PH值的升高。例如在成熟期后对其进行灌溉。
施肥:要避免过多的钾肥,因为它会导致PH值明显的变化。特别是对生长旺盛的作物,如果在作物生长旺盛的种植区再施过多的肥料,则会导致过度的生长,同时也会给葡萄的全面质量带来灾难性的后果(包括PH值,香味,颜色等)。
灌溉:有控制的限制灌溉和部分的根部干燥是两种灌溉技术,通过这些操作可以有效的控制浆果的尺寸大小。目前已经发现通过灌溉管理来减小索维浓葡萄浆果的体积并不使其在zui后成熟时枯萎,这样zui终所达到的结果是得到了更高的TA以及较低的PH值,以及更高的花青素和苯酚水平。这zui大可能的原因是较小浆果的较低的汁/表皮的比率,浆果中较高的酸和固形物的浓度等。但在错误时间里的限制灌溉也可能造成不利的后果,例如,成熟前短期的干燥压力可能会导致叶子上的气孔关闭。这将会在糖积累的关键时刻阻止了继续的光合作用,葡萄树也将在浆果内进行有机酸到糖的物质转变。从另一方面来讲,过度的灌溉特别是在浆果的成形期将会导致“肿胀”现象, 这将会在汁中伴随形成“拖拉”的效果。Ta.A 的这种“拖拉”效果通常会造成葡萄PH值的升高。在经灌溉了的葡萄园中,钾从根部的吸收速度明显的高于有干燥土地的葡萄园。这可能是由于通过植物的更大的蒸发流所导致的结果,由于经过灌溉了的葡萄树通常有较大的暴露叶子表面来进行蒸发作用,也因此更容易从根部获得水。一个合理的灌溉程序应当是能阻止葡萄园在成熟期后遭受过度的干旱压力,成熟期后, 灌溉将不会再对浆果的增大起到任何效果, 或者说是在浆果的形成过程中进行过度的灌溉也不会对浆果的体积产生任何的作用.
PH值测量法:
很不幸的是在对成熟的葡萄过磅时测量PH值是一个容易使人误解的质量参数,当PH值(糖)被测量时会得到一个平均的数据。实践中这意味着一卡车的不同成熟度的葡萄被测量。当然这个平均值可能是正确的。可是这个平均值又可能包括绿色的糖度为13度,PH值为3.1的葡萄,又包括过度成熟的糖度为26.5度PH值为3.8的葡萄。而且在过磅处所读取的PH值读数也是一个乐观的较低的值,它将在以后的发酵中起到决定性的作用,这样表皮中的钾就没有被考虑到内。 当在酒窖中时PH值将会增长很快,因为此时葡萄中的所有的物质都会被计算进来。此外苹果酸也通过苹果酸乳酸发酵从葡萄酒成份中消失了。 如果在葡萄园中得到前面提到的新芽长度,那么这些问题会在很大程度上得到一定的消除。












 

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