发酵罐
取自 食品百科全书
发酵罐的分类：
按照发酵罐的设备,分为机械搅拌通风的和非机械搅拌通风发酵罐
按照微生物的生长代谢需要,分为好气型发酵罐和厌气型发酵灌
发酵罐的主要部件：
罐体：主要用来培养发酵各种菌体，密封性要好（防止菌体被污染）
罐体当中有搅拌浆，用于发酵过程当中不停的搅拌
底部通气的Sparger，用来通入菌体生长所需要的空气或氧气
罐体的顶盘上有控制传感器，最常用的有pH电极和DO电极，用来监测发酵过程中发酵液pH和DO的变化
控制器，用来显示和控制发酵条件等等
操作步骤：
1） 校正pH电极和溶氧电极。
2) 罐体灭菌。根据需要将培养基配入罐体，按要求封好后将罐体放入大灭菌锅灭菌（115℃，30分钟）。
3) 待罐体冷却后，将其置于发酵台上，安装完好；打开冷却水，打开气泵电源，连接通气管道开始通气，调节进气旋钮使通气量适当；打开发酵罐电源，设置温度、pH、搅拌速度等， 640r/min下开机转动30min，设定溶氧电极为100。
4)． 待温度稳定，各项参数都正确后，将预摇好的种子接入，开始发酵计时，并开始记录各种参数。
4)． 发酵完毕后清洗罐体和电极，将电极插入有4M氯化钾的三角瓶中待用。
5)． 按要求填写登记本，由负责人签字。
注意事项：
1)． 罐体灭菌前务必检查其中液面高度，要求所有的电极都没于液面以下。
2)． 打开发酵罐电源前务必检查冷却水是否已打开，温度探头是否已插入槽中，否则会烧坏加热电路。
3)． 发酵过程中一定要保持工作台的清洁，用过的培养瓶及其它物品及时清理，因故溅出的酸碱液或水应立即擦干。
4)． 对罐体安装，拆卸和灭菌时要特别小心pH电极和罐体的易损又昂贵部件。
我国葡萄酒酿造历史较短，目前大多数企业仍采用不锈钢发酵罐，我国优质葡萄酒产品质量提升的迫切需求，要求我们要持续地进行工艺改进和提高。由于我国的生态条件有别于世界葡萄酒发达产区，加之葡萄原料生产和葡萄酒加工企业脱离，致使酿造的干红葡萄酒普遍存在酚类物质浸出差、颜色较浅的问题。为此，本文着重分析不同材质发酵罐对葡萄酒酿造的影响，以期为我国葡萄酒的酿造技术进一步提升打下基础，并加以推广。
葡萄皮中含有非常丰富的色素和芳香物质，花色苷是红葡萄的主要色素物质，赋予葡萄、葡萄酒鲜亮的色泽。葡萄酒浸渍过程是动态变化的过程，在葡萄酒酒精发酵期间同时能够浸渍出色素物质和单宁，而且要防止带有苦味和生青味的劣质单宁浸出。在设计发酵容器时充分考虑葡皮渣浸渍的需求，以及发酵过程酵母与外界环境进行物质交换的需求。
橡木桶发酵在欧洲葡萄酒发达国家有广泛的应用，而在中国甚少，橡木桶具有良好的通透性，有利于酵母的繁殖，促进发酵进程。另外，橡木桶内含物丰富，法国橡木桶以更浓密的香草味为特色，椰子味、糖杏仁味、可可味，富含优质单宁、香子兰、多糖等物质，非常有利于葡萄酒的发酵和陈酿。
在容积相同的条件下，浸渍效果与罐体的长径比有关。直径大，长径比小，形成皮帽厚度薄而表面积大，靠近壁部葡萄皮不容易喷淋，而且发酵进行到一定程度后，大量CO2所产生的浮力使皮帽脱离浸渍液体，浮在液体表面的葡萄皮与空气接触面积加大，液体蒸发量大，顶部处于非浸渍状态。
因此，发酵罐材质的选择以及合理设计，对葡萄酒的浸渍起到了关键性的作用。
1.材料与方法
1.1葡萄原料：河北昌黎华夏葡园特定小产区的赤霞珠葡萄，树龄大于10年，产量小于800kg/亩。
1.2设备和仪器：5吨法国百年森林橡木发酵桶，10吨不锈钢发酵罐。
1.3实验方法：按照传统工艺进行。
2.发酵罐在酿造中所起的作用分析
2.1发酵罐是葡萄酒酿造的载体
在葡萄酒酿造过程中，发酵罐无疑是最关键的元素之一，它的功能直接影响发酵酒的质量。葡萄皮和葡萄籽的色素物质浓度随时间和不同的空间点发生变化，属不稳定扩散，因此，在液相和固相中的分布存在一定的平衡关系。另外，葡萄酒上下部的传质差，需适时合理地循环、喷淋有利于浸渍体系中色素物质的均匀分布，加快和改善平衡条件。所以，长径比应控制在合适的范围内，以利于喷淋和打破传质障碍等。
2.2发酵罐质地决定发酵液体与外界环境置换程度
橡木桶发酵罐具有一定的透气性，可以给酵母提供部分生长所需的氧，促进酵母呼吸作用，从而加快生长，推动发酵过程顺利进行；木桶还为葡萄汁提供了大量的防止氧化，稳定色素物质的微量成分，并为之提供微氧化环境。
不锈钢发酵罐在无外力的条件下是密闭的，没有参与葡萄酒发酵过程中生物反应器的物质交换，在促进酵母生长和稳定色素等方面不起作用。
2.3橡木桶发酵罐对葡萄酒的影响
酚类物质对葡萄酒的口感有重要的作用，像黄烷醇类（儿茶素，表儿茶素，单宁等）赋予葡萄和葡萄酒的收敛性，色感和结构感，黄酮醇类（槲皮素、杨梅素、山萘酚和鼠李糖素及它们的糖苷）赋予葡萄和葡萄酒的苦味感和结构感，分子量较小的单体酚酸对葡萄酒的口感作用目前还不清楚，但它们在陈酿过程中肉桂酸类物质与花色苷结合，形成聚合类花色苷，起到稳定色素的作用。一些苯甲酸类物质在酒中氧化成醛，具有呈香作用。另外，没食子酸与儿茶素、单宁类结合，形成儿茶素类。葡萄酒的酿造技术对酚类物质的提取率有重要的影响。研究发现，葡萄酒在贮藏过程中酚类物质会发生一系列的变化，包括聚合、氧化，不同材质的发酵罐对酚类物质的演变有一定的影响。
橡木桶通透性给葡萄酒提供可控制性氧化的环境，使酚类物质有着与不锈钢罐中发酵不一样的演变，氧可缓慢而连续地进入葡萄酒，能给葡萄酒带来水解单宁，并促进单宁的缩合，降低涩味，花色素总量下降，但单宁－色素复合物比例提高，从而颜色更加稳定，口味更加柔和。进入葡萄酒中橡木桶的成分主要有：橡木内酯、丁子香酚、香草醛等，它们在葡萄原料中是没有的，能够赋予葡萄酒富裕的香气。还有橡木中的多糖物质，可以使葡萄酒更加肥硕，饱满。说明橡木桶发酵更有利于酚类物质的积累和保护，有利于葡萄酒的最终品质。
3.结果与分析
3.1两种发酵罐在不同发酵阶段多酚类物质含量变化分析
利用中粮长城葡萄酒研发中心和中国农业大学联合构建的红葡萄酒中酚类物质谱库技术，检测两种发酵罐酿造的干红葡萄酒中酚类物质含量，结果表明：赤霞珠第一特征花色苷——二甲花翠素单葡萄糖苷（5号）和第二特征花色苷——二甲花翠素乙酰化单葡萄糖苷（15号）以及单体酚的含量因工艺不同，变化幅度存在差异。酒精发酵结束时，三者的含量均为橡木桶发酵的葡萄酒高于不锈钢罐；而苹乳发酵结束3个月后，三者的含量都是橡木桶发酵的葡萄酒低于不锈钢罐，但橡木桶发酵的葡萄酒的色度和单宁高于不锈钢罐。可以推断：橡木桶发酵的葡萄酒中花色苷和单酚类物质较多的发生了聚合、缩合等反应，生成较多的大分子聚合体，详细的化学反应机理还有待进一步研究。
3.2不同发酵容器常规理化指标对比分析
针对不同发酵容器，我们看到，橡木桶发酵罐、不锈钢发酵罐在理化指标上的对比情况：
在浸出成分上，橡木桶发酵罐对单宁、总酚指数和色度的贡献远大于不锈钢发酵罐，效果明显。
3.3品评分析
我们将苹乳发酵结束后，经过橡木桶贮存三个月后的葡萄酒，经专家品评小组对比品评，结果如下：
不锈钢发酵罐酿造的葡萄酒表现为：颜色鲜艳，偏蓝色调，香气偏淡，入口饱满、醇厚，单宁较柔和，结构感不明显，余味足。
橡木桶发酵罐酿造的葡萄酒表现为：色泽凝重，香气浓郁纯正，散发出干果香和红色水果的气息，入口醇厚，发展愉快，结构感强劲，回味持久。
从色泽、香气、味觉三个角度进行评定：
表明橡木桶发酵罐酿造的葡萄酒色泽鲜艳、耐贮存、香气浓郁、令人愉快、口感更加醇厚，在色泽、香气、味觉上都明显优于不锈钢发酵罐酿造的葡萄酒。
4.结论
橡木桶发酵罐酿造的葡萄酒比在不锈钢发酵罐酿造的葡萄酒效果好，表现在：色度、单宁含量、干浸出物含量以及伴随的耐贮存能力的提高，具有明显的优势。实践表明：橡木桶发酵罐酿造技术可在优质干红葡萄酒的实际生产中予以推广应用。
