使用MISCO折光仪提高葡萄园管理和酿酒的效率

介绍
古老的企业格言:“如果无法衡量,就无法管理”,这在葡萄酒行业中再合适不过了。从种植和收获葡萄,到发酵再到成品酒,都有许多步骤和过程,如果管理得当,它们可以生产出优质的产品。
葡萄酒是世界上最古老的产品之一。从最初的行业开始,就出现了用于测量葡萄和葡萄酒的各种标准方法。出于商业上的需要,有一种测量标准,需要准确地测量糖水平,以支付给种植者,并根据酒精含量确定消费税和关税。这些方法中的大多数最初都依赖于比重计或其他与比重有关的度量来提供糖或酒精浓度的指示。
但是,在过去的一百年中,折光仪已被证明是葡萄园经理或酿酒师的更好选择。折光仪已被证明对于测量葡萄园中葡萄的糖含量,发酵前葡萄汁的浓度,预测最终酒精浓度,监测发酵以及确定成品酒中最终酒精含量和残留固体的量度计非常有价值。

制定整体测量标准
阿基米德是第一个观察到公元前267年至212年之间液体密度之间关系的人。依阿基米德原理,亚历山大·海帕蒂亚(Hypatia of Alexandria)是最早记载的女性科学家之一,发明了首个比重计在390-415AD之间。作为一种仪器,比重计在1665-1675年间被英国科学家罗伯特·博伊尔(Robert Boyle)重新引入后得到广泛的认可之前,基本上被忽略了。
在随后的几个世纪中,对基本比重计进行了一系列改进,目的是为非技术人员提供一种简化的比重测量系统。这些改进更多地与度量单位的差异有关,而不是与实际的度量原则有关。
比重的不同度量单位类似于摄氏温度与华氏温度的报告温度差异。在一个特定的葡萄酒酿造地区或世界一部分地区,特定的计量单位已成为标准,并且比重要的更为重要。
后来,在20世纪初,人们发现折光仪提供了一种比糖度计更好的糖和酒精测量方法。最初为简化水位计读数而开发的许多测量单位都已改作折射计刻度。
国际上最常见的葡萄酒酿造单位包括白利糖度,鲍林,波美,柏拉图,奥什莱和克洛斯特新汉堡莫斯特瓦奇(“ KMW”)。

折光仪和百分表的差异
液体比重计基于阿基米德原理,即悬浮在液体中的固体将通过等于其置换的液体重量的力浮起。因此,物质的比重越低,比重计将越低。
比重计通常由玻璃或塑料制成。它们通常具有一个圆柱形的杆,其内部密封有一个测量刻度,以及一个精心称重的灯泡,可以使其垂直漂浮。在使用中,将比重计轻轻降低到液体中,直到其自由浮动。读数是在液体表面与比重计杆上的水垢相交的点上获取的。
尽管比重计受流体密度的影响,但它的内部可能会有一个刻度,其中包含与密度相关的任何特定度量单位。需要注意的重要一点是,无论采用什么计量单位,该标度仅在一个特定的温度下有效。因此,必须将它们与温度计配合使用,并且必须注意并补偿与参考温度的任何差异。

同样,由于比重计的性质,必须使用相对较大的样本量,以便比重计可以自由浮动。由于比重计是玻璃制成的,因此必须格外小心以免其破裂。显然,比重计并非设计为用作现场仪器。
折光仪是一种光学仪器,旨在测量水溶性液体的浓度或混合比。它测量折射率,即光通过液体的速度。液体越浓,光穿过它的速度就越慢,折光仪上的读数就越高。像比重计一样,可以使用许多不同的刻度将折射率转换为更有意义的度量单位,即白利糖度,比重,波美等。
设计用于现场使用的折光仪通常是坚固耐用的。相对于水压计的一个优势是测试所需的样本量相对较小。 尽管它们也取决于温度,但某些折光仪仍具有自动温度补偿功能。实际上,您不应该依赖没有自动温度补偿的折光仪的结果。

折光仪的用途
折光仪可以在酿酒过程中的多个位置使用。它们可用于测量葡萄在葡萄藤上的成熟度或糖分含量。它们也可用于预测成品酒中的潜在酒精含量。在发酵过程中,它们可以用于监测发酵过程,一旦发酵停止,可以使用折光仪确定最终酒精含量和残留固体含量。

确定葡萄的成熟度
收获时葡萄的质量是成品酒质量的最重要决定之一。 采摘得太早,果汁将具有低糖和高酸度;为时已晚,它将具有高糖和低酸度。无论哪种方式,都会牺牲风味,而必须的风味将不会具有产生优质葡萄酒的全部潜力。
葡萄成熟是一个主观的问题。它比酿酒科学更像是“艺术”。大量的研究未能找到成熟的神奇公式。
风味,香气,糖含量,颜色和pH都是用于量化成熟度和峰值收获时间的所有因素。但是,葡萄的成熟度在很大程度上取决于特定葡萄种植者或酿酒师的个人经验。因此,应将成熟视为过程而不是魔术数字。
折光仪无法神奇地识别特定葡萄何时达到成熟并准备好收获。但是,它是一种有效的工具,可以为葡萄园管理者提供有关成熟过程的关键和及时的信息,帮助他们做出有关收获时间的决策。应该强调的是,这是一个过程。
在发育的最后阶段,葡萄将开始软化并增加质量。在最后阶段,糖含量通常会迅速增加,而酸度开始下降并且风味化合物开始积累。由于酚类化合物的积累,葡萄也将开始失去叶绿素并呈现特征性的品种颜色。 完全成熟后,葡萄的大小将达到最大,糖的增加速度将减慢,然后完全停止。

葡萄成熟度可以通过使用折光仪连续测试葡萄糖含量的过程来进行监控。为有效起见,此过程应在估计收获时间之前约一个月开始,并随着收获临近而增加频率。该过程应包括系统地收集“真正”代表特定块的葡萄随机样本。
诀窍在于选择一个真正具有代表性的样本。由于特定块甚至特定簇中始终存在高度可变性,因此必须努力对尽可能多的块和簇进行采样。
买家和种植者衡量的糖度差异可能相差一两个糖度。这可以通过使用劣质折光仪或采用不充分的田间采样技术的种植者来轻松解释。
有两种采样方法可以帮助获得更好的度量并做出有关到期的更好决策。

个体采集方法
该方法包括从葡萄园内许多不同葡萄簇中随机采集单个葡萄的样本。但是,由于特定区域朝向太阳的方向,土壤条件,浇水,排水和天气的差异,来自葡萄园不同部分的葡萄的糖分浓度可能会有很大差异。
一个区块中不同簇的糖含量可能相差多达几个糖度。在较小的程度上,一簇葡萄中的各个葡萄之间的糖含量甚至会有变化。例如,一簇葡萄中较高的葡萄的糖含量通常高于底部的葡萄。另外,暴露在阳光下的葡萄往往比树荫下的葡萄含糖量更高。
尝试选择真正代表该区块的样本。从葡萄树的两面采集样品,从暴露于阳光和阴影的地方采集样品。避免从边缘行或行尾的前两个或三个藤蔓收集。
采样块的许多不同部分(包括来自许多不同葡萄簇的葡萄)并从葡萄簇中不同位置选择葡萄是至关重要的。样品应装袋,并应在大约收集地点注明。最低采样应包括每英亩(或1/2公顷)约100颗葡萄。

大量采集方法
大量采集方法与个体采集方法的不同之处在于,整个簇的样本是从块内的随机位置获取的。由于代表了群集中所有位置的葡萄,因此该方法倾向于提供更具代表性的样品。样品应装袋,并应在大约收集地点注明。样本大小通常应约为每英亩四个集群(或½公顷)。

采集后测试
样品应在采集后一小时内进行测试。如果可能,应将其压碎并用手按压;但是,较大的样品可能需要滚压,压碎和压榨。如果样品量足够大,还应该测量酸度和pH。
应记录以下信息:
1.日期 & 时间
2.品种
3.采集方法
4.采集地点
5.榨汁含糖量
6.自由流动果汁的糖含量(通常更高)
7.可滴定的酸和pH(如果样品允许)
8.香气和味道
此信息应保存在存档中,以便可以逐年检查。记下最终采样中的糖含量,并将其与酿酒厂的测量结果进行比较。将最终的糖分测量值除以酿酒厂的测量值即可得出测量值比率。比率越高,采样过程与最终产量之间的一致性就越高。较低的比率表示您应重新检查测试方案。逐年比较此比率也很有用。

仪器仪表
对您来说,拥有与葡萄购买者相匹配的准确糖度测量值对您来说有什么价值?当然,如果没有精密的测量仪器,您将无法期望有很高的测量比率。
便宜的模拟折光仪,没有温度补偿,将为您提供读数,仅是猜测。实际上,您可能会浪费时间和金钱。 近年来,高质量数字折光仪的成本已大大降低,现在每个葡萄园经理都可以承受。

在美国,白利糖度是确定葡萄成熟度的主要计量单位。 向葡萄园购买葡萄或必须支付的费用也基于白利糖度单位。
在美国境外,主要计量单位可能是实际糖含量,以克每升或克/千克,克洛斯特新汉堡莫斯瓦格(KWM),巴博,奥西什勒,柏拉图,波美或鲍林制成(请参阅附录I)。折光仪可用于所有这些度量单位的直接读数刻度。
无论您使用哪种折光仪进行测试,这里都有一些技巧可帮助您获得最准确的测量结果。
1.仅使用温度补偿的仪器。
2.每次使用前,请确保将折光仪用水校准。
3.使用前检查测量表面,以确保以前的测试没有残留物。
4.存放之前,请务必清洁仪器。

监测发酵
Valley Vintner公司最近进行的工作表明,折光仪还可用于预测发酵过程中葡萄汁的比重。该方法通过补偿酒精在发酵过程中对糖溶液折射率的渐进影响而起作用。
事实证明,该方法可以成功地预测比重在0.5%以内,并且适用于所有葡萄发酵,无论品种如何,包括Cab S.,Syrah,Petite Syrah,Zin和Gerwurtz。
在发酵过程中,葡萄酒商通常通过采集葡萄酒样品并用比重计测量和记录比重来监测发酵过程。以下是采样过程的典型示例:
1.消毒比重计,温度计,烧杯和虹吸管,以防止引入污染物;
2.从发酵罐中取出250mL样品;
3.将比重计和温度计小心地插入烧杯中;
4.旋转比重计清除二氧化碳气泡,这会引起误差;
5.在气泡重新形成并歪斜之前,尝试读取旋转比重计。
6.手动计算比重计读数的温度校正;
7.最后,将葡萄酒返回发酵罐,并希望该批次中没有污染物。

根据您监视过程的频率,这会造成很多工作量。 幸运的是,有更好的方法。
1.使用Palm Abbe数字折光仪测量并记录原始糖度(OB)读数;
2.每次采样时,请使用无菌的一次性移液器取出几滴葡萄酒;
3.使用Palm Abbe数字折光仪测量并记录新糖度(NB)读数;
4.计算比重,如下所示:
比重 (D 20/20) =
[1.001843 – 0.002318474 (OB) – 0.000007775 (OB^2)
– 0.000000034 (OB^3) + 0.00574 (NB) + 0.00003344 (NB^2) + 0.000000086 (NB^3)]
Where: OB = 原始糖度读数 NB = 新糖度读数
由于每次读取后都将移液器丢弃,因此不会将任何东西重新引入发酵罐,从而大大降低了污染的风险。为了加快计算速度,可以将公式输入到Excel电子表格中。

最终酒精含量

计算成品酒中的酒精含量。
现在酒已完成,您需要按体积测量酒精度或酒精度。 使用以下两种方法之一可以轻松完成此操作:
1.Roesener法基于比重和折射率。
2.遵循AOAC或OIV的蒸馏方法。
单独使用折光仪或比重计无法直接测量葡萄酒中的乙醇含量。这是因为,从本质上讲,这两种仪器是为测量二元或单组分溶液而设计的。由于葡萄酒中水,酒精和糖的组合代表不同的因素,因此每种仪器的读数均受到不同的影响,因此无法使用单个仪器直接进行测量。
例如,酒中的乙醇增加了折光仪测得的折射率,但降低了比重计测得的比重。另一方面,糖会增加折射率和比重。因此,如果仅使用任一仪器测量葡萄酒样品,就无法确定读数是否受到乙醇或糖的影响更大。

新型数字葡萄酒折光仪
全新的Palm Abbe手持式数字折光仪系列专为国际葡萄酒行业而设计。Palm Abbes提供了一个即时的数字“现场”确定葡萄成熟度,葡萄必须浓度,葡萄必须密度和糖含量以及成品酒的潜在和实际酒精含量的方法。 进行测量时,其精度是同类仪器的两倍,可与价格在数千美元以上的中档台式折光仪相媲美。
Palm Abbes打破了手持式数字折光仪无法达到的价格和性能障碍。这些葡萄酒折光仪代表了有史以来最完整的专用葡萄酒测试仪器系列。
某些型号以英语,西班牙语,法语,德语或俄语显示提示和度量。其他型号的秤也适用于各种国际度量单位,包括波美,白利糖度,Oechsle,KMV,Babo,比重,酒精强度等。用户可以在某些Palm Abbe型号上灵活地混合和匹配多达五个不同的秤,使他们能够创建真正定制的葡萄酒测试仪器。
通过针对葡萄汁的非线性温度补偿,可以确保防止由于温度差异而导致的读数不准确,这是折射率测量中的主要问题。对于读数在0至50°C(+32至122°F)之间的流体,温度补偿是自动的。
不锈钢样品池仅需滴几滴液体即可进行测量。一个简单,用户友好的界面由两个按钮组成:一个用于读取读数,另一个用于逐步浏览各种菜单选项。即使在昏暗的光线下,也易于阅读大型双行,多语言的LCD显示屏。
数字折光仪消除了与模拟折光仪相关的主观性,后者要求用户解释边界线与微小刻度分开的位置。Palm Abbe的校准是自动的,不需要特殊的校准解决方案或工具。他们会自动校准为水。

Roesener方法

–测定酒精强度和残留固体
该方法由加拿大安大略省奥罗拉葡萄酒圈的Werner Roesener开发。通过利用乙醇和糖对折光率仪和比重计的相反作用,可以产生可预测的酒精强度和残留固体含量的测量值。
按体积测量酒精:
1.使用窄范围比重计,在尽可能接近20’C(68’F)的温度下测量并记录成品酒的比重;
a.比重计范围应为0.980至1.022
2.使用Palm Abbe数字折光仪测量并记录白利糖度读数;
3.如下计算酒精强度:
酒精 (% v/v) = (BRIX * 4.16 – (比重*1000) + 1000) * 0.365
或者, 更简单:
酒精 (% v/v) = (1.5184 * Brix) + (-365 * Specific Gravity) + 365
测量残留固体:
1.如上所述确定体积酒精度。
2.计算残留糖量如下:
固体 (g/L) = ((比重 * 1000) – 1000 + ABV * 1.264)) * 2.52
或者, 更简单: 固体 (g/L) = -2520 + (3.18528 * ABV) + (2520 * 比重)
其中ABV是酒精含量

官方方法

有两种官方方法可以测量葡萄酒的酒精度。
1.国际葡萄与葡萄酒组织,(O.I.V。),《国际方法分析手册》 -OIV,2006年,第1期。 I,酒馏出物的酒精强度。
2.AOAC官方方法950.04,蒸馏酒中的酒精含量。
两种方法都相似,因此这里仅讨论第一种方法。
O.I.V. 葡萄酒馏出物的酒精强度
获得绝对体积酒精(“ABV”)的最准确方法是通过蒸馏过程。尽管麻烦且耗时,但是该过程通常产生最可靠和精确的酒精度测量。
在简单蒸馏中,根据两种液体的沸点不同将其分离。通常将沸石加入蒸馏瓶中以确保溶液的均匀加热。
在葡萄酒的情况下,乙醇的沸点先于水的沸点,因此在加热时,乙醇蒸气会从溶液中逸出并带入冷凝器。 在冷凝器中,将乙醇蒸气冷却,然后将相变回液体。 然后将其收集起来,并可以在Palm Abbe折光仪上进行测量,并针对葡萄酒馏出物中的酒精含量采用特殊的刻度进行测量。
所需设备:
1.带有实际酒精刻度的Palm Abbe数字折光仪
2.200 mL容量瓶
3.温度计
4.冷凝器
5.蒸汽蒸馏装置和/或燃烧器
6.蒸馏瓶或沸腾瓶
7.供应氢氧化钙
8.供应浮石
9.供应蒸馏水

馏出液的获取程序:
1.使用容量瓶量出200毫升的葡萄酒。
2.记录葡萄酒的温度。
3.将酒转移到蒸馏瓶中,并连接蒸汽蒸馏设备的蒸汽管。
4.用连续的5mL洗涤液冲洗容量瓶四次,然后将其加到容量瓶或蒸汽管中。
5.加入10 mL氢氧化钙(2 mol / L)和几块惰性多孔材料(浮石等)。
6.将馏出液收集到用于测量葡萄酒的200 mL量瓶中。
8.如果使用标准蒸馏,收集的体积约为初始体积的四分之三;如果使用蒸汽蒸馏,则收集的体积为198至199 mL。
9.用蒸馏水补足200 mL,使馏出物的温度保持在初始温度的2°C以内。
10.用圆周运动小心混合。
11.使用酒的实际酒精量表在Palm Abbe折光仪上测试两到三滴馏出液。
12.Palm Abbe将按体积显示最终酒精含量。

总结
尽管历来比重计的使用时间比折光计更长,但已经证明折光计是葡萄园经理或酿酒师无法缺少的工具。折光仪比酒度计更坚固,更易于使用,可以胜任葡萄酒商人的许多日常工作。
折光仪提供了一种宝贵的手段,可用于测量葡萄园中葡萄的糖含量,发酵前葡萄汁的浓度,预测最终酒精浓度,监测发酵以及作为确定成品酒中最终酒精含量和残留固体的量规 。

MISCO成立于1949年,是全球很小的专业折光仪制造商社区的领导者,在该行业中举足轻重。MISCO非常尊重其竞争对手,尽管在自由市场经济中不可避免地要进行产品之间的比较,但在此尝试仅提供公平和客观的正面对比。最后,客户最终决定选择他们希望为其业务荣誉的公司。


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