段文佳，史銘儡，孟佳敏，孫丙升，鄭 鑫，邵 麗，姜 華，鄢曉航，田德雨

(1.青島華東葡萄釀酒有限公司，山東青島266102；2.澳大利亞福萊克國(guó)際有限公司，維多利亞墨爾本3067)

天然橡木桶具有微小氣孔，可以使外界空氣中的氧氣緩慢地溶解到葡萄酒中，在有控制的狀態(tài)下起到適度氧化成熟的作用，因而橡木桶陳釀過(guò)程對(duì)于提升葡萄酒品質(zhì)具有積極作用[1]。然而，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于陳釀過(guò)程中氧氣的溶解關(guān)注較少，且隨著溶氧檢測(cè)方法的更新，原有關(guān)于橡木桶透氧率的相關(guān)研究已不能滿足葡萄酒溶氧科學(xué)管理的需要。本文將從橡木桶透氧的主要途徑、橡木桶的透氧率主要影響因素等方面進(jìn)行綜述，以期為實(shí)際生產(chǎn)中橡木桶的選用與維護(hù)提供理論參考和科學(xué)指導(dǎo)。

1 橡木桶透氧率的相關(guān)報(bào)道

橡木桶并不是一個(gè)密閉的容器，葡萄酒在橡木桶中的陳釀也是一個(gè)與外界進(jìn)行交換的過(guò)程，且隨著酒窖溫度、相對(duì)濕度等儲(chǔ)存環(huán)境的不同，存放在不同橡木桶內(nèi)的葡萄酒每年會(huì)有4～10 L的蒸發(fā)損失[2]，同時(shí)外界空氣中氧氣也能進(jìn)入橡木桶作用于葡萄酒，因而需要定期進(jìn)行填桶操作。

關(guān)于橡木桶透氧率的報(bào)道最早見(jiàn)于1933年，Ribereau-Gayon等[3]使用液態(tài)二氧化硫填滿橡木桶，通過(guò)硫酸鹽的生成證實(shí)了橡木桶的透氧性，裝滿葡萄酒的橡木桶每年的透氧率為15～45 mg/L。2015年前，不少專家學(xué)者對(duì)于橡木桶的透氧率又陸續(xù)進(jìn)行了大量的研究與實(shí)驗(yàn)，相關(guān)研究結(jié)果顯示，對(duì)于新橡木桶而言，年透氧率的范圍為20～45 mg/L，而5年桶齡的法國(guó)橡木桶透氧率則為10 mg/L，新的法國(guó)橡木桶的透氧率為28 mg/L[4-7]。

2015年，Del Alamo-Sanza等[8]應(yīng)用溶氧探頭對(duì)4種類別的橡木桶進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)一年的監(jiān)測(cè)，且為排除葡萄酒對(duì)于氧氣吸收的影響，橡木桶中盛放的是模擬葡萄酒溶液（水與酒精的混合液，pH3.3、酒精度15%vol）。研究結(jié)果表明，隨著陳釀時(shí)間的延長(zhǎng)，橡木板濕度逐漸升高后趨于穩(wěn)定，橡木桶的透氧率呈下降趨勢(shì)，這證實(shí)了以往關(guān)于透氧率報(bào)道普遍過(guò)高，實(shí)驗(yàn)選用的細(xì)紋理的美國(guó)橡木桶實(shí)際年透氧率僅為11.62 mg/L，而細(xì)紋理法國(guó)橡木桶的年透氧率為8.18 mg/L。

2 橡木桶透氧率相關(guān)檢測(cè)方法

早期對(duì)于橡木桶透氧率的研究，主要是以整個(gè)橡木桶為研究對(duì)象，通過(guò)化學(xué)測(cè)定[3-4]、測(cè)氧探頭[5-6]（即傳感器）等方法對(duì)溶氧進(jìn)行監(jiān)測(cè)，相關(guān)研究監(jiān)測(cè)周期也不盡相同，如前文所述，關(guān)于橡木桶透氧率方面的數(shù)據(jù)報(bào)道并不一致。最新研究結(jié)果顯示，監(jiān)測(cè)的周期對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大，新桶使用2.5個(gè)月后，木材濕度逐漸達(dá)到飽和，透氧量可占到整年溶氧量的40%，而前4個(gè)月的透氧量為整年的50%[7]。橡木桶的透氧率呈現(xiàn)前期較高，后期逐步降低并趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，因而對(duì)于年透氧率的相關(guān)數(shù)據(jù)更應(yīng)該關(guān)注相關(guān)研究的實(shí)驗(yàn)周期。

另為排除桶內(nèi)負(fù)壓對(duì)溶氧的影響，近來(lái)相關(guān)學(xué)者將不同厚度橡木板材作為研究對(duì)象，采用美國(guó)材料和檢驗(yàn)學(xué)會(huì)（ASTM）、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）等組織透氧率的檢測(cè)方法，以橡木板為界膜分隔兩個(gè)空間，針對(duì)板材開(kāi)展了透氧率的相關(guān)研究，通過(guò)測(cè)定一定面積的規(guī)定壓力下的空氣流量，評(píng)價(jià)不同厚度板材的空氣穿透性能[9-10]。此類研究對(duì)于橡木桶制造業(yè)具有一定的實(shí)際指導(dǎo)作用，便于從前端把控木材的透氧率，而不是僅以木材的紋理粗細(xì)作為參照對(duì)板材進(jìn)行篩選，有利于維持橡木桶透氧率的一致性。

3 橡木桶主要溶氧途徑

氧氣可通過(guò)木材、桶板縫隙及桶塞孔3條途徑進(jìn)入橡木桶。其中法國(guó)桶、美國(guó)桶溶氧途徑并不相同，美國(guó)橡木桶通過(guò)桶板縫隙、孔塞進(jìn)入的氧量占總?cè)苎趿康?0%，法國(guó)橡木桶通過(guò)木材進(jìn)入的氧量占總?cè)苎趿康?5%[11]。因而不同種類的板材其透氧性也存在差異，也是影響橡木桶透氧率的重要因素。

另外密封方式（如桶塞、桶塞孔的位置）對(duì)于橡木桶透氧率也有影響，硅膠塞雖具有良好的密封性，然而取決于酒窖的溫度和濕度，每年會(huì)有4～10 L的葡萄酒蒸發(fā)，用桶塞塞緊的橡木桶使木桶內(nèi)易產(chǎn)生負(fù)壓，而這種負(fù)壓真空狀態(tài)會(huì)增加溶氧量，且木板材浸透之后仍然具有透氣性。

4 影響橡木桶透氧率的主要因素

橡木桶板材的水分活度對(duì)于氧氣的擴(kuò)散具有顯著影響，與橡木中鞣酸單寧同氧氣的結(jié)合無(wú)關(guān)[12]。Del Alamo-Sanza等[8]的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了，橡木桶木板的濕度是影響其透氧性能的重要因素。由于氧氣的氣相擴(kuò)散系數(shù)要明顯高于其在液相的擴(kuò)散系數(shù)，因而干木材的透氧性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于濕木材[13]。盡管橡木桶板材浸透之后仍具有透氣性，但隨著桶齡的延長(zhǎng)，其透氧率也隨著降低，主要原因就是橡木桶長(zhǎng)時(shí)間使用后，其木材的濕度會(huì)逐漸達(dá)到飽和，透氣性能便會(huì)逐漸變差，另外葡萄酒在陳釀過(guò)程中析出的酒石酸鹽、色素、固體沉淀等物質(zhì)會(huì)在桶壁表面形成沉淀物，這些物質(zhì)侵入到木材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及桶板縫隙當(dāng)中，也會(huì)阻礙氧氣的進(jìn)入，進(jìn)一步降低橡木桶的透氧率。

橡木桶透氧率與樹(shù)木品種及產(chǎn)地也有關(guān)系。據(jù)相關(guān)研究，法國(guó)橡木桶板材較美國(guó)橡木桶板材擁有更高的透氧率，另外細(xì)紋理木材的透氧率也要高于粗紋理木材[14]。不同品種木材透氧率的差異性與木材微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，合適的管孔大小，可以保證一定的透氣性，保證外界空氣中氧氣的進(jìn)入[15]。而法國(guó)橡木桶、美國(guó)橡木桶選用的橡木木材中導(dǎo)管大小與浸填體數(shù)量明顯不同，且加工取材方式存在很大差異，這也是造成其透氧率不同的根本原因。

另外制桶工藝對(duì)于板材的透氧率也有顯著影響。據(jù)研究，經(jīng)烘烤后的橡木板的透氧率降低3～4.5倍，另外橡木桶的裝配過(guò)程及裝配后板隙的大小對(duì)其透氧率也有顯著影響，而對(duì)于板隙的控制目前在橡木桶生產(chǎn)領(lǐng)域仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化[10]。因而受制桶工藝的影響，板材制桶之后的透氧率會(huì)發(fā)生變化。而現(xiàn)有制桶工藝對(duì)于橡木桶的透氧率較難進(jìn)行科學(xué)控制，造成不同橡木桶的透氧率普遍存在個(gè)體差異，使得實(shí)際陳釀階段不同橡木桶中葡萄酒成熟進(jìn)度并不一致，不利于葡萄酒溶氧的科學(xué)管理。

5 展望

目前，傳統(tǒng)橡木桶制桶業(yè)主要以年輪紋理作為桶板篩選分級(jí)的主要參數(shù)，板材按年輪紋理分極密1～2 mm，細(xì)密2～4 mm，中等4～5 mm，疏材＞5 mm[16]。紋理雖是影響橡木桶透氧率的因素之一，但并不是反映板材透氧率的單一指標(biāo)，不能科學(xué)反映板材透氧率的異同，僅以紋理作為指標(biāo)對(duì)板材進(jìn)行分級(jí)，不利于橡木桶透氧率的科學(xué)控制。而現(xiàn)階段，傳統(tǒng)制桶業(yè)仍主要沿用手工制造工藝，對(duì)于橡木桶透氧率的異同尚未引起足夠重視，亟待制定以透氧率為指標(biāo)的板材篩分標(biāo)準(zhǔn)及橡木桶透氧率分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)合理的標(biāo)準(zhǔn)化制桶工藝科學(xué)控制成品橡木桶的透氧率。由此才能保證葡萄酒在橡木桶陳釀過(guò)程中透氧率的一致性，從而達(dá)到科學(xué)陳釀的目的。