房楠楠，崔旋旋，張樂宏，鄧陽，史曉敏，李巖*

（1. 青島農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，山東青島 266109；2. 青島海潤農(nóng)大檢測有限公司，山東青島 266109）

對終止酒精發(fā)酵的葡萄酒進行控溫氧化，使其進入氧化階段，這個過程會給酒帶來堅果和烘烤咖啡的獨特香氣，該過程稱為馬德拉化（Madeiration）。溫度對葡萄酒的香氣和風味有重要的影響，能賦予葡萄酒特有的風格[1]。葡萄酒特殊風味的形成及感官的變化依賴于其基本成分的變化，如酚類物質(zhì)等。葡萄酒的控溫氧化是酚類物質(zhì)氧化并隨著其他化學反應的過程[2]。Neuza等[3]研究表明，在一定范圍內(nèi)，酚類物質(zhì)含量越高，葡萄酒的抗氧化能力越強。

控溫氧化過程對葡萄酒品質(zhì)有一定影響。葡萄酒在升溫后的熱儲階段，空氣中的氧氣與酒中成分發(fā)生緩慢反應，從而以結合態(tài)氧存在于酒中[4-5]。葡萄酒中的酚類物質(zhì)有酚酸和黃酮兩大類，在有氧氣的條件下，易形成有色化合物[4,6]。此外，葡萄酒控溫氧化后其中的許多物質(zhì)以及現(xiàn)象都與氧化還原電位有密切關系[7-9]。葡萄酒如果發(fā)生了氧化還原反應，氧化還原電位會升高，有利于特殊香氣的形成[4]。

本研究對‘霞多麗’干白葡萄酒進行酒度加強以及熱處理，然后進行理化性質(zhì)測定，初步探究控溫氧化和酒度加強處理工藝對氧化后酒體理化性質(zhì)的影響，并對加強型葡萄酒的控溫氧化機理進行初步推測。

1 材料與方法

1.1 試驗用酒及試劑

12% vol的‘霞多麗’干白葡萄酒及38% vol的白蘭地購于青島地方超市；酒石酸鉀鈉（國藥集團化學試劑股份有限公司）；3,5-二硝基水楊酸（上海將來實業(yè)股份有限公司）；福林酚試劑（上海將來實業(yè)股份有限公司）；DNS試劑。

1.2 儀器

WFZ-2100型紫外分光光度計，上海美譜達儀器有限公司；STARTER 3100型pH計，上海奧豪斯儀器有限公司；27型電導率儀，瑞士梅特勒-托利多公司；密度計，深圳市達宏美拓密度測量儀器有限公司；6890型氣相色譜儀器，美國安捷倫公司。

1.3 方法

1.3.1 酒樣處理

使用38% vol白蘭地將12% vol干白葡萄酒分別調(diào)配成酒度為17% vol、18% vol、19% vol的酒品，放置于250 mL錐形瓶中并用保鮮膜密封，然后分別置于45 ℃、50 ℃、55 ℃的水浴鍋中恒溫加熱4 h、8 h、12 h。未加熱處理的酒樣為對照組，每個樣品平行3次，之后對酒樣的理化性質(zhì)進行測定，分析并記錄試驗結果。

1.3.2 理化性質(zhì)測定

采用pH計法進行酒樣pH的測定[10]；采用DNS法測定處理后酒樣中的還原糖含量[11]；按GB/T 15038—2006中的酸堿滴定指示劑法對葡萄酒總酸進行測定[12]；將樣品倒入量筒中，放入密度計，待密度計上升平穩(wěn)之后讀數(shù)并記錄比重值；使用電導率儀測定電導率[13-14]；采用Folin-Ciocalteu法進行多酚含量的測定[7]。

1.3.3 香氣成分分析

采用氣相色譜分析。取8 mL酒樣于15 mL樣品瓶中，加入2 g NaCl，40 ℃下水浴平衡30 min，頂空萃取30 min。萃取完畢后，進行香氣成分的檢測。色譜條件：DB-WAX（60 m×2.5 mm×0.25 μm）；升溫程序：40 ℃保持7 min，以4 ℃/min升至200 ℃，保持8 min；載氣（He）流動速度l mL/min；進樣口溫度為240 ℃；不分流進樣[15-16]。

2 結果與分析

2.1 控溫氧化過程中pH值的變化

通常葡萄酒的pH在2.8～3.8[10]。葡萄酒的pH值升高，會影響酒的氫離子濃度進而影響酒的穩(wěn)定性[14]。如表1所示，在45～55 ℃條件下，各濃度酒樣的pH與原液的pH之差（ΔpH）隨著處理時間的增加而升高。在45 ℃和50 ℃下pH的差異是顯著的，即在較低溫度下，ΔpH呈正值；在較高溫度下，ΔpH呈負值。說明pH值隨溫度升高呈下降趨勢。

表1 不同溫度和處理時間各酒樣ΔpH的變化Table 1 pH changes in wine samples with different hoursat different temperatures

2.2 控溫氧化過程中糖含量的變化

表2顯示，試驗組與對照組的糖含量差值均為負值，說明在控溫氧化過程中，糖含量是降低的。并且溫度越高，葡萄酒中的還原糖消耗的越快。在同一個酒度下隨著加熱溫度的升高，糖含量消耗的更多。然而，在同一溫度下，隨著酒度的增加，糖含量下降趨勢逐漸變緩；在55 ℃條件下，酒度升高會導致糖含量下降趨勢差異不明顯。

表2 不同溫度和處理時間酒樣中糖的變化Table 2 Sugar changes in wine samples with different alcoholcontent at different temperatures

2.3 控溫氧化過程中酸的變化

由表3可知，不同酒度的酒樣隨著加熱時間的增加，消耗NaOH的量逐漸下降。隨著溫度的升高，試驗組酒液消耗NaOH的量與對照組差異顯著。即溫度升高，消耗NaOH的量越多。在55 ℃下試驗組與對照組酒液消耗NaOH量的差值最高達到了3.600 mL，而45 ℃下試驗組與對照組酒液消耗NaOH量的差值則在1.500 mL以下。

表3 不同溫度不同酒度酒樣中滴定酸的變化Table 3 Titratable acid changes in wine samples with different hours at different temperatures

2.4 控溫氧化過程中密度的變化

由表4可知，經(jīng)過較高溫度的處理后，酒液密度與未經(jīng)過高溫處理的酒液密度差值（Δρ）幾乎均為正數(shù)。較高酒精度下的Δρ與較低酒精度的Δρ差異顯著。50 ℃下19% vol、50 ℃下18% vol、55 ℃下19% vol的試驗組Δρ高于其他條件下的實驗組Δρ。在45～55 ℃范圍內(nèi)，酒精度越高，Δρ值越大。其中19% vol酒液Δρ值比17% vol、18% vol酒樣Δρ值高。在相同酒度下，50～55 ℃的酒液密度比45 ℃的酒液密度Δρ較大，酒精揮發(fā)的速度隨著溫度的增加而增加。

表4 不同溫度和處理時間的酒樣Δρ的變化Table 4 Density changes in wine samples with different alcoholcontent at different temperatures

2.5 控溫氧化過程中電導率的變化

在葡萄酒中一些礦物質(zhì)、鹽、酸類物質(zhì)等以帶電離子的狀態(tài)存在，從而形成電解質(zhì)溶液。葡萄酒中導電的主要物質(zhì)是有機酸。由表5可知，經(jīng)過升溫處理后的酒液樣品的電導率與未經(jīng)過升溫處理酒液樣品的電導率差值（Δσ）幾乎為正數(shù)。其中較高溫度下和較高酒精度酒液的電導率與較低溫度下和較低酒精度酒液電導率的差異性是顯著的。即溫度越低、酒精度越低，酒樣的電導率也就越低；溫度越高、酒精度越高，酒樣的電導率也就越高。隨著加熱時間的增加，各試驗組酒樣的電導率逐漸降低。

表5 不同溫度不同酒度酒樣Δσ的變化Table 5 Electrical conductivity changes in wine samples with different alcohol content at different temperatures

2.6 控溫氧化過程中酚類物質(zhì)的變化

由表6可知，45 ℃下各個酒精度的酒液中，消耗的酚類物質(zhì)比50 ℃和55 ℃下的酒液消耗的酚類物質(zhì)少，這個差異是顯著的。經(jīng)過升溫處理后的酒液中酚類物質(zhì)含量與未經(jīng)過升溫處理酒液中的酚類物質(zhì)含量差值均為負數(shù)，且隨著溫度的升高，酚類物質(zhì)含量逐漸減少。在50 ℃以上的溫度條件下，所有酒精度經(jīng)過4 h、8 h、12 h的處理后，酚類物質(zhì)發(fā)生氧化，酚類含量減少且差值變化趨于穩(wěn)定。

表6 不同溫度不同酒度酒樣中酚類物質(zhì)的變化Table 6 Phenol changes in wine samples with different alcoholcontent at different temperatures

2.7 葡萄酒的控溫氧化后的GC分析

在對各個條件下處理過的酒樣進行理化性質(zhì)分析（圖1），18% vol酒樣在50 ℃條件下加熱8 h，并對其進行了GC分析，結果是在15 min后有一個峰明顯減小。

圖1 18% vol酒樣在50 ℃下加熱8 h的試驗組的氣相色譜圖Figure 1 GC analysis of groups of 18% vol samples heated at 50 ℃ for 8 h

3 討論與結論

表1中，白葡萄酒中酚類物質(zhì)含量豐富，酚羥基較為活潑，有利于氫鍵的形成，而氫鍵的作用效果相對其他分子間作用力較強，從而束縛了氫離子的游離[17-18]。因此ΔpH會隨著處理時間的增加而增加。在45～50 ℃的條件下，酸（包括揮發(fā)酸及氧化反應產(chǎn)生的可揮發(fā)酸）及SO2的揮發(fā)速率快于酒體揮發(fā)的速率，導致整體的pH值升高；在50～55 ℃的條件下，酸及SO2的揮發(fā)速率慢于酒體揮發(fā)的速率，導致整體的pH值降低，即在50 ℃時酒液的pH值是最大的。

由表2可知，高溫能促進酒中糖的轉(zhuǎn)化。在升溫后糖與酒中其他成分（如氨基化合物、SO2等）反應生成新的物質(zhì)。在酸性條件下，氨基處于質(zhì)子化狀態(tài)，葡萄糖為醛糖，醛基由于空間位阻小，兩者容易發(fā)生美拉德反應（Maillard reaction）[19]；酒中存在的Fe2+和Cu2+加快了反應速度。SO2還能與糖反應生成不穩(wěn)定化合物。說明較高酒度可以減緩葡萄酒中糖的轉(zhuǎn)化，這與吳繼軍等[20]的研究結論一致。

由表3可得，有機酸和酒精的揮發(fā)帶走了部分揮發(fā)酸[21-22]，導致加熱一段時間后的酒液中酸的含量降低。加熱溫度升高，酒液中的醛類、醇類物質(zhì)經(jīng)過氧化作用生成了一定的酸性基團；經(jīng)過加熱后酒液中的一些結合態(tài)的酸性基團發(fā)生了解離，使得酒液樣品中酸性基團增加。表4中，由于酒精的密度小于水的密度，所以較高的溫度會促進酒精的揮發(fā)，使酒精度降低，Δρ值變大。其中溫度對酒精度也有一定的影響。但是在45～55 ℃這溫度范圍內(nèi)，酒精度對密度的影響比溫度對密度的影響要顯著。

表5中，電導率表示物質(zhì)導電性能，電導率大則導電性能強，反之就小[5,23]。電導率增加一方面是因為升溫促進了離子的電離；另一方面，白蘭地中含有部分有機酸，使19% vol試驗組中有機酸含量高于17% vol和18% vol試驗組中的有機酸。結合pH分析，經(jīng)過升溫處理后，氫離子的濃度逐漸增加，這也是樣品在加熱后電導率上升的原因之一；此外，較高的溫度會促進樣品中醇、醛的氧化反應，使之生成一部分有機酸。同時，較高的溫度使樣品中一些通過弱化學鍵連接的化合物解離，也增大了樣品中離子的濃度。

李澤福[24]研究表明，白葡萄酒中的酚類物質(zhì)主要是非類黃酮化合物，包括羥基肉桂酸和對羥基苯甲酸等，其主要來自葡萄汁。白蘭地中含有酚類物質(zhì)，酚類物質(zhì)在較高溫度下被氧化，其中，45 ℃的溫度條件還不足以讓酚在4～12 h內(nèi)氧化劇烈。升溫處理促進了酒樣中揮發(fā)性酚類物質(zhì)的揮發(fā)和氧化[22]，使酒液中的果香味物質(zhì)減少，產(chǎn)生氧化性的特殊物質(zhì)。

圖1中的峰為一種揮發(fā)性的高級醇，是苯乙醇、辛醇、苯甲醇的混合物[25-27]。靳華榮等[28]研究表明，在經(jīng)過高溫處理之后，高級醇會氧化為相應的醛類或者酸類物質(zhì)，降低了高級醇不良風味的含量，從而改善了酒體風味。

總之，在加強型白葡萄酒原酒的控溫氧化過程中，較高的溫度和較長的處理時間使葡萄酒的酸含量增加，pH值減小，糖消耗增多，酚消耗增多，電導率增加。葡萄酒的控溫氧化過程中氧化風格明顯。與同酒精度條件下的葡萄酒原酒組對比，50 ℃條件下加熱8 h的酒樣中不良風味會不同程度的減少。本研究為探究控溫氧化作用對加強型葡萄酒的酒質(zhì)影響以及其氧化機制提供理論和實驗基礎。