呂澤，關毅軍，王偉雄，黎進雪，王妍凌，古麗米熱·祖努納，方川川，張海軍，武運*，黨國芳*

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學食品科學與藥學學院，新疆烏魯木齊 830052） （2.新疆中信國安葡萄酒業(yè)有限公司，新疆昌吉 832299）（3.吐魯番樓蘭酒莊股份有限公司，新疆吐魯番，838201）

葡萄酒是以鮮葡萄或葡萄汁為原料，經(jīng)全部或部分發(fā)酵釀制而成，含有一定酒精度的發(fā)酵酒[1]。近年來，葡萄酒的有益功效逐漸被消費者熟知，葡萄酒消費日益大眾化[2]。但是，葡萄酒通常含有12%（V/V）左右的酒精度，會帶來潛在的人體健康風險，因此，越來越多的消費者更青睞飲用脫醇葡萄酒酒[3]。據(jù)報道，脫醇酒的市場份額在不斷增加，脫醇酒市場具有巨大的潛力和廣闊的前景[4]。脫醇葡萄酒是采用鮮食葡萄或葡萄汁經(jīng)全部或部分發(fā)酵，采用特種工藝加工而成的、酒精度為0.5%～1%的葡萄酒[4]，脫醇葡萄酒的概念早在上世紀80年代就已經(jīng)出現(xiàn)，它前期的生產(chǎn)過程和普通葡萄酒并無區(qū)別，只不過添加了去酒精工藝，卻保留了葡萄酒中大部分的香氣和多酚物質(zhì)[5,6]。

滲透汽化膜脫醇技術可以將葡萄酒轉(zhuǎn)化為高度酒和脫醇酒，不僅解決了葡萄酒產(chǎn)能過剩的問題，而且有助于開發(fā)出深受消費者歡迎的兩種新型葡萄酒，即高度酒和脫醇酒。滲透汽化法制備脫醇酒具有很多優(yōu)點比，比如：低工作溫度、低香氣損失率、選擇性廣等[7]。但葡萄酒經(jīng)過脫醇工藝處理后，其香氣、酚類物質(zhì)等可能會發(fā)生一定的改變。

葡萄酒香氣主要來源于葡萄、葡萄酒發(fā)酵過程以及陳釀階段。葡萄酒主要香氣成分包括酯類、醇類、酸類等，這些物質(zhì)均對葡萄酒風味有著極大作用。葡萄酒對人體有益的主要功能特性包括抗氧化、抗動脈硬化、降血糖、預防癌癥、抗心血管病等，這些功能特性主要來源于葡萄酒中多酚類化合物[8-10]。葡萄酒中多酚物質(zhì)被稱為“天然的自由基清除劑”，可通過將羥基結(jié)構(gòu)上的氫離子轉(zhuǎn)移達到穩(wěn)定自由基的目的；葡萄酒在浸漬及陳釀的過程中，酚類物質(zhì)的數(shù)量會增加，這樣抗自由基的功效也隨之增加，從而達到為人體抗氧化的功效[11-13]。本文通過頂空固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用技術對干紅葡萄酒原酒和脫醇酒揮發(fā)性香氣成分進行測定，并對葡萄原酒和脫醇酒多酚物質(zhì)含量和抗氧化能力的檢測，再結(jié)合動物試驗的研究，探究脫醇后干紅葡萄酒的香氣成分及功能特性的變化，為新疆脫醇酒產(chǎn)業(yè)提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

干紅葡萄酒，100%赤霞珠釀造，新疆中信國安葡萄酒業(yè)有限公司；亞硫酸、抗壞血酸、L-半胱氨酸、氯化鈉、苯酚、碳酸鈉、葡萄糖、3,5二硝基水楊酸，國藥集團；福林酚、DPPH、Trolox、p-DMACA、ABTS+，美國Sino Standards公司；高密度脂蛋白膽固醇（High Density Lipoprotein Cholesterol，HDL-C試劑盒、低密度脂蛋白（Low Density Lipoprotein Cholesterol，LDL-C）試劑盒、總膽固醇（Total Cholesterol，TC）試劑盒、甘油三酯（Triglyceride，TG）試劑盒、白蛋白（Albumin，ALB）試劑盒、血糖（Blood Glucose，GLU）劑盒、球蛋白（Globulin，GLOB）試劑盒、GPX3試劑盒、SAT試劑盒、SOD試劑盒，合肥萊爾生物科技有限公司；雄性SD大鼠共24只（許可證號SCXK2018-0002），6周齡，體重約200 g，購自新疆醫(yī)科大學實驗動物中心。

溶劑：CH3CO2Na·3H2O溶液；H2O2溶液；Al(NO3)3溶液；FeSO4溶液；K2S2O8溶液；HCl溶液、KCl溶液；NaOH溶液、乙醇溶液、乙腈、甲醇等。

1.2 儀器與設備

PDMS商用復合膜，中國南京久思高科技；氣質(zhì)聯(lián)用儀，美國Perkin Elmer公司；毛細管色譜柱，美國Perkin Elmer公司；萬分之一天平，北京賽多利斯科學儀器有限公司；SHD-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵，鞏義予華儀器設備有限公司；RE-69旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海安亭生化儀器廠；pH計，北京華美沃特分析儀器科技有限公司；手持糖度計，北京藍伯斯科技有限公司；高速冷凍離心機，鞏義市宏華儀器設備工貿(mào)有限公司；BK-TS1B生物組織脫水機，濟南來寶醫(yī)療器械有限公司；簡易型生物組織包埋機，湖北孝感闊海醫(yī)療科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 滲透汽化法制備脫醇酒

第一階段：利用分離膜，將赤霞珠干紅原酒在合適的溫度和分離時間條件下進行分離，酒精、部分水及揮發(fā)性香氣成分透過膜富集，在低真空狀態(tài)下汽化，通過冷凝收集得到酒精濃度明顯提升的滲透液，未透過膜的一側(cè)原料，酒精度不斷降低，葡萄中的酚類物質(zhì)、有機酸等被濃縮，最終可制得酒精度在1%Vol.以下的脫醇酒基酒。進料溫度：45 ℃；運行時間：12 h；原料循環(huán)泵流量為48 m3/h；膜上游側(cè)原料循環(huán)系統(tǒng)壓力≤0.3 MPa；膜下游真空系統(tǒng)壓力為5 kPa；載冷劑溫度：-10～-15 ℃。

第二階段：繼續(xù)利用分離膜，對第一階段的滲透液進行分離，未透過膜的一側(cè)得到酒精度在1.0% Vol以下的脫醇液，膜的透過側(cè)最終富集得到高酒精度的高度酒。進料溫度：45 ℃；運行時間：12 h；原料循環(huán)泵流量為20 m3/h；膜上游側(cè)原料循環(huán)系統(tǒng)壓力≤0.3 MPa；膜下游真空系統(tǒng)壓力為2 kPa；載冷劑溫度：-10～-15 ℃。

本文主要研究脫醇酒，高度酒留作后期研究，具體工藝流程見圖1。

1.3.2 基礎理化指標檢測

酒精度、總糖、總酸、pH均采用GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的方法進行測定[14]。

1.3.3 多酚物質(zhì)及體外抗氧化能力檢測

總酚：Folin-Ciocalteu法測定；總黃烷-3-醇：DMACA法測定；總花色苷：pH示差法測定；總黃酮：三氯化鋁法測定；ABTS自由基：ABTS自由基清除法測定；DPPH自由基：DPPH自由基清除法測定；羥自由基：D-脫氧核糖-鐵體系法測定[15]。

1.3.4 樣品香氣成分分析

GC條件：毛細管色譜柱：WAX ETR 30 m×0.25 mm×0.50 μm，載氣：He，流速1 mL/min；程序升溫：初始溫度35 ℃保持2 min，以4 /min℃ 升溫至230 ℃保持7 min；不分流進樣；進樣口溫度：240 ℃。

MS條件：離子源溫度：230 ℃；傳輸線溫度：240 ℃；電子轟擊源：70 eV；質(zhì)量掃描范圍：30～550 amu。

以乙酸正戊酯和2-乙基丁酸為內(nèi)標進行定量分析。

1.3.5 動物試驗

將雄性SD大鼠經(jīng)7 d適應性喂養(yǎng)后，按體重隨機分為3個小組，即1組：干紅葡萄酒酒組（n=8），2組：脫醇酒組（n=8），3組：對照組（n=8），試驗周期為8周，每天定時進行灌胃，對照組灌以蒸餾水，1組灌干紅葡萄酒，2組灌脫醇酒，各組灌胃劑量均為13.8 mL/kg，葡萄酒樣品灌胃劑量按照《實驗生理科學》中公式[16]，在結(jié)合成年人1周酒精攝入量不超過100 g計算[17]，共持續(xù)54 d。結(jié)束時進行組織取材，對大鼠進行心臟穿刺采血用于血清生化檢測，取材前禁食不禁水。

1.3.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel（版本號：16.0.12527.20470，Microsoft，USA）、SPSS Statistics （26.0.0.0，IBM，USA）、Origin (9.5.0.185，Microcal，USA)，進行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 理化指標結(jié)果分析

表1 基本理化指標 Table 1 Basic physical and chemical indexes

脫醇酒酒精度為0.49% Vol，符合國家對脫醇酒酒精度小于0.5% Vol的標準，相較于原酒，脫醇酒總糖顯著升高（p＞0.05），總酸顯著升高（p＜0.05），pH顯著降低（p＜0.05）。

2.2 GC-MS結(jié)果分析 2

.2.1 定性分析

干紅葡萄酒和脫醇酒的總離子流圖如圖2，通過定性分析發(fā)現(xiàn)，共檢測出45種揮發(fā)性物質(zhì)，主要包括酯類、醇類、酸類、烴類、酚類和萜烯類六大類，結(jié)果如表2所示。干紅葡萄酒原酒與脫醇干紅葡萄酒中揮發(fā)性物質(zhì)有所差異，酯類物質(zhì)占15種，為葡萄酒香氣的主導成分，葡萄酒中果香氣味由其產(chǎn)生；醇類物質(zhì)共10種，是葡萄酒中主要香氣成分之一，能夠賦予葡萄酒更為復雜的香氣；酸類物質(zhì)6種，酸類物質(zhì)主要來源于發(fā)酵香氣[18]；烴類物質(zhì)10種，酚類物質(zhì)2種，萜烯類物質(zhì)2種。

表2 干紅葡萄酒及脫醇酒揮發(fā)性成分檢測結(jié)果 Table 2 Detection results of volatile components in dry red wine and dealcoholized wine

2.2.2 定量分析

續(xù)表2

干紅葡萄酒原酒和脫醇酒通過GC-MS分析其揮發(fā)性成分含量結(jié)果見表2。由表2和圖3可知，干紅葡萄酒和脫醇干紅葡萄酒的主要揮發(fā)性成分含量有一定差異，干紅葡萄酒香氣含量為464.36 mg/L，脫醇酒的香氣含量為301.75 mg/L。干紅葡萄酒香氣成分含量為醇類＞酯類＞酸類＞酚類＞萜烯類＞烴類，分別占總香氣的58.33%、35.07%、2.76%、2.06%、0.93%、0.85%，而脫醇酒酯類＞醇類＞酸類＞萜烯類＞酚類＞烴類，分別占總香氣的53.54%、25.34%、13.21%、4.73%、1.81%、1.38%。

由表2可知干紅葡萄酒酯類、醇類物質(zhì)含量最高，酸類、酚類中等，萜烯類、烴類含量最低，脫醇酒酯類、醇類物質(zhì)含量最高，酸類、萜烯類中等，酚類、烴類最低。干紅葡萄酒的醇類相對含量較高，而脫醇酒的酯類相對含量較高。

2.2.3 滲透汽化膜脫醇對干紅葡萄酒香氣成分的影響

大多數(shù)酯類化合物是在發(fā)酵過程中形成的[19]，從表2和圖3可以看出，相較于原酒，脫醇酒中酯類物質(zhì)的種類和含量有了部分改變。原酒含有酯類15種，總量為162.84 mg/L，相對含量為37%；脫醇酒含有酯類14種，總量為161.55 mg/L，相對含量為53.54%。其中，脫醇酒完全失去丁二酸二乙酯，且己酸乙酯、葵酸乙酯的含量損失較大。丁二酸二乙酯的香氣特點是果香、甜瓜香；己酸乙酯的香味特點是蘋果、香蕉和菠蘿等果香；葵酸乙酯的香味特點是果香、脂肪味。十四酸乙酯在脫醇酒中的含量增多，原酒中含量為20 mg/L，脫醇后含量是42.06 mg/L，這是由于脫醇過程中醇類與酸類物質(zhì)可能發(fā)生反應，有一些新的酯類物質(zhì)產(chǎn)生，造成干紅葡萄酒與脫醇酒中的酯類物質(zhì)存在一定差距。

酒精發(fā)酵、氨基酸轉(zhuǎn)化及亞麻酸降解物的氧化是葡萄酒中的醇類主要來源于[20-23]。由表2和圖3可知原酒中的醇類有10種，含量為270.84 mg/L，相對含量為58%。脫醇酒中共有中有10醇類物質(zhì)，含量為76.47 mg/L，相對含量為25%。脫醇酒中異戊醇、異丁醇含量相比于原漿酒急劇減少，已經(jīng)低于閾值，異戊醇與異丁醇都具有果香味、溶劑味、酒精味，故會讓脫醇酒具有更好的風味。

葡萄酒中酸類物質(zhì)可分為有機酸和無機酸，有機酸包括酒石酸和蘋果酸等，適量的酒石酸和蘋果酸會讓人感覺舒適，但過量的則會讓人感到尖銳、刺鼻[24-26]。由表2可知，原酒和脫醇酒中都檢測到6種酸類化合物，分別為葵酸、丁酸、己酸、辛酸、月桂酸、蘋果酸。其中辛酸在干紅葡萄酒原酒中含量為10.56 mg/L，脫醇酒中含量為36.74 mg/L，有較高的提升，這可能是由于脫醇后樣品體積減少的原因，其余酸類物質(zhì)變化不大。絕大部分有機酸都對葡萄酒的香氣起較好的作用，可與醇類生成具有良好香氣的酯類。

2.3 多酚物質(zhì)含量分析

采用常規(guī)理化方法對原酒及脫醇酒中總酚、總黃酮、總黃烷-3-醇、總花色苷含量進行測定，結(jié)果如圖4所示。在葡萄酒中，多酚影響著葡萄酒的顏色、口感結(jié)構(gòu)、陳年狀態(tài)以及健康功效等[27-29]。相較于原酒，脫醇酒總酚含量上升21.59%（p＜0.05），總黃酮含量上升25.21%（p＜0.05），總黃烷-3-醇含量上升20.00%（p＜0.05）、總花色苷含量上升35.64%（p＜0.05），這是由于原酒滲透汽化后還產(chǎn)生了高度酒和脫醇液，脫醇后干紅葡萄酒原酒功能特性的變化還需要結(jié)合抗氧化能力值來評定。

2.4 體外抗氧化能力測定

葡萄酒的抗氧化功能深受消費者關注，本研究通過測定各樣品對DPPH·、ABTS+·及·OH的清除力評定各樣品體外抗氧化能力，結(jié)果如圖5所示。

根據(jù)抗氧化能力結(jié)果顯示，相對于干紅葡萄酒原酒，脫醇酒DPPH清除力上升17.45%（p＜0.05），ABTS清除力上升9.19%（p＜0.05），羥自由基的清除力上升2.82%（p＞0.05），可見脫醇酒體外抗氧化能力變化較小，說明在脫醇后對葡萄酒抗氧化能力變化不大。而葡萄酒自身抗氧化能力與原料生長環(huán)境、條件及成品釀造工藝及后期儲藏都有關系。通過樣品中多酚物質(zhì)含量與抗氧化能力值結(jié)果分析得知，滲透汽化脫醇法對葡萄酒原酒酚類物質(zhì)及抗氧化能力影響較低，在降低酒精對人體造成的損傷時，還可以保留其對人體有益的功能特性，這與劉瑞[30]的研究結(jié)果基本一致。

2.5 動物試驗結(jié)果分析

2.5.1 大鼠血酯功能指標

據(jù)報道，適量飲用葡萄酒可使血液中HDL-C含量升高，HDL-C能夠降低血液中多余低密度脂蛋白（LDL-C）、TC、TG等物質(zhì)的含量，從而促進膽固醇流入血液排向肝臟，經(jīng)過肝臟分解排出體外，達到血漿中降低膽固醇含量的目的，從而保護心血管[31,32]。本研究比較了不同樣品灌胃后對大鼠血酯功能指標的影響，結(jié)果如圖6所示，結(jié)果表明，與對照組相比，干紅葡萄酒組和脫醇酒組大鼠血清中TC、TG含量均顯著降低（p＜0.05），其中關于TC、TG，干紅葡萄酒組大鼠分別降低12.01%、14.12%，脫醇酒組大鼠分別降低21.52%、17.17%；干紅葡萄酒組HDL-C指標增加6.24%（p＜0.05），LDL-C降低4.14%（p＞0.05），而脫醇酒組大鼠HDL-C指標升高14.52%（p＜0.05），LDL-C降低29.89%（p＜0.05）。三組大鼠數(shù)據(jù)對比說明脫醇酒對心血管病的保護作用，干紅葡萄酒組對大鼠血酯功能影響還有待探究。當血清中低密度脂蛋白、甘油三酯及膽固醇含量增多，高密度脂蛋白含量降低時提示血管內(nèi)部可能出現(xiàn)相關疾病[29]，從而引起缺血性心血管疾病，因此脫醇酒組和干紅葡萄酒組大鼠血酯中HDL-C升高、LDL-C指標顯著降低再次證明了脫醇酒在心血管病方面的保護作用。

2.5.2 大鼠血液營養(yǎng)功能指標分析

臨床醫(yī)學中，TP、ALB、GLOB這三項指標是研究動物健康狀態(tài)的參數(shù)[33]。當血清中TP或ALB降低時，會出現(xiàn)腎病綜合征，蛋白質(zhì)分泌過剩等情況[34]。本實驗研究了不同樣品灌胃后對大鼠血液營養(yǎng)功能指標的影響，結(jié)果如圖7所示。結(jié)果表明，各處理組的ALB、TP及GLOB參數(shù)間無明顯變化，這表明適量飲用葡萄酒與脫醇酒不會改變血清酯質(zhì)水平。兩組大鼠血清中GLU水平呈下降趨勢（p＜0.05），說明長期飲用葡萄酒及脫醇酒對機體血糖控制有益。

2.5.3 大鼠抗氧化功能指標分析

人體內(nèi)含有的抗氧化物質(zhì)來源于自身合成和食物供給，葡萄酒中含有多種抗氧化物質(zhì)，它們可通過激發(fā)機體內(nèi)關于抗氧化的諸多系統(tǒng)，使機體內(nèi)SOD、CAT、GPX3等抗氧化物質(zhì)含量提升，其對自由基清除及提升抗氧化防御系統(tǒng)有輔助作用[35-37]?？寡趸窼OD、CAT和GPX3的檢測結(jié)果見圖8，與對照組相比，干紅葡萄酒組大鼠與脫醇酒組的大鼠血清中SOD含量顯著升高（p＜0.05），分別升高27.43%、74.97%；大鼠血清中CAT含量分別亦顯著升高（p＜0.05），分別升高224.69%、566.14%；脫醇葡萄酒組大鼠血清中GPX3含量升高102.19%（p＜0.05），干紅葡萄酒組大鼠血清中GPX3含量升高21.45%（p＞0.05)。相較于干紅葡萄酒組，脫醇葡萄酒組CAT、GPX3均顯著升高 （p＜0.05），因此，飲用干紅葡萄酒及脫醇酒會對機體肝臟抗氧化系統(tǒng)活性有改善作用，飲用脫醇酒對機體肝臟抗氧化能力改善作用更強，這與Miloradovic[38]的研究結(jié)果脫醇酒對機體抗氧化系統(tǒng)活性有一定的改善作用一致。

3 結(jié)論

3.1 采用HS-SPME結(jié)合GC-MS技術對干紅葡萄酒原酒以及脫醇酒進行揮發(fā)性風味成分分析，共檢測出45種香氣化合物，其中干紅葡萄酒有44種香氣化合物，脫醇酒中含有42種香氣化合物，脫醇酒的香氣成分含量可達干紅葡萄酒香氣成分含量的64.98%，即脫醇酒保留了大部分干紅葡萄酒中的揮發(fā)性風味物質(zhì)。

3.2 采用常規(guī)理化方法檢測干紅葡萄酒和脫醇酒中總酚、總黃酮、總黃烷-3-醇、總花色苷含量進行檢測，相較于干紅葡萄酒原酒，脫醇酒總酚含量上升21.59%（p＜0.05），總黃酮含量上升25.21%（p＜0.05），總黃烷-3-醇含量上升20.00%（p＜0.05）、總花色苷含量上升35.64%（p＜0.05），脫醇酒DPPH清除力上升17.45%（p＜0.05），ABTS清除力上升9.19%（p＜0.05），羥自由基的清除力上升2.82%（p＞0.05），說明脫醇酒的總酚含量和抗氧化能力都會有所提升。

3.3 相較于對照組，干紅葡萄酒組大鼠和脫醇酒組大鼠血清中TC、TG含量均顯著降低（p＜0.05），干紅葡萄酒組HDL-C指標增加6.24%（p＜0.05），LDL-C降低4.14%（p＞0.05），脫醇酒組大鼠HDL-C指標升高14.52%（p＜0.05），LDL-C降低29.89%（p＜0.05），兩組大鼠血清中血糖水平均呈現(xiàn)下降趨勢，說明長期飲用葡萄酒及脫醇酒對機體血糖控制有益；干紅葡萄酒組與脫醇酒組的大鼠血清中SOD含量分別升高27.43%、74.97%（p＜0.05）；大鼠血清中CAT含量分別升高224.69%、566.14%（p＜0.05）；干紅葡萄酒組大鼠血清中GPX3含量升高21.45%（p＞0.05）、脫醇葡萄酒組大鼠血清GPX3含量升高102.19%（p＜0.05）。

3.4 綜上所述脫醇酒不但降低酒精對人體的傷害，并且香氣含量可達干紅葡萄酒香氣含量的64.98%，具有良好的風味，多酚物質(zhì)含量及體外抗氧化指標均有所提升，體內(nèi)生理生化指標均有所改善，但本試驗樣本量較少，且缺乏安全性方面指標，后續(xù)會加大樣本量并進行安全性指標的研究，為企業(yè)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)脫醇酒提供理論依據(jù)。