彭 昕 楊興元 艾賽提·阿合旦 楊 凡 李澤涵 李函倫

葡萄酒是營養(yǎng)價值很高的酒精飲料[1]，特別是紅葡萄酒，含有豐富的酚類物質，有很強的抗氧化性，能有效清除體內的活性氧自由基，有預防心血管疾病、抗菌、抗病毒、抗癌等功效[2-4]。

葡萄酒適度接觸氧氣有利于其酒質的提升，但過量的氧又會導致其風味物質減少，顏色不穩(wěn)定，口感變差[5-6]。Maurizio等[7]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過連續(xù)2個月的微氧處理(2 mL/L)后，可保持葡萄酒的總酚和總花色苷的含量，而對于顏色穩(wěn)定性尚缺乏研究。中國的釀酒工程師會兼顧游離SO2含量來進行葡萄酒陳釀管理，但關于游離SO2對葡萄酒顏色穩(wěn)定性的研究仍十分缺乏。

由于SO2具有強還原性，因此氧化脫色的能力也隨之而來[8]。同時氧的存在會促進游離花色素苷與其他酚類物質結合，形成性質更穩(wěn)定、呈色強度更高的物質[9]。研究擬考察不同濃度的游離SO2、溶解氧(DO)含量對葡萄酒色度、色調、總花色苷含量的影響，以期為企業(yè)改進赤霞珠干紅葡萄酒的陳釀工藝提供基礎試驗數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

2019年份赤霞珠干紅葡萄酒(A)、2015年份赤霞珠干紅葡萄酒(B)：陳釀于100 t不銹鋼大罐(高10 m，直徑3.6 m)，新疆維吾爾自治區(qū)鄯善縣新葡王酒莊；

2020年份赤霞珠干紅葡萄酒(C)：陳釀于0.25 t不銹鋼發(fā)酵罐(直徑0.6 m 高0.9 m)，新疆維吾爾自治區(qū)鄯善縣新葡王酒莊；

氫氧化鈉、無水碳酸鈉、磷酸、過氧化氫溶液：分析純，天津市致遠化學試劑有限公司；

硫代硫酸鈉、淀粉：分析純，天津市鑫鉑特化工有限公司。

1.2 儀器與設備

紫外分光光度計：TU-1900型，北京普析通用儀器責任有限公司；

電子天平：JJ200型，常熟市雙杰測試儀器廠；

多功能葡萄酒分析儀：Foss WineScan型，福斯華(北京)科貿有限公司；

充氧儀：SDSCY10微型，濟南金君電子科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 游離SO2溶液處理 將樣品C混勻后，分裝于5 L儲酒罐，分別按游離SO2質量濃度為15，20，25，30，35，40，45 mg/L的量加入偏重亞硫酸鉀，所得樣品依次編號為C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7。以未作處理的樣品為對照(CK)。各樣品置于20 ℃控溫箱中貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 溶解氧處理 將樣品C混勻后，分裝于5 L儲酒罐，分別按1，2，3，4 mg/(L·30 d)的充氧量微氧處理90 d，所得樣品依次編號為DC1、DC2、DC3、DC4以未進行充氧處理的樣品為對照(DCK)。

1.3.3 總花色苷的測定 采用pH示差法[10]。取待測樣品0.2 mL分別用pH 4.5 (0.2 mol/L NaCO3緩沖液)和pH 1.0 (0.2 mol/L KCl緩沖液)稀釋，靜置100 min，在510 nm和700 nm處測定兩種樣品的吸光度。根據(jù)式(1)計算樣品總花色苷含量。

ρ=(ΔApH 1.0-ΔApH 4.5)×449.2×10×100/26 900，

(1)

式中：

ρ——樣品總花色苷的質量濃度，mg/L；

ΔApH 1.0——樣品處于pH 1.0緩沖溶液時分別在510 nm和700 nm處的吸光值之差；

ΔApH 4.5——樣品處于pH 4.5緩沖溶液時分別在510 nm和700 nm處的吸光值之差；

449.2——矢車菊素-3-O-葡萄糖苷的摩爾質量，g/mol；

10——稀釋倍數(shù)；

26 900——矢車菊素-3-O-葡萄糖苷的摩爾消光系數(shù)，L/(mol·cm)。

100 t罐中不同液位總花色苷含量的變化檢測：以導管和500 mL注射器，通過抽空氣法在不同液位采取3個點位的樣品，每4個月進行1次檢測分析其總花色苷含量。

1.3.4 色度及色調的計算 樣品靜止24 h后，經(jīng)0.45 μm 孔徑的濾紙過濾，以水做空白對比(測定前經(jīng)0.45 μm孔徑的濾紙過濾)，用pH 3的磷酸氫二鈉—檸檬酸緩沖液稀釋10倍，裝入比色杯中使用分光光度計分別在420 nm和520 nm處比色。

色度：將稀釋樣品倒入1 cm比色皿中，在420，520，620 nm下分別測定其吸光值，三者之和即為該樣品的色度。色調：420 nm與520 nm吸光值之比。

1.3.5 總多酚含量的測定

(1) 沒食子酸對照品溶液的制備：精密稱取沒食子酸0.01 g于100 mL容量瓶中，用蒸餾水定容，即為0.1 mg/mL 的沒食子酸對照品溶液備用。

(2) 沒食子酸標準曲線的繪制：精密吸取1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mL 沒食子酸對照品溶液，用蒸餾水定容至10 mL。從各溶液中吸取1 mL于10 mL量瓶內，加5 mL 蒸餾水，搖勻，加入福林酚試劑0.5 mL，充分搖勻，加10%碳酸鈉溶液1.5 mL，混勻，加水定容，混勻后于30 ℃下避光反應2 h，于765 nm處測得吸光度。其標準曲線如圖1所示。

圖1 沒食子酸標準曲線Figure 1 The standard curve of gallic acid

(3) 葡萄酒溶液總酚的測定：每個深度酒樣各取1 mL，用蒸餾水補充至10 mL。從各溶液中吸取1 mL于10 mL量瓶內，加5 mL蒸餾水，搖勻，加入福林酚試劑0.5 mL，充分搖勻，加10%碳酸鈉溶液1.5 mL，混勻，加水定容，混勻后于30 ℃下避光反應2 h，于765 nm處測得吸光度并代入回歸方程計算含量。

1.3.6 顏色分析 在試驗過程中，記錄各階段葡萄酒顏色的變化。

1.3.7 葡萄酒基礎理化分析 SO2含量根據(jù)《葡萄酒、果酒通用分析方法》(GB/T 15038—2006)規(guī)定的方法檢測，酒精度、總酸、pH、揮發(fā)酸利用葡萄酒全自動分析檢測儀進行基礎理化的檢測。

1.4 統(tǒng)計分析與數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0分析軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析；使用Origin 2019b進行作圖。

2 結果與分析

2.1 大罐中總花色苷含量的變化

由圖2可知，在3次總花色苷含量測量中，隨著罐體深度的增加，葡萄酒中花色苷的含量逐漸增加，樣品A尤為明顯(P<0.01)，樣品B變化則較為平緩。隨著貯藏時間的延長，樣品A和樣品B的總花色苷含量均有所下降，并且樣品A整體總花色苷含量下降的速率高于樣品B，分析原因是葡萄酒中花色苷主要以游離、結合以及聚合的狀態(tài)存在，其中游離態(tài)花色苷主要存在于新鮮葡萄酒中，貯藏的前幾年便與其他物質結合而消失，結合態(tài)及聚合態(tài)花色苷受酒齡影響較小[11]。通過在大罐陳釀期間檢測到葡萄酒中總花色苷隨著陳釀時間變化的規(guī)律，并且，Beattie等[12]和Scalzo等[13]發(fā)現(xiàn)在葡萄酒貯存過程游離SO2含量較低時通過氧化作用使酒體產生 H2O2，H2O2與親核物質破壞花色苷的 C2位，使花色苷開環(huán)形成查爾酮進而降解。不同濃度的游離SO2以及不同濃度的溶解氧均會對總花色苷含量造成影響，因此，還需進一步研究總花色苷含量的變化與游離SO2以及溶解氧之間的關系。

A1、A2、A3、B1、B2、B3分別為兩款葡萄酒在3次測量中花色苷的含量圖2 大罐中總花色苷含量的變化Figure 2 Changes of total anthocyanin content

in large tanks

2.2 不同濃度游離SO2處理對葡萄酒品質的影響

2.2.1 葡萄酒顏色 由表1可知，CK、C1、C2、C3和C4都保持著相同明亮的酒紅色，說明0～30 mg/L的游離SO2對葡萄酒顏色影響不大。但隨著游離SO2濃度的升高，葡萄酒褪色較明顯，由酒紅色迅速褪色至淡紅色。

2.2.2 葡萄酒色度和色調 由表2可知，通過添加不同質量濃度游離SO2使葡萄酒的色度發(fā)生不同變化，當游離SO2質量濃度較低(15 mg/L)時，色度變化幅度較小，隨著SO2質量濃度的增加，色度值變化逐漸增大，參照CK的色度值變化，C2、C3、C4、C5、C6、C7在30 d內色度值變化明顯(P<0.05)，隨著陳釀時間的增加，各處理組的色度逐漸減小，C1在30～90 d色度值變化與CK差異不顯著(P>0.05)，說明低濃度游離SO2在30 d后被消耗殆盡。C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7陳釀90 d后色度值分別降低0.576，1.347，1.562，1.739，1.847，2.047，2.739。

表1 不同濃度游離SO2處理對葡萄酒顏色的影響Table 1 Effects of different concentration of free SO2 treatment on color change of wine

色調值越低代表酒體越紅，數(shù)值越高則酒體逐漸顯橙色。由表3可知，通過添加不同質量濃度游離SO2使葡萄酒的色調發(fā)生不同變化，變化趨勢與色度相反，陳釀90 d后，C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7色調值分別上升0.067，0.111，0.115，0.129，0.221，0.295，0.492，說明添加質量濃度為15～30 mg/L的游離SO2對葡萄酒的色調值影響不大，但對色度影響較為明顯，當游離SO2質量濃度>30 mg/L時會使葡萄的酒顏色逐漸顯橙色。

在不同濃度游離SO2對葡萄酒顏色變化的影響研究中，發(fā)現(xiàn)當游離SO2在低濃度時，葡萄酒顏色穩(wěn)定處于明亮的酒紅色，色度變化和吸光度變化幅度較小，當游離SO2濃度升高時，花色苷與亞硫酸氫根離子發(fā)生縮合反應后使葡萄酒顏色衰退。這與張珍珍等[14]和鄧玉杰[15]的研究一致，SO2在質量濃度0～60 mg/L時都保持著相同明亮的酒紅色，顏色影響不大，SO2的添加量若減少，殺滅其他雜菌的能力就不足以具備，但隨著SO2濃度的升高，褪色較明顯，由酒紅色緩慢褪色至淡紅色。但在實際生產過程中，長時間陳釀的葡萄酒總SO2含量都較高，這也是造成陳釀葡萄酒顏色退變較快的原因之一。

2.2.3 葡萄酒總花色苷含量 由圖3可知，在90 d陳釀過程中葡萄酒總花色苷含量呈下降趨勢(P<0.05)，SO2處理組總花色苷含量變化高于CK，游離SO2質量濃度<25 mg/L，色度變化幅度較小，此時花色苷處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。當游離SO2質量濃度>25 mg/L時，樣品中的總花色苷變化量逐漸變大。分析原因是SO2在水溶液中形成亞硫酸氫根，對花色苷C2或C4位親核攻擊生成了無色的花色苷亞硫酸鹽復合物進而使葡萄酒中總花色苷含量下降，隨陳釀時間的延長，總花色苷含量呈下降趨勢，并且高濃度游離SO2處理組總花色苷含量變化顯著高于低濃度游離SO2處理組的，說明游離SO2對葡萄酒中顏色的影響作用一直存在[16]。綜合表1～表3得出，25 mg/L 的游離SO2適合葡萄酒的陳釀。

2.3 大罐陳釀時葡萄酒總酚的變化

Castellari等[17]指出，通過增強縮合和聚合反應，氧溶解也可以影響酚類化合物作為抗氧化劑的能力。縮合產物如單寧—花青素(T-A)和單寧—花青素—單寧(T-A-T)對葡萄酒抗氧化活性的貢獻較小，聚合物化合物的抗氧化活性隨其分子量的增加而降低。由圖4可知，樣品A的總酚含量比樣品B的高，可能與陳釀時間有關。在罐中，總酚含量隨深度的增加而增加，分析原因是隨著深度的增加，溶解氧含量降低，同時，游離SO2的含量增加，抗氧化性增強，因此總酚被消耗的量減少。深度較淺的部分，溶解氧含量較大，低劑量的游離SO2抗氧化性薄弱，酚類物質參與氧化還原反應，導致被消耗。

表2 不同濃度游離SO2處理對葡萄酒色度的影響?Table 2 Effects of different concentrations of free SO2 treatment on chromaticity of wine

表3 不同濃度游離SO2處理對葡萄酒色調值的影響?Table 3 Effects of different concentrations of free SO2 treatment on wine tones

圖3 不同濃度游離SO2處理下總花色苷含量的變化Figure 3 Changes of total anthocyamin content treatment under different concentrations of free SO2

2.4 不同濃度溶解氧對葡萄酒品質的影響

2.4.1 葡萄酒總酚含量 如圖5所示，陳釀90 d后DC1、DC2、DC3、DC4的總酚含量均低于DCK，其中DC4的總酚含量下降幅度最大，與Audrey等[16]的試驗結果一致，在高濃度的溶解氧影響下，酚類物質被氧化而使之含量下降。

2.4.2 葡萄酒總花色苷含量 由圖6可知，在整個陳釀過程中葡萄酒花色苷呈明顯下降趨勢。經(jīng)充氧處理后其總花色苷含量均較DCK有所下降，DC1的總花色苷含量下降幅度與DCK差異不大，DC2、DC3、DC4的總花色苷含量均下降明顯，其中DC4的總花色苷含量在前30 d下降較快，之后的60 d下降幅度較小。

圖4 大罐中總酚含量的變化Figure 4 Variation of total phenol content in large tank

圖5 不同濃度溶解氧下葡萄酒總酚含量的變化Figure 5 Changes of total phenol content in wine under different concentrations of dissolved oxygen

圖6 不同濃度溶解氧下葡萄酒總花色苷含量的變化Figure 6 Changes of total anthocyanin content in wine under different concentrations of dissolved oxygen

2.4.3 葡萄酒顏色 由表4可知，DCK、DC1、DC2都保持著相同明亮的酒紅色，說明0～2 mg/(L·30 d)的充氧量對葡萄酒顏色影響不大，但隨著溶解氧的增多，褪色較明顯，由酒紅色迅速褪色至淡紅色。

2.4.4 葡萄酒色度、色調 由表5可知，陳釀期間各樣品的色度值總體呈下降趨勢，陳釀90 d后DCK、DC1、DC2、DC3、DC4色度值分別下降0.888，1.486，2.035，2.738，3.559，其中DC4的色度下降最快。分析原因是葡萄酒陳釀過程中酚類物質會相互結合，形成呈色更強且更穩(wěn)定的化合物，其中適宜的氧會促進該結合反應的進行，而過量的氧會使酚類物質發(fā)生氧化，導致葡萄酒在陳釀過程中花色素苷含量下降[18]。

由表6可知，從色調的變化上看，陳釀90 d后DCK、DC1、DC2、DC3、DC4色調值分別上升0.056，0.082，0.111，0.175，0.289。與對照相比，DC1、DC2、DC3、DC4的色度降低，但色調升高。

表4 不同濃度溶解氧下葡萄酒顏色的變化Table 4 Effects of different concentrations of dissolved oxygen on color change of wine

表5 不同濃度溶解氧下葡萄酒色度的變化?Table 5 Changes of wine chromaticity under different concentrations of dissolved oxygen

表6 不同濃度溶解氧下葡萄酒色調的變化?Table 6 Changes of wine hue under different concentrations of dissolved oxygen

葡萄酒陳釀30 d內，花色素苷會發(fā)生降解反應，由游離態(tài)向結合態(tài)轉變，氧氣的加入促進了降解反應，導致花色素苷含量急速下降，使結合態(tài)的花色素苷性質趨于穩(wěn)定[19]。加入適宜濃度的溶解氧會加速葡萄酒顏色的穩(wěn)定，如DC3，在補充3 mg/(L·30 d)后，色度值與DCK第90天色度值相近，而過量的溶解氧會導致葡萄酒失去應有的感官品質[20]。這與康文懷[21]在實驗室條件研究微氧處理后其聚合指數(shù)可達到40%左右的結果相似。另外一個原因是乙醇通過氧化作用形成乙醛，乙醛能增強花色素苷與單寧的聚合作用，進而影響總花色苷的含量[22-23]。葡萄酒色調的變化主要是葡萄酒中酚類物質變化所引起，需深入研究葡萄酒中酚類物質變化機理才能更好地理解葡萄酒色調的變化。

3 結論

通過對葡萄酒陳釀期間游離SO2含量的變化規(guī)律以及不同濃度游離SO2對葡萄酒顏色的影響進行分析，得出25 mg/L的游離SO2適合葡萄酒的釀造。在不同濃度溶解氧對總酚含量、花色苷含量、色度、色調值變化的影響中，發(fā)現(xiàn)在陳釀90 d后充氧量為4 mg/(L·30 d)的處理組的總花色苷含量下降最快、總酚含量下降幅度最大、色度值下降3.559，色調上升0.289。研究未對于其他葡萄品種葡萄酒陳釀進行不同濃度游離SO2及溶解氧添加量的研究，最適宜干紅葡萄酒陳釀管理的工藝也有待進一步探索。