孫文靜，吳明，張眾，何曦，朱袁正鴻，王征，張軍翔

1(寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川，750021)2(寧夏食品檢測研究院，國家市場監(jiān)管重點實驗室(枸杞和葡萄酒質(zhì)量安全)，寧夏 銀川，750021)3(寧夏大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，寧夏 銀川，750021)4(寧夏大學(xué) 食品與葡萄酒學(xué)院，寧夏 銀川，750021)5(葡萄與葡萄酒教育部工程研究中心，寧夏 銀川，750021)

發(fā)酵結(jié)束的葡萄酒需經(jīng)過陳釀才可達到最佳的飲用狀態(tài)[1]，陳釀過程中會經(jīng)歷氧化、聚合和共著色過程，陳釀后的葡萄酒在色澤、香氣和口感方面都會發(fā)生變化[2-3]。陳釀的2個階段通常是指容器中的微氧熟化和瓶儲階段還原[4]。在容器陳釀階段，微量的氧氣供給會導(dǎo)致葡萄酒發(fā)生生化反應(yīng)，促進葡萄酒中黃酮類化合物之間的聚合和縮合反應(yīng)，直接影響葡萄酒顏色的穩(wěn)定性和澀感特征，微量的氧氣會氧化硫醇，減少植物特征增加果味[5]，最終影響產(chǎn)品的理化和感官特性[6]。葡萄酒進入微氧化則可劃分為結(jié)構(gòu)化階段(蘋果酸乳酸發(fā)酵前后)、協(xié)調(diào)階段、飽和階段和過度氧化。協(xié)調(diào)階段即通常說的陳釀，也就是單寧形成階段結(jié)束后，其結(jié)構(gòu)感開始變?nèi)酰咸丫谱兊萌犴樃罪嬘肹4]。

橡木桶是傳統(tǒng)葡萄酒陳釀容器，除了在一定程度上釋放化學(xué)物質(zhì)用以改善葡萄酒理化和感官特性外，最重要的特點是可以提供微氧熟化環(huán)境。橡木桶壁的微孔結(jié)構(gòu)可與外界環(huán)境發(fā)生氣體交換，穩(wěn)定供氧使葡萄酒發(fā)生持續(xù)、緩慢的氧化反應(yīng)等[1,7-8]。但是橡木桶的生產(chǎn)成本高昂，目前市售的225 L法國(歐洲)橡木桶平均價格約為9 000元，按平均使用3次計算，噸酒橡木桶的成本增加約為13 333元；其次橡木桶的使用壽命有限，一般為5年，且每批次的陳釀都會增加腐敗酵母生長的可能性，比如眾所周知的酒香酵母[9]。

鑒于此，F(xiàn)lextank公司模仿橡木桶的微氧特點，開發(fā)了具有一定微氧功能的高分子材料，如使用聚對苯二甲酸乙二醇酯制成的容器：Flexcube和Flextank微氧罐，使用周期達20年并且能夠?qū)崿F(xiàn)精準持續(xù)控氧，對葡萄酒微氧陳釀效果良好，但是微氧罐維護成本高，氧氣傳感器和密封元件易老化，須定期檢查更換[10]。

格魯吉亞使用陶罐陳釀葡萄酒已有數(shù)千年歷史。研究顯示，經(jīng)雙耳陶罐陳釀的葡萄酒擁有含量較高的香草醛、烯醇類等物質(zhì)，與橡木桶類似，同樣具有透氧性[11]。作為燒制陶罐材料的黏土?xí)x予陳釀葡萄酒礦物和泥土的味道，增加風(fēng)味復(fù)雜性[12]。但陶罐在現(xiàn)代葡萄酒生產(chǎn)中未能普及，主要由于陶罐燒制工藝、陶罐的脆弱質(zhì)地、黏土配方等因素，限制了其在葡萄酒生產(chǎn)中的發(fā)展[13]。我國的白酒生產(chǎn)自古便廣泛使用陶制容器，如陶壇、陶缸等[14-15]，具有較高的制陶技術(shù)水平。我國陶制品容器在葡萄酒陳釀中亦有應(yīng)用潛力，但目前相關(guān)研究較少。本文以國產(chǎn)無釉陶罐為材料，與舊橡木桶和微氧罐對比，研究其微氧特性及陳釀對賀蘭山東麓‘赤霞珠’干紅葡萄酒品質(zhì)的影響，為無釉陶罐在本土葡萄酒陳釀的應(yīng)用中提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

酒樣材料：2020年份‘赤霞珠’釀酒葡萄原料，采自賀蘭山東麓西夏區(qū)寧夏君祥酒莊有限公司基地，采收日期10月3日。還原糖268 g/L，可滴定酸(以酒石酸計)5.1 g/L，pH 4.12，衛(wèi)生良好，采用傳統(tǒng)工藝釀造，經(jīng)蘋果酸-乳酸發(fā)酵后[16]，各項指標均符合國標要求，滿罐儲藏，環(huán)境溫度為(18±2) ℃，相對濕度為(60±10)%。

陳釀容器：300 L國產(chǎn)無釉陶罐，四川自貢；1 000 L Flexcube微氧罐，產(chǎn)自澳大利亞；225 L舊橡木桶，(使用3次，5年)，產(chǎn)自法國；3種陳釀容器未設(shè)置平行。

試劑(均為分析純試劑)：酚酞、無水葡萄糖、次甲基藍，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；NaOH，天津市大茂化學(xué)試劑廠；福林肖卡試劑，上海瑞永生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TU-1901型雙光束紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；ME104E型電子天平，德國Mettler Toledo公司；雷磁PHS-3C型pH計、雷磁JPSJ-605F型溶解氧測定儀、雷磁201型氧化還原電位復(fù)合電極，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；Enology Y15葡萄酒全自動分析儀，西班牙Biosystems公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 不同陳釀容器處理

對結(jié)束發(fā)酵后的酒樣進行為期2個月的穩(wěn)定、澄清，測定原酒入桶前溶解氧、氧化還原電位、基本理化指標及顏色指標，然后以泵送方式分別轉(zhuǎn)入無釉陶罐、微氧罐、舊橡木桶，進行微氧陳釀。陳釀環(huán)境溫度為(15±2) ℃，相對濕度為(65±10)%。為保證葡萄酒品質(zhì)，保持游離SO2含量在25 mg/L左右，定期取樣檢測。

1.3.2 溶解氧和氧化還原電位的測定

溶解氧測定儀和氧化還原電位復(fù)合電極分別浸入無釉陶罐、微氧罐、舊橡木桶，并在3種容器的上、中、下3個位置測定葡萄酒中溶解氧和氧化還原電位，每個位置測2次最后取6個數(shù)據(jù)的平均值。

測定周期：第1個月第1周每天測1次、第2周～第4周每3天測1次，第2個月每周測1次，第3個月～第9個月每2周測1次。

1.3.3 理化指標的測定

酒精度、可滴定酸(g/L，以酒石酸計)、揮發(fā)酸(g/L，以乙酸計)參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用實際方法》測定；單寧、總酚(g/L，以沒食子酸計)參照文獻[17]測定；pH通過雷磁PHS-3C型pH計測定；理化指標測定重復(fù)3次。

取樣時間：分別在陳釀前、陳釀1個月、陳釀3個月、陳釀6個月、陳釀9個月取樣。

1.3.4 葡萄酒顏色指標的測定

花色苷、色度、色調(diào)參照文獻[17]測定，其中色度值=(A420 nm+A520 nm+A620 nm)×10，色調(diào)值=A420 nm/A520 nm[2]，顏色指標測定重復(fù)3次。

取樣時間：分別在陳釀前、陳釀1個月、陳釀3個月、陳釀6個月、陳釀9個月取樣。

1.3.5 感官分析

邀請14位葡萄酒專業(yè)品嘗員(7名男性、7名女性，年齡為19～26歲，均具有2年以上品嘗經(jīng)驗，且對賀蘭山東麓葡萄酒較為熟悉)對陳釀3個月、6個月、9個月、12個月的葡萄酒如期進行盲品，對青椒味、果香味、果脯味、花香味、動物皮毛味、中藥味、蘑菇味、堅果味、烘烤味、香料味共10種香氣特征進行定量描述分析，打分范圍為0～4分[18]。每種氣味特征去掉2個最高分和2個最低分，以剩余10組數(shù)據(jù)進行分析。

1.3.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

基本數(shù)據(jù)處理通過Microsoft Office 2019完成；數(shù)據(jù)平均值和標準偏差、單因素方差分析(Duncan檢驗)的計算通過R軟件(ver,4.1.2)完成；折線圖、雷達圖通過Origin 2018b繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 三種容器陳釀對葡萄酒基本電化學(xué)參數(shù)的影響

2.1.1 溶解氧變化

溶解氧代表葡萄酒中溶解的氧氣含量[19]，一定程度上代表容器的微氧特性。圖1顯示了3種容器陳釀葡萄酒溶解氧的變化。原酒入罐時帶入大量氧氣，具有很高濃度的溶解氧，隨著陳釀進行，3種容器中葡萄酒溶解氧含量在第1周大幅下降，2周后漸趨平穩(wěn)，穩(wěn)定在0.3 mg/L以下，在30 d后溶氧量穩(wěn)定在0.1～0.2 mg/L。溶解氧含量在1.5 mg/L內(nèi)，葡萄酒可進行緩慢的微氧熟化，且酒體豐滿肥碩并能貯藏較長時間[19]。微氧化的重要指標之一是氧氣的進液速度等于或小于葡萄酒的氧氣吸收率[20]，由此可避免溶解氧的積累所導(dǎo)致的葡萄酒氧化。陳釀前期無釉陶罐與舊橡木桶溶解氧變化曲線更為接近，均低于微氧罐，說明前期無釉陶罐與舊橡木桶有相似的透氧量；而隨著陳釀進行，無釉陶罐與微氧罐溶解氧變化相似且均低于舊橡木桶。從溶解氧整體的變化趨勢來看無釉陶罐較為平穩(wěn)，說明無釉陶罐可創(chuàng)造更穩(wěn)定的微氧環(huán)境。

圖1 三種容器陳釀葡萄酒溶解氧的變化Fig.1 Changes of dissolved oxygen in wine aged in three containers

2.1.2 氧化還原電位的變化

氧化還原電位綜合反應(yīng)葡萄酒中各種物質(zhì)氧化能力大小，高電位說明葡萄酒中存在較強的氧化反應(yīng)，反之氧化性越弱[21-22]。圖2顯示了3種容器中葡萄酒陳釀過程中氧化還原電位的變化。陳釀的前20 d，3種容器中氧化還原電位迅速下降到最低值(18 mV)；陳釀1個月后，3種容器內(nèi)氧化還原電位均有不同程度的升高，在40～50 d達到峰值，其中舊橡木桶中的電位為51.5 mV，即陳釀容器中葡萄酒進行較強的氧化反應(yīng)；隨后氧化還原電位下降，其中，微氧罐一直保持較高的電位；舊橡木桶電位下降幅度最大，無釉陶罐電位一直保持較低水平；陳釀9個月，3種陳釀容器中氧化還原電位有所浮動，微氧罐幅度變化較大；從陳釀前期氧化還原電位最高到陳釀后期，舊橡木桶與無釉陶罐的電位變化相近，其中無釉陶罐降至-1.7 mV，無釉陶罐內(nèi)發(fā)生的氧化反應(yīng)緩慢。氧化反應(yīng)發(fā)生的越慢，再生聚合作用則越會增加葡萄酒中的氧化底物含量，此現(xiàn)象被認為是微氧化的積極作用[23]。在陳釀9個月的過程中，無釉陶罐氧化還原電位整體的變化趨勢更為平穩(wěn)，表明無釉陶罐具有更穩(wěn)定的微氧環(huán)境。

圖2 三種容器中葡萄酒的氧化還原電位隨陳釀時間變化Fig.2 Changes of redox potential of wine in three containers with aging time

2.2 三種容器陳釀對葡萄酒基本理化指標的影響

圖3為3種容器陳釀9個月中葡萄酒基本理化指標的變化。

a-酒精度；b-揮發(fā)酸；c-可滴定度；d-pH圖3 三種容器陳釀9個月葡萄酒基本理化指標的變化Fig.3 Changes of basic physical and chemical indexes of wine aged in three containers for 9 months

舊橡木桶酒精度在陳釀3個月后有升高的趨勢，第9個月升高至14.76%vol，而無釉陶罐、微氧罐較原酒則有所降低。乙醇與橡木桶的木質(zhì)素具有更大的親和力[24]，液體分子與羥基和羧酸基團結(jié)合，水分子通過橡木氣孔散失，所以會出現(xiàn)陳釀后酒精度增加的情況，而無釉陶罐和微氧罐為人工材料，只出現(xiàn)了酒精的少量揮發(fā)。3種容器陳釀的葡萄酒揮發(fā)酸都呈升高的趨勢，其中舊橡木桶陳釀的葡萄酒揮發(fā)酸升高較大，9個月后為0.65 g/L，與其他2種材料陳釀的葡萄酒有顯著差異(P<0.05)。3種容器陳釀過程中pH呈下降趨勢，但不同容器以及與原酒之間沒有顯著差異。無釉陶罐和微氧罐陳釀的葡萄酒可滴定酸與原酒相比無顯著差異，但舊橡木桶有升高的趨勢，并與原酒有顯著差異。綜上，3種容器陳釀對葡萄酒酒精度、可滴定酸、揮發(fā)酸、pH的影響相似，但無釉陶罐陳釀的葡萄酒理化指標變化表現(xiàn)得更加平穩(wěn)。

2.3 三種容器陳釀對葡萄酒單寧、總酚的影響

陳釀期間，黃烷醇通過縮合和縮聚反應(yīng)形成小分子單寧和多聚體，同時醇被氧化成醛，其中大量的乙醛會和單寧快速反應(yīng)，形成聚合物或沉淀析出，減少葡萄酒的苦澀感[25-26]。微氧會使葡萄酒中的酚類化合物，如兒茶素、表兒茶素、類黃酮、花青素等發(fā)生氧化和聚合反應(yīng)[27]。圖4為不同容器陳釀期間總酚、單寧含量的變化。

a-總酚；b-單寧圖4 三種容器陳釀9個月對葡萄酒總酚、單寧的影響Fig.4 Effects of nine months aging in three containers on total phenols and tannins in wine

隨著陳釀進行總酚、總單寧含量整體呈現(xiàn)下降趨勢，該結(jié)果與CHIRA等[26]研究一致。無釉陶罐陳釀的葡萄酒總酚在陳釀前3個月下降趨勢較緩，3～6個月下降較快，6個月后保持相對平穩(wěn)，9個月時與微氧罐保持統(tǒng)一水平。橡木桶與微氧罐陳釀的葡萄酒變化趨勢基本相同，但橡木桶陳釀的葡萄酒在9個月后總酚降低幅度最低，并與其他2種容器有顯著差異。3種容器陳釀葡萄酒的單寧趨勢基本相同，1個月內(nèi)下降幅度較大，在9個月后保持相對穩(wěn)定，其中無釉陶罐陳釀的葡萄酒單寧保持更加平穩(wěn)的下降速度?？傮w上，3種容器陳釀的葡萄酒總酚、單寧表現(xiàn)出基本相同的變化趨勢和結(jié)果。

2.4 三種容器陳釀對葡萄酒顏色的影響

新鮮葡萄酒的顏色由單體花色苷影響，而陳釀葡萄酒中的花色苷在低pH下會與酚類輔色素發(fā)生輔色反應(yīng)進而影響紅葡萄酒色彩特性和顏色結(jié)構(gòu)[3]。圖5為 3種容器陳釀9個月葡萄酒顏色指標的變化。

a-花色苷；b-色度；c-色調(diào)圖5 三種容器陳釀9個月葡萄酒花色苷、色度、色調(diào)的變化Fig.5 Changes of anthocyanins, chromaticity and hue of wine aged in three containers for 9 months

如圖5-a所示，葡萄酒中花色苷含量總體呈下降趨勢，舊橡木桶和無釉陶罐陳釀的葡萄酒在9個月下降幅度較小，而微氧罐下降幅度較大，從初始的656.33 mg/L下降至556.33 mg/L。3種容器陳釀的葡萄酒色調(diào)在9個月期間整體呈增加趨勢(圖5-c)。一般情況下，葡萄酒在成熟過程中花色苷含量降低而色調(diào)會逐漸增加[28]，研究表明花色苷含量下降越快，色調(diào)升高越快則葡萄酒穩(wěn)定性越差，反之陳釀穩(wěn)定性越好[29]，其中無釉陶罐陳釀的葡萄酒色調(diào)增加幅度最低，表明無釉陶罐具有穩(wěn)定的陳釀特性。如圖5-b所示，色度變化呈‘V’型，陳釀初期不斷下降，舊橡木桶中色度下降最快，第3個月測定時到達最低點，而后逐漸升高，無釉陶罐和舊橡木桶陳釀的葡萄酒色度升高較快，前期葡萄酒色度顯著降低，主要是游離花色苷減少的原因，后期色度的升高主要受到輔助呈色作用的影響[30]，在微氧的參與下，游離花色苷形成花色苷陽離子、乙醇被氧化為乙醛，并通過乙醛橋連接促進花色苷-單寧復(fù)合物、吡喃花青素等色素的形成[27]，使葡萄酒色度呈現(xiàn)后期增加的趨勢[31]。本研究也表明了輔助呈色作用是一個循序漸進的過程，在進入陳釀容器3個月后對葡萄酒色度產(chǎn)生了影響，并且有陳釀時間越長葡萄酒色度越大的趨勢。從顏色參數(shù)的變化來看，無釉陶罐表現(xiàn)出相對較好的陳釀穩(wěn)定性。

2.5 三種容器陳釀對葡萄酒香氣感官特征的影響

3種容器陳釀的葡萄酒分別于3、6、9個月品評，感官品嘗結(jié)果見圖6。

a-3個月；b-6個月；c-9個月圖6 三種容器中不同陳釀時間感官品評香氣強度打分雷達圖Fig.6 Radar chart of aroma intensity scoring of three kinds of container for different aging times

從香氣輪廓上看，隨著陳釀進行，葡萄酒的總香氣濃度增加。青椒味隨著陳釀時間逐漸減弱，可說明3種容器均具有微氧陳釀效果[5]；花香和果香均有不同程度的降低，而果脯味、調(diào)料味和動物皮毛味有所增加。陳釀3個月時(圖6-a)，無釉陶罐中花香、果香濃郁，青椒味表現(xiàn)突出；舊橡木桶陳釀的葡萄酒也保持較高的青椒味，同時烘烤味也強于其他2種容器；微氧罐陳釀的葡萄酒果香味為主，但各類香氣強度表現(xiàn)較弱。陳釀6個月時(圖6-b)3種容器中青椒味、果香和花香味減弱，果脯味、調(diào)料味略增加；無釉陶罐中的香氣濃度逐漸高于舊橡木桶，而舊橡木桶中獨特的烘烤味與其他2種容器相比則表現(xiàn)出了較高的辨識性；微氧罐中堅果味、動物皮毛味、蘑菇味和調(diào)料味增強，但香氣濃度仍舊表現(xiàn)最弱。隨著陳釀進行，9個月時(圖6-c)無釉陶罐中葡萄酒表現(xiàn)出的感官特征優(yōu)于舊橡木桶和微氧罐，堅果味、果脯味和調(diào)料味最濃并且果香表現(xiàn)最好；舊橡木桶中烘烤味有所增強、堅果味較突出，但花香、果香降低較快；微氧罐中的各類香氣與無釉陶罐具有相似的感官輪廓，但香氣濃度均弱于無釉陶罐。綜上，3種容器陳釀的葡萄酒具有相近的香氣演化規(guī)律，但無釉陶罐陳釀的葡萄酒表現(xiàn)出較高的果香味。

3 結(jié)論

陳釀9個月以來，3種容器陳釀過程中的葡萄酒均保持一定的溶解氧濃度，其中無釉陶罐更加穩(wěn)定；從氧化還原電位的變化看，3種容器陳釀的葡萄酒均呈緩慢降低并保持平穩(wěn)，無釉陶罐陳釀的葡萄酒最低，且具有相對最平穩(wěn)的電化學(xué)變化趨勢，能夠創(chuàng)造更穩(wěn)定的微氧環(huán)境。3種容器陳釀葡萄酒的總酸、pH變化無顯著差異，無釉陶罐中酒精度最低而舊橡木桶在陳釀后期有所升高，無釉陶罐陳釀的葡萄酒，揮發(fā)酸顯著低于舊橡木桶；3種容器陳釀的葡萄酒總酚、總單寧含量隨著陳釀進行，其含量整體呈現(xiàn)下降趨勢；花色苷含量逐漸降低、色調(diào)逐漸升高，但色度呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢似“V”型變化，在陳釀3個月時達到最低，后期呈逐漸升高趨勢，無釉陶罐表現(xiàn)出更加穩(wěn)定的顏色特征；3種容器陳釀的葡萄酒具有相近的香氣演化規(guī)律，但無釉陶罐陳釀的葡萄酒表現(xiàn)出較高的果香味。

陶罐目前廣泛應(yīng)用于中國白酒的陳釀過程中，本研究明確了陶罐在紅葡萄酒陳釀中的微氧特性以及對基本理化指標和感官香氣的影響與橡木桶、微氧罐具有相似性，且表現(xiàn)更加穩(wěn)定并具有較濃郁的果香。綜上，陶罐可以應(yīng)用于本土的葡萄酒陳釀生產(chǎn)。