葡萄酒弃二氧化硫的探析

胡名志

（黎平中黄葡萄园酒庄，贵州黎平557300）

葡萄酒弃二氧化硫的探析

胡名志

（黎平中黄葡萄园酒庄，贵州黎平557300）

一般认为SO2在葡萄酒中主要表现为抗菌和抗氧化特性，长期以来在葡萄酒的酿造过程中使用，但大量的试验研究表明，SO2在葡萄酒中的抗氧化性有待进一步研讨，同时SO2却对葡萄酒造成较多的负作用，如具有刺激性的“硫味”，影响了葡萄酒的风味品质，也对人体健康不利。而利用人工接种葡萄酒酵母菌发酵，提高葡萄酒酒精含量，不锈钢贮罐加橡木片微氧技术陈酿等技术相结合使葡萄酒弃SO2已成为可能。

葡萄酒； SO2； 酒精； 抗菌抗氧化性

葡萄酒是一种具有较高营养价值的传统酒精饮料，饮用适量的葡萄酒对人体健康十分有益，葡萄酒特别是红葡萄酒中丰富的酚类物质能有效清除体内自由基，舒张血管，抗菌消炎，抗心血管病，抗癌，延缓衰老等［1-3］。但葡萄酒中含有添加的二氧化硫，若过量则影响葡萄酒的风味，也对人体健康不利［4-7］，因此，应尽量减少SO2的应用。

世界卫生组织（WHO）一直要求降低食品中SO2的浓度；美国食品药物管理局（FDA）把SO2从食品添加剂“GRAS”（一般认为安全）一类中去除，并规定如果产品中游离SO2含量超过10 mg/L，必须在标签上注明SO2的含量［8］；国际葡萄与葡萄酒组织（OIV）和各国都规定了葡萄酒中SO2的最高限量［9］，对于葡萄酒中的SO2上限，欧盟规定红葡萄酒中SO2的最高含量为160 mg/L，白葡萄酒和桃红葡萄酒为210 mg/L，澳大利亚为250～300 mg/L，新西兰为250～400 mg/L，美国是350 mg/L，中国是250 mg/L，对于“甜型”葡萄酒或者果酒，中国放宽到400 mg/L，实际上，美国对葡萄酒中的SO2检测统计的结果平均含量在100 mg/L左右。

FAO和WHO联合食品添加剂专家委员会（JECFA）制定的SO2安全摄入限量是每天每千克体重0.7 mg。对于一个60 kg的成年人，相当于每天摄入量不能超过42 mg。假如按照100 mg/L的平均值来算，那么400 mL葡萄酒中就含有40 mg，接近“最高摄入量”了。但SO2对人体健康的危害与饮用量的多少和症状反映的严重程度有关系，有一些人对SO2比较“敏感”，类似于其他的食物过敏，这类人在美国的统计中占普通人中的1%左右，哮喘病人大概为5%。不同的人引发“敏感症状”所需要的量不尽相同，其症状一般为恶心、呕吐、腹痛、头晕、呼吸困难、哮喘等等，严重的会危及生命。

二氧化硫在葡萄酒中主要表现为抗菌和抗氧化特性，长期以来在葡萄酒的酿造过程中使用，故传统认为SO2在葡萄酒中的作用任何物质都不可取代，是不得不用的选择，所以直至今天，SO2在葡萄酒行业仍然普遍运用。葡萄酒中不得不用SO2真是如此吗？硫磺作为食品添加剂使用已有几千年的历史，最早的文字记载在罗马时代用作酒器的消毒，所以将SO2用于葡萄酒酿造至少有几百年的历史。葡萄酒中使用SO2是古代人类长期实践的结果，因当时生产技术及生产工具的局限，面对葡萄酒普遍性的变质、变酸、变色问题，人们只有借助于SO2来解决。当今，酿酒技术不断发展，新材料不断运用，葡萄酒弃二氧化硫已成为可能，其运用技术为：通过人工接种葡萄酒酵母菌发酵，提高葡萄酒酒精含量，不锈钢贮罐加橡木片微氧技术陈酿等技术的相结合来实现。

1　人工接种葡萄酒酵母菌发酵

发酵前葡萄醪（葡萄汁）及周围环境中含有种类繁多的微生物，在自然发酵的条件下，葡萄醪中适合生长条件的微生物得以生长繁殖，数量不断增长，由于初期的各种类微生物其各自数量差异及自身的生长繁殖特性不同，在这种情况下产酒精的酵母菌可能难以占优势，而产酸的细菌可能占优势，从而导致葡萄醪向产酸的方向发展；即使产酒精的酵母菌生长繁殖占优势，但自然发酵时间长（特别是在发酵初期），导致一些适宜微生物也大量生长繁殖而产生过多的其他代谢产物，使得葡萄酒口味变杂变酸，所以在未掌握人工接种技术时，生产中只有添加SO2对葡萄醪（葡萄汁）进行抗菌抑菌前期处理。1857年，法国微生物学家巴斯德（L.Pasteur）揭开了酒精发酵的机理，证明酵母菌的来源及酵母菌的作用［10］，随后不少微生物学家对酵母菌进行分离纯化培养，之后便出现了人工接种技术。

1.1人工接种技术使产酒酵母菌处于绝对优势

对葡萄醪（葡萄汁）进行人工接种葡萄酒酵母菌，因其初期数量占有绝对优势，其生长繁殖较快，极大地缩短了发酵时间，一般在48 h左右达到发酵高峰期，主导了葡萄醪的酒精发酵。

1.2人工接种葡萄酒酵母菌

酵母菌属于兼性厌氧菌，在有氧情况下生长繁殖，以有氧呼吸为主，兼营发酵产能，即主要能量代谢途径：葡萄糖+38ADP+38Pi→38ATP+6CO2↑+6H2O，在无氧条件下生长繁殖，只能发酵产能，即葡萄糖+2ADP+ 2Pi→2ATP+2乙醇+2CO2↑，酵母菌较快的大量生长繁殖，葡萄醪中溶解氧被快速消耗（几个小时），葡萄醪很快处于无氧状态。在无氧条件下，各种好氧杂菌生长受到抑制；多酚氧化酶是葡萄酒中的主要酶类，多来源于葡萄原料，它是以葡萄酒重要成分酚类物质为氧化底物，在无氧条件下，多酚氧化酶未能氧化酚类物质，这在发酵中保护了葡萄酒的酚类物质不被氧化。

2　提高葡萄酒酒精含量

酒精是酵母菌的代谢产物，对微生物及酶的活性有抑制作用。当酒精度大于15%vol时，绝大多数微生物受到抑制，基本上葡萄酒中的菌体及酶失去活性（如多酚氧化酶），即表现出酒精的抗菌性，从而保证了葡萄酒能长期保存。实践证明，酒精度大于15%vol的酒液在密封好、酒精不挥发的容器中能长期保存不变质。

2.1酒精含量低造成陈酿中酒变酸

理论上1.955 g糖能产1 g酒精，但在实际生产中这一比例约为2.1 g糖能产1 g酒精，因为酵母的有氧呼吸、其他微生物代谢、酒精的挥发及酯化等会产生损耗。大量的统计结果表明，葡萄的糖含量为12%～20%，而绝大多数都在15%～18%，生产出来的葡萄酒酒精度一般在9%vol～12%vol，这样的酒度在陈酿过程中酒精易被产酸菌（如醋酸菌、乳酸菌等）分解代谢而生成酸。因古时人们不明白这一机理，所以只能借助SO2来抗菌抑菌（在酒精发酵结束之后），从而起到酒不变酸的作用。

2.2提高葡萄酒酒精含量，使其达到抗菌抗酶作用

要使葡萄酒酒精度达到15%vol，葡萄醪（葡萄汁）的糖含量为25.5%，这几乎是所有葡萄未能达到的糖度，那如何提高葡萄酒酒精度？现阶段可以采用的方法有浓缩葡萄醪（葡萄汁）法或加高度葡萄蒸馏酒（酒精度越高越好，这样加的量少不影响葡萄酒色度等；为保证葡萄酒的纯度，不提倡加酒精及其他原料生产的高度蒸馏酒）等。再有现葡萄酒酵母菌耐酒精度一般为13%vol，也就是说葡萄醪中酒精度达13%vol时，酵母菌被酒精抑制，醪液停止发酵产酒，这就需要筛选耐酒精度高的葡萄酒酵母菌，适宜于酿造。

3　不锈钢贮罐加橡木片微氧技术陈酿

新酿制的葡萄酒刺激性大，酒体粗糙，口感不协调，必须经过陈酿老熟，才能使葡萄酒酒质芳香醇和，酒体丰满协调。陈酿过程是一种无酶作用的醇、酸、醛、酯、酚、糖、肽等成分及成分之间的氧化、分解、酯化、溶解、缩合、结合、聚合等作用达到新的动态平衡的过程，陈酿中红葡萄酒颜色的变化呈现由紫红色逐渐变为宝石红，最后变为瓦红色。陈酿中游离花色素苷、小分子单宁逐渐转化为结合态、聚合态花色素苷、大分子单宁等。在陈酿过程中，氧起着非常重要的作用，氧的消耗量决定了酒质优劣，供氧不足则酒达不到老熟；氧过量则出现过氧化现象，导致葡萄酒还原态酚类物质减少及酒色变化。

3.1对二氧化硫抗氧化性的重新认识

无论SO2在葡萄酒中是否具有抗氧化性，SO2在葡萄酒中被用作抗氧化剂仍有待研讨。

（1）假如SO2在葡萄酒中具有抗氧化性，陈酿是需要一定氧的氧化、聚合过程，SO2的加入使氧与SO2反应，阻碍了这一进程，不利于酒的老熟。

（2）大量的试验研究证明，SO2在葡萄酒中不具有抗氧化性。

SO2的抗氧化作用就是自身被氧化，从而保护葡萄酒还原态酚类物质等不被氧化，即表现出SO2的抗氧化性。但SO2与葡萄酒中的酚类物质对比，酚类物质比SO2还原态更易被氧化，故SO2在葡萄酒中不具有抗氧化性。

葡萄酒中的酚类物质的氧化还原电位低于SO2的氧化还原电位，则酚类物质更易氧化。

SO2的氧化还原反应为：

SO32-+H2O→SO42-+2H++2e-，E0=-0.08 V。

儿茶酚的氧化还原反应为：

儿茶酚→1，2苯醌+2H++2e-，E0=-0.792 V。

由此可见，酚类物质氧化还原电位低于亚硫酸根（SO32-）氧化还原电位，所以理论上酚类物质更易被氧化［11］。

Vivas等［12］通过对红葡萄酒自由基清除和抗氧化性研究证明：红葡萄酒生产中实际应用的SO2浓度（50 mg/L）没有有效的自由基清除特性，酒中的酚类物质却有很强的自由基清除活性。Vivas等［13］对SO2氧化条件的研究表明，SO2对分子氧及其不同的激活反应形式（O2、OH-、H2O2）并不十分有效，而酒中的一些酚类物质，特别是儿茶酚和低聚花色素苷比SO2吸收及消耗氧更快。Sato等［14］通过对原产地不同的葡萄酒的总酚、总SO2、游离SO2以及超氧自由基清除物质经回归分析后证明：游离SO2及总SO2含量和超氧自由基清除活性没有相关性，但总酚含量（特别是红葡萄酒）与葡萄酒超氧自由基清除活性明显相关。

3.2不锈钢贮罐加橡木片微氧技术运用

古代生产技术落后，人们的许多生产工具只能来源于自然材料，选用橡木桶贮存葡萄酒便是如此，从而形成了葡萄酒的独特橡木风味。橡木桶具有一定的透气性，初期有利于葡萄酒老熟，但长时间的贮存便出现过氧化现象（过度老熟）及酒精和香味成分的挥发损耗导致葡萄酒变质。

不锈钢贮罐加橡木片微氧技术陈酿就是在不锈钢贮罐中加入适量的橡木片（以保证葡萄酒的橡木风味），在陈酿过程中人工控制氧的消耗量，使葡萄酒达到最佳老熟。不锈钢贮罐加橡木片微氧技术陈酿能使葡萄酒生产技术得到极大提升［15］，实现陈酿过程需氧量的可控性，葡萄酒老熟之后便能控制酒液为无氧状态，从而保护了葡萄酒还原态酚类物质的减少，控制了酒液为无氧状态，这就不需要添加SO2作抗氧化剂了。1991年Patrick Ducournal在法国西部Madiran成功地将微氧技术应用到葡萄酒贮存管理中，取得满意效果。

4　结语

一般认为SO2除了对葡萄酒有抗菌和抗氧化作用外，还有一些辅助作用，如溶解、澄清、增酸等作用，这只是对加入的SO2寻找更多所谓合理解释，比如SO2的溶解作用，在发酵中生成的酒精就有很好的溶剂作用，能促进花色素苷色素的溶出，发酵中产生CO2对葡萄皮上带花色苷细胞也有促溶作用。但添加的SO2却对葡萄酒造成较多的负作用：具有刺激性的“硫味”影响了葡萄酒的风味品质；影响了苹果酸-乳酸发酵；在酒精发酵中SO2与乙醛生成相对稳定的乙醛亚硫酸，不利于酒精发酵；与花色素苷结合生成无色的不稳定亚硫酸色素化合物；与酒中其他香味成分结合生成结合态SO2影响了葡萄酒质量；增加了葡萄酒的氧消耗量等［18］而降低了葡萄酒品质。通过人工接种葡萄酒酵母菌发酵，提高葡萄酒酒精含量，不锈钢贮罐加橡木片微氧技术陈酿等技术的结合，使葡萄酒弃二氧化硫已成为可能。

［1］Giugliano D.Dietary antioxidants for cardiovascular prevention ［J］.Nutrition Metabolism and Cardiovascular Diseases，2000，10（1）：38-44.

［2］Motoaki S，Debasis B，Arpad T，et al.Grape seed proanthocyanidin reduces cardicnyocyte apoptosis by inhibiting ischemia/reperfusion-induced activation of JNK-1 and C-JUN［J］.Free Radical Biology&Medicine，2001，31（6）：729-737.

［3］Acquaviva R，RussoA，CampisiA，et al.Antioxidant activity and protective effect on DNAcleavage of resveratrol［J］.Jounal of Food Science，2002，67（1）：137-141.

［4］Dahl R，Henriksen J M，Harving H.Red wine asthma:a controlled challenge study［J］.Journal ofAllergy and Clinical Immunology，1986，78（6）：1126-1129.

［5］Huerta-Diaz-Reganon M D，Masoud-Musa T.Characteristics of sulfur dioxide and its use in winemaking［J］.Alimentaria，1998，284：85-91.

［6］Plahuta P，Lemut M，Plahuta D.Reduced application of additives in wine production［C］//Proceeding of the 16th Bitenc′s Food Days and 1st Symposium of Food and Nutrition Professionals.1994：69-78.

［7］尹卓容，王飚.葡萄酒生产中合理使用SO2［J］.中外葡萄与葡萄酒，2000（2）：54-57.

［8］杨明.二氧化硫对红葡萄酒质量的影响［J］.葡萄栽培与酿酒，1990（2）：53-56.

［9］李华.葡萄酒酿造与质量控制［M］.杨凌：天则出版社，1990.

［10］大连轻工业学院.酿造酒工艺学［M］.北京：中国轻工业出版社，1982.

［11］王华，李华，郭安鹊.二氧化硫在红葡萄酒中的抗氧化性研究［J］.中国食品添加剂，2003（5）：31-35.

［12］Vivas N，Saint Cricq de Gaulejac N，Glonries Y.Influence of SO2and ascorbic acid on the scavenger effect of tannins，measured on superoxide anion.Application to red wines［J］. Vitis Geilweilerhof，1997，36（2）：91-96.

［13］Vivas N，Vivas de Gaulejsc N，Nonier M F.Scavenging and antioxidant properties of different soluble compounds in hydroalcoholic media.Comparison with SO2efficiency［J］. Bulletin de l′OIV，2001，74（843）：331-347.

［14］Nato M，Ramarathnam N，Suzuki Y，et al.Varietal differences in the phenolic content and superoxide radical scavenging potential of wines from different sources［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1996，44（1）：37-41.

［15］李永山，张军翔，郝笑云.葡萄酒陈酿过程中溶解氧变化研究［J］.食品与机械，2011（6）：64-66.

［16］康文怀，李华，秦玲.葡萄酒中溶解氧与酚类物质的研究进展［J］.酿酒，2003（4）：44-46.

［17］Manzocco L，Mastrocola D，Nicoli M C.Chain-breaking and oxygen scavenging properties of wine as affected by some technological procedures［J］.Food Research International，1998，31（9）：673-678.

Exploration of Abandoning SO2in Grape Wine

HU Mingzhi
（Zhonghuang Chateau，Liping，Guizhou 557300，China）

The traditional view believes that SO2presents anti-bacterial&antioxidant activity in grape wine.That's why SO2is widely used in wine-making for a long time.However，the antioxidant activity of SO2was still unclear in previous research.Meanwhile，SO2had lots of negative effects on grape wine such as its irritant odor and its hazards to people's health.At present，artificial inoculation of wine yeast，increasing alcohol content in wine，and wine aging in stainless steel tank by oak chip micro-oxygen technology made it possible to abandon SO2in winemaking.（Trans.by YUE Yang）

grape wine；SO2；alcohol；anti-bacterial&antioxidant activity

TS262.6；TS261.4

A

1001-9286（2016）08-0076-03

10.13746/j.njkj.2016074

2016-03-04

优先数字出版时间：2016-04-25；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160425.1618.021.html。