甘露糖蛋白对‘赤霞珠’干红葡萄酒颜色的影响

张方方，邓娟娟，王茜，张衡，刘玲彦，杨华，许引虎*

（1. 湖北省酵母功能重点实验室，湖北宜昌 443033；2. 国家酵母技术研究推广中心，湖北宜昌 443003；3. 安琪酵母股份有限公司，湖北宜昌 443003）

甘露糖蛋白是葡萄酒中主要的多糖之一，来源于酿酒酵母细胞壁。甘露糖蛋白是高度糖基化的蛋白，占细胞壁干重的35%～40%[1]，位于细胞壁的外层。甘露糖蛋白分子量在5～800 kDa，含有10%～20%蛋白质和80% D-甘露糖[2]。

酵母甘露糖蛋白最初用于白葡萄酒的化学稳定，近年有越来越多的酿酒师将其应用于红葡萄酒的酿造过程。研究发现，甘露糖蛋白在整个葡萄酒酿造过程中起着非常重要的作用，不仅影响葡萄酒的稳定性，同时对红葡萄酒的质量也具有积极影响，主要有以下几个方面[2-7]：（1）抑制酒石酸盐结晶，稳定酒石酸；（2）防止蛋白浑浊；（3）促进苹果酸-乳酸发酵；（4）吸附赭曲霉素A；（5）促进葡萄酒香气的相互作用；（6）影响葡萄酒的颜色；（7）降低粗糙单宁的收敛性，提升葡萄酒的口感。

葡萄酒的颜色最初源于发酵过程对葡萄皮中花色苷的浸渍，但是在发酵、陈酿、贮存等过程中葡萄酒颜色和花色苷成分等均发生变化。红葡萄酒中的呈色物质主要是花色素苷，它是决定葡萄酒品质和感官质量的重要因素之一。因此，对于葡萄酒中花色素苷的研究有着非常重要的意义[8]。

在420 nm、520 nm、620 nm波长处分别测定吸光度，通过色度、色调表达葡萄酒颜色并不能全面的反应葡萄酒真实颜色特征。CIELAB是用来描述人眼可见的所有颜色的最完备的色彩模型，是由国际照明委员会提出，现已被世界各国正式采纳，并作为国际通用的测色标准，它适用于一切光源色或物体色的表示与计算。在葡萄酒颜色评价中，CIELAB颜色空间是公认的最佳葡萄酒颜色评价方法，能够全面反映葡萄酒颜色信息[9-11]。

本试验的目的是研究酒精发酵过程中甘露糖蛋白对葡萄酒发酵过程中颜色参数的影响以及酒精发酵结束后对葡萄酒中颜色相关指标的影响。

1 材料与方法

1.1 试验仪器

天平，小型发酵罐，移液器，冷冻离心机，岛津紫外可见分光光度计UV-2000。

1.2 试验材料

赤霞珠，188 g/L总糖，8.39 g/L总酸（以酒石酸计）；酵母CECA和甘露糖蛋白MP60均由安琪酵母股份公司研发；6%亚硫酸。

1.3 试验方法

将葡萄除梗破碎后分别装入小型发酵桶中进行发酵，每桶装3.5 kg葡萄，加入60 mg/L的6%亚硫酸，添加蔗糖将葡萄汁中的糖含量调节至230 g/L，添加250 mg/L葡萄酒活性干酵母CECA，300 mg/L甘露糖蛋白MP60，不添加甘露糖蛋白的样品为对照，按照红葡萄酒的发酵工艺，发酵温度控制在25 ℃，10 d后酒精发酵结束，每个试验重复两次。

发酵过程中，每天取2 mL酒样，在温度4 ℃、转速10 000 r/min下离心6 min，取上清酒液测定葡萄酒的CIELAB参数及色度和色调。采用CIELAB[10-11]法计算发酵过程中葡萄酒的a*值、b*值、亮度L*值、饱和度C*值以及色调角H*。选取2 mm的比色皿，用蒸馏水作为空白对照，分别测定葡萄酒在波长为420 nm、520 nm和620 nm下的吸光度A420、A520和A620，色度＝5×(A420＋A520＋A620)，色调＝A420/A520。

发酵结束后，取样测定CIELAB参数，辅色素化花色苷、单体花色苷、聚合花色苷和总花色苷[12]。取2 mL酒样，添加20 μL 20% 乙醛水溶液，混匀静置45 min，在1 mm比色皿中，波长为520 nm，测得的吸光值为总花色苷（Aace）；取2 mL酒样，添加160 μL 5%（w/v）SO2，在1 mm比色皿中，波长为520 nm，测得吸光值为聚合花色苷（ASO2）；取酒样在1 mm的比色皿中，波长为520 nm条件下的吸光值为Awine。单体花色苷：Awine-ASO2；辅色素化花色苷：Aace-Awine。

2 结果与分析

2.1 发酵过程中葡萄酒色度和色调的变化

从图1可以看出，发酵开始葡萄汁中的颜色比较浅，色度低，但是色调比较高。以后色度不断上升，发酵第3天色度达到最高值，随后色度下降，达到稳定状态。添加甘露糖蛋白MP60的酒精发酵过程中，色度始终高于对照，最高达到13.1，虽然随后有所下降，但随后的发酵中色度均比对照高。在此过程中，两处理的色调变化趋势一致，因此添加甘露糖蛋白MP60对葡萄酒的色调影响不大。

2.2 葡萄酒发酵过程中a＊和b＊值的变化

CIELAB参数中，其中a*与红绿相关，a*＞0与红色相关，a*＜0与绿色相关。图2显示发酵开始时a*值较小，随着发酵的进行，葡萄皮中的颜色不断浸渍出来，a*值增大，表示葡萄酒的颜色越来越红，到达峰值后葡萄酒的a*值稍有下降。这可能与葡萄醪中的酒度有关，随着酒度的增加，葡萄汁中的花色苷会受酒精的影响，可能变成无色的，因此导致a*值的下降。添加甘露糖蛋白的葡萄酒中a*值始终高于对照，因此甘露糖蛋白有助于红色色度的提高。

图1 酒精发酵过程中色度和色调的变化Figure 1 Dynamics of chromaticity and hue during wine fermentation

CIELAB参数中，b*与黄蓝相关，b*＞0与黄色相关，b*＜0与蓝色相关。从图2可以看出，b*值首先是上升的，随后下降，在发酵第5天时出现最小值，然后再上升，在第10天时达到最大值。在发酵后第3天之前添加甘露糖蛋白处理的b*值低于对照，随后均大于对照。在整个发酵过程中的b*＞0。

图2 葡萄酒酒精发酵阶段a*和b*的变化Figure 2 Dynamics of a* and b* during wine fermentation

2.3 葡萄酒发酵过程中L＊和C＊的变化

在CIELAB参数中，L*表示明暗程度，与葡萄酒的颜色深浅呈反比，图3显示在发酵第1天，L*值最大，颜色最浅，随后L*值不断的降低，在发酵第3天颜色最深，特别是添加MP60的赤霞珠葡萄酒的颜色，最低L*值达到52.37，然后L*值缓慢上升，最后达到一个相对稳定的平衡阶段。添加甘露糖蛋白MP60的葡萄酒中，发酵中后期的L*值均低于对照，说明添加MP60的葡萄酒的颜色比对照颜色深。

C*表示发酵过程中葡萄酒的饱和度，饱和度C*即葡萄酒的鲜艳程度，C*值越大，颜色越纯正。从图3中可以看出，发酵前期葡萄酒的饱和度上升较快，后期变化平缓，因此葡萄酒的颜色较好，且添加甘露糖蛋白的葡萄酒中饱和度C*值比对照高，因此颜色的饱和度高于对照。

2.4 酒精发酵结束后的颜色相关参数

图3 葡萄酒酒精发酵过程中L*值与C*值的变化Figure 3 Dynamics of L* and C* during wine fermentation

酒精发酵结束后，检测CIELAB、色度、色调以及花色苷等与颜色相关的参数。从表1中可以看出，添加甘露糖蛋白的葡萄酒色度比对照高1.20，L*值为59.97，显著低于对照，说明颜色更深；饱和度C*为50.67，比对照高2.75，因此颜色饱和度更好。因此添加甘露糖蛋白的葡萄酒中的CIELAB参数及色度明显好于对照。

H*表示色调角，红色为0°（360°）；黄色为90°；绿色为180°；蓝色为270°。ΔE*表示两种葡萄酒之间的色差，ΔE*＜1可以认为两个酒样之间没有色差，当ΔE*＞1可以认为两个酒样之间有色差，ΔE*值越大表示颜色的差异也越大。在本次试验中，ΔE*为5.02，明显大于1，因此两个葡萄酒之间存在着明显的色差，添加甘露糖蛋白有助于葡萄酒颜色的提升。

表2中的数据是酒精发酵结束后酒样中的酸、多酚以及不同种类花色苷的含量。葡萄酒中的酸、pH、单宁、总酚以及花色苷的含量影响葡萄酒的颜色。从表2中可以看出，两个酒样的总酸、pH、单宁和总酚的含量都没有差异，因此并非酸和单宁含量的不同造成的葡萄酒颜色的差异。分析不同的花色苷的含量可以看出，两个酒样的辅色素化花色苷存在显著差异，添加甘露糖蛋白的葡萄酒中的辅色素化花色苷为0.95，显著高于对照，甘露糖蛋白能与葡萄酒的花色苷化合物相互作用，从而起到稳定花色素的作用。

表1 发酵结束后甘露糖蛋白对葡萄酒颜色的影响Table 1 Effect of mannoproteins on wine colour after fermentation

表2 酒精发酵结束后葡萄酒理化指标Table 2 Wine chemical parameters after alcoholic fermentation

3 讨论与结论

葡萄酒的颜色是葡萄酒酿造中重要的指标，也是影响葡萄酒质量的重要参数，特别是在红葡萄酒酿造中，甘露糖蛋白不仅能稳定葡萄酒中的酒石酸，还能与葡萄酒中的花色苷等物质相互作用，有利于葡萄酒颜色的浸提[2-3,13]。因此，甘露糖蛋白与葡萄酒中的酚类物质相互作用，一方面改善葡萄酒的口感，另一方面对葡萄酒颜色的稳定性带来积极影响[14]。

在红葡萄酒的发酵过程中，葡萄酒的颜色是不断变化的。在发酵初期葡萄酒的颜色浅，随着发酵的进行，葡萄皮中不断有色素被浸渍进入葡萄汁，因此葡萄酒的颜色不断的加深，但在葡萄酒的发酵过程中各参数的趋势不同。葡萄酒的色度、a*值，饱和度C*是先上升，在第3天达到最大值后稍微缓慢下降，b*值先上升后下降达到最低值后再上升。色调和L*值先下降，达到最低值后再上升。

在添加甘露糖蛋白MP60的葡萄酒中，发酵过程中的色度比对照高，因此添加甘露糖蛋白有助于葡萄酒色度的提高，同时提高a*值和饱和度C*值。亮度L*值比对照低，L*值与葡萄酒的颜色呈反比，因此添加MP60有助于加深葡萄酒的颜色。酒精发酵结束后，添加甘露糖蛋白的葡萄酒色度、饱和度C*显著高于对照，L*值显著低于对照，颜色更深；两个葡萄酒之间的色差ΔE*为5.02，存在明显差异。因此，添加甘露糖蛋白能提高葡萄酒的颜色。

对于葡萄酒中酚类等物质的影响，添加甘露糖蛋白的酒样中总酸、pH、单宁、总酚、单体花色苷、聚合花色苷等指标均无显著影响，但辅色素化花色苷的含量显著高于对照酒样，因此表明甘露糖蛋白与花色苷之间的相互作用有助于花色苷的辅色素化，从而稳定葡萄酒的颜色。

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