‘黑比诺’起泡葡萄酒基酒多酚物质的氧化控制研究

邱咏梅，刘爱国，刘晓慧，苏龙，夏广丽

（1.滨州医学院药学院（葡萄酒学院），山东烟台 264003；2.青岛科技大学海洋科学与生物工程学院，山东青岛 266042；3.酩悦轩尼诗夏桐（宁夏）酒庄有限公司，宁夏银川 750000）

起泡葡萄酒是指在20 ℃时CO2压力≥0.05 MPa的葡萄酒[1]。近几年在国内外市场上销售热度持续增长。相较于静止葡萄酒，起泡葡萄酒需要在基酒酿造完成的基础上，向其中加入酵母和糖，使基酒在密闭的容器中再次发酵，这个过程称为二次发酵[2-3]。二次发酵过程中会在瓶内或发酵罐内产生大量CO2，将这些CO2保留在酒中形成清爽的口感是起泡葡萄酒的魅力所在。香槟是起泡酒的一种，法律规定只有在法国北部香槟区采取传统方法进行酿造生产的起泡酒才能称之为香槟，且规定只能选用3个葡萄品种：‘莫尼耶比诺’（Pinot Meunier）、‘黑比诺’（Pinot Noir）、‘霞多丽’（Chardonnay）[4]。我国酿造起泡酒主要采用‘黑比诺’‘霞多丽’和‘龙眼’[5]。其中‘黑比诺’葡萄可以增强起泡酒的口感和香气复杂度，同时提升葡萄酒的陈年潜力，因此是酿造起泡酒的优良品种。目前我国起泡葡萄酒产量相对较低，酿造工艺、生产设备及品质提升方面的相关研究工作也较少，提高我国起泡葡萄酒的质量、缩小与国外同类产品的质量差距，有待于广大葡萄酒从业人员及科研工作者的共同努力。

外观透亮及口感清爽是优质起泡葡萄酒的基本要求[6]。基酒中含果胶、多糖、蛋白质及多酚等大分子物质，使酒体极不稳定[7-10]，尤其是多酚类物质，不仅易引发酶促和非酶褐变，而且其中单宁等物质的收敛性对起泡葡萄酒的口感也产生显著影响，所以酿酒工艺中对多酚物质的控制显得尤为重要[11-16]。

与其它红葡萄品种相比较，‘黑比诺’葡萄中的花青素和黄酮的含量偏低，但酚酸相对较高，总体抗氧化水平较低[17]，有利于酿酒过程中对其酚类物质的控制。对于酚类物质的研究大多针对于红葡萄酒，而对于白葡萄酒和起泡葡萄酒的研究较少[18-21]。本试验以宁夏产区的‘黑比诺’葡萄酿造的白起泡酒基酒为研究对象，采用氧化技术对葡萄汁进行处理，摸索适合的工艺处理条件，以期达到减少基酒多酚物质含量的目的，为基酒及优质起泡葡萄酒的生产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

‘黑比诺’葡萄于2018年采自宁夏产区，含糖量为177～191 g/L，并于当年进行酿制。

酿酒酵母DV10，法国莱盟特（Lallemand）公司；福林-酚试剂，美国Sigma公司；偏重亚硫酸钾，北京君悦诚品科贸有限公司；分析纯一水合没食子酸、碳酸钠，天津市光复精细化工研究所。

1.2 仪器与设备

Genesis 10S型紫外-可见分光光度仪，美国Thermo Scientific公司；NomaSense O2P6000溶解氧检测仪，诺玛科瓶塞（烟台）有限公司；CP214型电子分析天平，上海奥豪斯仪器有限公司；DF-II集热式恒温磁力搅拌器，金坛市恒丰仪器制造有限公司；18100摩尔超纯水机，重庆摩尔水处理设备有限公司；HH-S型恒温水浴锅，金坛市恒丰仪器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 基酒的酿制

采用与实际生产一致的酿造工艺进行基酒酿造。选取品质较好且成熟度一致的‘黑比诺’葡萄，经除梗破碎后，压榨收集自流汁；继续压榨分离二次压榨汁，自流汁与压榨汁分别贮存。压榨分离后对自流汁和压榨汁分别进行氧化处理（12 ℃，密闭容器贮存），静置澄清4 h后，取清汁接种0.2 g/L酿酒酵母于15～18 ℃条件下进行酒精发酵，直至残糖低于2 g/L时终止发酵，加SO260 mg/L，获得的基酒在低温条件下密封贮存备用。

1.3.2 氧化试验

分别对自流汁、1次压榨汁和2次压榨汁进行氧化处理：葡萄汁未添加SO2，利用葡萄汁内溶解氧氧化酚类物质，使其发生氧化褐变反应。通过监测溶解氧的含量，来跟踪氧化的过程，根据前期预试验结果，设定总氧化处理时间为10 h。取3个平行样品，不同氧化时长处理后，对经乙醇发酵制得的基酒，分别测定总酚、总花色苷和色度。

1.3.3 理化指标测定

总酚采用Folin-Ciocalten比色法[22]测定。将1 mL酒样用蒸馏水稀释至100 mL后，取1 mL样品溶液加入蒸馏水5 mL、1 mol/L的Folin-Ciocalten显色剂1 mL和75 g/L碳酸钠溶液3 mL进行显色，静置2 h后，在波长765 nm处测定样品吸光度，再根据标准曲线及公式（1）计算样品中总酚质量浓度：

式中：X为样品中总酚质量浓度（mg/L）；ρ为测定样中一水合没食子酸的质量浓度（μg/mL）；10为测定样定容体积（mL）；A为样品稀释倍数；V为酒样体积（mL）。

色度：参照Martinez-Rodriguez等[23]方法，分别测定酒样在波长420 nm和520 nm处的吸光度，色度值按公式（2）计算：

总花色苷的测定采用pH示差法[24]。

1.4 感官评价

由经过专业品评培训的7人组成感官评审团，在室温条件下的品酒室内，分别对不同氧化时长处理后酿造的葡萄基酒和感官特性进行评定、评分。评酒员被要求在每个样品品评后进行简短休息并喝水。感官评价项目包括颜色、香气与口感及整体评价4个方面，建立感官特性描述词。对于不同的评价项目，评酒员依照空白样品为参比样，按强度打分，用数字1～10描述各项感官特性从弱到强的程度。

整合评酒员的评分结果，计算平均值，采用QDA（Quantitative Descriptive Analysis定量描述性分析）法对品评结果进行分析[25-26]。

1.5 数据处理

利用Microsoft Office Excel 2013对样本（n＝3）所得数据进行基本处理，IBM SPSS Statistics 19.0分析软件进行统计分析。其中，采用多因素方差分析（Duncan法，P＜0.05）进行数据的差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 氧化过程溶解氧检测

葡萄酒的氧化对酒质的影响有很多报道，适度的氧化对酒的陈酿质量有益，但应避免过度氧化。从表1可看出，在贮存条件下（12 ℃，密闭容器贮存），跟踪检测结果可以看出，随着氧化时间的延长，3种葡萄汁样品的溶解氧含量也在缓慢增加，到10 h时溶解氧含量显著增加1～2倍，说明葡萄汁对于氧气的消耗能力明显下降，可被氧化的多酚底物含量明显减少。葡萄汁的超氧化工艺，会促进葡萄汁中主要酚类物质，尤其是咖啡酰酒石酸的酶促氧化，在发酵过程中这些多聚体通常会沉淀下来，使得葡萄酒对随后的氧化不敏感，减轻苦味[27]。但溶解氧的含量不能过度，溶解氧含量迅速增加，说明氧化接近过度，所以处理时间不宜超过10 h。

表1 葡萄汁溶解氧检测Table 1 Dissolved oxygen content in grape juice mg/L

2.2 氧化处理对基酒多酚物质的影响

葡萄酒中的酚类物质，对葡萄酒的感官特征具有举足轻重的作用，尤其对于颜色、涩度以及苦味方面具有直接影响。由图1可知，由未经氧化处理的自流汁、1次压榨汁和2次压榨汁酿制的基酒，其多酚物质含量呈递增趋势。这是由于2次压榨操作所获得的果汁与葡萄果皮的接触时间最长，从果皮中萃取出更多的多酚物质；而自流汁与果皮接触时间最短，1次压榨汁则介于2次压榨汁和自流汁之间。

图1 氧化时间对‘黑比诺’基酒多酚物质的影响Figure 1 Effect of oxidation time on polyphenols of base 'Pinot Noir' wine

随着氧化处理时间的增长，自流汁、1次压榨汁和2次压榨汁制得基酒的多酚物质均显著减少。氧化处理6 h内，自流汁、1次压榨汁和2次压榨汁制得基酒的多酚物质均显著降低。处理8 h与6 h相比，自流汁制得基酒的多酚物质的降低已无显著差异；处理10 h与8 h相比，自流汁和2次压榨汁制得基酒的多酚物质的降低都无显著差异，说明氧化处理6～8 h比较合理。

2.3 氧化时间对基酒总花色苷的影响

花色苷是葡萄酒的呈色物质，对于葡萄酒的感觉视觉具有直接影响。由图2可知，未经氧化处理的自流汁、1次压榨汁和2次压榨汁制得基酒的初始总花色苷同多酚物质类似，也呈递增趋势。这是由于花色苷隶属于多酚物质的一大类呈色物质，在果皮及葡萄籽中有较高含量，2次压榨操作所获得的果汁与果皮及籽均接触时间最长，能萃取出更多的花色苷物质；而自流汁与果皮接触时间最短，1次压榨汁则介于2次压榨汁和自流汁之间。

图2 氧化时间对基酒总花色苷的影响Figure 2 Effect of oxidation time on total anthocyanin in base wine

随着氧化处理时间的延长，自流汁、1次压榨汁和2次压榨汁制得基酒的总花色苷均显著增加。总花色苷的测定采用比色法，测得吸光值后换算得到，其值的增大可解释为氧化引起的花色苷类呈色物质褐变程度加重。故氧化处理时间不宜过长。

2.4 氧化时间对基酒色度的影响

由图3可知，未经氧化处理的自流汁、1次压榨汁和2次压榨汁制得基酒的初始色度同总花色苷和多酚物质含量也呈递增趋势。由于花色苷、类黄酮等呈色物质在果皮及籽中有较高含量，2次压榨操作所获得的果汁与葡萄果皮及葡萄籽均接触时间最长，萃取出的呈色物质更多。

图3 氧化处理对基酒色度的影响Figure 3 Effect of oxidation time on the chroma of base wine

随着氧化处理时间的增长，1次压榨汁和2次压榨汁制得基酒的色度值均显著增加，而自流汁则先增加后减少，但无显著差别。此结果可能的解释为自流汁所含呈色物质较少，氧化对其影响小，而压榨汁因含较多呈色物质，进一步证实了氧化能引起褐变程度的加重。

2.5 感官评价

葡萄酒的酚类物质主要影响葡萄酒的颜色与口感。可直接影响口感的苦涩度，通过口感互作影响酒体的甜度和酸度、总体回味与评价等。根据质量评价目标设定8种感官特性，包括颜色、果香、甜度、酸度、涩味、苦味、回味、整体评价。其中口感指标设计为5个，占总指标的62.5%，是评价的重点。对7名评酒员的打分求平均值后用QDA蜘蛛图分析（图4、图5、图6）。

图4 自流汁感官评价QDA分析Figure 4 Free-run juice sensory analysis by QDA

图5 1次压榨汁感官评价QDA分析Figure 5 First pressing juice sensory analysis by QDA

图6 2次压榨汁感官评价QDA分析Figure 6 Second pressing juice sensory analysis by QDA

自流汁整体颜色较浅，酸度较突出，苦涩味较弱，回味爽净，整体评价分值高，基酒样品感官质量好，是酿造起泡酒的优质原料。对于自流汁的处理，可起到优化基酒质量的作用。其中处理6～10 h的样品感官特性指标相较于其它处理更为优秀，8 h处理的酒样，甜度和整体评价评分都是最高，实际生产过程中自流汁氧化处理时间以6～10 h为宜。

1次压榨汁颜色较自流汁要深，果香较自流汁强度高，但由于酚类物质含量高，口感的苦涩味强度较强。经过氧化处理后的样品感官质量有不同程度的改善。从图5中看出，处理10 h的样品甜度最高，说明该样品的适口性好，但由于其颜色较深，对于酿造起泡酒不利，所以质量评价不及8 h处理。因此，总体感官质量以处理6 h和8 h的样品较好。这个结果与上述总酚分析的结果相一致，实际生产工艺可采用氧化处理6～8 h。

2次压榨汁颜色最深，未经氧化处理的样品颜色呈现出明显的红色，对于最终成品起泡酒的颜色产生不利影响。经不同时长氧化处理的样品视觉色度均有不同程度的下降，说明氧化处理是一种较好的改善样品颜色的方法。但视觉效果与花色苷检测结果不一致，可能是因为花色苷存在有色和无色两种形式，在氧化状态下，花色苷的平衡向有色一方转移，使得颜色变深[28]，葡萄酒颜色视觉与检测结果之间的联系有待于进一步研究。由于2次压榨汁接触葡萄皮渣的时间长，浸提的酚类物质多，酸度低，苦味强度高，口感回味差，整体评分不高，但经氧化处理后感官质量得到改善，所以葡萄汁的氧化处理十分必要。从QDA结果看，处理8 h的总体评价最高，实际生产中可采用氧化处理8 h。

3 讨论与结论

酚类物质的氧化是导致葡萄酒褐变的主要原因。有研究表明，传统法酿造的起泡酒在瓶中酒泥陈酿阶段由酚类物质导致的褐变，以420 nm处的吸光度值衡量，随时间的延长呈线性增加[29]；在西班牙Cava起泡葡萄酒研究中发现，利用测定总酚280 nm吸光度值来监控葡萄酒酒泥陈酿期间的质量演化[30]。国内对起泡酒酿造工艺中酵母和下胶剂等使用有研究[31-32]，但对起泡酒氧化工艺控制方面的研究较少，因此本研究针对质量有关键影响的基酒葡萄汁的氧化处理，有利于基酒酿造阶段对质量的精细化控制，对实际生产工艺有一定的指导意义。

分别对酿造起泡酒基酒的自流汁、1次压榨汁和2次压榨汁进行氧化处理，随着氧化处理时间的延长，自流汁、1次压榨汁和2次压榨汁制得基酒的多酚物质含量均显著减少。处理6 h后，由自流汁制得基酒的多酚物质含量不再显著降低；处理8 h后，2次压榨汁制得基酒的多酚物质含量不再显著降低，同时8～10 h后溶解氧含量显著增加，说明可被氧化的多酚物质含量显著降低；自流汁、1次压榨汁和2次压榨汁制得基酒的总花色苷含量均显著增加；1次压榨汁和2次压榨汁制得基酒的色度值均显著增加。结合QDA感官评价结果，实际生产中对葡萄汁进行氧化处理有利于改善基酒质量，氧化处理时间6～8 h比较合适，既保证了多酚物质的去除，又不至于较长时间氧化造成褐变程度加重对酒体色泽的影响。