橡木桶陈酿对‘赤霞珠’干红葡萄酒品质的影响

王燕荣，王春燕，郑海武，李正英

(内蒙古农业大学职业技术学院，内蒙古包头 014109)

用橡木桶陈酿可使葡萄酒的品质得到改善，一是由于木桶壁具有通透性，促进葡萄酒的控制性氧化，使花色苷总量下降，促使花色苷与单宁之间形成复合物，使葡萄酒的颜色更为稳定[1-5]。二是橡木中的橡木内酯、丁子香酚和香草醛等溶解在葡萄酒中，减弱葡萄酒中的生青味，使葡萄酒香气和橡木香气完美结合[6-7]。三是单宁聚合度提高使涩感下降，橡木桶多糖的溶解使葡萄酒变得更加圆润、丰满、醇厚[8-9]。

橡木桶陈酿是葡萄酒酿造工艺中一个重要环节，且其过程较为复杂，陈酿效果受众多因素的影响，如橡木材质、烘烤程度、木桶规格和陈酿时间等。Schumacher等[10]发现，不同产地的橡木桶中橡木内酯、挥发性酚以及香草醛的含量不同，因此可根据陈酿目的选择不同的橡木桶。Jorsao等[11]研究表明，随着橡木桶烘烤程度增加，总酚含量增加，鞣花酸的浓度升高，但鞣花单宁的含量降低。Hernandez等[12]研究表明，葡萄酒与橡木桶接触时间不同，酒中挥发性香气物质含量差异显著，其中丁香酚的含量会随接触时间延长而显著增加。不同品质的葡萄酒适合的橡木桶也不相同。因此，本研究以‘赤霞珠’葡萄酿造而成的干红葡萄酒为研究对象，采用两个产地不同烘烤程度的橡木桶，分别陈酿2个月和6个月，调查‘赤霞珠’干红葡萄酒的总酸、还原糖、香气物质、感官指标等的变化，为葡萄酒酿造中选择合适的橡木桶，提高葡萄酒品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

苹果酸-乳酸发酵结束的‘赤霞珠’（产自2019年包头市土右旗九峰山南麓）干红葡萄酒；法国中度烘烤橡木桶225 L、法国中度偏重烘烤橡木桶225 L、美国中度烘烤橡木桶225 L均购于银川诺盟商贸有限公司；单宁酸、福林酚、福林丹尼斯购于Sigma公司。

1.2 仪器与设备

QP2020气质联用仪：日本岛津；Synergyh1酶标仪：美国博腾；SA2202S-CW电子天平：德国赛多利斯；TU1901双光束紫外可见分光光度计：北京普析仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 橡木桶陈酿

苹-乳酸发酵结束的‘赤霞珠’葡萄酒基本理化指标：酒度12.6% Vol，还原糖2.5 g·L-1，总酸5.79 g·L-1，总酚、单宁和总花色苷分别为1842、1656、326 mg·L-1。酒样分别灌入225 L的3种新橡木桶中，储存于相对湿度50%～70%、温度为12～15 ℃的酒窖，每月添桶一次。以同批次苹果酸-乳酸发酵结束后不锈钢罐储存的葡萄酒为对照。分别在陈酿2个月和6个月后取样检测理化指标、香气物质和感官评价。试验分组见表1。

表1 陈酿容器及处理时间Table 1 Aging container and time

1.3.2 理化指标检测方法

还原糖（以葡萄糖计）：菲林试剂测定法[13]；总酸（以酒石酸计）：NaOH滴定法[13]；单宁：采用福林-丹尼斯（Folir-denis）法[14]；总花色苷的测定：分光光度法[14]。

1.3.3 葡萄酒香气成分的检测方法

酒样的香气成分检测参考文献[15-16]，采用液-液萃取，结合气质联用（GC/MS）技术。将葡萄酒混匀，在50 mL的离心管中加入20 mL酒样和20 mL二氯甲烷，振荡混匀，于4000 r·min-1条件下，离心10 min，之后取下层有机相，用0.45 μm过滤器过滤至浓缩瓶中，40 ℃旋转蒸发浓缩至近干，氮吹，取1 mL二氯甲烷复溶，上机待测。色谱条件：以高纯氦气为载气，流速1.0 mL·min-1。温度从35 ℃以2 ℃·min-1的速度升到150 ℃，再以20 ℃·min-1的速度升到250 ℃保持15 min；不分流进样，进样口温度250 ℃。离子源为EI源，离子源电压70 ev，质量扫描范围30～550 m·z-1。对采集到的质谱图与NIST05 MS Search 2.0质谱库中标准图谱对照，结合保留时间和特征离子进行定性分析。利用面积归一法计算已定性香气物质的相对含量。

1.3.4 葡萄酒感官评价方法

感官评价邀请9位葡萄酒品评员，按照表2[17]感官评价标准对葡萄酒进行品评，总分为100分，取其平均值，并对香气、滋味、外观、典型性给出综合评价。

表2 葡萄酒感官评分标准Table 2 Sensory evaluation standards of wine

1.3.5 数据处理

运用SPSS 23.0对不同橡木桶陈酿的‘赤霞珠’干红葡萄酒各理化指标进行显著性差异分析，对香气物质进行主成分分析，应用Origin 2018作图。

2 结果与分析

2.1 橡木桶陈酿对干红葡萄酒理化指标的影响

2.1.1 橡木桶对干红葡萄酒还原糖和总酸的影响

由图1可知，各处理的还原糖含量无显著差异，总酸含量差异显著。以不锈钢罐陈酿2个月的总酸含量最高，为5.49 g·L-1，以美国中度和法国中偏重度烘烤的橡木桶处理的酸度较低。

图1 不同橡木桶陈酿对葡萄酒还原糖和总酸的影响Figure 1 Effects of different oak barrels aging on reducing sugar and total acid contents of wine

2.1.2 橡木桶对干红葡萄酒单宁和花色苷的影响

由图2可知，橡木桶陈酿葡萄酒单宁含量显著高于不锈钢罐，最高的为法国中度烘烤陈酿6个月橡木桶组，为307.29 mg·L-1，较陈酿2个月的有显著增加。中偏重度烘烤组葡萄酒单宁含量低于中度烘烤处理组，以美国中度烘烤处理组最低为264.49 mg·L-1。不锈钢罐陈酿2个月和6个月总花色苷含量几乎没有变化，均显著高于其他处理组，同一处理组陈酿2个月酒样中的花色苷含量显著高于陈酿6个月。在美国橡木桶陈酿6个月的葡萄酒花色苷含量显著低于法国橡木桶陈酿处理，可能由于法国橡木桶较美国橡木桶纹理紧密，透氧率较低，微氧化作用缓慢的原因[13]。

图2 不同橡木桶陈酿对葡萄酒单宁和总花色苷的影响Figure 2 Effects of different oak barrels aging on tannins and total anthocyanin contents of wine

2.2 橡木桶陈酿干红葡萄酒香气成分分析

由表3可知，橡木桶处理酒样中共检测到香气物质57种，其中高级醇17种，酯类17种，酸类4种，醛、酚、醚类5种，烯烷等其他类14种。

表3 不同橡木桶陈酿酒样香气物质种类和含量Table 3 Composition and content of aroma compounds from different oak barrels aging of wine

续表3

异戊醇是各酒样中高级醇的主要成分，以不锈钢罐酒样中的相对含量最高，为49.3%；以美国橡木桶陈酿6个月最低，为33.325%。因此，葡萄酒在橡木桶贮存过程中高级醇含量有不同程度的降低。其次是苯乙醇，相对含量也较高，具有玫瑰、紫丁香的香气[18]。在橡木桶处理的样品中检测到的糠醇赋予了葡萄酒焦糖香气[19]。

酯类物质是葡萄酒的主体香气成分，多数酯类物质都具有令人愉快的香气。各酒样中检测到的酯类物质以乙酯类为主，有辛酸乙酯、3-羟基丁酸乙酯、癸酸乙酯、丁二酸二乙酯、异戊酸乙酯、月桂酸乙酯、己酸乙酯，这类酯主要呈现水果香和花香。例如，在各处理样中相对含量较高的异戊酸乙酯具有香蕉味和甜果的香气。此外，威士忌内酯又称橡木内酯，具有椰子和新鲜木材的气味，不锈钢罐酒样中相对含量较低，美国中度烘烤橡木桶酒样相对含量高达0.14%，高于其它处理。

2.3 香气成分的主成分分析

为进一步分析不同橡木桶及陈酿时间对葡萄酒香气的影响，本研究采用主成分分析法（PCA）对各酒样香气特点进行了分析，结果如图3。

由图3可知，PC1和PC2的贡献率分别为77.1%和9.6%，两个主成分的总贡献率为86.7%。不锈钢罐处理位于PC1的负方向上，而橡木桶处理组均位于PC1正方向上，说明不锈钢罐与橡木桶处理组的香气物质有明显差异。不锈钢罐酒样的关键香气成分为辛酸乙酯、苯乙醇、正丁醇、2-十六烷醇、3-甲基-1-丁醇乙酸酯、己酸乙酯。法国中度烘烤陈酿2个月与6个月在图中相距较远，说明延长陈酿时间明显改变了葡萄酒的香气成分，陈酿6个月酒样的关键香气成分为 (2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇、水杨醇、月桂酸乙酯、N-(2-苯乙基)乙酰胺、十四烷、2,3-二氢苯并呋喃。法国中偏重度烘烤和中度烘烤在图中的距离较近，说明这两个处理关键香气成分类似，有丁二酸二乙酯、棕榈酸乙酯、苯二甲酸、异戊酸乙酯、3-甲基-1-戊醇等。威士忌内酯是美国橡木和法国中偏重度烘烤橡木酒样的共同特征香气。糠醇是美国橡木陈酿6个月酒样的特征香气成分。

图3 前两个主成分上的香气载荷和酒样分布Figure 3 Aroma compounds loadings and wine distribution in the fitst two PCs

2.4 感官品质的影响

不同处理组的葡萄酒感官评价结果如表4所示，橡木桶陈酿相对不锈钢陈酿感官评分均有不同程度的提高。因为橡木桶赋予了葡萄酒更为复杂的香气，美国中度烘烤橡木桶赋予了葡萄酒香草的气味，法国中度烘烤橡木桶赋予了葡萄酒焦糖和奶油的香气，法国中度偏重烘烤橡木桶带给了葡萄酒黄油和烟熏的气味；随着橡木桶陈酿时间延长，酒体变得协调醇厚。感官评分中法国中度烘烤橡木桶陈酿6个月处理组最高为90.1分，果香焦糖香气协调，酒体醇厚；其次是美国中度烘烤橡木桶陈酿6个月处理组感官评分为89.3分，表现为果香、香草香气浓郁，酒体协调。

表4 不同橡木桶陈酿葡萄酒的感官评价结果Table 4 Sensory evaluation results of wine aged by different oak barrels

由图4可知，与对照组相比，所有处理葡萄酒的色泽均为紫红色，澄清透明，差别不明显。对照组、两种烘烤程度的法国橡木桶陈酿2个月的酒样有较好的果香味，中偏重度木桶陈酿的酒样果香评分最低，橡木桶的烘烤气味掩盖了果香。经过橡木桶陈酿酒香得分提高，评分最高的为法国中度烘烤陈酿6个月的酒样。同样该组处理的滋味评分最高为36.9分，其次是中偏重度陈酿2个月为34.6分，橡木桶陈酿的微氧化、单宁的聚合、物质的溶解和酯类物质的形成，使得酒体醇厚、结构感增强，口感细腻。橡木桶陈酿也增加了葡萄酒典型性得分，法国中度烘烤陈酿6个月处理得分最高为9.8分，其次是美国中度烘烤陈酿6个月为9.4分，最低为不锈钢罐陈酿2个月为6.9分。

图4 不同橡木桶陈酿对葡萄酒感官品质的影响Figure 4 Effects of different oak barrels aging on sensory quality of wine

3 讨论与结论

橡木桶陈酿对葡萄酒品质的影响是多因素综合作用的过程，应该根据葡萄原料及葡萄酒的特点，选择合适的橡木桶及陈酿时间。本文在不同烘烤程度的橡木桶中陈酿‘赤霞珠’干红葡萄酒后，总酸含量均低于不锈钢罐陈酿，还原糖在各处理组中变化不显著。在橡木桶陈酿过程中，花色苷与单宁聚合，花色苷含量降低，此外花色苷的氧化分解也使其含量降低[20]。本研究中不锈钢罐陈酿的总花色苷含量均超过238 mg·L-1，显著高于橡木桶陈酿组。在橡木桶陈酿过程中，随时间延长，葡萄酒中花色苷含量逐渐降低；相同陈酿时间美国橡木桶的酒样花色苷含量较法国橡木桶的低。由于橡木桶浸出单宁，各处理组单宁含量显著高于不锈钢罐组，以法国中度烘烤橡木桶陈酿2个月最高为307.29 mg·L-1。橡木桶的水解单宁易氧化[21-23]，因此在酒中首先被氧化，而美国橡木桶透氧率较大，可能是造成6个月陈酿处理组酒样中含量较低的原因。同时在微氧的作用下单宁与花色苷、单宁与单宁会发生聚合，从而使葡萄酒涩味下降、色素稳定。而烘烤程度的加强，会使单宁从橡木桶浸出的时间延长，这与本研究中偏重度处理组单宁含量低于中度烘烤处理组的结论一致。

葡萄酒中高级醇的降低与橡木桶的微氧化作用有关，法国橡木桶纹理紧密空隙度低，而美国橡木桶孔隙度较高，微氧化作用较强。因此，在美国橡木桶中陈酿6个月的酒样异戊醇有较大程度的降低。异丁醇也有类似变化，异戊醇和异丁醇是酒中两种主要的杂醇油，由此，经过橡木桶陈酿可以降低酒中杂醇油的含量。在橡木桶处理的样品中检测到的糠醇赋予了葡萄酒焦糖香气。法国橡木桶储存6个月酒样中威士忌内酯含量较高，威士忌内酯是橡木桶的溶出成分，不同来源的橡木桶，威士忌内酯含量也不相同，法国橡木桶所用原料为法国卢浮橡，威士忌内酯含量较低。而美国橡木桶原料是美国白栎，威士忌内酯含量相对较高[24-26]。由主成分分析可知，橡木桶处理酒样与不锈钢罐陈酿酒样香气成分有较大差异，且不同橡木桶处理酒样的香气也不相同。

感官评分中法国橡木中度烘烤陈酿6个月处理组最高为90.1分，果香焦糖香气协调，酒体醇厚；其次是美国橡木陈酿6个月处理组，感官评分为89.3分，果香、香草香气浓郁，酒体协调。橡木桶陈酿增加了酒香、滋味与典型性，综合可知，‘赤霞珠’干红葡萄酒经过不同的橡木桶陈酿处理，得到酒的品质各不相同，比较得出‘赤霞珠’干红葡萄酒在法国中度烘烤橡木桶陈酿6个月品质较好。