赤霞珠干红葡萄酒酚类物质及其与苦涩感的关联性分析

王燕,李德美*,孙智文,王宗义,赵炳岩,王莹莹

1(北京农学院 食品科学与工程学院,北京,102206)2(农产品有害微生物及农残安全检测与控制北京市重点实验室,北京,102206)

葡萄酒中酚类物质的种类和含量与葡萄品种[1]、酿造工艺[2]、陈酿条件[3-4]等多种因素有关。苦味和收敛性源于酚类物质是产生[5],其与酚类物质的种类、含量、分子结构[6]、聚合度[7]等有很大关系[8-9]。聚合单宁,也被称为原花青素,是葡萄酒中含量最多的酚类[10]。小分子缩合单宁既苦又涩,大分子缩合单宁对味觉影响较小[11]。葡萄酒的苦涩味主要是由儿茶素、表儿茶素和原花青素形成的低聚体单宁产生,尤其是缩合单宁。黄烷-3-醇单体同时具有苦味和收敛性,是葡萄酒中主要的“苦味因子”[12-13]。葡萄酒在橡木桶中熟化过程中,桶浸出的水解单宁会增加涩味,浸出的肉桂醛和苯甲醛的衍生物会增加苦味[14]。GAWEL等[15]把干红葡萄酒的涩感表述为平滑、颗粒、生青和复杂4种。

葡萄酒中的酚类物质是影响红葡萄酒感官特征的重要因素。定量描述分析可有效地应用于葡萄酒感官特征研究[16]。不同葡萄酒中酚类物质的种类和含量存在差异,因此只用总酚含量评价涩感强度并不全面。马婧等[17]研究发现,用蛋白质沉淀法测定葡萄酒中单宁含量与感官评价结果的涩感强度相关性最好;李辉等[18]通过超高效液相色谱-电喷雾多级质谱(ultra high performance liquid chromatography-electrospray ionization mul-ti-stage mass spectrometry, UHPLC-ESI-MS)分析了赤霞珠干红葡萄酒中儿茶素、表儿茶素、表棓儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、原花青素B1、原花青素B2的含量,通过相关性分析建立酚类物质与干涩和绒涩的相关性。

本课题以中国3个葡萄酒产区赤霞珠干红为样本,通过高效液相色谱检测酚类物质含量,结合研究酒样的感官评价结果,分析不同产区葡萄酒中酚类物质特性及其与感官特征的关系,对葡萄酒风格的塑造和酿酒工艺的改善具有重要指导意义。

1 材料与方法

1.1 葡萄酒样品

酒样选用中国宁夏、新疆、河北3个葡萄酒产区不同酒庄2016年出产的15款采用相同工艺酿造的赤霞珠干红葡萄酒,酒样信息见表1。

表1 酒样信息Table 1 Information of wine samples

续表1

1.2 试剂

福林酚试剂盒、DMACA试剂盒,西班牙Bio Systems S.A.公司;原花青素标准品(纯度≥95%),北京博奥拓达科技有限公司;儿茶素(catechin,C)、表儿茶素(epicatechin,EC)、表儿茶素没食子酸酯(epicatechin gallate,EcG)、表棓儿茶素(epigallocatechin,EgC)、棓儿茶素(gallocatechin,GC)、原花青素B1(procyanidin B1,PC B1)、原花青素B2(procyanidin B2,PC B2)(纯度均≥98%),上海源叶生物科技有限公司;乙酸、乙腈,均为国产色谱纯;硫酸铁铵、盐酸、正丁醇、乙酸乙酯,均为国产分析纯。

1.3 仪器与设备

FOSS WineScanTM葡萄酒分析仪,丹麦福斯(中国)有限公司;LC-20AD高效液相色谱仪(配有SPD-M20A紫外检测器)、UV—1780分光光度计,岛津(中国)有限公司;Y350半自动葡萄酒分析仪,西班牙Bio Systems S.A.公司;platisil ODS色谱柱(250 mm×4.6 mm×5 μm),北京迪马科技有限公司。

1.4 实验方法

1.4.1 酒样基本理化指标的测定

酒精度、还原糖、总酸、挥发酸参考GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》测定,甘油和酒石酸的测定参考OIV国际葡萄酒分析方法[19]。

1.4.2 总酚含量的测定

采用福林肖卡比色法[20]。用移液枪精确吸取没食子酸标准品/酒样12 μL于比色皿中,加入福林酚试剂盒A液800 μL,室温(16～25 ℃)反应2 min,然后加入B液800 μL混匀,室温反应8 min,分别在750 nm处测定试剂空白、标准品和酒样的吸光度值A。酒样中总酚含量按公式(1)计算：

(1)

式中:2 000为标准品的质量浓度,mg/L。

1.4.3 总原花青素含量的测定

采用铁盐催化比色法[21]。用刻度移液管精确吸取0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL原花青素标准品溶液分别于25 mL比色管中,用95%乙醇定容3 mL。这些溶液的原花青素浓度分别为0.017、0.033、0.050、0.067、0.083 mg/mL。然后分别加入0.2 mL 2%硫酸铁铵溶液和6 mL盐酸正丁醇溶液,盖塞,摇匀。95 ℃恒温水浴40 min,取出,浸入冷水中快速冷却,溶液显红色(或黄色)。取出比色管,在546 nm处测定其吸光度,绘制标准曲线。吸取样品1～2 mL于25 mL容量瓶中,定容至刻度,再取稀释后的样品3 mL进行测定其吸光度,测定步骤同原花青素标准品溶液的测定,用所测得样品吸光度数据,在标准曲线上查出相应的原花青素浓度,再乘以稀释倍数即为酒样中总原花青素的实际含量。

1.4.4 黄烷醇含量的测定

采用DMACA比色法[8,22]。精确吸取标准品/酒样24 μL于比色皿中,加入DMACA试剂盒中A液800 μL,混匀,室温反应2 min,在620 nm处测吸光度值A1。然后在反应体系中加入B液800 μL(B1液和B2液现用现混),混匀,室温反应5 min。在乙醇和酸性介质的存在下,样品中的黄烷醇类物质与发色基团对二甲基氨基肉桂醛反应,形成有色复合物,在波长620 nm处测定试剂空白、标准品和酒样的吸光度值A2。标准品、样品吸光度值的增量,按公式(2)计算：

A=(A2-0.49×A1)标品/样品-(A2-0.49×A1)试剂空白

(2)

以儿茶素质量浓度(x)为横坐标,吸光度值(y)为纵坐标,绘制儿茶素标准曲线,按照标准曲线回归方程计算样品中黄烷醇含量(以儿茶素计)。

1.4.5 黄烷-3-醇单体和原花青素二聚体含量的测定[23]

取10 mL酒样,用30 mL乙酸乙酯,萃取3次,收集有机相,旋转蒸发仪(25 ℃)浓缩至干,用10 mL色谱级甲醇溶解,-18 ℃避光保存,待液相色谱分析。样品测定前经0.22 μm微孔滤膜过滤。

液相色谱分析条件：采用platisil ODS色谱柱(250 mm×4.6 mm×5 μm),流动相A为V(水)∶V(乙酸)=98∶2,流动相B为乙腈,梯度洗脱：0～10 min,10%B;10～15 min,10%～20%B;15～26 min,20%～40%B;26～30 min,40%～100%B;30～35 min,100%～10%B;35～40 min,10%B。流速1 mL/min,柱温30 ℃,进样量10 μL,紫外检测波长280 nm。

1.4.6 苦、涩强度和涩感质量的感官评价[24]

感官评价小组由12名专业专家评价员组成,男性7名,女性5名,年龄范围33～57岁,均为葡萄酒行业从业人员,具有丰富的感官品鉴背景和专业知识储备,熟悉葡萄酒中基本味觉特征的定性描述以及对其强度做出定量评价。依据GB/T 10220—2012 《感官分析方法学总论》,选择光线好、清洁无异味的场地,采用ISO国际标准品酒杯,并在酒杯下部注明编号,调节酒的温度,对酒样进行分组和随机编号,进行盲品的形式感官评价。

采用0～7分制,对酒样苦感强度、涩感强度、涩感质量、口感协调性进行打分。苦感指通过味觉器官感受到的苦感强度,以硫酸奎宁为参照。涩感指使口腔、舌头、喉咙感受到干紧发涩的收敛感强度,以单宁为参照。单宁质感指对单宁的质量优劣进行评价,优质单宁细腻、丝滑、柔和,入口后,单宁作用由弱到强,逐渐显现;劣质单宁粗糙,入口后,单宁作用马上呈现,并且毫无重点的分布于口腔凡酒液能到达的各处。口感协调性指包含甜、酸、单宁、酒体饱满度、味道浓郁度、味道特征、余味长度等的葡萄酒整体口感的综合质量评价。

酒样N-Y-YR作为标准酒样,感官评价小组各自对参照样进行品评,依据如上评分依据对标准酒样感官特征进行打分,感官评价小组组长汇总打分数据,与小组全体人员共同讨论,确定标准酒样的最终打分结果,品尝员以此为参照标准对后续酒样打分。

1.5 数据处理

通过SPSS 22.0对酒样酚类物质指标进行单因素方差分析(anaylsis of variance,ANOVA)、对酚类物质含量与感官评价结果进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 基本理化指标分析

酒精度、还原糖、总酸、挥发酸等含量符合GB/T 15037—2006《葡萄酒》国家标准。如表2所示,方差分析的结果表明,所检测的不同产区酒样各项基本理化指标之间均不存在显著差异(P>0.05)。

2.2 酚类物质分析

由表3可知,不同产区赤霞珠干红总酚、黄烷醇、没食子儿茶素、EcG含量不存在显著差异(P>0.05),总原花青素含量存在显著差异(P<0.05),C、EC、表没食子儿茶素、PC B1、PC B2含量存在极显著差异(P<0.01)。

表3 不同产区赤霞珠葡萄酒酚类物质含量 单位：mg/L

2.3 感官评价分析

酒样感官评价结果如表4所示。不同酒样涩感强度存在极显著差异(P<0.01),而苦感强度、涩感质量和口感协调性不存在显著差异(P>0.05)。

由图1可知,赤霞珠干红涩感普遍大于苦感。酒样N-Y-ZH苦感最弱,N-Y-JN苦感最强。N-Y-YR涩感最弱,但涩感质量和口感协调性均优于其他酒样。河北产区酒样H-H-MD涩感最强,但口感协调性表现较弱。宁夏产区酒样N-Y-JD涩感质量得分最低,口感协调性性表现也较弱。

表4 酒样感官评价结果Table 4 Sensory evaluation results of wine samples

2.4 酚类物质与苦、涩强度和涩感质量的相关性分析

相关性分析的结果表明(表5),涩感强度与总酚、总原花青素含量呈极显著正相关(P<0.01),与PC B1、表没食子儿茶素含量呈显著正相关(P<0.05),与其他酚类物质含量也呈正相关,但相关性不显著(P>0.05)。涩感质量与黄烷醇和EC含量呈显著负相关(P<0.05)。朱艳云等[7]的研究表明红葡萄酒中收敛性强度与酒中总酚、黄烷-3-醇、缩合单宁含量呈显著正相关(P<0.05),与EC呈显著负相关(P<0.05),与本文的研究结果相一致。口感协调性与总酚和黄烷醇含量呈显著负相关(P<0.05),与涩感强度呈显著负相关(P<0.05),与涩感质量呈极显著正相关(P<0.01)。缩合单宁的亚基组成、分子量、没食子酰化程度、平均聚合度等也会影响葡萄酒的收敛性。

图1 赤霞珠干红葡萄酒感官特征雷达图Fig.1 Sensory characteristics radar map of Cabernet Sauvignon dry red wine

表5 酚类物质与感官特征之间的相关性矩阵Table 5 Correlation matrix between phenolic compounds and sensory characteristics

3 结论

本研究收集了中国3个葡萄酒产区的15款赤霞珠干红葡萄酒,检测了酒样常规理化指标和酚类物质指标,并结合感官评价进行了酚类物质与苦涩感的相关性分析。结果表明：(1)不同产区赤霞珠干红总原花青素、C、EC、表没食子儿茶素、PC B1、PC B2含量存在显著差异(P<0.05)。(2)涩感强度与总酚、总原花青素含量呈极显著正相关(P<0.01),与PC B1、表没食子儿茶素含量呈显著正相关(P<0.05);涩感质量与黄烷醇和EC含量呈显著负相关(P<0.05);口感协调性与涩感质量呈极显著正相关(P<0.01)。