《食品科學(xué)》：寧夏大學(xué)馬雯教授等：發(fā)酵前添加不同皮渣單寧組分替代二氧化硫?qū)ζ咸丫骑L(fēng)味品質(zhì)的影響

SO2是目前葡萄酒生產(chǎn)中最常用的抗氧化劑、抑菌劑。但高劑量的SO2會(huì)產(chǎn)生令人不悅的還原味、硫醇味和硫酸氫鹽，并對(duì)人體產(chǎn)生不利影響。葡萄酒釀造過(guò)程中單寧的添加具有護(hù)色、抗氧化、平衡酒體的功效。

葡萄酒皮渣是葡萄酒生產(chǎn)過(guò)程排放的主要固體廢棄物，由剩余的果皮、種子和果梗組成。從葡萄酒皮渣中進(jìn)行分離純化能夠提取出天然的皮渣單寧，具有一定的經(jīng)濟(jì)意義。

寧夏大學(xué)葡萄酒與園藝學(xué)院的李其其、田一秀、馬雯*等通過(guò)提取、分離4 種葡萄皮渣單寧組分并在發(fā)酵前替代SO2進(jìn)行葡萄酒釀造，探究不同皮渣單寧組分添加替代SO2對(duì)赤霞珠紅葡萄酒風(fēng)味品質(zhì)的影響，以期為葡萄酒皮渣的循環(huán)利用、釀造過(guò)程中SO2的替代工藝優(yōu)化以及葡萄酒風(fēng)味品質(zhì)的提升提供理論依據(jù)。

1 皮渣單寧的制備與分析

葡萄酒皮渣通過(guò)煎煮、抽濾、旋蒸、純化、分離、冷凍干燥后得到4 種單寧的粉末，赤霞珠葡萄皮渣中葡萄皮單寧提取率為3.91%，純化率為75.72%；赤霞珠葡萄皮渣中葡萄籽單寧提取率為10.67%，由于葡萄籽中糖酸等物質(zhì)含量較低，因此并未進(jìn)行純化。其中葡萄籽中粗單寧的提取率顯著高于葡萄皮。王哲等通過(guò)測(cè)量不同釀酒葡萄品種中果皮和果籽的多酚含量，發(fā)現(xiàn)葡萄籽中的多酚含量遠(yuǎn)高于葡萄果皮，造成這種結(jié)果的原因可能與葡萄的組織部位有關(guān)。齊巖等也發(fā)現(xiàn)葡萄籽中多酚含量明顯高于葡萄皮中的含量，葡萄籽中多酚含量是皮中的2.5～5.0 倍。這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

純化后，使用乙酸乙酯溶劑對(duì)葡萄皮純化物與葡萄籽粗提物進(jìn)行高、低聚體單寧的分離，確定乙酸乙酯相中為低聚體單寧，水相中為高聚體單寧。由表1可知，葡萄籽高聚體單寧含量最高，為22.36 mg/g，葡萄皮低聚體單寧含量最低，為2.98 mg/g，4 種不同類(lèi)別單寧的總單寧含量具有顯著差異（P＜0.05）。

2 不同皮渣單寧組分處理的葡萄酒基本理化指標(biāo)分析

如表2所示，6組葡萄酒的乙醇體積分?jǐn)?shù)、總糖質(zhì)量濃度、總酸質(zhì)量濃度均無(wú)顯著差異（P＞0.05）。HRSK、LRSK、HRSD、LRSD組的揮發(fā)酸質(zhì)量濃度均低于CRSS組，且HRSK組與CRSS、CK組存在顯著差異（P＜0.05）。合理推測(cè)CRSS組揮發(fā)酸含量最高的原因可能是在葡萄汁中SO2可與水結(jié)合形成亞硫酸，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，亞硫酸被氧化成硫酸，置換葡萄汁中的酒石酸鹽，使游離的有機(jī)酸含量增加。因此，使用HRSK替代SO2的作用可以減少揮發(fā)酸的產(chǎn)生。

此外，不同處理發(fā)酵結(jié)束后葡萄酒的游離硫質(zhì)量濃度及總硫質(zhì)量濃度無(wú)顯著差異（P＞0.05）。雖然在葡萄酒發(fā)酵前進(jìn)行皮渣單寧替代SO2的處理，但后期為終止乙醇發(fā)酵，6 組處理均添加等量的偏重亞硫酸鉀，本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并未對(duì)發(fā)酵后期SO2的作用進(jìn)行替代。因此，本實(shí)驗(yàn)中前期SO2替代在發(fā)酵后期正常加硫不會(huì)影響最終葡萄酒中總硫含量和游離硫含量。

3 不同皮渣單寧組分處理的葡萄酒顏色分析

CIELab 空間參數(shù)可系統(tǒng)全面評(píng)價(jià)紅葡萄酒的顏色特征，并在近年來(lái)國(guó)內(nèi)外葡萄酒顏色特征研究中得到了廣泛的使用。其中 L * 表示顏色的明暗和層次， a * 表示紅 / 綠色度， b * 表示藍(lán) / 黃色度， C ab * 表示色彩飽和度，

H

H

H

L

a

b

H

4 不同皮渣單寧組分處理葡萄酒的總單寧、總酚含量分析

總酚是葡萄酒中一類(lèi)重要的化合物總稱(chēng)，它包括單寧以及其他多種酚類(lèi)物質(zhì)，這些物質(zhì)對(duì)葡萄酒的口感、顏色和陳年潛力都有顯著影響。由表4可知，6 組葡萄酒總單寧、總酚含量無(wú)顯著差異（P＞0.05）。其原因可能是皮渣單寧在發(fā)酵前與參與酶促氧化反應(yīng)的氧化酶進(jìn)行絮凝反應(yīng)而沉降，其“犧牲”效應(yīng)抑制了葡萄中的氧化酶活性，從而減緩了酶促反應(yīng)的發(fā)生，達(dá)到發(fā)酵前期抗氧化的效果；也有可能是葡萄醪中含有較多的酚類(lèi)物質(zhì)，前期外源單寧的添加導(dǎo)致其中酚類(lèi)物質(zhì)含量達(dá)到飽和進(jìn)而沉淀，從而不影響最終葡萄酒中總單寧及總酚含量。其結(jié)果亦可解釋2.3節(jié)中CIELab空間參數(shù)無(wú)顯著差異。

5 不同皮渣單寧組分處理葡萄酒的ORP分析

ORP作為能夠反映葡萄酒中氧化還原能力的綜合性指標(biāo)，分析其變化規(guī)律有助于了解葡萄酒的電化學(xué)性質(zhì)，掌握葡萄酒的氧化進(jìn)程，而葡萄酒中SO2含量也影響ORP。由圖2可知，高聚體皮籽單寧添加處理（HRSK、HRSD組）同SO2添加處理（CRSS組）表現(xiàn)一致，其ORP均顯著低于CK組（P＜0.05）。說(shuō)明高聚體皮籽單寧添加處理同SO2添加處理作用相似。然而與CK組相比，低聚體皮籽單寧添加處理未能顯著降低葡萄酒中的ORP。其原因可能是由于高聚體單寧的添加使游離SO2的消耗和酚類(lèi)物質(zhì)被氧化為鄰醌的程度弱于低聚體單寧的添加，從而導(dǎo)致其高聚體單寧降低ORP的效果強(qiáng)于低聚體單寧。

其中，HRSD組的氧化還原能力表現(xiàn)最佳，HRSD組的ORP低至105.33 mV，與CRSS組相比無(wú)顯著差異。其原因可能是葡萄籽高聚體單寧在4 種單寧中的總單寧含量最高，因此具有更強(qiáng)的氧化還原能力。故在實(shí)際生產(chǎn)中，可優(yōu)先考慮純化程度較高的葡萄籽高聚體單寧部分替代SO2，發(fā)揮抗氧化能力。

6 不同皮渣單寧處理葡萄酒的揮發(fā)性香氣成分分析

對(duì)不同皮渣單寧處理的葡萄酒揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行定量分析，并對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)分析及可視化處理。如圖3所示，HRSD組的高級(jí)醇類(lèi)（異丁醇、異戊醇、1-癸醇、庚醇等）與酯類(lèi)（月桂酸乙酯、癸酸乙酯、辛酸甲酯、己酸異戊酯等）含量顯著高于其他處理組。這與Chen Kai等的研究結(jié)果相似，其在葡萄酒發(fā)酵前添加葡萄籽單寧顯著提升了葡萄酒中高級(jí)醇類(lèi)化合物的生成。高級(jí)醇是葡萄酒乙醇發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的典型揮發(fā)性化合物，作為乙酯類(lèi)化合物的重要前體物質(zhì)，高級(jí)醇及乙酯類(lèi)化合物的積累將為葡萄酒帶來(lái)豐富的水果香氣。此外，CRSS組中的硫醇類(lèi)化合物3-甲硫基丙醇含量最高，且顯著高于其他5 組葡萄酒。然而本實(shí)驗(yàn)采用的氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)僅可檢測(cè)出少量的硫化物及硫醇類(lèi)物質(zhì)，CRSS組葡萄酒中亦可能存在其他含硫類(lèi)物質(zhì)。其原因推測(cè)為葡萄酒發(fā)酵前SO2的添加導(dǎo)致發(fā)酵體系中硫酸及亞硫酸鹽含量的增加，從而促進(jìn)酵母的硫代謝，最終生成多種硫化物及硫醇類(lèi)物質(zhì)。故發(fā)酵前期皮渣單寧的添加使酵母等微生物與硫相關(guān)的代謝反應(yīng)受到抑制，所產(chǎn)生的硫化物及硫醇類(lèi)也相對(duì)減少。

7 不同皮渣單寧處理葡萄酒的快速輪廓法感官分析

如圖4所示，CRSS組葡萄酒的還原味強(qiáng)度達(dá)7.7 分，顯著高于HRSK、LRSK、HRSD、LRSD、CK組（P＜0.05）。這與2.6節(jié)揮發(fā)性香氣成分分析結(jié)果相印證，CRSS組葡萄酒中3-甲硫基丙醇含量顯著高于其他組。葡萄酒中硫化物及硫醇類(lèi)化合物主要呈現(xiàn)臭雞蛋、花椰菜、洋蔥等“還原味”，其嗅覺(jué)感官閾值極低（1～10 μg/L），會(huì)產(chǎn)生諸多不愉快且不易去除的不良?xì)馕叮瑢?duì)葡萄酒風(fēng)味有嚴(yán)重的負(fù)面影響。綜上，使用皮渣單寧替代SO2有助于改善葡萄酒的嗅覺(jué)感官特性。

如圖5所示，6 組葡萄酒的澀感與苦味無(wú)顯著差異（P＞0.05）。這與2.4節(jié)的葡萄酒總酚、總單寧分析結(jié)果相印證，在發(fā)酵前添加單寧組分處理均不會(huì)影響葡萄酒的酚類(lèi)組分及相關(guān)苦澀感。這與Vignault與Gancel等在其他葡萄醪中添加單寧的處理結(jié)果相同：分別在含20%和50%被貴腐霉菌感染的葡萄醪中添加不同種類(lèi)的單寧（葡萄籽單寧、葡萄皮單寧、橡木單寧、沒(méi)食子單寧）并啟動(dòng)發(fā)酵，在口感差異三角品嘗分析中，添加單寧與無(wú)單寧添加樣品間沒(méi)有顯著差異。綜上，發(fā)酵前添加4 種皮渣單寧替代SO2不會(huì)改變最終葡萄酒樣品的苦味和澀感。

結(jié) 語(yǔ)

本研究通過(guò)在葡萄發(fā)酵前添加不同來(lái)源及聚合度的皮渣單寧組分替代SO2，系統(tǒng)分析其對(duì)葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中基本理化指標(biāo)、ORP、CIELab空間參數(shù)、總酚/總單寧含量、揮發(fā)性香氣成分及感官品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，各處理組的CIELab空間參數(shù)、總酚/總單寧含量及感官苦澀強(qiáng)度均無(wú)顯著差異（P＞0.05），表明發(fā)酵前添加4 種皮渣單寧替代SO2不會(huì)影響葡萄酒的顏色和口感特征；HRSD組表現(xiàn)出與CRSS組相似的降低ORP效果，其ORP（105.33 mV）顯著低于CK組（P＜0.05）；發(fā)酵前添加葡萄籽高聚體單寧處理顯著提升了醇類(lèi)和酯類(lèi)等關(guān)鍵香氣物質(zhì)的含量；較SO2添加處理，4 種皮渣單寧分別替代SO2處理均顯著降低了葡萄酒中的3-甲硫基丙醇含量，也顯著降低了酒中可感知的異味還原味。

綜上所述，葡萄籽高聚體單寧通過(guò)雙重作用機(jī)制調(diào)控葡萄酒品質(zhì)：在保證不影響葡萄酒苦澀感的情況下，一方面通過(guò)降低ORP有效抑制酶促氧化進(jìn)程；另一方面通過(guò)促進(jìn)酵母代謝顯著提升典型香氣物質(zhì)豐度，減少硫化物的生成。本研究不僅揭示了皮渣單寧組分與SO2在釀酒過(guò)程中的等效抗氧化機(jī)制，同時(shí)可為葡萄酒釀造中皮渣單寧的資源化利用及SO2減量化技術(shù)開(kāi)發(fā)提供理論支撐。

引文格式：

李其其, 田一秀, 楊趙朝陽(yáng), 等. 發(fā)酵前添加不同皮渣單寧組分替代二氧化硫?qū)ζ咸丫骑L(fēng)味品質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(20): 242-249. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250226-141.

LI Qiqi, TIAN Yixiu, YANG Zhaozhaoyang, et al. Effect of the substitution of sulfur dioxide by tannin fractions from wine pomace before alcoholic fermentation on the flavor quality of wine[J]. Food Science, 2025, 46(20): 242-249. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250226-141.

實(shí)習(xí)編輯：申婧婧；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來(lái)源于文章原文及攝圖網(wǎng)。

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