（发酵工程专业论文）红葡萄酒发酵前进行冷热浸渍工艺的研究.pdf

摘要 摘要 红葡萄酒酿造需要从葡萄皮中浸出色素类物质以提高酒的色度。本文研究了发 酵前对葡萄原料进行冷热浸渍、且不添i j n s 0 2 的酿造工艺对赤霞珠葡萄酒品质的影 响，并以传统酿造工艺，即发酵前不进行浸渍、添加s 0 2 的酿造工艺作为对照，对葡 萄汁含糖量、含酸量、酒精发酵进程及新鲜葡萄酒中色素、单宁、总酚含量进行检 测，并进行了感官评价，研究的主要参数是发酵前热浸渍温度和时间，其中温度设 两个水平( 6 0 。c 、7 0 ) ，时间设三个水平( 6 h 、1 2 h 、2 4 h ) ，进行工f 交试验共获得6 个处 理，即6 0 、7 0 下分别浸渍6 h 、1 2 h 、2 4 h 。结果表明：与对照工艺相比，发酵前 进行冷热浸渍处理可提高葡萄汁的含糖量，降低含酸量；葡萄经发酵前热浸渍处理 后，仍能正常的进行酒精发酵，并可缩短酒精发酵的时间，获得的新鲜葡萄酒颜色 更深，单宁含量更高，结构感强，总酚含量显著提高( p o 0 1 ) 。6 0 热浸渍6 h 、1 2 h 、 2 4 h 及7 0 热浸渍6 h 的处理利于发酵的启动；6 0 浸渍1 2 h 、2 4 h 及在7 0 浸渍1 2 h 的 处理可提高酒样在4 2 0 n m 、5 2 0 n m 、6 2 0 n m 波长下的吸光值，提高酒样的色度。6 0 浸渍6 h 、1 2 h 及7 0 浸渍6 h 处理明显促进了花色素与单宁的聚合作用。在各种处理中， 7 0 热浸渍2 4 h 处理的葡萄汁还原糖最低，发酵启动慢，所得葡萄酒香味构成物少并 且感官品评结果在各热浸渍处理中最差。综上所述，发酵前热浸渍适合的参数为6 0 热浸渍6 2 4 h 或7 0 下热浸渍6 1 2 h 。本文还对6 0 热浸渍2 4 h 及7 0 热浸渍2 4 h 酿造 的赤霞珠新鲜葡萄酒的香气成分进行了g c m s 分析，认为6 0 浸渍2 4 h 获得的葡萄酒 香气成分更为复杂。3 羟基丁酸乙酯、癸酸乙酯和丁二酸二乙酯都具有愉快的水果香， 它们极有可能是构成该条件下酿造赤霞珠干红葡萄酒的特殊香味化合物。分析认为， 采用发酵前热浸渍、不添j j n s 0 2 的酿造工艺，可改善有缺陷原料的质量，并可酿造出 优于对照的葡萄酒。我们认为如果用发酵前冷热浸渍工艺酿造红葡萄酒，可以不对 原料进行s 0 2 处理，从而减少了葡萄酒酿造过程中s 0 2 使用环节。 发酵前进行冷热浸渍酿造干红葡萄酒的工艺流程： 葡萄果实一分选，去梗一入罐( 9 0 整粒葡萄，破碎l o ) 一冷热浸渍( 6 0 * c 、 6 h - 2 4 h ；7 0 。c 、6 h 12 h ) 一果胶酶处理( 士4 0 ；2 0 m g l ) 一降温一接种( 酵母用量0 2 0 l 活性干酵母) 一发酵( 2 0 2 5 ，待比重降至1 0 1 0 后) 一分离一后发酵( 1 8 - 2 0 ，残糖 弋2 9 l ( 以葡萄糖计) 后) 一分离一稳定性处理一过滤，装瓶。 关键词红葡萄酒；冷热浸渍；酚类物质；工艺 a b s t r a c t p i g m e n t sh a dt ob ee x t r a c t e df r o mg r a p es k i nw h e nb r e w i n gr e dw i n es oa st o i n c r e a s et h ew i n e sc o l o r i nt h i sp a p e r , s e v e r a lm i c r o v i n i f i c a r l o nt r i a l sw e r ec o n d u c t e d w i t hc a b e r n e ts a u v i g n o nt oa s s e s se f f e c t so fc o o lo rt h e r o m a c e r a t i o np r e - f e r m e n t a t i o na n d n os 0 2a d d e di nr e dw i n e ，a n dac o n t r o lw i n ew a sm a d eb ya d d i n gs 0 2a n dn om a c e r a t i o n v i n i f i c a t i o n a n ds e v e r a lp o i n t sw e r ed e t e c t e di n c l u d i n gt h es u g a rc o n t e n t 、t h ev o l u m eo f a c i d i t ya n dt h ep r o c e s so fa l c o h o lf e r m e n t a t i o no ft h eg r a p em u s ta n dt h ec o l o r s ，t a n n i n s a n dat o t a lp h e n o lc o n t e n to ft h ey o u n g w i n e s a d d i t i o n a l l y , t h es e n s o r ye v a l u a t i o nw a s m a d e t h em a i n p a r a m e t e r ss t u d i e d w e r et h e h e a t i n gt e m p e r a t u r ea n d t i m eo f p r e f e r m e n t a t io nm a c e r a t i o n f o rt h eo r t h o g o n a lt r i a l s ，t w od i f f e r e n tt e m p e r a t u r e s ( 6 0 ， 7 0 ) a n dt h r e ed i f f e r e n tt i m eo fm a c e r a t i o n ( 6 h ，12 h ，2 4 h ) h a db e e ns e t ，s o6 e x p e r t ，merits h a db e e nm a d e ( i ea t6 07 0 cm a c e r a t e6 h12 h2 4 hr e s p e c t i v e l y ) t h e r e s u l t ss h o w e dt h a tt h et h e r o m a c e r a t i o no fp r e - f e r m e n t a t i o nc o u l di n c r e a s et h es u g a r c o n t e n to b v i o u s l ya n dr e d u c et h et o t a la c i dc o n t e n to ft h eg r a p e a f t e rt h e r o m a c e r a t i o n ， t h eg r a p e sc o u l df e r m e n t es u c c e s s f u l l ya n dr e d u c et h et i m eo ff e r m e n t a t i o n t h ew i n e s o b t a i f i e db yt h i sm e t h o dh a dc o n s i d e r a b l ym o r ec o l o ra n dm o r et a n n i n c o n t e n ta n d s t r o n g e rs e n s eo fs t r u c t u r et h a nt h ec o r r e s p o n d i n gc o n t r o lw i n e s a n dt h et o t a lp h e n o l c o n t e n tw a si n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y ( p o 0 1 ) t h e r o m a c e r a t i o nt r e a t m e n t s ( 6 0 。c 6 1 2 2 4 h a n d7 0 6 h 1w e r ec o n d u c i v et ot h es t a r to ff e r m e n t a t i o na n dt h et r e a t m e n t s ( 6 0 6 1 2 h a n d7 0 。c 6 h ) e n h a n c e dt h ep o l y m e r i z a t i o no fa n t h o c y a n i na n dt a n n i no b v i o u s l y p r e - f e r m e n t a t i o n ( 6 0 1 2 ，2 4 ha n d7 0 * c 1 2 h ) i n c r e a s e dt h ea b s o r p t i o nv a l u ei n4 2 0 n m ， 5 2 0 n m ，6 2 0 n mw a v e l e n g t ho ft h ew i n ea n di m p r o v e dt h ec o l o ro ft h ew i n e i nt h ev a r i e t y o ft r e a t m e n t s ，t h e r o m a c e r a t i o n , a t7 0 l a s t i n g2 4 h ，h a dt h el o w e s ts u g a rc o n t e n ta n d s t a r t e ds l o w l ya tt h eb e g i n n i n g i na d d i t i o n ，t h ec o m p o s i t i o no ft h es c e n ti nw i n ew a sl i t t l e a n dt h er e s u l to fs e n s o r ye v a l u a t i o nw a st h ew o r s ta ta l lo ft h et r e a t m e n t s t os u mu p ， p r e f e r m e n t a t i o nh e a t e da t6 0 l a s t i n gf r o m6 ht o2 4 ho r7 0 f r o m6 ht o12 hh a da g o o de f f e c t so nt h eq u a l i t yo fr e dw i n e a r o m ac o m p o n e n t so fw i n e sf r o mt r a d i t i o n a lr e d w i n e m a k i n ga n dt w od i f f e r e n tt h e r o m a c e r a t i o nt r e a t m e n t s ( 6 0 2 4 ha n d7 0 。c 2 4 h 1w e r e a n a l y z e db yg a sc h r o m a t o g r a p h y m a s ss p e c t r o m e t r y t h er e s u l t ss h o w t h a tt h ew i n ef r o m t r e a t m e n t3 “( 6 0 c 2 4 h ) h a dm o r ec o m p l e xo r d o r a n t s a ss p e c i a lf l a v o rc o m p o u n d s ，3 。 h y d r o x y b u t y r a t ea c i de t h y le s t e r , e t h y ld e c a n o a t ea n dd i e t h y l s u c c i n a t eh a dp l e a s a n tf r u i t i l a b s t r a c t a r o m a , w h i c hw e r ev e r yl i k e l yt h es p e c i a lf l a v o rc o m p o n e n t so ft h ed r yr e dw i n ec a b e m e t s a u v i g n o no nt h ea b o v ec o n d i t i o n s t h et e c h n o l o g yo ft h e r o m a c e r a t i o nc o u l di m p r o v et h eq u a l i t yo fw i n ef r o mi m p e r f e c t g r a p e s t h et e c h n o l o g yo fn os 0 2a d d i t i o nr e d u c e dt h eu s i n go fs 0 2 t h et e c h n i q u eo fr e dw i n e m a k i n gb yt h e r o m a c e r a t i o np r e f e r m e n t a t i o ni sa sf o l l o w ： g r a p e s e l e c t i o na n dd e s t e m s _ v a t t i n g ( 9 0 i n t a c tg r a p e ，10 c r a s h i n g ) _ t h e r o m a c e r a t i o n ( 6 0 。c 、6 2 4 h ；7 0 c 、6 - 1 2 h ) 一a d d i n gp e c t i n a s e ( 4 0 。c 士；2 0 m g l ) _ c o o lo f f 叶a d d i n gy e a s t ( 0 2 0g l ) 一f e r m e n t a t i o nw i t hp a m a c e ( 2 0 - 2 5 。c ) _ s p e c i f i c g r a v i t y10 10 ，s e p a r a t i o n s e c o n df e r m e n t a t i o n ( 18 - 2 0 。c ) 一r e d i s u a l s u g a r _ 2 9 l ， s e p a r a t i o n _ t r e a t m e n to fs t a b i l i t y f i l t r a t i o n b o t t l i n g k e yw o r d sr e dw i n e ；c o o lo rh e a tm a c e r a t i n g ；p h e n o l ；t e c h n i q u e i i i 河北科技大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发 表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 年月 日 指导教师签名： 孝祀j 年月同 河北科技大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 口保密，在一年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 口不保密。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者虢缸t l l 年月日 依1 李r 名 月 签师 事 狮 年 导指 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 葡萄酒酚类物质对葡萄酒质量的影响 从化学结构上讲，酚类物质是指分子结构中含有酚官能团的物质，即羟基( o h ) 连在苯环上的化合物叫酚【l 】。葡萄中含有大量这种具有高度活性的酚类化合物，其含 量因葡萄品种、栽培方式、场所以及气候等的不同而有差异【2 卅。酚类化合物被提取 到葡萄酒中，参与和决定了葡萄酒的感官特性和葡萄酒的变化等【5 堋。在葡萄和葡萄 酒中，广义上将酚类物质分为类黄酮和非类黄酮。葡萄非类黄酮主要由肉桂酸 ( c i n n a m i c ) 和苯甲酸( b e n z y la c i d ) 的衍生物构成，这些物质是水溶性的，存在于浆果果 肉、种子及果皮中。类黄酮具有相同的c 1 5 骨架，赋予葡萄酒许多特征，这类物质 一般不存在于果肉和果汁中，只存在于果皮、种子和果梗中，但也有少数例外，如 染色品种( 烟7 4 、双优等) 【9 10 1 。正是由于这些化合物的种类和含量在葡萄和葡萄酒中 存在较大差异，才使得各种葡萄酒的品质、风格和典型性不同。 1 1 - 1 非类黄酮 与类黄酮相比，非类黄酮的结构较简单，主要来源于葡萄、酵母和橡木桶。葡 萄经莽草酸途径合成非类黄酮，主要包括羟基肉桂酸酯及少量的羟基苯甲酸；酵母 经乙酸途径合成非类黄酮；橡木桶通过木质素降解产生羟基苯甲酸及可水解单宁， 从而增加葡萄酒中非类黄酮的含型1 1 】。 i i i i 羟基苯甲酸 葡萄与葡萄酒中含有四种羟基苯甲酸分别为对羟基苯甲酸( 水杨酸， p - h y d r o x y b e n z o i ca c i d ) 、儿茶酸( 香草酸，v a n i l l i ca c i d ) 、香子兰酸和五倍子酸( 没食子 酸，g a l l i ca c i d ) t 眩】，这些物质可与葡萄酒中的酒精和单宁结合。前三种化合物是木质 素( 1 i g n i n ) 的构成物，因此是橡木片的主要酚类提取物，通常以其各自的氧化产物一 一醛的形式存在【13 1 。酿酒葡萄品种中含有没食子酸，但不含有表没食子酸( e l l a g i c a c i d ) 。没食子酸的氧化还原电位很低，易被氧化形成醌及强氧化剂过氧化氢。 在葡萄籽中没食子酸还与( ) 表儿茶素结合形成表儿茶素3 没食子酸 ( e p i c a t e c h i n 3og a l l a t e ) ，该物质可导致葡萄酒中缩合单宁的形成。 1 1 1 2 羟基肉桂酸 葡萄中重要的羟基肉桂酸是咖啡酸( c a f f e i ca c i d s ) 、p 香豆酸( p c o u m a r i ca c i d s ) 和 阿魏酸( f e r u l i ca c i d s ) 的衍生物。它们主要出现在易于压榨的葡萄汁中，在红葡萄酒和 白葡萄酒中的含量大致相同，在葡萄中主要以酒石酸酯的形式存在，如酒石咖啡酸、 酒石香豆酸和酒石阿魏酸，其中酒石咖啡酸含量最多而酒石阿魏酸含量最少。羟基 河北科技大学硕士学位论文 肉桂酸对酿酒师来说是重要的，其含量虽然不高，但却是不可缺少的酚类【l4 1 。 1 1 2 类黄酮 红葡萄酒中的非类黄酮不如白葡萄酒中的重要，因为红葡萄酒在浸渍期间，从 果皮和种子中浸取了大量的类黄酮。类黄酮具有相同的c 1 5 骨架，分子为吡哺环将 两个酚分子连结起来的结构。类黄酮可以自由存在，也可以同其它的类黄酮、糖、 非类黄酮发生聚合反应，以糖苷或酰基衍生物的形式存在。在空气中久置，易氧化， 生成褐色沉淀物l l5 | 。 1 1 2 1 花色素苷 花色素的基本结构是花色素核，在花色素核上，因3 位$ u s 位上取代基的不同， 形成五种不同化学结构并呈现出不同颜色的花色素，即翠雀素( d e l p h i n d i n ) 、3 甲花翠 素( p e t u n i d i n ) 、二甲花翠素( m a l v i d i n ) 、花青素( c y a n i d i n g ) $ 1 甲基花青素( p e o n i d i n ) 【1 6 】。 花色素通常不太稳定，一般以它的糖苷基即花色素苷的形式存在。花色素苷是花色 素3 位和57 位上的羟基与葡萄糖相结合而形成的单葡萄糖苷、双葡萄糖苷及酰基化糖 苷【1 7 j 。欧洲葡萄品种中的花色素苷以3 单葡萄糖苷的形式存在；而在大多数非欧洲 葡萄品种及沙地葡萄中含有3 ，5 双葡萄糖苷色素【1 4 】。由于双葡萄糖苷在葡萄中是显性 基因，根据这一特点可利用纸层析的方法区别用杂交葡萄酿造的葡萄酒和用欧洲葡 萄酿造的葡萄酒。葡萄皮中总花色素苷在成熟期间逐渐增加，随后达到稳定，不同 品种果皮中花色素苷含量、分布及积累有显著差异。e v ag a r c i a b e n e y i e z 等( 2 0 0 2 ) 研究了赤霞珠、黑比诺、圆叶葡萄等1 5 个红葡萄品种的花色素苷模型，发现只有两 个葡萄品种具有相似的花色素苷模型。j o s eaf e m a n d e l o p e e ( 1 9 9 2 ) 报道，圆叶葡萄 ( m o n a s t r e l l ) 在成熟期间，总花色苷增加了2 6 7 4 ，含量最多的花色素苷为锦癸3 葡 萄糖苷( m a l v i d i n 3 g l u c o s i d e ) ，占总量的4 4 5 4 8 9 ，其次为甲基花青素3 葡萄糖苷 ( p e t u n i d i n - 3 - g l u c o s i d e ) 和翠雀素( d e l p h i n i d i n 一3 g l u e o s i d e ) 。新鲜葡萄皮的花色素苷指纹 与发酵结束后经压榨的葡萄皮及葡萄酒的不同，主要存在四个明显的差异：经压榨 的葡萄皮和葡萄酒中不含有花青素3 葡萄糖苷：新鲜葡萄果皮中甲基花青素3 葡萄 糖苷的相对含量要比其它材料高；二甲花翠素3 葡萄糖苷却较低；在葡萄酒中只检 测出少量的p 香豆酸衍生物。因此葡萄酒中花色素苷指纹只能部分反映新鲜葡萄的花 色素苷指纹。 1 1 2 2 黄烷3 醇 黄烷3 醇是缩合单宁的前体，是由两个芳香环( a 环、b 环) 以一个三碳直链 ( c 2 ，c 3 ，c - 4 ) 相连接形成的c 6 c 3 c 6 型化合物，直链碳原子与a 环8 a 位上的氧原子 连接形成六元吡喃环( c 环) 。黄烷3 醇是最重要的单体类黄酮，这一组物质含量最多 的是( + ) - 儿茶素和( ) 表儿茶素，此外还含有少量的( + ) 表儿茶素和( ) 表没食子酸儿茶 2 第1 章绪论 素。( + ) 儿茶素和( ) 表儿茶素在种子中含量高，并且含量大约相等，它们也存在于 果皮中，其含量随品种而异【1 8 1 。黄烷3 醇不是以糖苷、甲氧基化衍生物或酰化的形 式( 除了没食子酰f i b ) 存在，而以游离的形式存在。 1 1 2 3 原花色素( p r o c y a n i d i n s 或p r o a n t h o c y a n i d i n s ) 原花色素是含有2 8 个黄烷3 醇的寡聚体( 或缩聚物) ，根据缩合键位的不同可将 这些原花色素寡聚物分为a 、b 、c 、d 、t 等几类，其分子结构中的结构单元是儿茶 素( c a t e c h i n ) 、表儿茶素( e p i c a t e c h i n ) 并1 2 没食子酸( g a l l i ca c i d ) ，这些结构单元间连结的 位置不同形成了不同类型的寡聚体。根据缩合单体的多少，原花色素又可分为二聚 体( d i m m e r s ) 、寡聚体( o l i g o m e r s ) 和多聚体( p o l y m e r s ) 【5 ，挎】。 原花色素是葡萄籽和果皮中的主要成分。葡萄中的原花色素主要以单体的形式 存在，在葡萄酒中缩合成中等分子大小( 含有2 5 个亚基) 的单宁即缩合单宁，其中的 自由酚羟基可与蛋白质结合，大的聚合体不溶于水，也就不能沉淀葡萄酒中的蛋白 质 1 1 , 1 3 】。 1 1 2 4 黄酮醇及黄烷酮醇类 黄酮类主要存在形式有黄烷酿 ( f l a v a n o n e s ) 、黄酮( f l a v o n e ) 、黄烷酮醇( f l a v a n o n 0 1 ) 、 黄酮醇( f l a v o n 0 1 ) 等几类。葡萄或葡萄酒中几乎不含有黄酮和黄烷酮，主要含有黄酮 醇类，如堪非醇( k a e m p f e r 0 1 ) 矛l l 栎皮酮( q u e r c e t i n ) ，而有的白色葡萄中也不含有黄酮醇。 红葡萄中的黄酮醇含量为2 0 1 0 0m g k g ，由于此类化合物较容易水解，经常以糖苷 配基的形式存在。在黄酮醇类中，普通形式的栎皮苷含量最多，还含有少量的堪非 醇( 即3 脱氧槲皮苷) 和杨梅黄酮( 即5 羟基槲皮苷) ，此外还含有少量的黄烷酮醇类， 如3 位结合鼠李糖苷的二氢堪非醇( e n g e l e t i n ) 和二氢槲皮苷( a s t i l b i n ) 。 1 1 3 酚类物质对葡萄酒的作用 1 1 3 1 赋予红葡萄酒的颜色 葡萄酒的外观是评价葡萄酒质量好坏的主要指标之一，而外观的评价依据是葡 萄酒的颜色和澄清度。葡萄酒的颜色决定于游离花色素苷与花色素苷单宁复合物的 比例，游离花色素苷使葡萄酒的颜色呈现为橙黄色或紫色【2 0 1 。在陈酿过程中，微量 氧会显著影响葡萄酒酚类物质及其聚合体的变化1 2 。不同葡萄品种中可与花色苷聚 合的单宁含量的差别，可以解释不同葡萄品种酿制的葡萄酒间颜色稳定性的差异【l0 1 。 花色素易与葡萄酒中的s 0 2 结合，生成无色的加成产物，在陈酿期间该部分花色素 苷游离而重新呈色1 2 2 】。 1 1 3 2 对葡萄酒口感和滋味的作用 除了在颜色方面直接起作用外，花色素苷与无色酚类、多聚糖、金属离子以及 自身相互作用，从而影响葡萄酒的口味及化学特性 2 3 , 2 4 1 。因此，不存在花色苷可以 3 河北科技人学硕十学位论文 用来解释与果皮长期接触或带皮发酵的白葡萄酒涩味低的原因。单宁对红葡萄酒的 滋味与口感有显著影响，一般认为2 3 0 0 2 5 0 0 m w 的多聚体对葡萄酒酿造最为重要， 它们使葡萄酒具有收敛性、苦味及口感【2 5 】。葡萄酒的涩味是酒中单宁和唾液蛋白之 间的反应引起的，由此使酚的生物活性降低，大分子缩合单宁对口味几乎没有什么 影响，可能由于单宁分子太大不能与口味受体结合或沉淀蛋白质。从橡木中浸出的 水解单宁，对葡萄酒的涩味与苦味有重要作用，水解性单宁比缩合单宁涩得多。从 椽木中浸出的肉桂醛和苯甲醛的衍生物，使葡萄酒中非类黄酮引起的苦味增加【7 1 。酒 中大多数酚酸浓度低于感观阈值，但多种酚酸的复合阈值比单个酚酸的阈值低。因 此，酚酸可能共同赋予葡萄酒酚的苦味和风味。除；! i j ! 味与苦味外，酚对甜昧与酸味 的识别有复杂的影响，也可能对酒体和酒的协调感有直接影响l 。 1 1 3 3 抗氧作用 目前关于葡萄酒中酚类物质的自氧化机制已经得到了证明，酚对氧化既有激活 又有限制作用【2 酬。这是因为多种酚参与氧化消耗0 2 ，生成相应的醌和h 2 0 2 ，而另外 一些酚又在h 2 0 2 生成h 2 0 的过程中生成，使其它葡萄酒成分无法氧化。 葡萄酒酿造过程中多酚的氧化可分为酶促氧化和非酶氧化。葡萄浆中早期反应 之一是酚类物质的酶促氧化，这一过程可以促使葡萄浆中易氧化的酚类物质在发酵 过程中聚合或早期沉淀：其后，非酶氧化成为主要氧化形式，氧化底物主要是邻二 酚。另外，s 0 2 和氨基酸也易被氧化【。 1 1 3 4 澄清作用 通常利用单宁沉淀蛋白质这性质澄清葡萄酒。红葡萄酒含有过量的单宁，会 使酒太涩并产生大量沉淀。相反，白葡萄酒含有过多的胶体蛋白，易引起混浊。因 此蛋白质可作为澄清剂除去过多的单宁，而单宁又可用来沉淀白葡萄酒中的胶体蛋 白【1 1 1 。 1 1 4 测定方法 植物总酚含量的测定方法中，较为普遍使用的有：酒石酸亚铁分光光度法、 f o l i n d e n n i s ( f d ) 法、f o l i n c i o c a l t e u ( f c ) 法、普鲁士蓝法( p b ) 法等【2 7 】。熊皓平等( 2 0 0 1 ) 对上述几种测定方法进行比较，认为普鲁士蓝法测定时产生络合的悬浮物，不能形 成均一的体系，因而不能进行分光光度比色：f d ，f c 法不能用于有机溶剂浸提的样 品测定，因为碳酸钠不能很好地溶解于有机溶剂中；酒石酸亚铁分光光度比色法可 避免上述种种情况，且其测定结果灵敏、准确，是最可行的方法。s o m e r 和e v a n s ( 1 9 7 7 ) 改进的分光光度法广泛应用于葡萄酒发酵及成熟过程颜色及花色素苷的测定【2 引。 随着分析化学的不断发展，目前高效液相色谱( h p l c ) 法、气相色谱( g c ) 和毛细管电 泳( c e ) 法已广泛应用于葡萄酒中多酚化合物的分析。栾天发等( 2 0 0 1 ) 建立固相微萃取 4 第1 章绪论 ( s p m e ) 和甲基硅烷化结合新的样品预处理方法，应用气相色谱质谱联用技术对葡萄 酒中极性有机物进行了分析，鉴定了其中1 9 种多酚化合物和极性有机物，并对其 中的白黎芦醇进行了定量分析，该方法简单、快速、灵敏度高；高效液相色谱法可 以直接进行分离测定，具有简便、快速等优点，近年广泛用于酚类化合物的测定【2 9 1 。 1 2 葡萄果实香味物质与酵母产生的挥发性物质 葡萄酒的香味物质首先来源于葡萄浆果的游离态和结合态香气成分1 3 ，而结合 态香气化合物的转化是在发酵、贮藏容器中缓慢进行的【3 1 1 ；其次，来源于发酵中形 成的酯、醇等香气成分，受酵母菌种类1 3 2 , 3 3 1 、发酵条件、预处理等的影响【3 钔，如对 琼瑶浆葡萄汁的前处理会引起香叶醇、香茅醇浓度的降低；另外，陈酿过程中可能 由于酯化作用及类胡萝卜素、糖苷的降解作用也会形成一些香味物质【3 引。在这些过 程中，任何一个错误，都会明显降低葡萄酒的质量。 1 2 1 葡萄果实香气 葡萄果实中的香气成分主要有醇类、萜醇类、羰基类、酯类、含氮类等化合物， 其中前几类物质在质和量上都占绝对优势，而以萜烯类化合物的研究最为深入【3 们。 萜类化合物以游离态和结合态形式存在，其中大多数单萜以糖苷化结合态存在。在 酸和酶的作用下，糖苷化的香气前体物释放出游离态形式，从而使品种表现出莱姆 果、茶、花( 如霞多丽、赛美蓉) 及橡木、蜂蜜( 如索味浓) 等香气特征。有人对霞多丽 葡萄汁中的自由态和结合态香气成分进行了分析。在检测出的1 8 0 种成分中，1 3 碳去 甲基异戊二烯( t h i r t e e n c a r b o n n o r i s o p r e n o i d s ) 占7 0 ，其主要存在于酸、糖苷、酶水 解组分中，苯衍生物占2 0 左右，单萜类占5 ，大马士酮( d a m a s c e n o n e ) 、1 ，1 ，6 三甲基1 ，2 二氢萘、y 内酯及一些小分子物质不足5 t 3 7 】。 葡萄果实香气因种群或品种等不同具有较大差异。大多数研究认为，邻氨基苯 甲酸甲酯( m e t h y la n t h r a n i l a t e ) 是使美洲葡萄产生”狐臭味”的主要物质，也有人认为 q 氨基苯乙酮( 0 【a m i n o a c e t o p h e n o n e ) 是其产生狐臭味的主要原因，但多数人仍认同 前一种观点。对于欧洲葡萄，e g o m e z 等( 1 9 9 4 ) 根据果实香气将其分成三种类型：玫 瑰香型品种( m u s c a tg r a p ev a r i e t i e s ) 、非玫瑰香型芳香型品种( a r o m a t i cg r a p ev a r i e t i e s n om u s c a tf l a v o r ) 、非芳香型品种( n o na r o m a t i c g r a p ev a r i e t i e s ) 。玫瑰香型的代表品 种有：玫瑰香、白玫瑰、昂托玫瑰等，这些品种中的主要萜类化合物有沉香醇、橙 花醇、香叶醇、香茅醇、萜品醇、金合欢醇、苎烯、月桂烯、呋哺氧化物等二十余 种，单萜含量1 3m g l ，另外又在该类品种中发现一种3 ，7 二甲基1 ，5 ，7 辛三烯 - 3 醇的物质，具欧洲椴树的香气。非玫瑰香型品种有雷司令、索味浓等，也具有上 述大多数的萜类化合物，但其含量仅为0 1 o 3m g m 。其中的沉香醇和香叶醇( 分别为 1 0 0u g l 茅n 1 3 2u g l ) 由于阈值最低，所以通常最具芳香。非芳香型品种主要有赤霞珠、 s 河北科技人学硕十学位论文 霞多丽、s h i r a z 、m o n a s t r e l l 、t e m p r a n i l l o 等，主要的芳香物是脂肪醇、醛等，也以糖 苷结合态形式存在于葡萄果实中。玫瑰香型葡萄果实的总单萜含量，约为非芳香型 品种的5 0 倍。 1 2 2 酵母产生的挥发性物质 在葡萄汁发酵期间，葡萄酒酵母的代谢物除了两种主要的最终产物酒精和 二氧化碳外，还可得到一系列数量不多的其它物质 周悦译，1 9 9 4 】，这些在化学性质 上差异很大的物质，统称为发酵的副产物，其进一步可分为：初级副产物：即指 酒精发酵的中间产物，或者是由简单的生物化学反应( 如还原或氧化) 生成的产物；柠 檬酸循环糖降解过程中的中间产物。次生副产物：经过复杂的过程生成的产物， 如高级醇及其进一步反应的生成物【3 8 1 。其中，大部分挥发物质被释放到发酵基质构 成了葡萄酒的风味，即葡萄酒发酵香气，也称酒香。现己证明葡萄酒芳香化合物的 主要部分在发酵期间由酵母产生，这些化合物是高级醇、酮类化合物、乙醛、脂肪 酸、乙酸酯类和乙酯类 3 2 , 3 9 。 在葡萄酒中，高级醇的含量并不希望过高，因为高级醇浓度偏高，具有令人不 愉快的气味，一般认为其是对葡萄酒质量不利的因素【加】。但在餐后葡萄酒中，如果 它们的浓度太低，也会给人造成不醇厚、淡薄和单调的昧感【4 1 1 。 在构成葡萄酒香味的各种成分之中，酯类成分起着主导作用。由于乙酸和乙醇 在发酵过程中存在的浓度最高，所以乙醇和乙酸生成的酯类，即脂肪酸乙酯类和乙 酸酯类最多，乙酸乙酯也是最主要的酯，这些物质使葡萄酒具有果香味1 3 引。但由于 酒中的酯类化合物很少，难以达到平衡，故香气较淡1 4 2 1 。在发酵过程中，除了生成 上述酯类化合物外，还会生成一些内酯类，如y 丁内酯等，这些成分与葡萄酒的花香 有关。 葡萄酒中的羰基化合物主要是乙醛，由于在葡萄酒中乙醛可与s 0 2 相结合，所 以含量较高，特别是雪利酒，乙醛含量有的甚至高达1 0 0m g l 。当乙醛和乙醇、水 等结合变成乙缩醛时才使酒的香气变得柔和。另外，羰基化合物中的酮戊二酸和丙 酮酸也都是能与s 0 2 结合的成分。葡萄酒中的有机酸分为挥发性有机酸和非挥发性 有机酸两大类。挥发性有机酸主要是甲酸、乙酸、丙酸和脂肪酸，其中乙酸和脂肪 酸会给葡萄酒的风味带来重要影响。酵母也可形成脂肪酸( 主要为偶数碳原子) ：辛酸、 己酸、异戊酸、异丁酸、丁酸及癸酸，并可与醇( 主要为乙醇) 形成酯。乙酸可以通过 多种途径产生，酵母产生的乙酸，是在发酵后期吸收丙酮酸，经歧化反应形成的1 4 引。 1 2 3 香气物质的仪器分析 随着分析仪器和样品前处理技术的发展，香气物质的分析水平得到很大的提高。 食品( 如果实、果酒) 香气成分分析，自5 0 年代利用气相色谱法( g a sc h r o m a t o g r a p h y ，g c ) 6 第1 章绪论 以后，以及7 0 年代毛细管气相色谱技术的发展，特别是程序升温、微机处理、气相 色谱一质谱一微机联用系统( g a sc h r o m a t o g r a p h y m a s ss p e c t r o m e t r y , g e r m s ) 、红外光 谱( i n f , a r c ds p e c t r o m e t r y , i r ) 、紫外光谱( u l t r a v i o l e ts p e c t r o m e t r y , u v ) ，核磁共振 ( n u c l e a rm a g n e t i cr e s o n a n c es p e c t r o s c o p y , n m r ) 和电子鼻( e l e c t r o n i cn o s e ) 等现代分 析仪器的应用，到目前，已建立起了一套从样品处理( s a m p l ep r e p a r a t i o n ) ，经过提取 ( e x t r a c t i o n ) 、浓缩( c o n c e n _ t r a f i o n ) 、分离( s e p a r a t i o n ) ，到运用现代分析仪器进行定量、 定性、结构鉴定等的较完整的研究程序和综合分析方法【州6 1 。 香气提取的基本方法有：溶剂提取法、蒸馏提取法、顶空提取法、吸附解吸法、 超临界流体萃取法，但其效果因研究目的及样品种类而异1 47 1 。因此，选择提取方法 时，应根据食品香味组分的挥发性和沸点来选择提取方式，根据被分析化合物的极 性来选择提取剂，根据被测组分的稳定性来选择加热方式或减压方式。固相微萃取 ( s p m e ) 是一种新的样本采集技术，其可以与气质联用仪或液相色谱连用仪连用，提 高实验效率【4 引。 气相色谱法( g c ) 是对香气成分进行定量分析的主要方法。也可用于定性，但需 要标样及与已知保留值数据或图谱相对照，在同样色谱条件下，不同物质保留值可 能相同，以致无法确认或误认，因而具有很大的局限性。另有，对新发现的物质更 显不足，必须与其它定性技术( m s 、i r 、u v 、n m r ) 配合使用，才能获得理想结果 汪 正范，香2 0 0 1 气成分的定性分析，一般采用气相色谱( g c ) 、高压液相色谱( h p l c ) 、质 谱( m s ) 、红外光谱( i r ) 等仪器分析手段【4 9 1 。 对上述仪器分析结果所获得的大量信息，通常运用主成分分析( p r i n c i p a l c o m p o n e n t a n a l y s i s ) 、因子分析f f a c t o ra n a l y s i s ) 、聚类分析( c l u s t e ra n a l y s i s ) 、判别分 析( d i s c r i m i n a t ea n a l y s i s ) 、多变数统计技术( m u l t i v a r i a t es t a t i s t i c a lt e c h n i q u e ) 、模型 识别分析( p a u e mr e c o g n i t i o n a n a l y s i s ) 等方法进行数据分析处理1 4 3 5 0 1 j ，以获得与其研 究相关的有效信息，达到研究要求对有关香气成分的仪器分析目的。目前，这些统 计方法均已进入计算机自动分析系统，为分析结果的数据处理提供了便利。 1 3 酿酒工艺对红葡萄酒酚类物质及其香气成分的影响 葡萄酒构成物从葡萄中的提取实质是一个溶解或淋洗的过程，提取率和提取程 度受到构成物性质、浓度和在果实中的位置及加工方式的影响，这一过程也受到温 度、构成物在水酒精基质中的溶解度、葡萄固体与葡萄酒间的浓度梯度以及葡萄酒 中的化学平衡和化学反应等因素的影响【5 l 】。葡萄各部分的提取程度影响葡萄酒的色 素含量及稳定性、葡萄酒的收敛性、单宁结构、葡萄酒成熟潜力等。 1 3 1 葡萄原料的特点 葡萄浆果由许多细胞构成，细胞壁将这些细胞彼此分开，通过选择透过性膜或 7 河北科技大学硕士学位论文 主动运输机理允许必需物质的通过。细胞壁由复杂的多糖构成，包括果胶( p e c t i n s ) 、 纤维素( c e l l u l o s e ) 和半纤维素( s e m i c e l l u l o s e ) ，细胞壁赋予细胞和果实的结构和硬度。 细胞内部是细胞质( c y t o p l a s m ) ，其中包括核( n u c l e u s ) 、质体( p l a s t i d s ) 、液泡和酶系统， 液泡内溶解有糖、酸、无机盐、酚类物质、花色素苷及芳香化合物【5 2 1 。果胶主要集 中在细胞壁的中层( t h em i d d l el a m e l l aw a l l s ) ，是分子量为3 00 0 0 - - 4 00 0 0m w 的 ( g a l a c t u r o n i ca c i d ) 聚合物，通常高度甲基化。显然提取过程需要降解细胞壁的中层 ( t h e m i d d l el a m e l l aw a l l s ) 以释放细胞，同时破坏细胞从而允许其液泡( v a c u o l e s ) p 勺含物 被提取或释放到葡萄酒中。这可以通过工业( m e c h a n i c a l ) 浸渍、加热、化学物质例如 s 0 2 或果胶酶来获得。 各种酚类物质位于葡萄的不同部位，各物质的溶解度和扩散性不同，并且受到 葡萄汁的温度和化学环境的影响。大约只有三分之一的酚类物质被提取到葡萄酒中， 这些物质来自