葡萄酒釀造過程中內部因素對顏色穩定性影響分析

張珍珍，鄧玉杰，趙艷，喬丹，武運（新疆農業大學食品科學與藥學學院，新疆烏魯木齊830000）

?

葡萄酒釀造過程中內部因素對顏色穩定性影響分析

張珍珍，鄧玉杰，趙艷，喬丹，武運*
（新疆農業大學食品科學與藥學學院，新疆烏魯木齊830000）

摘要：以釀酒葡萄赤霞珠果實進行葡萄酒釀造，通過分光光度計檢測葡萄酒中花色苷的吸光度、色度的變化來闡述紅葡萄酒發酵過程中內部變化（SO2濃度、金屬離子、酒精度）對葡萄酒顏色穩定性的影響。結果表明:隨著SO2、金屬離子度的不斷增加，葡萄酒樣品吸光度值逐漸降低，顏色逐漸變淺，SO2在40 mg/L濃度下的葡萄酒色度幾乎沒有變化，偏大則造成褪色。酒精度在10 %～12 %（體積分數）時，對果皮中的花色苷的浸提效果越好，色澤穩定性越好，葡萄酒的顏色加深。

關鍵詞：葡萄酒；酒精度；SO2濃度；金屬離子；顏色穩定性

*通信作者

葡萄酒品性高雅，并且營養成分比較豐富，有很強的保健作用，并且人們的生活消費水平在不斷的提高，因此，人們在選購葡萄酒時考慮的首要因素是葡萄酒的品質特征[1]。

葡萄酒感觀質量評價的一個重要標志就是色度[2]，也可通過其值的大小判斷葡萄酒的氧化程度與質量的好壞。判斷釀酒葡萄酒品質的指標性成分是葡萄酒中的花色苷、單寧、酸和香氣成分[3]，葡萄酒中的色、香、味等重要品質由它們的含量和比例決定，葡萄酒的顏色就越深就說明花色苷、單寧含量越高，色度值也相應增大；反之，則色度值就會低[4]。通常會采用分光光度法準確測定葡萄酒的色度。葡萄酒在發酵、釀造和貯藏過程時，在酒液中會不斷聚合及降解花色苷、單寧等酚類物質[5]，剛產出的葡萄酒由于花色苷還沒有降解一般呈現出紫色或寶石紅色。而在葡萄酒逐漸成熟過程中，隨著花色苷的不斷降解，葡萄酒在聚合單寧的作用下，色澤逐漸轉變為磚紅色[6-10]。在此過程當中時，人為是可以控制許多因素的。

本試驗主要通過用分光光度計測定其吸光值，研究色度的變化在葡萄酒發酵過程中酒精度、SO2濃度及金屬離子對總花色苷穩定性的影響，在此基礎上可以相應地提出解決方法，葡萄酒中的色素可以最大限度地保留下來，從而為前期的發酵和后期的貯藏做準備，也可以有效地預防色素的衰退，提高葡萄酒的品質。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

以新疆地產赤霞珠（Vitis vinifera L.cv.Cabernet Sauvignon）果實（果實要求果粒飽滿，大小一致，著色均勻等）為試材，在10 L玻璃發酵罐中進行酒精發酵與蘋乳發酵，發酵溫度控制在20℃～28℃，酵母N°FermicruVR50.2g/L；乳酸菌LactoenosB16Standard0.01g/L；酒精發酵7 d～10 d，蘋乳發酵15 d～20 d，獲得新鮮的葡萄酒液，酒樣置于-40℃冰箱。

0.2mol/L磷酸氫二銨溶液、0.1 mol/L檸檬酸溶液、過氧化氫溶液（0.3 %）、磷酸溶液（25 %）、氫氧化鈉標準溶液:C（NaOH）=0.01 mol/L、甲基紅一次甲基藍混合指示劑、6 %亞硫酸、FeSO4標準溶液、CuSO4標準溶液、9.7 %食用酒精。

1.2儀器設備

TU-181紫外-可見分光光度計：北京普希通用儀器有限責任公司；FA2104N電子天平：上海民橋精密科學儀器有限公司儀器有限公司；FE20 Plus pH計：上海梅特勒—托利多儀器有限公司；10 L玻璃發酵罐：四川省隆昌玻璃儀器廠。

1.3方法

1.3.1樣品前處理

1.3.1.1不同梯度的SO2溶液配制

分別取200 mL試驗酒樣各5個放入燒杯內，然后在各個燒杯內分別加入6 %食用亞硫酸物質，把SO2溶液各按30、40、50、60、70、80 mg/L的濃度加入燒杯內，然后再將不同濃度酒樣分別加入到9支螺口試管中，每支20 mL，最后放在20℃控溫箱中貯存備用。

1.3.1.2不同梯度的Fe2+溶液配制

分別取200 mL的試驗酒母液7個放入燒杯中，再各加入FeSO4，以使其為0、2.5、5、7.5、10、30、50 mg/L濃度的溶液，最后將其各濃度酒液分別加入到9支螺口試管中，每支20 mL，最后置于20℃控溫箱中貯存備用。

1.3.1.3不同濃度的Cu2+溶液配制

各取200 mL試驗酒母液7個放入燒杯內，再向其分別加入固定量的CuSO4試樣，以使酒樣分別達到2.5、5、7.5、10、30、40、50 mg/L的濃度，然后將其各濃度酒液以每支20 mL分別加入到9支螺口試管內，最后放在20℃控溫箱中貯存備用。

1.3.1.4不同梯度的酒精溶液配制

各取200 mL各5個試驗酒樣放入容量瓶內，之后把樣本按1、2、3、4、5標好號后再把計算好體積的99.7 %的食用酒精分別加入在各個容量瓶內，以使樣本分別為10 %、11 %、12 %、13 %、14 %、15 %的酒精度，之后混勻再靜止2 h后將樣本添加到50 mL容量的螺口試管中，每個試管各加20 mL，前后重復8次后，最后放在20℃控溫箱中貯存備用。

1.3.2測定方法

1.3.2.1試驗酒母液的吸收波峰值的測定

母液吸收波峰值的可以從吸收光譜特性圖判斷。在波長420 nm～620 nm之間，用分光光度計測得每隔20 nm處母液樣品的吸光度值得大小，再各測3組平行值，之后再以波長為橫坐標，其吸光值的平均值為縱坐標，繪出試驗酒花色苷的曲線圖后其最優吸收值即為波峰處所對應的值[11]。

1.3.2.2顏色分析

在試驗過程中，記錄各階段葡萄酒顏色的變化。

1.3.2.3吸光度值的測定

根據吸收光譜特性圖，取最大吸收波長處測定的處理值。在最大波長下測定24、100、500 h的吸光度值，繪制成吸光度在最大吸收波長處的吸光度變化曲線。

1.3.2.4色度的計算

將配置好的分別各處理靜止24 h后，在420、520、620 nm波長處分別測定其吸光值，各處理放回原處，繼續靜止；將各處理靜止100 h后，取出再測量吸光值；各處理放回原處靜止500 h后，同理測定500 h后的處理值。

計算各個處理的色度值，24 h的色度值與100 h色度值差值的絕對值為100 h色度變化值；同理計算500 h色度變化值。其變化值的大小反應穩定程度。變化值越大，表明越不穩定；反之，變化值越小，表明越穩定。

色度值計算方法：

色度=（A420nm+A520nm+A620nm）×10

2　結果與分析

2.1紅葡萄酒的吸收波峰值的測定

紅葡萄酒吸收波峰值的測定結果如圖1所示。

圖1　紅葡萄酒吸收波峰值的測定Fig.1 Determination of peak value of the red wine absorption

由圖1可知，紅葡萄酒樣品吸光度值在450 nm～520 nm波段不斷增大，在520 nm時達到吸收峰值0.42，在520 nm～620 nm波段吸光度顯著下降，當波長接近620 nm時，吸光度已接近于0.17，因此將檢測波長確定為520 nm。

2.2不同濃度SO2處理對顏色穩定性的影響

2.2.1不同濃度SO2處理對葡萄酒顏色變化的影響

不同濃度SO2處理下對顏色變化的影響如表1所示。

表1　不同濃度SO2處理下對顏色變化的影響Table 1 Effect on the color change of SO2with differentconcentration

由表1可知，根據試驗觀察，目測隨著SO2濃度的增加，樣品的顏色逐漸變淺，即葡萄酒經SO2處理后可使葡萄酒褪色。

2.2.2不同濃度SO2處理對總花色苷吸光值的變化影響不同SO2濃度處理下的葡萄酒吸光值的變化如圖2所示。

圖2　不同SO2濃度處理下的葡萄酒吸光值的變化Fig.2 Changes in different concentration of SO2treatment of the absorbance value

由圖2得，在520 nm處的吸光值隨放置時間的延長呈逐漸增大趨勢，說明SO2對葡萄酒中總花色苷含量影響的作用一直存在；隨SO2濃度的增加，吸光度值越來越小，說明高濃度SO2對葡萄酒顏色有褪色的作用。

2.2.3不同濃度SO2處理對葡萄酒色度的影響

不同濃度SO2對葡萄酒色度的影響如圖3所示。

由圖3得知放置時間在24 h到100 h的時間內，各濃度處理的色度變化各不相同，但是40 mg/L濃度下的葡萄酒色度幾乎沒有變化，比較穩定。其余的都是逐漸增大，且變化相當；在24 h到500 h的變化范圍內，各濃度下處理的色度均增大，40 mg/L濃度下的葡萄酒色度相對增加較少，說明SO2使得色度的變化值一直不斷增大。所以，在SO2低濃度情況下，葡萄酒的顏色能達到較好的穩定性。

圖3　不同濃度SO2對葡萄酒色度的影響Fig.3 Effect of different concentrations of SO2wine color

2.3不同濃度Fe2+處理對葡萄酒穩定性影響

2.3.1不同濃度Fe2+處理對葡萄酒顏色的變化影響不同濃度Fe2+對葡萄酒顏色的影響如表2所示。

表2　不同濃度Fe2+對葡萄酒顏色的影響Table 2 Effect of different concentrations of Fe2+on the wine colortable

由表2得出，Fe2+的濃度在不斷的增加的同時，也逐漸加深了葡萄酒的顏色，即有鐵離子存在時，紫色調增強，顏色加深。

2.3.2不同濃度Fe2+處理對總花色苷吸光值的影響

不同濃度Fe2+處理的葡萄酒吸光值隨時間的變化如圖4所示。

圖4　不同濃度Fe2+處理的葡萄酒吸光值隨時間的變化Fig.4 Different concentration of ion treatment Fe2+absorbance value with time

由圖4得，Fe2+濃度越高，吸光度越大，說明金屬離子Fe2+對葡萄酒顏色起促進作用，但通過觀察顏色變化發現，顏色已轉向紫色，已偏離花色苷本身的顏色，花色苷隨葡萄酒放置時間的延長，變化不明顯。

2.3.3不同Fe2+濃度處理對葡萄酒色度的影響

不同Fe2+濃度對葡萄酒色度的影響如圖5所示。

圖5　不同Fe2+濃度對葡萄酒色度的影響Fig.5 Effect of different concentration of Fe2+the wine color

由圖5得知放置時間在24 h到100 h的時間內，各濃度處理的色度變化各不相同，但是5 mg/L濃度下的葡萄酒色度變化較小，比較穩定；在24 h到500 h的變化范圍內，各濃度下處理后500 h葡萄酒的色度均呈現先降低后上升的趨勢，但是在鐵離子濃度為7.5 mg/L時變化量最小即最穩定。

2.4不同濃度Cu2+處理對葡萄酒花色苷穩定性影響

2.4.1不同濃度Cu2+處理對葡萄酒顏色的影響不同濃度Cu2+對葡萄酒顏色的影響如表3所示。

表3　不同濃度Cu2+對葡萄酒顏色的影響Table 3 Effect of different concentrations of Cu2+on the Winecolor table

由表3得出，同Fe2+一樣，隨著Cu2+的濃度的增加，有Cu2+存在時，顏色加深，紫色調增強。

2.4.2不同濃度Cu2+處理對總花色苷吸光值的影響

不同濃度Cu2+處理下葡萄酒對吸光值的影響如圖6所示。

圖6　不同濃度Cu2+處理下葡萄酒對吸光值的影響Fig.6 Effect of prolonged the absorbance value with the time of the different Cu2+ion treatment

由圖6得，隨著Cu2+離子濃度越大，吸光度值越大，也就是說，Cu2+離子濃度越大，葡萄酒總花色苷含量越大，而低離子濃度處理下的吸光度值隨放置時間的延長變化趨勢不明顯。

2.4.3不同濃度Cu2+處理對葡萄酒色度的影響

不同Cu2+濃度對葡萄酒色度的影響如圖7所示。

圖7　不同Cu2+濃度對葡萄酒色度的影響Fig.7 Effect of different concentration of Cu2+on the wine color

由圖7得知，Cu2+濃度在放置時間在24 h到100 h的時間內，各濃度處理的色度變化各不相同，但是5mg/L濃度下的葡萄酒色度變化較小，比較穩定；在24 h到500 h的變化范圍內，7.5 mg/L和50 mg/L濃度的相對比較穩定，其中50 mg/L濃度的銅離子最穩定。

2.5不同濃度酒精度處理對葡萄酒花色苷穩定性影響

2.5.1不同酒精濃度處理對總花色苷吸光度值的影響

不同酒精濃度處理的葡萄酒的吸光度隨時間的變化如圖8所示。

圖8　不同酒精濃度處理的葡萄酒的吸光度隨時間的變化Fig.8 Changes of color of the wine different alcohol concentration

分析圖8得知，10 %～12 %（體積分數）酒精度處理的酒樣隨放置時間的延長，吸光值有增加的趨勢，即葡萄酒的顏色逐漸加深。反之而大于12 %（體積分數）濃度的酒精度處理的酒樣是由先減少后略微增大的趨勢，顏色變化極不穩定。

2.5.2不同酒精濃度處理對葡萄酒色度的影響

不同酒精濃度處理的葡萄酒對色度值的影響如圖9所示。

由圖9可知，放置時間在24 h～100 h的時間內，各酒精度度處理的色度變化各不相同，尤其在10 %（體積分數）和15 %（體積分數）的酒精度時葡萄酒色度比較穩定；在24 h～500 h的變化時間范圍內，酒精度為13 %（體積分數）時色度的變化量相對增加較少，說明處于此酒精度的葡萄酒的色澤較穩定。

圖9　不同酒精濃度處理的葡萄酒對色度值的影響Fig.9 Effect of different concentration of alcohol treatment on color wine

3　討論與結果

二氧化硫用作抗氧化劑及抑菌劑作用在葡萄酒釀造中，是其必不可少的輔料[12]。由圖2～圖3得出葡萄酒在釀造中花色苷的含量、色度穩定性會被添加的SO2影響到。當SO2在低濃度時，色度變化和吸光度變化幅度較小，這時的花色苷處于比較穩定的狀態。當SO2濃度升高時，花色苷與硫酸氫根離子發生縮合反應后使葡萄酒顏色衰退，并且由于SO2具有強還原性，因此氧化脫色的能力也隨之而來。但是SO2的添加量若減少，殺滅其他雜菌的能力就不足以具備，因此建議SO2為40 mg/L的使用量比較合適。由表2～圖6可知，隨著金屬濃度的增加，顏色加深，說明了銅和鐵離子對葡萄酒顏色影響很大。當金屬離子Fe2+、Cu2+濃度不斷增加時，吸光度值增加，葡萄酒顏色也會逐漸加深，原因推測主要是金屬離子和花色素上的氫基鰲合后，從而導致其色澤發生變化，并且含有鐵、銅離子的情況下會有顏色腐敗病的情況[13-15]，因此，為了得到鮮艷紅色的葡萄酒，金屬含量應該被控制。同樣隨著酒精度的增大，酒精在發酵的過程時，酵母和原花青素苷產生乙醛反應后會形成了單寧-花色素苷縮合物類的物質，從而穩定了葡萄酒的顏色[16]。但花色素苷的自結合和輔色素作用被乙醇濃度的增加減弱了，葡萄酒的顏也被降低了[17]。所以，葡萄酒在發酵過程時，酒精度在一定范圍內酒精對花色苷的浸提效果比較好，低于或者高于一定的值浸提效果都不太理想。所以，由圖7和圖8得，酒精度在10 %～12 %（體積分數）時，對果皮中的花色苷的浸提效果越好，色澤穩定性越強，葡萄酒的顏色更紅。

綜上所述，花色苷是非常重要的天然色素，但其穩定性比較差，除易受酒精度、二氧化硫、金屬離子等影響外，花色苷降解動力和降解機制學在不同因子作用下也不完全一樣，對花色苷的降解機制以及花色苷穩定性的提高進行深入的研究是目前解決天然花色苷利用率低的有效措施。

參考文獻：

[1]李紹華,上利軍,范培格,等.中國葡萄酒生產狀況及發展思考[J].河北林業科技,2004,4(5):107-109

[2]梁冬梅,李記明,林玉華.分光光度法測葡萄酒的色度[J].中外葡萄與葡萄酒,2002(3):9-10

[3]吳志明,陳亮,李雙石.赤霞珠葡萄酒發酵過程中總酚和花色苷的含量變化[J].釀酒科技, 2013,11(5):18-20

[4]張傳軍,王淑慧.發酵過程對葡萄酒色素影響的研究[J].中國釀造,2009(12):88-90

[5]豆一玲.不同陳釀方式對新疆干紅葡萄酒質量的影響及成分分析[D].石河子:石河子大學,2010

[6]喬玲玲.不同理化因素對赤霞珠果實花色苷穩定性的影響[D].楊凌:西北農林科技大學,2013

[7] H akansson A E,Pardon K,Yoji H,et al.Structures and color properties of new red wine pigments[J].Tetrahedron Letters,2003,44:4887-4891

[8] Alcalde -Eon C,Escribano -Bail n M T,Santos -Buelga C,et al.Changes in the detailed pigment composition of red wine during maturity and aging A comprehensive study [J].Analytic Chimica Acta, 2006,563:238-254

[9] Genkinger J M,Platz E A,Hoffman S C ,et al.Fruit,vegetable,and antioxidant intake and all -cause,cancer,and cardiovascular disease mortality in a community -dwelling population in Wash -ington County,Maryland[J].Am J Epidemiol,2004,160:1223-1233

[10] Mallika V,vakumar K S,Jaichand S,et al,Kernel based machine learning algorithm for the efficient prediction of type III polyetide synthase family of proteins[J].Journal of Integrative Bioinformatics, 2010(7):1-8

[11]孫茜,李文超,王振平.酒精發酵及陳釀中不同因素對葡萄果皮色素穩定性的影響[J].中外葡萄與葡萄酒,2013(5):12-16

[12]屈慧鴿,王鳳仙.葡萄酒顏色穩定性研究[J].食品工業科技,2005,7 (2):24-35

[13]張桐生,蒲凌龍.葡萄酒化學的研究進展[J].釀酒科技,2003(6):72-78

[14]劉麗媛,苑偉,劉延琳.紅葡萄酒中花色苷輔助成色作用的研究進展[J].中國農業科學,2010,43(12):2518-2526

[15]安田齊.花色苷的生理生物化學[M].薄玉蘭,譯.北京:中國林業出版社,1989

[16]孫建霞,張燕,胡小松.花色苷的結構穩定性與降解機制研究進展[J].中國農業科學,2009(3):996-1008

[17]陳穎秋,黃永俊,馬小星,等.紅葡萄酒花色苷的研究[J].云南農業, 2011(9):33-35

Analysis of the Factors Affecting the Stability of Anthocyanins Wine in Fermentation Process

ZHANG Zhen-zhen，DENG Yu-jie，ZHAO Yan，QIAO Dan，WU Yun*
（College of Food Science and Pharmacy，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830000，Xinjiang，China）

Abstract：Cabernet sauvignon fruit to conduct wine-making，mainly to elaborate red wine fermentation process internal change（SO2concentration，metal ions，alcohol）in wine color through spectrophotometer，the absorbance change color on wine color stability Impact.The results showed that:with the increasing SO2，metal ion degrees wine sample absorbance value decreased，faded，alcohol at 10 %-12 %（volume fraction）when，for peel anthocyanin extraction the better，the stronger the color stability，deepen the color of the wine.

Key words：wine；alcohol concentration；SO2concentration；metal ions；color stability

DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2016.05.005

基金項目:新疆農業大學校前期資助課題（XJAU201314）

作者簡介:張珍珍（1984—），女（漢），副教授，博士，研究方向：食品質量與安全。

收稿日期：2015-10-14