葡萄酒釀造過程中有機酸變化規律研究

楊春霞，茍春林，單巧玲*

（寧夏農產品質量標準與檢測技術研究所，寧夏銀川750002）

葡萄酒釀造過程中有機酸變化規律研究

楊春霞，茍春林，單巧玲*

（寧夏農產品質量標準與檢測技術研究所，寧夏銀川750002）

采用離子色譜法分析了葡萄酒中9種有機酸含量。通過對赤霞珠葡萄酒發酵過程中主要有機酸變化分析，研究其從葡萄汁到原酒的釀造過程中有機酸含量變化規律和量變的幅度。結果表明，葡萄酒中有機酸主要有酒石酸、蘋果酸、乳酸、檸檬酸和琥珀酸，葡萄汁經發酵產生了乳酸、乙酸和琥珀酸。釀造過程中酒石酸、蘋果酸、抗壞血酸和檸檬酸含量一直呈下降趨勢；草酸和琥珀酸含量先增高后減少，乳酸含量一直呈上升趨勢。乙酸是葡萄酒酒精發酵的主要副產物，含量為0.2～0.3 g/L。

葡萄酒；有機酸；離子色譜；變化規律

葡萄酒中的有機酸具有抑菌、抗病毒、抗癌、軟化血管、促進鈣、鐵元素的吸收、幫助胃液消化脂肪和蛋白質等生理功能[1]，是葡萄酒中重要的風味物質，其種類、濃度調節葡萄酒酸堿平衡，影響口感、色澤及生物穩定性[2-5]。李華[6]認為釀酒葡萄的適宜酸度應保持在6～10 g/L，否則易出現乏味、少筋、平淡、酸澀和粗硬的感官特征，并且會增加工藝處理的復雜性；酒石酸是葡萄酒酸味的主要來源，不僅參與了葡萄酒味感的平衡，還維持了葡萄酒的低pH值[7]。蘋果酸在葡萄酒釀造時的分解降低了酸澀度、粗糙度，提高了酒的細菌穩定性，發酵產生的醛類、酯類等能很好的改善酒的風味[8]。乳酸、乙酸和琥珀酸作為發酵產生物，其含量不高，但對葡萄酒的酸味、酒體的穩定性有重要影響[3，9-10]。對葡萄酒來說，無論是香氣、花色苷的變化，還是整體口感，都與有機酸含量的變化息息相關，對有機酸的分析可以控制葡萄酒釀造過程中不同時期的酸度[11]。因此，本研究采用離子色譜法對赤霞珠葡萄酒釀造過程中有機酸進行分析，研究葡萄酒發酵過程中有機酸含量變化規律和量變的幅度，為葡萄酒品質的變化提供一定的數據，為葡萄酒釀造提供一定的理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

酒石酸、蘋果酸、草酸、琥珀酸（純度≥98%）：上海源葉生物科技有限公司；檸檬酸、抗壞血酸、乳酸（純度＞98%）、丙酸（純度≥95%）：阿拉丁試劑有限公司；乙酸（純度≥99%）：上海國藥集團化學試劑有限公司）；實驗用水為超純水（電導率＜18.2μS/cm）：實驗室自制；葡萄酒樣品：寧夏志輝源石酒莊。

1.2 儀器與設備

ICS-3000型離子色譜儀（含陰離子抑制器、電導檢測器）：美國戴安公司；Mili-Q型超純水機：美國密理博公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理[12-13]

取葡萄酒樣適量，經4℃冷凍離心（10000r/min、10min）后，取上清液，用IC-C18柱對其凈化，除去色素和果膠。用0.45 μm濾膜過濾后供上機測定。

1.3.2 色譜條件

1.3.3 定性定量分析

將有機酸標準溶液進樣，根據保留時間進行定性分析，采用面積外標法進行定量分析。

2 結果與分析

2.1 葡萄酒樣品的稀釋處理

試驗對葡萄酒樣品進行了不同稀釋度處理，將葡萄酒樣離心后分別稀釋5倍、10倍、50倍，進樣分析，各有機酸依次被分離出來。樣品稀釋10倍時各有機酸基本能夠被有效分離并檢測到；稀釋5倍時，雜峰對乳酸、乙酸和丙酸的干擾嚴重，無法很好分離，并且蘋果酸和酒石酸含量較高；稀釋50倍時，乳酸、乙酸和丙酸能很好的分離，但草酸和檸檬酸含量過低，無法很好的檢測。最終選擇葡萄酒樣稀釋10倍進行分析。

2.2 有機酸標準色譜行為

按照表1濃度梯度洗脫程序，對9種有機酸進行分析，結果見圖1。

圖1 有機酸混合標準溶液色譜圖Fig.1 Chromatogram of mixed organic acids standard solution

表1 淋洗液梯度程序Table 1 Gradient program of eluent

由圖1可知，在KOH濃度為0.6 mmol/L時，乳酸、乙酸和丙酸可很好的分離；蘋果酸、酒石酸、草酸和檸檬酸在KOH濃度為25～35 mmol/L范圍內可達到很好的分離。由于蘋果酸與琥珀酸、草酸與抗壞血酸出峰時間接近，易產生相互干擾，故采用程序2分析，琥珀酸和抗壞血酸在KOH濃度為10～15 mmol/L范圍內能完全分離，很好的避開了其他有機酸的干擾。

2.3 標準曲線與線性范圍的測定

分別配制一系列不同濃度的9種有機酸進行線性方程和相關系數測定，各有機酸的線性方程和相關系數R見表2。

表2 有機酸的線性范圍和回歸方程Table 2 Linear range and regression equation of organic acids

由表2可知，被測組分的峰面積（Y）與進樣濃度（X）呈良好的線性關系，且線性范圍寬。

2.4 葡萄酒中有機酸分析

按照2.2的色譜條件對葡萄酒中有機酸含量分析。試驗表明樣品中均檢測出了包括乳酸在內的9種有機酸。葡萄酒經酒精發酵、蘋果酸-乳酸發酵，產生了一定量的乳酸、乙酸和琥珀酸。葡萄酒中有機酸色譜分析圖見圖2，樣品中各有機酸含量檢測結果見表3。

由圖2可知，9種酸的峰可以很好的分離。由表3可知，赤霞珠葡萄酒中主要的酸為蘋果酸、酒石酸、檸檬酸。

圖2 赤霞珠葡萄酒中有機酸色譜分離圖Fig.2 Chromatogram of organic acids in Cabernet Sauvignon wine

表3 赤霞珠葡萄酒中有機酸含量Table 3 Contents of organic acids in Cabernet Sauvignonwipe mg/L

2.5 葡萄酒釀造過程中有機酸含量變化規律研究

對赤霞珠葡萄，分別抽取破碎完成、酒精發酵完成、蘋果酸-乳酸（malolactic fermentation，MLF）發酵完成各階段葡萄酒樣品，分析有機酸含量變化。

赤霞珠葡萄酒從入窖前（2015-10-12/0 d）、發酵過程（2015-10-12—2015-11-11/0-49d）及儲藏階段（2015-11-12—2016-3-16/50-153 d）中有機酸含量變化規律圖見圖3。

由圖3可知，葡萄汁經酒精發酵和MLF發酵后產生了乳酸、乙酸和琥珀酸。在酒精發酵過程中產生了約1.0 g/L左右的琥珀酸和微量的乳酸和乙酸；該階段除酒石酸含量變化幅度小外，其他各有機酸含量均減少；在MLF發酵過程中產生了大量的乳酸，可達到0.2g/L左右，該階段酒石酸、蘋果酸一直呈下降趨勢，其中酒石酸含量最高達1.18 g/L，最低為0.854 g/L；蘋果酸含量最高達0.967 g/L，最低為0.269 g/L；檸檬酸變化規律不太明顯，總的來說呈下降趨勢，其含量最高達0.265 g/L，最低為0。從葡萄汁到葡萄酒的過程中草酸含量先增高，隨著酒精發酵結束，草酸的含量逐漸減少，直至到0；抗壞血酸的含量減少直至為0；乳酸作為發酵產物在整個發酵過程中一直呈上升趨勢，最高含量達0.850 g/L，而琥珀酸同樣作為發酵產物則是先升后降，含量最高達0.745 g/L。乙酸在葡萄酒中的含量為0.2～0.3 g/L是葡萄酒酒精發酵的主要副產物。赤霞珠葡萄酒釀造過程中有機酸變化規律與文獻報道一致[14-15]。

圖3 赤霞珠葡萄酒釀造過程中有機酸含量變化規律Fig.3 Variation regularity of organic acids in process of Cabernet Sauvignon wine brewing

通過對赤霞珠葡萄酒發酵過程中有機酸變化規律研究可以發現，酒石酸來源于葡萄，在發酵過程中酒石酸含量減少；蘋果酸來源于葡萄，在發酵中一部分被酵解，一部分被乳酸菌分解而減少；檸檬酸來源于葡萄，在發酵中因作為酵母酒精發酵的通常生成物而增加，在蘋-乳發酵過程中被乳酸菌分解消耗，直至為0；乳酸和乙酸不存在于葡萄，其來源于酒精發酵和蘋果酸-乳酸發酵，含量呈上升趨勢；琥珀酸不存在于葡萄，因主要來源于酒精發酵而呈增長趨勢。

3 結論

葡萄汁經發酵成葡萄酒后產生了琥珀酸（約0.745 g/L）、乳酸和乙酸（約0.2～0.3 g/L），含量保持動態穩定狀態。在發酵過程中蘋果酸和檸檬酸的含量大幅減少，酒石酸含量呈減少趨勢，但幅度不大；丙酸、草酸和抗壞血酸的含量減少，直至為0。

[1]問亞琴，張艷芳，潘秋紅.葡萄果實有機酸的研究進展[J].海南大學學報：自然科學版，2009，27（3）：302-306.

[2]KLAMPFL C W,BUCHBERGER W,HADDAD P R.Determination of organic acids in food samples by capillary zone electrophoresis[J].J Chromatogr A,2000,881(1-2):357-364.

[3]段云濤.葡萄和葡萄酒中9種有機酸RP-HPLC檢測體系的建立及其相關研究[D].北京：中國農業大學，2007.

[4]于慶泉.蛇龍珠紅葡萄酒釀造過程中花色苷的變化規律研究[D].北京：中國農業大學，2006.

[5]陳發興，劉星輝，陳立松.果實有機酸代謝研究進展[J].果樹學報，2005，22（5）：526-531.

[6]李華.葡萄酒釀造與質量控制[M].西安：陜西人民出版社，1995：125-130.

[7]LAN I O.Changes in organic acid composition during fermentation and aging of noble muscadine wine[J].J Agric Food Chem,1997,45(3): 935-937.

[8]蘇潔，張軍翔.葡萄酒圓潤度研究進展[J].食品與機械，2013，29（2）：238-241.

[9]DING M Y,SUZUKI Y,KOIZUMI H.Simultaneous determination of organic acids,in beverages by ion chromotypography with a mixed-bed stationary phase of anion and cation exchangers[J].Jap Soc Anal Chem, 1995,120:1773-1777.

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[11]馮愛軍，趙文紅，白衛東，等.不同黃酒中有機酸的測定[J].中國釀造，2010，29（8）：144-146.

[12]楊東偉，李曉靜，王芬，等.高效液相色譜法測定葡萄酒中11種有機酸含量[J].安徽農業科學，2013，41（3）：1286-1287，1290.

[13]馬麗艷，李麗，孫愛東，等.高效液相色譜法同時測定葡萄酒中八種有機酸的研究[J].釀酒，2010，37（4）：62-65.

[14]張會寧，劉延琳，胡立志.橡木桶陳釀過程中葡萄酒有機酸的變化[J].中國釀造，2014，33（1）：60-63.

[15]趙鶴然.葡萄酒釀造過程中的蘋果酸和乳酸的變化[D].大連：大連工業大學，2016.

Organic acids variation in wine brewing process

YANG Chunxia,GOU Chunlin,SHAN Qiaoling*
(Ningxia Institute of Agri-product Quality Standards and Testing Technology,Yinchuan 750002,China)

The content of nine kinds of organic acids was analyzed by ion chromatography.In the process of Cabernet Sauvignon wine fermentation, the changes of main organic acids were analyzed,the variation regularity of organic acids contents and quantitative change extent from the grape juice to the wine were researched.The results showed that the main organic acids in wine were tartaric acid,malic acid,lactic acid,citric acid and succinic acid.The lactic acid,acetic acid and succinic acid were produced by grape wine fermentation.The content of tartaric acid,malic acid ascorbic acid and citric acid showed a downward trend during fermentation.The oxalic acid and succinic acid content increased at first and then decreased.The lactic acid content showed arising trend in the whole process.Acetic acid was the main by-product in wine alcohol fermentation and the content was 0.2-0.3 g/L.

grape wine;organic acids;ion chromatography;variation regularity

TS262.6

0254-5071（2017）04-0083-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.04.018

2016-11-29

寧夏回族自治區自然基金項目（NZ14197）

楊春霞（1983-），女，助理研究員，碩士，主要從事農產品質量標準與檢測技術研究工作。

*通訊作者：單巧玲（1972-），女，高級實驗師，本科，主要從事農產品分析檢測工作。