原料冷凍處理對‘愛格麗’葡萄酒品質的影響

劉汝薇，張嘉璇，商浥，李運奎,2

（1. 西北農林科技大學葡萄酒學院，陜西楊凌 712100；2. 西北農林科技大學（合陽）葡萄試驗示范站，陜西合陽 715301）

葡萄酒的顏色、香氣和口感等品質主要決定于其中的單寧、多酚、芳香物質、糖和酸等成分的組成與含量[1-2]。其中單寧、多酚和芳香物質主要存在于葡萄果皮、果梗以及葡萄籽中。它們構成了白葡萄酒的香氣、滋味和骨架結構，對白葡萄酒的風格特征和品質有著重要影響。果皮中的成分通常在破碎、壓榨等環節溶出，傳統的白葡萄酒釀造方式并不能確保很好地浸提果皮中的多酚、香氣物質等成分，這也是白葡萄酒釀造工藝改良的一個方向。如采用冷浸漬工藝提升白葡萄酒香氣品質，但這種工藝會增加葡萄醪與空氣的接觸時間，增加白葡萄酒發生褐變的風險，且研究發現這種工藝處理對成熟度好的釀酒葡萄原料并不能顯著地改善香氣質量[3]。

近年來人們發現，對釀酒葡萄原料進行低溫冷凍處理，可以顯著改善多酚和揮發性物質的溶出，從而提高葡萄酒的外觀、香氣和口感質量。李娜娜等[3]研究發現，原料低溫處理顯著增加‘愛格麗’葡萄酒中的香氣物質種類和含量，其中-8 ℃和-20 ℃處理組與對照組相比，香氣濃郁度顯著增強。姚路暢等[4]研究發現，原料冷凍處理后的葡萄汁及葡萄酒中的單寧、總酚、總氮和礦質元素等成分含量均明顯高于原料常溫處理的對照組。原料冷凍處理后的葡萄汁及葡萄酒中香氣物質種類也明顯增多，葡萄酒的外觀、香氣、口感質量均得到了明顯提升。除了白色釀酒葡萄品種外，不少研究發現原料低溫冷凍處理也有利于紅色釀酒葡萄果皮中的單寧、多酚、色素和香氣物質等溶出，從而顯著改善葡萄酒的綜合品質[5-8]。

本文以陜西合陽地區具有重要推廣潛力的白色釀酒葡萄品種‘愛格麗’為研究對象，研究原料冷凍處理對其所釀干白葡萄酒常規理化指標、總酚、單寧、單體酚和感官質量的影響，以期建立更為豐富和完善的白色釀酒葡萄原料冷凍前處理工藝的知識體系，為相關釀造技術和工藝的開發提供參考，也為陜西合陽地區白葡萄酒質量的提升及釀造工藝研發提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試品種‘愛格麗’，2010年定植于西北農林科技大學（合陽）葡萄試驗示范站。采用單籬架架勢，爬地龍整形方式，株行距1 m×2.5 m。

試劑：冰乙酸（色譜級），無水乙醇、鄰苯二甲酸氫鉀、硫代硫酸鈉、硫酸銅、酒石酸鉀鈉、無水硫酸鈉、氫氧化鈉、鹽酸及福林-肖卡試劑等均為分析純，購于上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 儀器與設備

萬分之一電子天平、紫外可見分光光度計、離心機、PHS-3B型精密pH計、Waters UPLC I-Class型超高效液相色譜儀等。

1.3 方法

1.3.1 葡萄冷凍處理

從西北農林科技大學（合陽）葡萄試驗示范站采摘成熟度良好、無病害的‘愛格麗’葡萄。對照（A1）未冷凍（常溫），處理（A2）在-24 ℃條件下冷凍10 h。

1.3.2 釀酒試驗

供試的‘愛格麗’葡萄原料按照干白葡萄酒釀造工藝進行釀酒試驗[3]。

1.3.3 理化指標分析

指示劑法測定葡萄酒總酸；密度瓶法測定葡萄酒酒度；水蒸汽帶餾法測定葡萄酒揮發酸；斐林試劑熱滴定法測定葡萄酒殘糖含量；pH計測定葡萄酒pH值[9]。

1.3.4 葡萄酒多酚物質含量分析

采用福林-肖卡法測定葡萄酒總酚含量，甲基纖維素沉淀法測定葡萄酒單寧含量，超高效液相色譜（ultrahigh performance liquid chromatography, UPLC）測定葡萄酒單體酚含量[10-11]。

1.3.5 葡萄酒感官品質評價

對對照組和處理組葡萄酒進行感官品評，分別從外觀、香氣、口感及整體評價等方面進行感官分析[7]。

1.3.6 數據處理

采用SPSS 22.0進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 原料冷凍處理對‘愛格麗’葡萄酒基本理化指標的影響

原料冷凍處理對‘愛格麗’葡萄酒總酸、揮發酸、殘糖、酒度和pH值的影響見表1所示。兩種處理條件下的葡萄酒酒精發酵都較徹底，殘糖均在4 g/L以下。兩種原料處理方法所釀制的葡萄酒均符合葡萄酒國家標準GB 15037-2006，并無明顯的氧化等不良現象。由對照與冷凍處理對比可以明顯看出，冷凍處理顯著影響葡萄酒的各個基本理化指標，總酸和酒度顯著高于對照組，揮發酸、殘糖和pH顯著低于對照。

表1 ‘愛格麗’葡萄酒基本理化指標Table 1 Physical and chemical indexes of 'Ecolly' wines

2.2 冷凍處理對‘愛格麗’葡萄酒總酚和單寧的影響

原料冷凍處理對‘愛格麗’葡萄酒總酚和單寧的影響見表2。相比于對照組，‘愛格麗’葡萄原料經-24 ℃冷凍處理后所釀制的干白葡萄酒在總酚和單寧含量方面均呈現顯著升高（P＜0.05）的特點。處理組酒樣的總酚較對照組提高了47.42%，增加了46.14 mg/L的絕對含量。處理組酒樣的單寧較對照組提高了85.96%，增加449.07 mg/L的絕對含量。

2.3 冷凍處理對‘愛格麗’葡萄酒單體酚的影響

由表3可見，相比于對照組，‘愛格麗’葡萄原料經-24 ℃冷凍處理后所釀制的干白葡萄酒在單體酚總含量還是各單體含量方面均呈現出明顯差異。處理組酒樣的單體酚總含量相比對照組增加6.401 mg/L，增加率19.41%。處理組酒樣和對照組酒樣均檢出14種單體酚，包括沒食子酸、安息香酸、水楊酸和丁香酸等羥基苯甲酸類酚酸，咖啡酸、香豆酸和阿魏酸等羥基肉桂酸類酚酸，香豆素和香草酸等非類黃酮類化合物，還包括兒茶素和蘆丁等類黃酮類多酚。冷凍處理使‘愛格麗’葡萄酒中的沒食子酸、兒茶素、丁香酸、香豆酸、蘆丁和白藜蘆醇6種單體酚含量出現不同程度的減少，尤以兒茶素、蘆丁和沒食子酸最為顯著，分別減少了96.66%、89.99%和97.23%。冷凍處理使‘愛格麗’葡萄酒中的安息香酸、綠原酸、香草酸、咖啡酸、阿魏酸、水楊酸、香豆素以及桑色素8種單體酚含量呈現了不同程度的增加，尤以香草酸、安息香酸、水楊酸和桑色素最為顯著，分別增加14.68倍、8.6倍、4.53倍和5.29倍。

表2 ‘愛格麗’葡萄酒總酚和單寧含量Table 2 Tannins and total phenolics in 'Ecolly' wines mg/L

表3 ‘愛格麗’葡萄酒單體酚含量Table 3 Monomer phenolic contents in 'Ecolly' wines mg/L

2.4 冷凍處理對‘愛格麗’葡萄酒感官質量的影響

原料冷凍處理對‘愛格麗’葡萄酒感官質量的影響見表4所示。可見，葡萄原料經-24 ℃冷凍處理后，‘愛格麗’葡萄酒的外觀、香氣和口感總體表現優于對照，尤其在口感和香氣方面的提升很明顯。結合表1可以發現，冷凍處理很好地提高了‘愛格麗’葡萄酒的酸度，這對于酸度較低的釀酒葡萄原料來說可以提升白葡萄酒的感官質量，改善白葡萄酒的平衡性。同時冷凍處理對‘愛格麗’葡萄酒香氣品質的提升也十分突出，增加了香氣的復雜性和濃郁度。

3 討論與結論

原料冷凍處理對‘愛格麗’葡萄酒的基本理化性質造成了顯著影響。李娜娜等[3]研究發現，-32 ℃冷凍處理所釀制白葡萄酒總酸含量顯著高于對照，與本文研究結果一致；但-20 ℃冷凍處理所釀制白葡萄酒總酸含量與對照無顯著差異。姚路暢等[4]研究低溫處理對‘霞多麗’干白葡萄酒基本理化指標的影響發現，-20 ℃冷凍處理所釀制葡萄酒的總酸較對照增加了1.30 g/L，增加率達到15.03%；pH值則降低了0.12，降低率為3.50%。然而，對紅色釀酒葡萄的研究發現，原料冷凍處理對所釀制干紅葡萄酒的總酸含量和pH的影響較小。張紅娟等[7]研究陜西涇陽‘赤霞珠’葡萄經-20 ℃和-35 ℃冷凍處理所釀制葡萄酒的基本理化指標，與原料未經冷凍處理相比，總酸和pH并無顯著差異。因此，原料冷凍處理對白色和紅色釀酒葡萄的影響存在一定差異，這可能與干紅葡萄酒和干白葡萄酒的釀造工藝不同有關。

原料冷凍處理對‘愛格麗’葡萄酒的總酚和單寧都有顯著影響，結果與文獻報道一致。姚路暢等[4]采用-20 ℃冷凍處理‘霞多麗’葡萄，所釀制干白葡萄酒的總酚和單寧含量與對照相比分別增長了33.76%和14.21%。對紅色釀酒葡萄的相關研究，也有類似的發現。比如張紅娜等[5]發現，果皮冷凍處理使‘媚麗’葡萄酒中的總酚和單寧物質含量分別增加了14.46%和11.82%。唐國冬等[6]發現，對‘赤霞珠’葡萄原料進行-32℃的冷凍處理后，葡萄汁中的總酚和單寧物質含量比對照分別增加了57.16%和147.97%。張紅娟等[7]對‘赤霞珠’葡萄原料的冷凍處理也得出了相似的結果。因此，原料冷凍處理對白色和紅色釀酒葡萄均有利于所釀制葡萄酒中多酚和單寧物質增加，但品種間存在一定差異。

表4 ‘愛格麗’葡萄酒感官質量Table 1 Sensory evaluation standard of 'Ecolly' wine

原料冷凍處理使‘愛格麗’葡萄酒的單體酚總含量產生了顯著影響，但對具體單體酚的影響存在很大差異。目前，對白色釀酒葡萄尚缺乏原料冷凍處理對所釀干白葡萄酒單體酚含量影響的研究報道，對紅色釀酒葡萄品種的研究結果與本文的發現不盡相同。唐國冬等[6]發現，原料冷凍處理有利于增加‘赤霞珠’干紅葡萄酒中的單體酚總量，有利于兒茶素、沒食子酸和咖啡酸的積累，不利于綠原酸和香豆素的積累。Gil-Mu?oza 等[8]發現，原料冷凍處理有利于‘莫納斯特雷爾’（Monastrell）干紅葡萄酒中蘆丁、沒食子酸和香豆素含量增加，并會促進兒茶素和表兒茶素含量降低。張紅娜等[12]發現，原料冷凍處理有利于‘媚麗’葡萄酒中單體酚兒茶素、香草酸、咖啡酸和表兒茶素含量增加，使沒食子酸、丁香酸和桑色素含量降低。可見，無論對白色釀酒葡萄還是紅色釀酒葡萄，原料冷凍處理一般有利于葡萄皮中單體酚的溶出，從而增加葡萄酒中單體酚總含量。但對具體單體酚而言，這種影響卻表現出了極大的差異，這可能與釀酒葡萄品種有關，也可能受釀造工藝影響，尚待系統的研究以揭示其不同單體酚的溶出規模和影響機制。

有關低溫冷凍處理影響葡萄酒品質的作用機制，已有一些研究報道。在-15 ℃到-32 ℃不同溫度下冷凍處理‘霞多麗’葡萄果皮，采用透射電子顯微鏡觀察發現，低溫冷凍處理促使葡萄皮細胞壁斷裂、細胞結構遭到破壞，從而致使葡萄皮中的物質外泄溶出，且破壞程度與溫度呈現一定相關性[4]。在4 ℃到-32 ℃不同溫度下冷凍處理‘赤霞珠’葡萄果皮，采用透射電子顯微鏡觀察發現，隨著溫度的降低，‘赤霞珠’葡萄果皮細胞逐漸變形、破壞，細胞內的物質逐漸析出[13]。事實上，有研究表明，隨著溫度的降低，植物的細胞膜會發現相變，由液相變為凝膠相，并最終發生破裂，促使細胞膜的滲透性增強，細胞內容物更易析出[14]。換言之，釀酒葡萄原料的低溫冷凍處理，應該對葡萄果皮中的物質，如酚類物質、香氣物質等的溶出產生重要影響，對釀酒葡萄的果肉部分的成分，如糖和酸等的影響有限，與在‘黑比諾’上的試驗結論相似[15]。本文對‘愛格麗’的研究結果表明，原料冷凍處理對‘愛格麗’葡萄酒的糖和酸等造成一定影響，但主要影響依然是多酚、單寧和單體酚等主要源自葡萄果皮的成分。

本文研究發現，原料冷凍處理有利于提高‘愛格麗’葡萄酒酚類物質成分含量，是提高‘愛格麗’葡萄酒及其他干白和干紅葡萄酒品質的重要技術手段，可為葡萄酒釀造工藝提供新的思路，尤其為精品葡萄酒的釀造提供參考。