紅葡萄酒中花色苷的影響因素

苗麗平，趙新節(jié)，韓愛(ài)芹，姜?jiǎng)P凱（齊魯工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，山東濟(jì)南250353）

?

紅葡萄酒中花色苷的影響因素

苗麗平，趙新節(jié)，韓愛(ài)芹，姜?jiǎng)P凱
（齊魯工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，山東濟(jì)南250353）

摘要：花色苷是葡萄酒的主要呈色物質(zhì)，除了葡萄品種和采摘方式不同帶來(lái)的花色苷差異外，釀造過(guò)程中的浸漬方式、溫度、pH值、SO2、酵母、酶、釀造容器、輔色作用等都對(duì)花色苷的含量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有一定的影響，進(jìn)而影響葡萄酒的感官品質(zhì)。對(duì)釀造過(guò)程中的影響因素進(jìn)行了綜述，為優(yōu)化釀造條件，保護(hù)和提高花色苷穩(wěn)定性提供參考。

關(guān)鍵詞：花色苷；葡萄酒；釀造；影響

花色苷(anthocyanins)是一種天然的水溶性色素[1]，葡萄中的花色苷主要存在于紅色葡萄的果皮中，在最靠近表皮的3～4層細(xì)胞的液泡里。歐亞種葡萄中常見(jiàn)的花色苷有五大類[2]，即花青素（cyanindin，Cy）、花翠素（delphinidin，Dp）、甲基花青素（peonidin，Pn）、甲花翠素（petunidin，Pt）和二甲花翠素（malvidin，Mv）。葡萄酒中的花色苷主要分為4類：?jiǎn)误w花色苷、酰基化花色苷、聚合花色苷和吡喃花色苷[3]。在葡萄酒釀造過(guò)程中，基本花色苷不斷減少，吡喃花色苷和聚合花色苷不斷增加[4]。自然界中游離的花色苷比較少，花色苷的?；?、甲基化、游離羥基的糖基化、輔色作用，與單寧結(jié)合等都有利于花色苷的穩(wěn)定[5]。

在紅葡萄帶皮發(fā)酵過(guò)程中，除了原料品種和采摘方式對(duì)花色苷的影響外，影響花色苷的因素還有很多。浸漬時(shí)間、浸漬溫度、浸漬方式的不同，都會(huì)影響花色苷在酒中的含量和種類。釀造過(guò)程中加入SO2、發(fā)酵液pH值的變化、釀造容器的材質(zhì)、酵母菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和發(fā)酵性能的不同、花色苷與多種輔色素的輔色成色作用以及釀造過(guò)程中涉及到的果膠酶、糖苷酶、多酚氧化酶等因素都對(duì)花色苷的結(jié)構(gòu)和含量有一定的影響。上述因素進(jìn)一步影響了葡萄酒的口感和色澤，所以釀造過(guò)程對(duì)葡萄酒中的花色苷有重要影響，也是影響葡萄酒品質(zhì)的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)。

1　原料以及采摘方式

紅葡萄酒的釀酒原料是紅色釀酒葡萄。花色苷主要存在于葡萄果皮中。葡萄中花色苷的種類和量根據(jù)葡萄所屬品種的不同而有所變化，李琪等[6]用HPLC法對(duì)甘肅地區(qū)的9種釀酒葡萄的花色苷進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)黑比諾只有5種花色苷，其余的釀酒葡萄主要檢測(cè)到9種。另外總花色苷的含量也不相同，從大到小依次為美樂(lè)＞寶石＞晚紅蜜＞蛇龍珠＞西拉＞赤霞珠＞品麗珠＞黑比諾＞馬瑟蘭，但是有研究認(rèn)為馬瑟蘭的總花色苷含量高于黑比諾。

同一葡萄品種，不同產(chǎn)地的花色苷含量也有一定的差別。蔡建[7]對(duì)4個(gè)產(chǎn)區(qū)（河北懷來(lái)、山東煙臺(tái)、山西黃河故道、甘肅河西走廊）的3個(gè)品種釀酒葡萄(赤霞珠、美樂(lè)和蛇龍珠)進(jìn)行花色苷的測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在懷來(lái)產(chǎn)區(qū)中，赤霞珠和美樂(lè)果皮花色苷中花翠素3-O-葡萄糖苷（Delphinidin-3-O-glucoside）、花青素3-O-葡萄糖苷(Cyanidin-3-O-glucosid)、甲基花翠素3-O-葡萄糖苷(Petunidin-3-O-glucoside)、甲基花青素3-O-葡萄糖苷(Peonidin-3-O-glucoside)的含量高于其他2個(gè)產(chǎn)區(qū)。甘肅河西走廊產(chǎn)區(qū)赤霞珠、美樂(lè)品種果皮中的二甲花翠素3-O-(6-O-咖啡酰)-葡萄糖苷(Malvidin-3-O-(6-O-caffeoyl)-glucoside)的含量高于其他產(chǎn)區(qū)，這可能和每個(gè)產(chǎn)區(qū)的氣候環(huán)境等因素有關(guān)。

另外，近年來(lái)有些地方采用機(jī)械方法對(duì)葡萄進(jìn)行采摘，這種方式往往不能根據(jù)葡萄的成熟度進(jìn)行選擇性采摘，所以很容易采摘到成熟度不好的葡萄。成熟度不高的葡萄內(nèi)糖、酸、花色苷等不能達(dá)到釀酒的要求，會(huì)影響葡萄酒的感官品質(zhì)。同時(shí)機(jī)械采摘用力往往比較大，容易對(duì)葡萄和葡萄藤產(chǎn)生損傷。一旦葡萄的完整性被破壞，果皮中的花色苷就更容易被氧化，另外破損處相應(yīng)的花色苷可能會(huì)隨著汁液的流出而損失[8]。人工采摘對(duì)葡萄的破壞小，有利于對(duì)花色苷的保護(hù)。但是人工采摘需要大量的人力物力，并且采摘的周期長(zhǎng)，在實(shí)際生產(chǎn)中也要根據(jù)實(shí)際需求綜合考慮。

2　浸漬對(duì)花色苷的影響

葡萄皮中的花色苷通過(guò)浸漬作用擴(kuò)散到葡萄酒中，浸漬作用主要分為4類：傳統(tǒng)浸漬、熱浸漬、冷浸漬、CO2浸漬。傳統(tǒng)浸漬就是在葡萄除梗破碎后，葡萄皮和葡萄汁混合發(fā)酵，浸漬和發(fā)酵同時(shí)進(jìn)行，傳統(tǒng)浸漬的溫度比較適中，一般在25～30℃，浸漬時(shí)間4～8 d。熱浸漬分為發(fā)酵前熱浸漬和發(fā)酵后熱浸漬，浸漬溫度通常大于70℃，浸漬時(shí)間6～12 h，熱浸漬最大的用途在于對(duì)健康程度不好的葡萄進(jìn)行挽救性的浸漬，以相對(duì)的高溫抑制多酚氧化酶等不良酶類的活力，同時(shí)促進(jìn)花色苷的浸提，因?yàn)楦邷匾矔?huì)造成花色苷的降解，所以時(shí)間不宜長(zhǎng)，這種方法一般也不會(huì)用于常規(guī)的紅葡萄酒釀造。冷浸漬在6～10℃，浸漬3～5 d，冷浸漬最大的特點(diǎn)是非酒精溶液對(duì)葡萄果皮、種子的浸漬作用，作用不限于酚類物質(zhì)，也包含香氣物質(zhì)和花色苷。二氧化碳浸漬釀造法（Carbonic Maceration，簡(jiǎn)稱MC）是整穗葡萄放在充滿CO2的密閉容器中，浸漬溫度20～35℃，浸漬8～15 d，在釀造過(guò)程中CO2浸漬能夠保持釀酒葡萄良好的品種香氣，在此過(guò)程中對(duì)花色苷也有一定的影響。無(wú)論是哪種浸漬方式，花色苷從葡萄果皮被浸提到酒中都是在浸漬的初期，酒中的花色苷含量不斷增加，當(dāng)葡萄皮中剩余花色苷為開(kāi)始浸漬前的34％[9]時(shí)浸提作用停止，在此過(guò)程中，浸漬作用主要通過(guò)浸漬的時(shí)間和溫度來(lái)影響花色苷的浸提，所以不同的浸漬方式、浸漬溫度和時(shí)間都會(huì)對(duì)酒中花色苷的含量和種類產(chǎn)生影響。

2.1浸漬方式

冷浸漬的溫度一般在10℃以下，低溫能夠抑制酵母菌的活性，延遲啟動(dòng)酒精發(fā)酵，與傳統(tǒng)的浸漬方法相比，冷浸漬的浸漬時(shí)間比較長(zhǎng)，能夠充分地浸提出果皮中的花色苷。同時(shí)冷浸漬可以提高非花色苷酚物質(zhì)的含量，非花色苷酚作為輔色素可以和花色苷結(jié)合，形成穩(wěn)定的復(fù)合物[10-11]。另外冷浸漬中低溫能夠抑制氧化酶的活性，減少花色苷的氧化。冷浸漬的浸漬時(shí)間比較長(zhǎng)，有利于小分子單寧的浸出[12]，和熱浸漬單寧含量少正好相反，單寧和花色苷結(jié)合，有利于花色苷的穩(wěn)定。

熱浸漬將溫度提高到70℃左右，能夠降低發(fā)酵液的氧化還原電位，提高發(fā)酵液的還原能力，同時(shí)高溫對(duì)氧化酶的活性也有破壞作用[13]，這兩方面的作用在一定程度上可以防止花色苷的氧化[14]。熱浸漬浸提的花色苷和傳統(tǒng)法浸提的花色苷并無(wú)顯著的差別，但是熱浸漬和傳統(tǒng)浸漬法相比，能在更短的時(shí)間內(nèi)將這些花色苷浸提出來(lái)，浸漬的時(shí)間太短也存在一定的弊端，由于浸漬的時(shí)間較短，浸提出的單寧含量較低，沒(méi)有足夠的單寧和花色苷形成穩(wěn)定的復(fù)合物，不利于花色苷的穩(wěn)定。

二氧化碳浸漬釀造法（Carbonic Maceration，簡(jiǎn)稱MC），與其他浸漬法相比，MC法浸提的花色苷較少[15-16]。MC法是將整穗的葡萄浸漬，果粒完整，這樣會(huì)阻礙花色苷從果皮中浸提出來(lái)[17]。而且果粒保持完整，果粉中的齊墩果酸和油酸也就沒(méi)有被破壞，這2種物質(zhì)能夠促進(jìn)酵母的生長(zhǎng)，裝滿CO2的密閉容器為酵母的生長(zhǎng)創(chuàng)造了厭氧環(huán)境，浸漬過(guò)程中的酒精含量也較少，有利于酵母的繁殖[18]。酵母的細(xì)胞壁對(duì)花色苷有吸附作用，所以MC法使酵母大量增殖，也是花色苷含量減少的原因之一。MC法厭氧的環(huán)境在一定程度上可以防止花色苷的氧化，但是如果葡萄酒長(zhǎng)時(shí)間存放，優(yōu)勢(shì)就會(huì)消失，酒中游離的花色苷比較容易發(fā)生氧化[19-20]。

2.2浸漬溫度和時(shí)間

浸漬作用主要通過(guò)浸漬的時(shí)間和溫度來(lái)影響花色苷的浸提，在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，花色苷的浸出速度加快[21]。這主要是因?yàn)樯郎貢?huì)降解細(xì)胞壁，提高果皮中成分向外釋放的能力，還可以提高酶以及非酶反應(yīng)的速率[22]。不同的浸漬溫度會(huì)浸出不同的花色苷，這可能和不同溫度下相關(guān)酶的活性大小有關(guān)。

浸漬溫度和浸漬時(shí)間存在著一定的相關(guān)性，一般浸漬的溫度越高，需要的浸漬時(shí)間就越短，相反，浸漬的溫度低，浸漬時(shí)間就要相應(yīng)延長(zhǎng)。隨著浸漬時(shí)間的延長(zhǎng)，浸漬出的花色苷含量相應(yīng)增加。浸漬的時(shí)間不同，花色苷的含量就會(huì)有所差別，這種差別在一定程度上可以用酒的顏色來(lái)區(qū)分，干紅、桃紅葡萄酒就是很好的實(shí)例。浸漬時(shí)間的長(zhǎng)短一般取決于葡萄品種的質(zhì)量狀況，品質(zhì)不好的葡萄酒，浸漬的時(shí)間一般要相應(yīng)的縮短，品質(zhì)好的葡萄酒，浸漬的時(shí)間可以適度的延長(zhǎng)，具體浸漬的時(shí)間和溫度要根據(jù)實(shí)際釀造條件和目的而定。

不同浸漬溫度和時(shí)間的組合可能會(huì)引起花色素結(jié)構(gòu)的變化，使葡萄酒在不同波長(zhǎng)下的吸光值發(fā)生相應(yīng)的變化，導(dǎo)致葡萄酒的色度產(chǎn)生了差異[23]。另外，除了浸漬溫度和浸漬時(shí)間對(duì)花色苷浸提的影響外，浸漬過(guò)程中加入果膠酶也會(huì)影響花色苷的浸漬效果。

3　pH值對(duì)花色苷的影響

pH值影響花色苷的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使葡萄酒呈現(xiàn)不同的顏色，并且這種影響是可逆的[10]。在較低的pH值條件下（pH＜2），花色苷主要的存在形式是紅色的花色烊陽(yáng)離子，當(dāng)pH值升高到3～6時(shí)，花色苷的主要存在形式就變成了無(wú)色的甲醇假堿和查耳酮假堿，而當(dāng)花色苷在中性條件下，或者是微酸的環(huán)境中，紫色或淺紫色中性的醌式堿是其主要存在形式，當(dāng)pH值達(dá)到堿性條件8～10時(shí)，花色苷的存在形式主要是藍(lán)色離子化的醌式堿[24]。不同結(jié)構(gòu)的花色苷在特定pH值條件下的穩(wěn)定性是不同的，TORGILS等[25]的研究表明，在強(qiáng)酸條件下，簡(jiǎn)單的花青素-3-O-葡萄糖苷的穩(wěn)定性要比復(fù)雜的花色苷復(fù)合物的穩(wěn)定性要高。但是在堿性條件下，復(fù)雜的吡喃花色苷復(fù)合物顯示出很強(qiáng)的穩(wěn)定性，在10℃條件下貯存60 d后，90％的花色苷還能被檢測(cè)到。此外很多對(duì)花色苷在弱酸或者中性條件下的相關(guān)研究表明，?；ㄉ盏挚顾献饔玫哪芰Ρ容^強(qiáng)，在弱酸或中性條件下比較穩(wěn)定。

成熟的葡萄pH值偏堿性，在釀造的過(guò)程中隨著浸漬和發(fā)酵的進(jìn)行，pH值逐漸降低到酸性條件。所以葡萄酒的顏色也逐漸的呈現(xiàn)紫紅色。在發(fā)酵中要密切關(guān)注pH值的變化，必要時(shí)要進(jìn)行微量的調(diào)節(jié)。后期的蘋果酸乳酸發(fā)酵，將蘋果酸轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗醄26]，也就是二元酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐辉醄27]，使得葡萄酒的酸度降低，不僅改善了葡萄酒的口感，對(duì)葡萄酒的顏色也有影響。另外酒石酸沉淀是總酸降低的主要原因，所以酒石酸沉淀也是影響花色苷的因素之一。

4　SO2對(duì)花色苷的影響

SO2對(duì)花色苷的作用具有兩面性。一方面SO2的漂白作用會(huì)使得花色苷褪色，并且SO2的濃度越高，褪色的花色苷就會(huì)越多。另外SO2的濃度過(guò)高也會(huì)降低單寧和花色苷的縮合反應(yīng)。另一方面，加入SO2有利于花色苷的浸提，SO2可以使花色苷結(jié)構(gòu)的C2或C4位生成無(wú)色的花色苷亞硫酸鹽復(fù)合物[24]，這樣影響了浸漬體系的平衡，有利于花色苷的浸提，是對(duì)浸漬作用的強(qiáng)化，但同時(shí)也會(huì)使得花色苷褪色。同時(shí)SO2的抗氧化作用，在一定程度上也可以防止花色苷被氧化[28]。在釀造過(guò)程中添加適量的二氧化硫還可以破壞和抑制多酚氧化酶，減少了多酚氧化酶對(duì)葡萄酒的氧化作用[29]。所以SO2對(duì)花色苷的作用具有兩面性，在釀造過(guò)程中添加量要在合適的水平內(nèi)。

5　輔色素對(duì)花色苷的影響

輔色素可以和花色苷通過(guò)輔色作用來(lái)穩(wěn)定花色苷[30]，輔色作用分為分子內(nèi)輔色作用和分子間輔色作用，分子內(nèi)輔色作用通過(guò)共價(jià)鍵連接，分子間輔色作用的驅(qū)動(dòng)力包括疏水作用、范德華力和離子相互作用[10]。分子內(nèi)輔色作用是花色苷和輔色劑之間能夠形成一種垂直層疊的復(fù)合物，這種結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生疏水作用力，防止發(fā)生親水加成反應(yīng)和褪色。分子間輔色作用為單個(gè)花色苷與自身的芳香?；g的?；饔茫ㄟ^(guò)加強(qiáng)分子間的鍵合作用，使花色苷母核免受水分子的攻擊，從而保護(hù)和穩(wěn)定花色苷的呈色效果[12，30]。

輔色素有很多類型，目前研究較多的輔色素為類黃酮，包括黃酮醇、黃烷醇、黃酮和黃烷酮；其次為酚酸，包括羥基苯甲酸和羥基肉桂酸[31]。不同的輔色素對(duì)同一種花色苷的輔色作用大小不同，用黃酮醇、酚酸、黃烷醇對(duì)同一種花色苷進(jìn)行輔色作用實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)輔色作用由強(qiáng)到弱依次為黃酮醇＞酚酸＞黃烷醇，這與輔色素的立體結(jié)構(gòu)及分子大小有關(guān)[32-33]。但由于在葡萄酒中黃烷醇含量比較高，所以其對(duì)花色苷的影響也不能忽視[34]。除了上述研究比較多的3種輔色素外，槲皮素、槲皮苷以及咖啡酸對(duì)花色苷也有較好的輔色效果，但是槲皮素在后期的陳釀過(guò)程中輔色效果會(huì)大幅度的減弱。

同一輔色素對(duì)不同花色苷的輔色作用也不同，劉婷婷[35]研究8種輔色素對(duì)花色苷的影響，發(fā)現(xiàn)同種輔色素對(duì)二甲花翠素3-O-葡萄糖苷和二甲花翠素3-O-乙酰葡萄糖苷的輔色效果明顯高于花翠素3-O-葡萄糖苷的輔色效果，這可能與花色苷取代基的位置和種類有關(guān)。

另外金屬離子對(duì)輔色作用也有一定的影響，鄧潔紅等[36]的研究顯示，不同的離子對(duì)輔色作用的影響不同，Mg2+、Mn2+、K+對(duì)色素液的輔色效果比較弱；Ca2+、Zn2+次之，而且隨著離子濃度的增加，輔色效果加強(qiáng)；Al3+、Cu2+對(duì)輔色作用的影響比較大，能明顯地加強(qiáng)輔色作用；但是Fe3+使色素液光譜性質(zhì)改變，使其失去花色苷的特點(diǎn)，這也是在釀造過(guò)程中避免讓酒體接觸鐵器的原因。除此之外，pH值和酒精濃度對(duì)輔色作用也有影響。有研究表明輔色作用的最適酸度為pH3.65。乙醇濃度的上升使花色苷的自結(jié)合和輔色作用減弱，同時(shí)降低了黃烷醇、槲皮素等其他酚類物質(zhì)的溶解度以及酒的顏色[37]。

輔色素可以穩(wěn)定花色苷，所以在釀造過(guò)程中可以通過(guò)加入相應(yīng)的輔色素來(lái)提高花色苷的穩(wěn)定性，同時(shí)要控制各種輔色作用的影響因素對(duì)輔色作用的影響，保護(hù)花色苷的穩(wěn)定性和葡萄酒的色澤不被破壞。

6　酵母對(duì)花色苷的影響

發(fā)酵菌株對(duì)花色苷的影響一方面體現(xiàn)在酵母細(xì)胞壁對(duì)花色苷的吸附作用上，另一方面體現(xiàn)在酵母對(duì)酒精的轉(zhuǎn)化率上。酵母細(xì)胞對(duì)很多化合物都有吸附作用，如硫化物、短鏈脂肪酸、芳香類化合物和色素類等[38-39]。所以在傳統(tǒng)的香檳產(chǎn)區(qū)，酵母細(xì)胞被用作天然的澄清劑[40]。酵母細(xì)胞對(duì)花色苷的吸附能力和其自身的細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和成分、帶電量、電量分配和可接觸面積有關(guān)[39]。酵母細(xì)胞的多孔性，間接地增加了細(xì)胞壁的面積，所以酵母細(xì)胞對(duì)花色苷的吸附作用不容忽視。酵母細(xì)胞壁對(duì)不同的花色苷的吸附作用不同。對(duì)?；幕ㄉ盏奈阶饔脧?qiáng)于非酰基化的花色苷，對(duì)甲基化的花色苷的吸附作用強(qiáng)于羥基化的花色苷。而且吸附作用的不同還和花色苷本身的極性有關(guān)。一般而言非極性的更容易被吸附，這也許和酵母細(xì)胞壁的成分有關(guān)[41]。但是VASSEROTET等[42]在研究花色苷單體時(shí)發(fā)現(xiàn)吸附極性的花色苷比較多。李雙石等[43]研究了不同酵母細(xì)胞的細(xì)胞壁對(duì)花色苷有吸附作用，用HPLC-MS技術(shù)對(duì)花色苷種類和含量進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)不同酵母發(fā)酵花色苷成分大體相同，含量有所差別。

細(xì)胞壁對(duì)花色苷的吸附作用對(duì)酒的顏色有一定的影響，結(jié)合韓富亮等[4]研究的花色苷和葡萄酒顏色的影響，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞壁對(duì)花色苷的吸附作用使得黃色色調(diào)增強(qiáng)，藍(lán)色色調(diào)減弱。多數(shù)研究中只討論到不同酵母細(xì)胞對(duì)花色苷的吸附作用，沒(méi)有涉及到酵母細(xì)胞的接種量、接種時(shí)間等問(wèn)題?？梢越Y(jié)合實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

WU等[44]在2015年的研究中認(rèn)為，酵母細(xì)胞壁中的甘露糖蛋白能夠通過(guò)疏水作用和花色苷結(jié)合，形成復(fù)合物。從而能夠提高花色苷在中性條件下的穩(wěn)定性、抗氧化性，還能延長(zhǎng)花色苷的半衰期4～5倍。酵母細(xì)胞壁中甘露聚糖和花色苷的疏水作用結(jié)合可能也是酵母細(xì)胞壁吸附花色苷的機(jī)理之一。葡萄酒中的甘露糖蛋白和酵母細(xì)胞的生長(zhǎng)情況有關(guān)，有生長(zhǎng)活力的酵母細(xì)胞在發(fā)酵的過(guò)程中會(huì)釋放出甘露糖蛋白。而當(dāng)細(xì)胞衰老之后，在β-1,3-葡聚糖酶的作用下對(duì)細(xì)胞壁上的蛋白質(zhì)被降解，從而細(xì)胞壁被降解[45-46]。這樣酵母細(xì)胞中的成分就會(huì)進(jìn)入到葡萄酒中，其中細(xì)胞壁中的甘露糖蛋白也被釋放到葡萄酒中，甘露糖蛋白和花色苷結(jié)合，形成穩(wěn)定的復(fù)合物。所以在釀酒過(guò)程中可以考慮人工加入甘露聚糖來(lái)提高花色苷的穩(wěn)定性。

酵母細(xì)胞將糖轉(zhuǎn)化成酒精。不同酵母菌發(fā)酵性能的不同會(huì)影響酒精的產(chǎn)生速度，同時(shí)也會(huì)影響糖的濃度。酒精濃度會(huì)影響花色苷從葡萄漿果浸漬到酒中的速率。另外ROMERO等提出，隨著酒精濃度的提高，酵母細(xì)胞壁對(duì)花色苷的吸附作用減弱[9]，而花色苷在高糖濃度下，由于水分活度降低，花色苷生成假堿式結(jié)構(gòu)的速度減慢，所以花色苷的顏色得到了保護(hù)。隨著發(fā)酵的進(jìn)行，糖濃度變低，在低糖濃度下，花色苷的降解加速[26]。

7　酶對(duì)花色苷的影響

影響花色苷含量和種類的酶主要包括果膠酶、糖苷酶、多酚氧化酶等。酶的種類和數(shù)量也是影響花色苷的因素。

在浸漬過(guò)程中加入果膠酶可以破壞細(xì)胞壁，能夠促進(jìn)花色苷的浸提，同時(shí)還能夠促進(jìn)單寧的浸提。單寧具有抗氧化的活性，能夠防止花色苷的氧化，另一方面其也可以和花色苷結(jié)合形成穩(wěn)定的復(fù)合物，所以加入果膠酶可以起到穩(wěn)定色素的作用[47-48]。果膠酶添加的種類和數(shù)量，對(duì)花色苷也有影響，在葡萄酒浸漬過(guò)程中一般都加入果膠酶復(fù)合物，包括纖維素酶、半纖維素酶、聚半乳糖醛縮酶、糖苷酶。其中糖苷酶有利于結(jié)合態(tài)香氣的釋放，但是對(duì)花色苷的影響不利。

糖苷酶和多酚氧化酶都是葡萄本身攜帶的酶類，糖苷酶作用于花色苷的糖苷鍵，使花色苷分解為糖和花色苷配基[49]。多酚氧化酶是一種含酮氧化酶，能夠引起水果的褐變[50]。但是其本身不能降解花色苷，而是當(dāng)有綠原酸或咖啡酸等酚類存在時(shí)，多酚氧化酶促進(jìn)多酚生成O-醌類化合物，接著花色苷進(jìn)一步被苯醌氧化為無(wú)色的化合物[51-52]。在釀造過(guò)程中可以通過(guò)對(duì)溫度的控制以及SO2、亞硫酸鹽的加入來(lái)抑制和破壞這2種酶的活性。

8　容器對(duì)花色苷的影響

釀造容器主要包括發(fā)酵容器和陳釀容器。釀造容器的材料、大小、形狀都對(duì)花色苷有一定的影響。釀造容器應(yīng)用比較多的是不銹鋼和橡木桶。在陳釀階段時(shí)橡木桶應(yīng)用最為廣泛，橡木桶的新舊、紋理、烘烤度等都會(huì)對(duì)花色苷產(chǎn)生影響。

發(fā)酵容器的材料不同對(duì)花色苷有一定的影響。花色苷的鄰位羥基結(jié)構(gòu)，能夠和金屬離子鐵、鋁、銅等形成相應(yīng)的配合物，而且這種反應(yīng)不可逆，會(huì)對(duì)酒的質(zhì)量產(chǎn)生影響，所以，發(fā)酵容器的選擇應(yīng)該避免上述材料。另外，侯小歌等[53]利用高效液相色譜-質(zhì)譜(HPLC-MS)聯(lián)用檢測(cè)技術(shù)分析了法國(guó)旋轉(zhuǎn)橡木桶和不銹鋼發(fā)酵罐釀造的赤霞珠干紅葡萄酒陳釀180 d和360 d后花色苷的種類和含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)2種發(fā)酵容器釀造的葡萄酒的花色苷的種類沒(méi)有差別，但是法國(guó)旋轉(zhuǎn)橡木桶發(fā)酵的葡萄酒中花色苷的總含量明顯高于不銹鋼發(fā)酵罐中陳釀的葡萄酒，而且前者每種花色苷含量也高于后者。但是在后期的陳釀階段，橡木桶陳釀的葡萄酒由于花色苷分解、縮合沉淀以及與酚類物質(zhì)聚合作用大于不銹鋼陳釀的葡萄酒，所以花色苷含量降低得比較明顯。

葡萄酒的陳釀大多在橡木桶中完成。橡木桶的使用對(duì)花色苷的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是橡木桶中的水解單寧被浸漬到葡萄酒中，這些單寧和花色苷結(jié)合形成單寧-花色苷復(fù)合物，使葡萄酒的色澤穩(wěn)定，另外，來(lái)自橡木桶的鞣花單寧比葡萄酒中的其他成分更容易被氧化，從而保護(hù)了酒中花色苷。二是橡木桶桶壁的微孔結(jié)構(gòu)能夠使外界的氧氣進(jìn)入葡萄酒中，為單寧和花色苷以乙醛為媒介的縮合反應(yīng)創(chuàng)造一個(gè)微氧的環(huán)境。影響橡木桶被浸提的單寧和進(jìn)入酒中的氧氣量的因素又是多方面的。橡木桶的新舊、紋理、烘烤度、橡木的種類都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。

葡萄酒和橡木桶之間的交流主要發(fā)生在橡木桶的表層，隨著使用次數(shù)的增加，橡木桶表層中單寧物質(zhì)就會(huì)不斷的減少。同時(shí)橡木桶的孔隙也會(huì)被堵塞，此時(shí)的橡木桶不能再為葡萄酒提供微氧的環(huán)境。所以橡木桶的新舊會(huì)對(duì)花色苷有一定的影響。崔向云等[54]的研究顯示，新橡木桶陳釀的紅葡萄酒中單體花色苷、?；ㄉ占翱偦ㄉ盏暮烤陀谂f橡木桶，其顏色比舊橡木桶深，紅色色調(diào)比較高，而黃色色調(diào)比較低，但是總體來(lái)說(shuō)對(duì)花色苷和酒的顏色的影響并不顯著。同樣有研究表明，用來(lái)自不同國(guó)家的橡木桶陳釀，對(duì)花色苷的影響也不同，這是因?yàn)椴煌瑏?lái)源的橡木桶鞣花單寧的含量不同，進(jìn)入酒中的單寧含量就會(huì)有差別，進(jìn)而影響與花色苷的縮合量。BRIGADA等[55]研究不同來(lái)源的橡木桶發(fā)現(xiàn)，鞣花單寧含量排序?yàn)榉▏?guó)＞利穆贊夏橡＞西班牙橡木＞法國(guó)阿利亞盧浮橡＞美洲白櫟。法國(guó)、利穆贊夏橡富含鞣花單寧，而美洲白櫟中鞣花單寧含量最低。

橡木桶的紋理主要影響氧氣的進(jìn)入量。致密的結(jié)構(gòu)不利于氧氣的進(jìn)入，過(guò)于疏松又會(huì)導(dǎo)致氧氣過(guò)量，使酒過(guò)度氧化而變質(zhì)，所以選擇合適紋理的橡木桶對(duì)花色苷以及葡萄酒都至關(guān)重要。橡木桶按照烘烤度不同可以分為3類：輕度、中度、重度烘烤。隨著烘烤度的增加對(duì)橡木桶中單寧物質(zhì)的破壞量也增加，同時(shí)烘烤會(huì)產(chǎn)生香草醛、乙醛等香氣物質(zhì)，乙醛是花色苷和單寧聚合的媒介，可以促進(jìn)兩者的聚合，所以烘烤度對(duì)花色苷的影響是兩面性的。當(dāng)然橡木桶的種類不同，橡木的紋理、橡木中單寧的成分不甚相同，對(duì)花色苷也有影響。另外采用錐形發(fā)酵罐能夠減少與空氣接觸的面積，防止酚類物質(zhì)的氧化，提高浸提的效率[26]。

9　結(jié)論與展望

花色苷是紅葡萄酒的主要呈色物質(zhì)，但是本身的穩(wěn)定性比較差，在釀造過(guò)程中容易受到各種因素的影響。葡萄品種、浸漬方式的選擇，以及浸漬時(shí)間和溫度的控制要根據(jù)釀造的產(chǎn)品目標(biāo)而定。為了獲得在短期內(nèi)消費(fèi)、色深、果香濃、低單寧的干紅葡萄酒，就必須縮短浸漬時(shí)間，熱浸漬顯然比較適合；相反，為了獲得需長(zhǎng)期陳釀的干紅葡萄酒，就應(yīng)使之富含單寧，因而應(yīng)延長(zhǎng)浸漬時(shí)間，可以采用冷浸漬的方式。但是，要延長(zhǎng)浸漬時(shí)間，就必須具有品種優(yōu)良、成熟度良好和衛(wèi)生符合要求的原料，最好采用人工采摘的方式。在整個(gè)釀造過(guò)程中加入適量SO2，對(duì)花色苷是一種保護(hù)作用，pH值的不同則直接影響花色苷的結(jié)構(gòu)變化。酵母菌對(duì)花色苷的吸附作用，通過(guò)產(chǎn)生酒精來(lái)間接影響花色苷的含量，這些酵母細(xì)胞對(duì)花色苷的影響，可以考慮作為篩選和選擇釀酒酵母時(shí)的一個(gè)參考因素。當(dāng)然在此過(guò)程中也要注意糖苷酶、多酚氧化酶對(duì)花色苷的破壞作用，以及在浸漬過(guò)程中加入果膠酶對(duì)花色苷的促浸提作用。輔色素可以穩(wěn)定花色苷，所以在釀造過(guò)程中可以通過(guò)加入相應(yīng)的輔色素來(lái)提高花色苷的穩(wěn)定性，同時(shí)要控制各種輔色作用的影響因素對(duì)輔色作用的影響，保護(hù)花色苷的穩(wěn)定性和葡萄酒的色澤不被破壞。在葡萄酒的陳釀階段，選擇適宜的橡木桶非常重要，橡木桶的種類、新舊、紋理、烘烤度等都對(duì)花色苷的含量和穩(wěn)定性有一定的影響。

通過(guò)對(duì)釀造過(guò)程中各種因素對(duì)花色苷穩(wěn)定性的分析，可以人為控制各種釀造條件向著盡量減少對(duì)花色苷破壞，加強(qiáng)對(duì)花色苷保護(hù)的方向發(fā)展。由于釀造的過(guò)程比較復(fù)雜，跟蹤花色苷在整個(gè)釀造過(guò)程中的變化比較困難，但是可以考慮利用同位素示蹤技術(shù)對(duì)5種基本花色苷進(jìn)行標(biāo)記，模擬釀造過(guò)程，追蹤5種基本花色苷在釀造過(guò)程中的變化。但是標(biāo)記的位置，以及具體的操作尚且需要綜合考慮。另外，基因工程、植物組織培養(yǎng)、分子化學(xué)改性、用膠囊包裹花色苷等技術(shù)也被用來(lái)研究提高花色苷的穩(wěn)定性，但是應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)中還有很多的實(shí)際問(wèn)題需要解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]Celestion S B,Nuno M,Victor D F.Anthocyanins plant pigments and beyond[J].JAgric Food Chem,2014,62(29)：6879-6884.

[2]Mteresa E B,Buelga C,Gonzalo J C.Anthocyanins in cereals[J].Journal of Chromatography A,2004,1054(1-2)：129-141.

[3]He F,Liang N N,Lin M,et al.Anthocyanins and their variation in red wines I.monomeric anthocyanins and their color expression[J].Molecules,2012,17(2)：1571-1601.

[4]韓富亮,李楊,李記明,等.紅葡萄酒花色苷結(jié)構(gòu)和顏色的關(guān)系研究進(jìn)展[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào),2011,30(3)：328-336.

[5]李云,趙昶靈,楊曉娜,等.花色苷分子結(jié)構(gòu)與其穩(wěn)定性以及呈色關(guān)系的研究進(jìn)展[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2010,25(5)：712-720.

[6]李琪,李廣,金麗瓊,等.HPLC法測(cè)定甘肅地產(chǎn)不同品種釀酒葡萄中的花色苷[J].中國(guó)釀造,2014,33(3)：132-136.

[7]蔡建.產(chǎn)區(qū)間釀酒葡萄及葡萄酒花色苷特征研究[D].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué),2006.

[8]付榮利.果園采摘機(jī)械的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備,2011(5)：17-19.

[9]張艷芳,魏冬梅.紅葡萄浸漬特性的研究[J].釀酒科技,2002 (4)：72-72.

[10]Darra N E,Grimi N,Vorobiev E,et al.Pulsed electric field assisted cold maceration of cabernet franc and cabernet sauvignon grapes[J].American Journal of Enology &Viticulture,2013,64(4)：476-484.

[11]Berke B,Freitas VAP D.Influence of procyanidin structures on their ability to complex with oenin[J].Food Chemistry,2005,90(3)：453-460.

[12]成正龍,王千存,彭濤，等.幾種浸漬方式對(duì)葡萄酒酒質(zhì)影響探討[J].中國(guó)釀造,2012,31(6)：40-43.

[13]劉開(kāi)華,嚴(yán)佩峰,邢淑婕.運(yùn)用熱浸漬釀造法生產(chǎn)紅葡萄酒的可行性探討[J].信陽(yáng)農(nóng)業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2002,12(1)：22-23.

[14]邵寧華,任永功,牛樹(shù)倫,等.葡萄酒氧化機(jī)理與工藝改革研究[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1994(2)：158-164.

[15]Pace C,Giacosa S,Torchio F,et al.Extraction kinetics of anthocyanins from skin to pulp during carbonic maceration of winegrape berries with different ripeness levels[J].Food Chemistry,2014,165(3)：77-84.

[16]Miguez G M.Effect of the maceration technique on the relationships between anthocyanin composition and objective color of Syrah wines[J].Journal of Agricultural &Food Chemistry,2004,52(16)：5117-5123.

[17]景秀文.CO2浸漬法釀造自然甜紅葡萄酒初探[J].中外葡萄與葡萄酒,2005(5)：56-57.

[18]Pati S,Mentana A,Notte E,et al.Biodegradable poly-lactic acid package for the storage of carbonic maceration wine[J].LWT-Food Science and Technology,2010,43(10)：1573-1579.

[19]張莉,王華,張艷芳.浸漬工藝對(duì)紅葡萄酒質(zhì)量的影響[J].釀酒科技,2006(6)：82-84.

[20]Sacchi K L,Bisson L F.Areview of the effect of winemaking techniques on phenolic extraction in red wines[J].American Journal of Enology &Viticulture,2005,56(3)：197-206.

[21]Romero C,Bakker J.Interactions between grape anthocyanins and pyruvic acid,with effect of pH and acid concentration on anthocyanin composition and color in model solutions[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry.1999,47(8)：3130-3139.

[22]Reynolds AG,Cliff MA,Girard B,et al.Influence of fermentation temperature on composition and sensory properties of semillon and shiraz wines[J].American Journal of Enology &Viticulture,2001,52(3)：235-240.

[23]張莉,王華,李華.發(fā)酵前熱浸漬工藝對(duì)干紅葡萄酒質(zhì)量的影響[J].食品科學(xué),2006,27(4)：134-137.

[24]孫建霞,張燕,胡小松,等.花色苷的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與降解機(jī)制研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,42(3)：996-1008.

[25]Torgil S F,Luis C.Colour and stability of pure anthocyanins influenced by pH including the alkaline region[J].Food Chemistry,1998,63(4)：435-440(6).

[26]Son H S,Hwang G S,Park W M,et al.Metabolomic characterization of malolactic fermentation and fermentative behaviors of wine yeasts in grape wine.[J].Journal of Agricultural &Food Chemistry,2009,57(11)：4801-4809.

[27]彭傳濤,賈春雨,文彥,等.蘋果酸-乳酸發(fā)酵對(duì)干紅葡萄酒感官質(zhì)量的影響[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào),2014,14(2)：261-268.

[28]嚴(yán)斌,陳曉杰.低溫浸漬法干紅葡萄酒釀造工藝初探[J].中國(guó)釀造,2006(8)：31-33.

[29]李青青,何國(guó)慶,張艷芳.紅葡萄酒釀造過(guò)程中多酚氧化酶的變化[J].科技通報(bào),2007,23(5)：698-701.

[30]Wrolsta R E,Erlandson JA.Effect of metal ions on the color of strawberry puree[J].Journal of Food Science,1973,38(3)：460-463.

[31]Rein M.Copigmentation reactions and color stability of berry anthocyanins[D].Helsinki:University of Helsinki,2005.

[32]Manzano G S,Duenas M,Gonzalo J C,et al.Studies on the copigmentation between anthocyanins and flavan-3-ols and their influence in the colour expression of red wine.[J].Food Chemistry,2009,114(2)：649-656.

[33]Teixeira N ,Cruz L,Bras N F,et al.Structural features of copigmentation of oenin with different polyphenol copigments[J].JAgric Food Chem,2013,61(28)：6942-6948.

[34]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(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,43(12)：2518-2526.

[35]劉婷婷.輔色素對(duì)葡萄酒花色苷輔色作用及顏色影響的研究[D].無(wú)錫：江南大學(xué),2014.

[36]鄧潔紅,譚興和,王鋒,等.金屬離子及輔色劑對(duì)刺葡萄皮色素穩(wěn)定性的影響[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2009,30(11)：48-53.

[37]杜文華,劉忠義.葡萄酒中花色苷的研究進(jìn)展[J].食品與機(jī)械,2011,27(4)：169-172.

[38]Serradilla JA,Castro M D,Serradilla JA,et al.Role of lees in wine production:A review[J].Food Chemistry,2008(2)：447-456.

[39]Caridi A.New perspectives in safety and quality enhancement of wine through selection of yeasts based on the parietal adsorption activity[J].International Journal of Food Microbiology,2007,120(1-2)：167-172.

[40]Benatier G M,Chassagne D,Alexandre H,et al.Influence of yeast autolysis after alcoholic fermentation on the development of Brettanomyces/Dekkera in wine[J].Journal International des Sciences de la Vigne et du Vin,2001,35(3)：157-164.

[41]Morata AC.Gomez C M,Suberviola J,et al.Adsorption of anthocyanins by yeast cell walls during the fermentation of red wines[J].JAgric Food Chem,2003,51(14)：4084-4088.

[42]Vasserot Y,Caillets S,Maujean A.Study of anthocyanin adsorption by yeast lees.Effect of some physicochemical parameters[J].American Journal of Enology and Viticulture,1997,48(4)：433-437.

[43]李雙石,蘇寧,吳志明,等.不同釀酒酵母發(fā)酵對(duì)紅葡萄酒中花色苷組成的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2012,38(11)：101-104.

[44]Wu J,Guan Y G,Zhong Q X.Yeast mannoproteins improve thermal stability of anthocyanins at pH 7.0[J].Food Chemistry,2015,172：121-128.

[45]胡朝輝,尹艷,岳強(qiáng).釀酒酵母甘露糖蛋白的研究進(jìn)展[J].釀酒,2007,34(4)：64-66.

[46]徐亞杰,姜海波,逯家富.酵母自溶的原因及防控措施[J].釀酒,2010,37(4)：52-54.

[47]Sun L N,Wu X J,Qi Y L,et al.Process parameter optimization for pectinase hydrolysis followed by microwave treatment for promoting dissolution of grape skin anthocyanins in grape juice processing[J].Food Science,2011,32(16)：36-40.

[48]郭永亮,韓志平,王順利.高糖葡萄釀酒工藝的探討[J].中外葡萄與葡萄酒,2012(3)：49-53.

[49]Huang H T.Fruit color destruction,decolorization of anthocyanins by fungal enzymes[J].JAgric Food Chem,1955 (2)：141-146.

[50]Mayer AM.Polyphenol oxidases in plants-recent progress[J].Phytochemistry,1986,26(1)：11-20.

[51]Kader F,Irmouli M,Zitount N,et al.Degradation of cyanidin 3-glucoside by caffeic acid o-quinone.Determination of the stoichiometry and characterization of the degradation products[J].JAgric Food Chem,1999,47(11)：4625-4630.

[52]Susana R S,Caterina P,Fabrizio T,et al.Impact of maceration enzymes on skin softening and relationship with anthocyanin extraction in wine grapes with different anthocyanin profiles[J].Food Research International,2015,71：50-57.

[53]侯小歌,于慶泉,嚴(yán)斌,等.發(fā)酵容器對(duì)赤霞珠干紅葡萄酒中花色苷的影響[J].食品科學(xué),2006,27(8)：154-158.

[54]崔向云,何建軍,潘秋紅,等.新舊橡木桶陳釀對(duì)干紅葡萄酒花色苷和顏色的影響[J].中外葡萄與葡萄酒,2010(7)：18-22.

[55]Brigida F S,Cadahia E,Elvira C.Ellagitannins in woods of Spanish,French and American Oaks[J].Holzforschung,1999，153(2)：147-150.

The Main Influencing Factors of Anthocyanins in Red Wine

MIAO Liping,ZHAO Xinjie,HANAiqin and JIANG Kaikai
(School of Bioengineering,Qilu University of Technology,Ji′nan,Shandong 250353,China）

Abstract:Anthocyanins are the main coloring substance in grape wine.Apart from the differences in grape varieties and picking operation,maceration,temperature,pH value,SO2,yeast,enzyme,wine-making containers,and co-pigmentation in the process of wine-making had certain influence on the content and the structure of anthocyanins,which further influenced sensory quality of grape wine.In this paper,the main influencing factors of anthocyanins in red wine were summarized to provide a reference for protecting and improving the stability of anthocyanins.

Key words：anthocyanin;wine ;brewing ;influence

通訊作者：趙新節(jié)(1962-)，男，博士，教授，研究方向：葡萄與葡萄酒，E-mail：zxj@qlu.edu.cn。

作者簡(jiǎn)介：苗麗平(1990-)，女，在讀研究生，研究方向：葡萄與葡萄酒。

收稿日期：2015-07-10

基金項(xiàng)目：山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系水果產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，項(xiàng)目編號(hào)：SDAIT-03-021-12。

中圖分類號(hào)：TS262.6；TS261.7；TS261.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-9286（2016）02-0040-07

DOI：10.13746/j.njkj.2015295

優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間：2015-10-22；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20151022.1538.011.html。