振動(dòng)方式對(duì)瓶?jī)?chǔ)葡萄酒酚類(lèi)物質(zhì)的影響

張予林，吳丹，沙青，蘭天，王悅，孫翔宇,3,4,5,6*

1(西北農(nóng)林科技大學(xué) 葡萄酒學(xué)院，陜西 楊凌，712100)2(西北農(nóng)林科技大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 楊凌，712100)3(國(guó)家林業(yè)和草原局葡萄與葡萄酒工程技術(shù)研究中心，陜西 楊凌，712100)4(西北農(nóng)林科技大學(xué)合陽(yáng)葡萄試驗(yàn)示范站， 陜西 合陽(yáng)，715300)5(西北農(nóng)林科技大學(xué)寧夏賀蘭山東麓葡萄酒試驗(yàn)示范站，寧夏 銀川，750104) 6(中國(guó)葡萄酒產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，寧夏 銀川，750021)

葡萄酒是一種復(fù)雜的酒精飲料，由原料葡萄經(jīng)過(guò)酒精發(fā)酵、蘋(píng)果酸乳酸發(fā)酵、陳釀等工序釀造而成，是有生命的酒精產(chǎn)品[1]。從葡萄原料的成熟度、酒精發(fā)酵過(guò)程的管理，后期陳釀裝瓶，以及運(yùn)輸與銷(xiāo)售的每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)葡萄酒的質(zhì)量有不同程度的影響[2]。另外，外界環(huán)境因素(溫度、濕度、氧氣、光線)也是影響葡萄酒整體質(zhì)量的重要因素[3]?；纠砘笜?biāo)、顏色、花色苷、酚類(lèi)物質(zhì)、揮發(fā)性物質(zhì)都是影響葡萄酒質(zhì)量好壞的重要因素[4]。在相關(guān)的研究中，有很多關(guān)于外界環(huán)境因素對(duì)瓶?jī)?chǔ)葡萄酒質(zhì)量的影響[5]，特別是溫度和氧氣，而很少有關(guān)于振動(dòng)對(duì)其質(zhì)量的影響。葡萄酒在運(yùn)輸以及酒柜貯藏的條件下都會(huì)發(fā)生不同程度的振動(dòng)。研究不同振動(dòng)方式對(duì)葡萄酒質(zhì)量的影響，對(duì)葡萄酒在運(yùn)輸和貯藏過(guò)程中保持良好品質(zhì)，有效延長(zhǎng)其貨架期具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

葡萄酒在運(yùn)輸以及酒柜貯藏的條件下都會(huì)發(fā)生不同程度的振動(dòng)。本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究4種不同振動(dòng)方式(冷凍機(jī)振動(dòng)、搖床振動(dòng)、漩渦振動(dòng)和車(chē)載振動(dòng))對(duì)瓶?jī)?chǔ)葡萄酒質(zhì)量的影響，分別對(duì)葡萄酒常規(guī)理化指標(biāo)、花色苷、單體酚和顏色進(jìn)行分析，比較瓶裝葡萄酒貯存期間的品質(zhì)變化及其主要因素，以期保持葡萄酒品質(zhì)，有效延長(zhǎng)其貨架期。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)樣品

西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院自主生產(chǎn)赤霞珠紅葡萄酒、霞多麗白葡萄酒、貴人香白葡萄酒；中糧葡萄酒有限公司生產(chǎn)梅鹿輒干紅葡萄酒。理化指標(biāo)如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)用酒基本理化指標(biāo)Table 1 Basic physical and chemical indicators of experimental wine

1.1.2 儀器與設(shè)備

UV-1750型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、LC-20AT型高效液相色譜儀，日本島津公司；Waters UPLC I-Class型超高效液相色譜儀，配有Empower色譜工作站，ACQUITY UPLC BEH C18色譜柱(2.1 mm×50 mm，1.7 μm)，美國(guó)沃世特公司；XW-80A型漩渦混合儀，上海精科實(shí)業(yè)公司；Startorius BT25S型十萬(wàn)分之一天平，德國(guó)賽多利斯公司。

1.2 葡萄酒振動(dòng)處理

采用4種不同振動(dòng)方式(漩渦振動(dòng)、恒溫?fù)u床振動(dòng)、冷凍機(jī)振動(dòng)和車(chē)載振動(dòng))分別對(duì)葡萄酒進(jìn)行振動(dòng)處理。其中漩渦振動(dòng)對(duì)葡萄酒進(jìn)行1周的振動(dòng)處理，每天振動(dòng)6 h；恒溫?fù)u床振動(dòng)對(duì)葡萄酒進(jìn)行4周振動(dòng)處理，每天振動(dòng)12 h，分別在振動(dòng)2、4周時(shí)對(duì)所有指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定；冷凍機(jī)振動(dòng)對(duì)葡萄酒進(jìn)行4周振動(dòng)處理，每天振動(dòng)12 h；車(chē)載振動(dòng)對(duì)葡萄酒進(jìn)行4周振動(dòng)處理，將葡萄酒置于鋪滿冰塊的絕熱箱中，放于車(chē)后備箱中，每天振動(dòng)4 h。振動(dòng)方式和強(qiáng)度見(jiàn)表2。

表2 振動(dòng)方式和強(qiáng)度Table 2 Vibration modes and intensity

1.3 理化指標(biāo)測(cè)定

根據(jù)GB/T 12456—2008《葡萄酒、果酒通用分析方法》和GB 5009.225—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 酒中乙醇濃度的測(cè)定》測(cè)定，包括酒精度、總糖(以葡萄糖計(jì))、總酸(以酒石酸計(jì))、揮發(fā)酸(以醋酸計(jì))以及干浸出物。

1.4 顏色空間檢測(cè)方法

參照李運(yùn)奎等[6]的方法對(duì)葡萄酒樣進(jìn)行顏色空間檢測(cè)。將葡萄酒樣經(jīng)0.2 μm濾膜過(guò)濾后，采用2 mm 光程玻璃比色皿，以去離子水作參比，用紫外分光光度計(jì)掃描酒樣在可見(jiàn)光區(qū)400～780 nm處的吸收光譜，間隔1 nm。CIELAB參數(shù)計(jì)算選用10°觀察者視場(chǎng)，D65標(biāo)準(zhǔn)白光源。將吸收光譜中450、520、570、630 nm處的吸光度校正到1 cm光程后，計(jì)算參數(shù)L*、a*與b*。

1.5 花色苷測(cè)定

花色苷分析參考YANG等[7]的方法采用高效液相色譜法進(jìn)行，花色苷的定性分析根據(jù)實(shí)驗(yàn)室已建立的色譜和質(zhì)譜圖信息進(jìn)行。色譜柱Synergi Hydro-RP C18(4.6 mm×250 mm)。流動(dòng)相A：800 mL水、100 mL乙腈和25 mL甲酸；流動(dòng)相B：400 mL水、500 mL乙腈和25 mL甲酸。洗脫程序：0～45 min，A相100%～65%，B相0%～35%；45～46 min，A相65%～0%，B相35%～100%；46～50 min，A相0%，B相100%；50～51 min，A相0%～100%，B相100%～0%；51～55 min，A相100%，B相0%。流速1 mL/min，柱溫30 ℃，檢測(cè)波長(zhǎng)520 nm，進(jìn)樣量20 μL。每個(gè)樣品重復(fù)3次。單體花色苷的含量以二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷計(jì)。

1.6 單體酚檢測(cè)

取2 mL酒樣，加入2 mL乙酸乙酯，漩渦振蕩30 s，之后4 ℃離心(3 500 r/min)4 min，膠頭滴管收集上清液于50 mL離心管中，重復(fù)萃取2次，離心濃縮儀蒸干，2 mL甲醇溶解殘?jiān)?.22 μm膜過(guò)濾，-20 ℃保存，留作色譜分析。使用waters UPLC I-Class型超高效液相色譜儀測(cè)定[8]。色譜柱：Waters BEH C18反相色譜柱(2.1 mm×50 mm，1.7 μm)；二極管陣列檢測(cè)器；流速：0.2 mL/min；柱溫：30 ℃；檢測(cè)波長(zhǎng)：210～400 nm；流動(dòng)相：A相為1%乙酸(體積比1∶99)水溶液，B相為乙腈；梯度洗脫；進(jìn)樣量：2 μL。梯度洗脫程序：0～3 min，B相3%～6%；3～7 min，B相為6%～15%；7～11 min，B相為15%～30%；11～13 min，B相為30%；13～15 min，B相為30%～3%。

1.7 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 16.44進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，SPSS 26.0.0.0進(jìn)行方差分析及多重比較。P≤0.05為顯著相關(guān)。

2 結(jié)果與分析

2.1 振動(dòng)方式對(duì)葡萄酒理化指標(biāo)的影響

理化指標(biāo)與葡萄酒的質(zhì)量關(guān)聯(lián)密切。葡萄酒的外觀和口感與可溶性固形物、pH值、有機(jī)酸、單寧、總酚等息息相關(guān)[9-13]。

振動(dòng)處理對(duì)葡萄酒理化指標(biāo)的影響見(jiàn)表3。振動(dòng)處理顯著降低了赤霞珠、梅鹿輒和貴人香葡萄酒的酒精度、總糖、總酸和干浸出物的含量，增加了揮發(fā)酸含量。振動(dòng)處理對(duì)霞多麗葡萄酒的影響與赤霞珠、梅鹿輒和貴人香葡萄酒相似，但是，冷凍機(jī)振動(dòng)處理的總糖顯著高于對(duì)照，而總酸和揮發(fā)酸沒(méi)有顯著差異。比較得出搖床振動(dòng)對(duì)基本理化指標(biāo)的影響最大，這與其振動(dòng)強(qiáng)度最大相一致。

表3 振動(dòng)方式對(duì)葡萄酒理化指標(biāo)的影響Table 3 Effect of vibration modes on physical and chemical indicators of wines

2.2 振動(dòng)方式對(duì)葡萄酒酚類(lèi)物質(zhì)的影響

2.2.1 振動(dòng)方式對(duì)紅葡萄酒花色苷的影響

利用高效液相色譜儀測(cè)定了不同振動(dòng)方式處理后瓶?jī)?chǔ)葡萄酒花色苷種類(lèi)及含量。所檢測(cè)的20種花色苷分別為花翠素-3-葡萄糖苷(Dp-3-O-glu)(1號(hào)峰)、花青素-3-葡萄糖苷(Cy-3-O-glu)(2號(hào)峰)、甲基花翠素-3-葡萄糖苷(Pt-3-O-glu)(3號(hào)峰)、甲基花青素-3-葡萄糖苷(Pn-3-O-glu)(4號(hào)峰)、二甲花翠素-3-葡萄糖苷(Mv-3-O-glu)(5號(hào)峰)、錦葵色素衍生花色苷Vitisin A(6號(hào)峰)、錦葵色素衍生花色苷Vitisin B(7號(hào)峰)、二甲花翠素-3-葡萄糖苷丙酮酸[Mv-3-O-(6-O-acetyl)-glu-pyruvic acid](8號(hào)峰)、二甲花翠素-3-葡萄糖苷-乙基焦兒茶酸(1)[Mv-3-O-glu-ethyl-catechin (1)](9號(hào)峰)、4-乙醛-3′,5′-二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷(Mv-3-O-(6-O-acetyl)-glu-acetaldehyde)(10號(hào)峰)、二甲花翠素-3-葡萄糖苷-乙基焦兒茶酸(2)[Mv-3-O-glu-ethyl-catechin (2)](11號(hào)峰)、二甲花翠素-3-葡萄糖苷-乙基-焦兒茶酸(3)[Mv-3-O-glu-ethyl-catechin (3)](12號(hào)峰)、甲基花青素-3-乙酰化-葡萄糖苷(Pn-3-O-acetylglu)(13號(hào)峰)、甲基花翠素-3-乙?；咸烟擒?Pt-3-O-acetylglu)(14號(hào)峰)、二甲花翠素-3-葡萄糖苷-丙酮酸[Mv-3-O-(6-O-coumaryl)-glu-pyruvic acid](15號(hào)峰)、3′,5′-二甲花翠素咖啡酰化-3-O-葡萄糖苷[Mv-3-O-(6-O-caffeoyl)-glu](16號(hào)峰)、二甲花翠素-3-乙?；咸烟擒誟Mv-3-O-(6-O-coumaryl)-glu-acetaldehyde](17號(hào)峰)、順式3′,5′-二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷[Cis-Mv-3-O-(6-O-p-coumaryl)-glu](18號(hào)峰)、甲基花青素-3-咖啡?；?葡萄糖苷(Pn-3-O-caffeoylglu)(19號(hào)峰)和二甲花翠素-3-咖啡?；?葡萄糖苷(Mv-3-O-caffeoylglu)(20號(hào)峰)。其在520 nm下的色譜圖見(jiàn)圖1。

圖1 赤霞珠葡萄酒的花色苷色譜圖Fig.1 Anthocyanin chromatogram of Cabernet Sauvignon wine

由表4可以看出，4種瓶裝葡萄酒經(jīng)過(guò)漩渦振蕩、搖床振動(dòng)和冷凍機(jī)振動(dòng)之后，花色苷總量整體呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)。搖床振動(dòng)由于振動(dòng)強(qiáng)度較高，對(duì)花色苷含量影響最為明顯。在所檢測(cè)的20種花色苷中，大部分花色苷經(jīng)過(guò)振動(dòng)處理后，含量都有所下降，其中以二甲花翠素-3-葡萄糖苷(降低34%～79%)和甲基花翠素-3-乙?；咸烟擒?降低37%～83%)含量的降低最為明顯。在試驗(yàn)所用的2種紅葡萄酒中，經(jīng)過(guò)不同振動(dòng)方式處理后都出現(xiàn)了處理前未出現(xiàn)的甲基花青素-3-乙?；?葡萄糖苷。葡萄酒在貯存過(guò)程中，各類(lèi)花色苷單體間在持續(xù)發(fā)生衍生轉(zhuǎn)化，振動(dòng)處理期間，推測(cè)由于振動(dòng)強(qiáng)度，顯著促進(jìn)了衍生轉(zhuǎn)化速度，導(dǎo)致振動(dòng)處理后部分花色苷含量發(fā)生變化。

表4 不同振動(dòng)方式處理后紅葡萄酒花色苷含量 單位：mg/L

2.2.2 振動(dòng)方式對(duì)葡萄酒單體酚的影響

2.2.2.1 紅葡萄酒單體酚變化分析

酚類(lèi)化合物是葡萄酒的重要組成部分。葡萄酒中的酚類(lèi)物質(zhì)包括單寧、花色苷、酚酸類(lèi)化合物等，作為葡萄酒的骨架成分賦予其顏色、口感、氣味，是決定葡萄酒品質(zhì)的關(guān)鍵因素[14-17]。采用UPLC分析在赤霞珠和梅鹿輒葡萄酒中都檢測(cè)了20種單體酚(圖2)，分別是：沒(méi)食子酸(1號(hào)峰)、安息香酸(2號(hào)峰)、兒茶素(3號(hào)峰)、綠原酸(4號(hào)峰)、香草酸(5號(hào)峰)、咖啡酸(6號(hào)峰)、丁香酸(7號(hào)峰)、表兒茶素(8號(hào)峰)、對(duì)香豆酸(9號(hào)峰)、阿魏酸(10號(hào)峰)、蘆丁(11號(hào)峰)、水楊酸(12號(hào)峰)、香豆素(13號(hào)峰)、楊梅素(14號(hào)峰)、白藜蘆醇(15號(hào)峰)、桑色素(16號(hào)峰)、槲皮素(17號(hào)峰)、山奈酚(18號(hào)峰)、桔皮素(19號(hào)峰)和異鼠李素(20號(hào)峰)。

圖2 未經(jīng)振動(dòng)處理時(shí)梅鹿輒葡萄酒的單體酚色譜圖Fig.2 Chromatogram of phenols in Merlot wines without vibration treatment

由表5可知，振蕩會(huì)使紅葡萄酒中酚類(lèi)物質(zhì)總量呈明顯下降趨勢(shì)，且振動(dòng)強(qiáng)度越大，酚類(lèi)物質(zhì)減少越多。兒茶素、綠原酸、表兒茶素、蘆丁、楊梅素和桑色素的含量經(jīng)過(guò)不同振動(dòng)方式處理后，含量出現(xiàn)大幅變化；2種葡萄酒中的槲皮素和異鼠李素經(jīng)過(guò)振動(dòng)處理后消失；赤霞珠紅葡萄酒中未檢測(cè)出桔皮素，而梅鹿輒紅葡萄酒中微量的桔皮素經(jīng)過(guò)振動(dòng)處理后降至0；除了阿魏酸、蘆丁、水楊酸和香豆素4種單體酚的含量經(jīng)過(guò)振動(dòng)處理后有不同程度的增加，其他14種單體酚的含量都隨振動(dòng)處理減少。

表5 振動(dòng)方式對(duì)紅葡萄酒單體酚含量影響 單位：mg/L

2.2.2.2 白葡萄酒單體酚變化分析

白葡萄酒中酚類(lèi)物質(zhì)含量相對(duì)較少。由表6可知，2種白葡萄酒單體酚種類(lèi)差異較大，霞多麗葡萄酒中含有大量的兒茶素、綠原酸和桑色素，而貴人香白葡萄酒則含有大量的安息香酸、兒茶素、咖啡酸、表兒茶素、對(duì)香豆酸和桑色素。與紅葡萄酒類(lèi)似，各種振動(dòng)方式均使葡萄酒中酚類(lèi)物質(zhì)總量呈下降趨勢(shì)，且振動(dòng)強(qiáng)度越大，酚類(lèi)物質(zhì)減少的越多。實(shí)驗(yàn)所用2種白葡萄酒中的兒茶素和綠原酸經(jīng)過(guò)振動(dòng)處理后都出現(xiàn)大幅度下降；咖啡酸和白藜蘆醇經(jīng)過(guò)振動(dòng)處理后大幅度增加；其他15種單體酚在振動(dòng)后出現(xiàn)微量的減少。

表6 不同振動(dòng)方式處理后白葡萄酒單體酚含量 單位：mg/L

紅葡萄酒和白葡萄酒經(jīng)振動(dòng)處理之后，單體酚總量均出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，且與振動(dòng)大小正相關(guān)。但是所檢測(cè)的20種單體酚的變化略有不同。紅葡萄酒中阿魏酸、蘆丁、水楊酸和香豆素4種單體酚的含量經(jīng)過(guò)振動(dòng)處理后有不同程度的增加，而白葡萄酒中咖啡酸的含量大幅度增加。

2.3 振動(dòng)方式對(duì)葡萄酒顏色的影響

如表7、表8所示，4款酒樣經(jīng)過(guò)不同振動(dòng)方式處理后的L*值均較高。分別以未經(jīng)振動(dòng)處理的實(shí)驗(yàn)所用4款酒樣作為參照酒樣，ΔL*均為正值，說(shuō)明漩渦振動(dòng)、搖床振動(dòng)、壓縮機(jī)振動(dòng)和車(chē)載振動(dòng)顏色均亮于原始酒樣，振動(dòng)處理對(duì)明亮度無(wú)負(fù)面影響。Δa*和Δb*均為負(fù)值，說(shuō)明振動(dòng)處理后的酒樣紅色色調(diào)、黃色色調(diào)均有減少?？傮w上，不同振動(dòng)方式處理的同一款酒在顏色外觀上差別不明顯。

表7 不同振動(dòng)方式處理后紅葡萄酒樣品CIELab參數(shù)值Table 7 CIELab parameter values of red wine samples after different vibration treatments

表8 不同振動(dòng)方式處理后白葡萄酒樣品CIELab參數(shù)值Table 8 CIELab parameter values of white wine samples after different vibration treatments

3 討論與結(jié)論

振動(dòng)處理葡萄酒后，酒度、總糖、總酸和干浸出物均有下降的趨勢(shì)。揮發(fā)酸含量有所上升，但沒(méi)有超過(guò)國(guó)標(biāo)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。其中總糖含量下降幅度偏大?？赡苁瞧咸丫迫蕴幱谖窗l(fā)酵完全的狀態(tài)，經(jīng)4周振動(dòng)處理后，葡萄酒仍緩慢發(fā)酵，總糖含量的大幅度變化一部分可歸因于發(fā)酵。

振動(dòng)使葡萄酒L*(明亮度)增加，a*(紅綠色程度)和b*(黃藍(lán)色程度)減少。未經(jīng)振動(dòng)處理的葡萄酒除了明亮度L*值是最低之外，其余參數(shù)均最大。與CHUNG等[18]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似，花色苷種類(lèi)和含量都直接影響葡萄酒色度、色調(diào)和穩(wěn)定性[19-20]。振動(dòng)顯著降低葡萄酒花色苷和單體酚含量，隨著振動(dòng)強(qiáng)度和振動(dòng)時(shí)間的增加，花色苷和單體酚總量降低幅度更大。搖床振動(dòng)4周之后，總花色苷含量下降40.3%，其次是車(chē)載振動(dòng)，其余3種振動(dòng)方式花色苷下降幅度基本相同，表明振動(dòng)強(qiáng)度是影響花色苷含量的重要因素。二甲花翠素-3-葡萄糖苷和二甲花翠素-3-乙?；?葡萄糖苷降低百分率最高，而甲基花青素-3-乙?；?葡萄糖苷含量增加；振動(dòng)顯著降低兒茶素、綠原酸、桑色素和槲皮素含量；水楊酸和咖啡酸含量增加。振動(dòng)可能是通過(guò)加速葡萄酒的流動(dòng)，進(jìn)而有助于花色苷、非花色苷單體酚與其他化合物如還原糖，有機(jī)酸和蛋白質(zhì)等反應(yīng)形成復(fù)合物或者直接造成化合物降解。因此，葡萄酒在貯藏和運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)盡可能減少振動(dòng)。