锌离子添加量对赤霞珠干红葡萄酒颜色老化的影响

赤霞珠（Cabernet Sauvignon）原产于法国，是世界上种植最广泛的欧亚种酿酒葡萄之一，也是新疆产区的主要栽培品种。葡萄酒富含多酚、糖类、维生素、氨基酸及矿物质等人体必需的多种营养物质[1]，深受消费者喜爱。颜色是评估葡萄酒酒体品质的重要感官特征之一，也是酿造者在生产过程中和消费者在购买过程中的重要参考指标[2]。葡萄酒颜色受葡萄品种[3]、酿造工艺[4]、陈酿环境[5]、外源添加物[6]、贮存条件[7]等因素影响，其变化主要涉及花色苷降解、酚类氧化及缩合衍生色素形成。葡萄酒老化是指具备良好陈酿潜力的葡萄酒在贮藏过程中发生过快氧化，导致品质提前劣变的现象，在红葡萄酒中主要表现为颜色逐渐衰退，由鲜亮红色向暗淡或棕褐色转变[8]。

金属离子天然存在于葡萄和葡萄酒中，对葡萄酒质量以及饮用者身体健康有重要影响。Zn是植物生长所必需的微量营养元素，在多种生化途径中发挥着重要作用[9]。Zn在葡萄栽培或发酵阶段可提高花色苷含量或对色素具有保护作用[10-12]，然而，目前相关研究主要针对新鲜葡萄或发酵期葡萄酒。在陈酿期酸性环境下，葡萄酒中残留或外源添加的游离Zn2+可能表现出不同的化学活性，尤其可能参与过氧化反应并加速酚类物质降解，从而影响酒体颜色的长期稳定性。金属离子可通过络合配位、促进氧化以及推动聚合/沉降等途径影响葡萄酒酚类物质组成与稳定性，进而改变总酚、总花色苷含量及其关联状态[13]。花色苷分子含有多个酚羟基与共轭结构，易与金属离子形成配位络合物并改变其结构平衡与吸收特征；同时，部分过渡金属（如Fe、Cu）可催化氧化反应，使酚类生成醌并进一步缩合、聚合，促使可溶性酚类向高聚物与沉淀转化[14]。研究表明，Cu、Fe等金属在不同质量浓度下对葡萄酒颜色具有相反效应，低浓度下能改善红葡萄酒的颜色质量参数，增强颜色强度，当超过一定浓度阈值时，褐变程度随浓度升高而增大，颜色稳定性下降[15-17]。国际葡萄与葡萄酒组织规定红葡萄酒中Zn2+质量浓度不得超过5 mg/L[18]。然而，关于Zn2+在葡萄酒复杂基质中对颜色影响的系统性研究鲜见报道。

本研究以2个产区的2024年赤霞珠干红葡萄酒为研究对象，分别添加不同质量浓度的Zn2+，在20 ℃避光陈酿9个月，采用电感耦合等离子体发射光谱（inductively coupled plasma-optical emission spectrometry，ICP-OES）技术分析Zn元素含量，测定活性成分（总酚、总花色苷）及颜色参数的变化，旨在考察Zn2+对赤霞珠干红葡萄酒颜色的影响，为赤霞珠干红葡萄酒品质管控提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

赤霞珠葡萄分别采摘于新疆伊犁产区的卡伦酒庄种植基地（YL）和新疆和硕产区（焉耆盆地）的佰年酒庄葡萄种植基地（HS）。

果胶酶EX（20 000 U/g）、果胶酶EX-V（10 000 U/g）德国AB酶制剂公司；焦亚硫酸钾（纯度97%） 法国Sofralab公司；F15酵母 法国LAFFORT公司；硫酸、盐酸、磷酸、氯化钾、无水乙醇、氢氧化钠、硫酸锌（均为分析纯） 天津市致远化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

LE203E电子天平、FE28-Meter pH计 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；T6紫外分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；CR-10Plus色差仪 深圳市三恩时科技有限公司；iCAP6300 ICP-OES仪 美国Thermo Fisher Scientific公司。

1.3 方法

1.3.1 干红葡萄酒制备

葡萄采摘后经人工分选、破碎，在果浆中添加50 mg/L焦亚硫酸钾以抑制杂菌生长，随后按0.03 g/L添加果胶酶，调节温度至28～30 ℃后按0.2 g/L接种F15酵母，在26～28 ℃下进行乙醇发酵，期间每日压帽或淋汁2～3次，发酵至相对密度降至1.000以下、残糖量小于4 g/L时结束发酵，过滤后得自流酒，分离自流酒后进入苹果酸-乳酸自然发酵阶段，控制温度在18～20 ℃，持续约1个月（以苹果酸含量降至检测限以下为准），待苹果酸-乳酸发酵结束后，在12～16 ℃下密封避光贮存9个月。

1.3.2 Zn2+添加量对干红葡萄酒颜色的影响

以YL与HS产区赤霞珠干红葡萄酒原酒为对象，分别向酒样中添加0（对照）、2.5、5.0、7.5、10.0、 20.0 mg/L Zn2+，充分混匀。置于20 ℃恒温培养箱中密闭贮存9个月。在陈酿期间，每间隔1个月取样1次，分别测定活性成分与颜色参数指标。

1.3.3 基础理化指标测定

乙醇体积分数、总酸、pH值、还原糖的测定：参考GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》。

Zn元素采用ICP-OES仪测定[19]，采用湿式消解法预处理，ICP-OES仪分析条件：射频功率约1 200 W，等离子气流量15 L/min、辅助气流量0.50 L/min、雾化气流量0.65 L/min，分析泵速约50 r/min。

1.3.4 活性成分测定

葡萄酒中的总酚采用Folin-Ciocalteu法[20]测定，以没食子酸作为标准品，在765 nm波长处测定吸光度，结果以没食子酸当量计，单位为mg/L。其标准曲线方程为：y＝ 0.162 8x+0.001 4，R2＝0.999 7。

葡萄酒中的总花色苷采用pH示差法[21]测定，结果以矢车菊素-3-O-葡萄糖苷当量计，单位为mg/L。

1.3.5 颜色参数测定

将葡萄酒样品经水系微孔滤膜（0.45 µm）过滤，置于2 mm石英比色皿中，以蒸馏水为对照，采用紫外分光光度计分别在420、520、620 nm波长下测定其吸光度，颜色强度、色调分别按式（1）（2）计算：

CIELAB参数的测定：参考李宁宁等[22]的方法，采用色差仪测定。光源为D65，观察角度为10°。其中L*值代表葡萄酒的深浅程度，a*和b*值分别代表红绿度、黄蓝度，C*ab值代表色彩饱和度，hab代表色调角。C*ab值、hab值分别按式（3）（4）计算：

1.4 数据处理

每个实验重复3次，结果以x±s表示，采用SPSS 27.0处理数据，采用Origin 2022软件绘图。

2 结果与分析

2.1 赤霞珠干红葡萄酒基础理化指标

由表1可知，2个产区的赤霞珠干红葡萄酒理化指标均符合GB/T 15037—2006《葡萄酒》的规定。YL与HS产区酒样乙醇体积分数、总酸质量浓度、还原糖质量浓度及pH值存在显著差异（P＜0.05）：HS产区乙醇体积分数（13.02%）、总酸质量浓度（7.90 g/L）与还原糖质量浓度（3.64 g/L）显著高于YL产区（12.80%、7.68 g/L、3.58 g/L），而pH值显著低于YL产区，这可能与2个产区的气候条件、土壤类型及栽培管理等因素有关。YL产区Zn元素质量浓度（0.54 mg/L）略高于HS产区（0.52 mg/L）。

2.2 不同Zn2+添加量对赤霞珠干红葡萄酒酚类物质的影响

2.2.1 总酚

总酚是评价葡萄酒质量的关键指标，对葡萄酒的色泽稳定性具有决定性作用[23]。由图1A可知，随着陈酿时间延长，各处理组总酚质量浓度呈下降趋势，各酒样的初始总酚质量浓度为2 474.20 mg/L，陈酿9个月时，未添加Zn2+的酒样总酚质量浓度下降779.07 mg/L，其中，添加2.5、5.0、7.5、10.0 mg/L Zn2+的酒样总酚质量浓度下降范围为826.74～904.99 mg/L，而添加20.0 mg/L Zn2+的酒样总酚质量浓度下降957.21 mg/L。因此，外源添加Zn2+质量浓度为20.0 mg/L时，总酚含量下降最多，外源添加Zn2+质量浓度为2.5 mg/L时，总酚含量下降最少。

由图1B可知，随着陈酿时间延长，各处理组总酚质量浓度呈下降趋势，各酒样的初始总酚质量浓度为2 328.83 mg/L，当陈酿时间延长至9个月时，未添加Zn2+的酒样总酚质量浓度下降761.67 mg/L，而Zn2+质量浓度为2.5、5.0、7.5、10.0 mg/L的酒样总酚质量浓度下降范围为778.05～870.19 mg/L，添加20.0 mg/L Zn2+的酒样总酚质量浓度下降910.12 mg/L。因此，当外源添加Zn2+质量浓度为20.0 mg/L时，总酚含量下降最快，下降趋势 最明显。

综上，YL与HS 2个产区各处理组酒样的总酚含量均随外源Zn2+添加量的增加及陈酿时间的延长呈下降趋势。研究显示，随着陈酿时间的延长，酒体中总酚含量显著逐渐下降[24]。这与本研究结果一致。

2.2.2 总花色苷

花色苷是赤霞珠葡萄酒颜色的主要来源，葡萄酒中的花色苷主要通过浸渍作用进入酒体[25]。由图2A可知，随着陈酿时间延长，YL产区各处理组总花色苷含量呈下降趋势，各酒样的初始总花色苷质量浓度为281.02 mg/L， 陈酿9个月后，未添加Zn2+的酒样总花色苷质量浓度下降175.26 mg/L，Zn2+质量浓度为2.5、5.0、7.5、10.0 mg/L的酒样总花色苷质量浓度下降范围为179.83～ 186.06 mg/L，其中，Zn2+质量浓度为20.0 mg/L时，总花色苷质量浓度下降幅度最大，达188.51 mg/L，这可能与Zn2+作为Lewis酸催化花色苷氧化聚合或直接络合导致其降解有关[26]。

由图2B可知，HS产区赤霞珠酒样初始总花色苷质量浓度为251.56 mg/L。陈酿9个月后，未添加Zn2+的酒样总花色苷质量浓度下降157.05 mg/L，Zn2+质量浓度为2.5、5.0、7.5、10.0 mg/L的酒样总花色苷质量浓度下降范围在161.06～168.96 mg/L之间，其中，Zn2+质量浓度 为20.0 mg/L时，酒体中的总花色苷质量浓度下降172.30 mg/L，这说明该浓度下，总花色苷含量下降最快。这可能是由于Zn2+的加入加速了花色苷的降解，Ratanapoompinyo等[27]研究发现，不同金属离子（Al3+、Ca2+、Fe3+和Sn2+）复合处理均可促进红甘蓝花色苷降解。

2.3 不同Zn2+添加量对赤霞珠干红葡萄酒颜色的影响

2.3.1 颜色强度与色调

葡萄酒的颜色由2个主要特征指标（颜色强度和色调）决定。颜色强度直接反映颜色深浅[28]。如图3A、B所示，随陈酿时间延长，2个产区各Zn2+处理组颜色强度均呈显著下降趋势（P＜0.05）。YL、HS产区酒样初始颜色强度分别为12.84、12.16，陈酿9个月后，对照组颜色强度分别下降5.24、5.13，Zn2+质量浓度为2.5、5.0、7.5、10.0 mg/L时，YL产区酒样颜色强度分别下降5.58、5.89、6.15、6.32，HS产区酒样颜色强度分别下降6.32、6.33、6.36、6.46，Zn2+质量浓度为20.0 mg/L时，YL、HS产区酒体颜色强度下降幅度最大，分别达6.62、6.49。结果表明，外源Zn2+的添加加速了陈酿期颜色强度的衰减，且呈现剂量依赖性。颜色强度下降的主要原因是总花色苷的降解。A520 nm代表葡萄酒的红色强度，主要由花色苷贡献，其含量的显著下降导致颜色强度降低[29]。Zn2+可能通过以下途径促进颜色强度衰减：与花色苷分子形成配位络合物，改变其结构稳定性；催化氧化反应，加速花色苷向无色或弱色化合物转化；促进花色苷聚合并形成沉淀，降低可溶性色素含量[30-31]。

色调则是指葡萄酒的颜色种类，主要包括三原色（红、黄、蓝）。色调（A420 nm/A520 nm）的上升意味着A520 nm（红色）贡献相对减小，A420 nm（黄色）贡献相对增大。如图3C、D所示，随陈酿时间延长，2个产区各Zn2+处理组色调均呈上升趋势，表明葡萄酒颜色由鲜亮红色向砖红色或棕褐色转变。YL、HS产区酒样初始色调分别为0.88、0.83，陈酿9个月后，对照组色调分别上升0.78、0.80，而Zn2+质量浓度为2.5、5.0、7.5、10.0、20.0 mg/L 的酒样色调分别上升0.81、0.84、0.87、0.89、0.95。HS产区呈现类似趋势，Zn2+质量浓度为20.0 mg/L的酒样色调上升幅度最大，显著高于对照组（P＜0.05）。其原因可能是，花色苷降解导致红色强度减弱；酚类物质氧化生成黄色/棕色的醌类化合物[32]；花色苷与其他酚类成分缩合形成聚合色素，吸收光谱发生红移[33]。Zn2+的加入显著加速了色调上升进程，表明Zn2+在陈酿期可能作为促氧化剂，催化酚类氧化反应，促进褐变物质的生成与积累，从而加剧葡萄酒颜色的“老化” 特征。

2.3.2 颜色参数

在陈酿过程中，酒体颜色由鲜艳的紫红色和宝石红逐渐向砖红色转变，这主要是葡萄酒中花色苷类物质发生一定程度的氧化降解或衍生反应，导致酒体红色色调损失[34]。由表2可知，随着贮藏时间的延长，YL与HS产区赤霞珠葡萄酒的L*值逐渐升高，葡萄酒酒体变透亮；与未经Zn2+处理酒样L*值随贮藏时间持续上升不同，2个产区Zn2+处理组的L*值均表现为先升高、后回落的变化趋势。在陈酿9个月时，外源添加Zn2+质量浓度为2.5 mg/L时，YL与HS产区酒样的L*值分别为30.19、29.83；外源添加Zn2+质量浓度为20.0 mg/L时，YL与HS产区酒样的L*值最低，分别为29.68、29.35；而外源添加Zn2+质量浓度为7.5 mg/L时，YL与HS产区酒样的L*值处于中间值，分别为30.09、29.79，说明较高添加量Zn2+处理可降低葡萄酒亮度。

在CIELAB参数中，a*值与红绿相关，a*值为正，对应红色调，a*值为负，对应绿色调。由表3可知，随着贮藏时间的延长，a*值逐渐降低，红色色调降低。陈酿1个月时，外源添加Zn2+质量浓度为20.0 mg/L 时，YL与HS产区酒样的a*值分别为2.34、2.39，比未添加Zn2+分别降低0.09、0.16；陈酿9个月时，a*值 均最低，分别为1.53、1.51，较陈酿1个月分别降低0.81、0.88，与未经Zn2+处理酒样相比差异显著（P＜ 0.05）；外源添加Zn2+质量浓度为2.5 mg/L时，a*值最高，分别为1.63、1.55；当外源添加Zn2+质量浓度为7.5 mg/L时，a*值分别为1.57、1.53。因此，高剂量Zn2+处理可加速葡萄酒颜色变暗进程。

CIELAB参数中，b*值与黄蓝相关，b*值为正，对应黄色调，b*值为负，对应蓝色调[35]。由表4可知，随着贮藏时间延长，YL与HS酒样b*值升高，黄色色调增加。陈酿1个月时，外源添加Zn2+质量浓度为20.0 mg/L时，b*值分别为0.51、0.46，与未经Zn2+处理酒样相比分别高0.13、0.08；陈酿9个月时，b*值均达较高水平，分别为6.89、6.76，较陈酿1个月分别降低6.38、6.30，与未经Zn2+处理酒样相比差异显著（P＜0.05）；外源添加Zn2+质量浓度为2.5 mg/L时，酒样的b*值分别为6.19、6.46。外源添加Zn2+质量浓度为7.5 mg/L时，酒样的b*值分别为6.56、6.80。因此，高剂量Zn2+处理可增加葡萄酒颜色黄色色调。

在CIELAB参数中，C*ab值表示葡萄酒的色彩饱和度，C*ab值越大，色彩饱和度越高[36]。由表5可知，随着贮藏时间的延长，YL与HS产区酒样C*ab值升高，色彩饱和度增加。陈酿1个月时，外源添加Zn2+质量浓度为20.0 mg/L时，C*ab值分别为2.40、2.42，比未经Zn2+处理酒样分别低0.06、0.15；在贮藏9个月后，C*ab值均最高，分别为7.05、6.93，较陈酿1个月分别降低4.65、4.51，比未经Zn2+处理酒样高1.48、0.33，具有显著性差异（P＜0.05），该差异可能是由于2个产区葡萄酒中酚类组分结构存在差异，从而影响Zn2+的络合效率，Zn2+优先与具有邻二酚结构的酚酸（如咖啡酰酒石酸、儿茶素）形成稳定有色配合物[37]；在Zn2+处理组中，外源添加Zn2+质量浓度为2.5 mg/L时，酒样的C*ab值最低，分别为6.40、6.64。外源添加Zn2+质量浓度为7.5 mg/L时，酒样的C*ab值居中，分别为6.74、6.77。贮藏过程中，Zn2+处理葡萄酒色度C*ab值与红色色调a*值的变化趋势相反，酒体趋于黄色，说明Zn2+处理会提高酒体的黄色色调。

颜色参数hab值为量化色彩倾向的色度参数，可精准界定样品的色相类别。hab值越接近0，表示样品红色特征越显著。由表6可知，随着贮藏时间的延长，YL与HS产区的酒样hab值均呈现明显增加趋势。陈酿1个月时，外源添加Zn2+质量浓度为20.0 mg/L时，hab值分别为0.22°、0.38°，比未经Zn2+处理酒样分别高0.07°、0.08°；陈酿9个月时，hab值均最高，分别为1.35°、1.35°，与陈酿1个月相比，分别增加1.13°、0.97°。外源添加Zn2+质量浓度为2.5 mg/L时，酒样的hab值最低，分别为1.31°、1.33°。外源添加Zn2+质量浓度为7.5 mg/L时，酒样的hab值居中，均为1.34°。这说明该酒样颜色由新鲜的紫红色逐渐褪去，黄色色调加深。

3 结 论

本研究分析不同质量浓度（0、2.5、5.0、7.5、10.0、20.0 mg/L）外源Zn2+对伊犁（YL）和和硕（HS）2个产区赤霞珠干红葡萄酒陈酿过程中颜色稳定性的影响。结果表明，随着陈酿时间的延长，各处理组酒样总酚与总花色苷含量下降，颜色强度、L*值、a*值下降，色调、b*值、C*ab值、hab值均增加。当Zn2+质量浓度为20.0 mg/L 时，与陈酿1个月相比，YL与HS产区葡萄酒总酚质量浓度分别下降957.21 mg/L和910.12 mg/L，总花色苷质量浓度分别下降188.51 mg/L和172.30 mg/L，颜色强度分别降低6.62和6.49，a*值分别降低0.81、0.88，而b*值分别增加6.38、6.30，C*ab值分别增加4.65、4.51，hab值分别增加1.13°、0.97°。综上所述，外源Zn2+（特别是20.0 mg/L）可显著加速赤霞珠干红葡萄酒在陈酿过程中的颜色老化褐变，表现为红色消退、黄褐加深、色泽暗沉及呈色物质大量降解。因此，在实际生产中重点关注可能引入高浓度Zn2+的酿造环节（如含Zn2+设备或添加剂接触），以优化酒体颜色稳定性。本研究揭示了Zn2+在陈酿期的潜在促氧化作用，可为葡萄酒酿造中金属离子管理提供数据支撑。

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Effect of Zinc Ion Addition on Color Aging in Cabernet Sauvignon Dry Red Wine

HE Jing, CHEN Qiling, ZHANG Wanxue’er, CHEN Yingjie, FANG Xin, JIAN Dongming, BAI Hexiang, YANG Xingyuan*

(College of Food Science and Pharmacy, Xinjiang Agricultural University, Ürümqi 830052, China)

Abstract: To investigate the influences of exogenous Zn2+ with different addition dosages on the color stability of Cabernet Sauvignon dry red wine during aging, Cabernet Sauvignon dry red wines supplemented with exogenous Zn2+ at contents of 0, 2.5, 5.0, 7.5, 10.0 and 20.0 mg/L, respectively, originating from two producing regions, Yili (YL) and Heshuo (HS) in Xinjiang, China, were selected as research materials. All samples were aged at 20 ℃ in the dark for 9 months, and variations in basic physicochemical indexes, total phenols, total anthocyanins and color parameters were determined periodically.The results showed that the physicochemical indicators of wine samples from both regions complied with relevant national standards. With prolonged aging, the contents of total phenols and total anthocyanins declined in all treatment groups,accompanied by decreases in color intensity and a* value, as well as rises in colour shade, L* value, b* value, C*ab value and hab value. At Zn2+ content of 20.0 mg/L, total phenol contents of YL and HS wine samples aged for 9 months decreased by 957.21 and 910.12 mg/L, total anthocyanin contents dropped by 188.51 and 172.30 mg/L, color intensity reduced by 6.62 and 6.49, a* value declined by 0.81 and 0.88; meanwhile, b* value increased by 6.38 and 6.30, C*ab value rose by 4.65 and 4.51,and hab value elevated by 1.13° and 0.97°, respectively, compared with the samples aged for 1 month. The declines in color intensity and L* value indicated a paler, less bright appearance, while elevated C*ab value reflected the accumulation of yellowish-brown substances. These changes reflect typical color aging phenomena: a reduction in red hue and enhancement of yellow hue, degradation of anthocyanins into yellowish-brown polymers, and a shift in wine color from purplish-red to brick-red/brownish-yellow. In conclusion, exogenous Zn2+ accelerated the color aging process of Cabernet Sauvignon dry red wine within a certain addition concentration range.

Keywords: zinc ion; Cabernet Sauvignon; dry red wine; color; aging

收稿日期：2025-10-29

基金项目： 新疆农业大学慕萨莱思质量安全与品质提升关键技术研究与控制平台研发项目（XJS20250611）

第一作者简介： 贺婧（2001—）（ORCID: 0009-0004-9376-3732），女，硕士研究生，研究方向为食品科学。E-mail: 1786780208@qq.com

*通信作者简介： 杨兴元（1966—）（ORCID: 0009-0007-3007-7737），男，教授，博士，研究方向为葡萄酒与葡萄酒工程。E-mail: 402114241@qq.com

DOI: 10.11882/j.issn.0254-5071.2026.07.024

中图分类号：TS262.6

文献标志码：A

文章编号：0254-5071（2026）07-0198-08

引文格式：
贺婧, 陈其玲, 张婉雪儿, 等. 锌离子添加量对赤霞珠干红葡萄酒颜色老化的影响[J]. 中国酿造, 2026, 45(7): 198-205.DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2026.07.024. http://www.chinabrewing.net.cn
HE Jing, CHEN Qiling, ZHANG Wanxue’er, et al. Effect of zinc ion addition on color aging in Cabernet Sauvignon dry red wine[J]. China Brewing, 2026, 45(7): 198-205. (in Chinese with English abstract) DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2026.07.024. http://www.chinabrewing.net.cn