适量的氧处理有助于葡萄酒的颜色、香气及口感的发展，而过量的氧气则会使葡萄酒感官质量下降[1]。因此在葡萄酒陈酿、储运及货架期氧的管理具有十分重要的作用。微氧条件对单宁的影响显著[2]，在红葡萄酒陈酿成熟过程中，单宁发生的显著变化会对葡萄酒的颜色及口感产生影响[3]。葡萄酒不断发展，各种各样的包装方式相继出现，但瓶装依然是其主要的包装方式[4]。装瓶过程中，不同的瓶塞对葡萄酒影响巨大[5]。葡萄酒瓶塞的种类大致分为三类：软木类瓶塞（包括天然塞、复合塞和人工合成塞）、螺旋盖、玻璃塞[4]。葡萄酒装瓶后，不同瓶塞的透氧率直接影响了瓶内的微氧环境，故对葡萄酒陈酿过程的影响不同[6]。目前，已有少数研究证实了不同透氧率的瓶塞会对葡萄酒的品质产生影响[7-8]，但仍缺乏系统的研究。
本研究旨在探索葡萄酒瓶储期间不同透氧率瓶塞（经典、至尊500和至尊300）对葡萄酒感官品质的影响，分别对葡萄酒的色泽、花色苷、挥发性香气物质及感官品质的变化进行评估，以期为葡萄酒存储过程中微氧环境的控制提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 实验酒样
本实验所用葡萄酒样品：宁夏银川中粮长城云漠酒庄。
灌装要求：在灌装前，技术人员对灌装线进行检测，检测项目包括：装瓶总氧含量监测、打塞调整、真空设备/惰性气体系统有效性检测。灌装过程使用Nomasense氧气测量仪监控葡萄酒的溶解氧（dissolved oxygen，DO）和顶端空间游离氧（headspace oxygen，HSO）。对于两种酒样，灌装前罐中溶解氧控制0.5 mg/L以下，确保灌装后装瓶总氧（DO+HSO）含量不超过3 mg/L，以确保最低氧气摄入。赤霞珠干红葡萄和贵人香干白葡萄酒基础理化指标见表1。
表1 葡萄酒的基础理化指标
Table 1 Basic physicochemical indexes of wine
1.1.2 封装瓶塞
针对赤霞珠干红葡萄酒和贵人香干白葡萄酒两种酒样分别采用3种不同透氧率的诺玛科高分子合成塞，三种瓶塞为经典系列、至尊500系列、至尊300系列。其材质均为低密度聚乙烯。透氧率在本研究中表示氧气通过瓶塞进入葡萄酒瓶的速率，用[mg/（L·年）]来表示，瓶塞具体基本信息见表2。
表2 瓶塞基本信息
Table 2 Basic information of bottle corks
1.1.3 化学试剂
乙腈、甲酸、2-辛醇（均为色谱纯）：美国Sigma Aldrich公司；氯化钠（NaCl）（分析纯）：四川西陇科学有限公司。
1.2 仪器与设备
HPLC-20A高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）仪、QP2010Ultra气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）仪、Nomasense微量氧检测仪、UV-1750紫外可见分光光度计：日本岛津公司；RE-52AA薄膜旋转蒸发仪：上海亚荣仪器有限公司；狮鼎SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵：郑州长城科工贸有限公司；TGL-18M台式高速冷冻离心机：上海卢湘仪离心机仪器有限公司；XH-B型漩涡振荡仪：无锡杰瑞安仪器设备有限公司；A.9901S真空抽滤器、AS 3120B超声波脱气机：天津奥特赛恩斯仪器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 含氧量检测
使用Nomasense微量氧检测仪对灌装后葡萄酒中的DO和HSO含量进行为期两年的监测[9]。
1.3.2 颜色CIELab参数值检测方法
将葡萄酒样经0.2 μm滤膜过滤后，采用2 mm光程玻璃比色皿，以去离子水作参比，用紫外分光光度计扫描酒样在可见光区400～780 nm的吸收光谱，间隔1 nm。颜色CIELab参数参照李运奎等[10]对葡萄酒颜色的计算方法，选用10°观察者视场，D65标准白光源。将吸收光谱中450 nm、520 nm、570 nm、630 nm波长处的吸光度值校正到1 cm光程后，计算颜色参数明亮度L*值（正值表示明亮，负值表示较暗）、红绿色a*值（正值表示红色，负值表示绿色）与黄蓝色b*值（正值表示黄色，负值表示蓝色），并进一步根据L*值、a*值和b*值计算色度（Cab值），色调（hab值）和色差（ΔE），其计算公式如下：
上式中下标“1”和“2”分别表示标样和试样。
1.3.3 单体花色苷分析
用0.2 μm滤膜过滤酒样后，单体花色苷分析使用高效液相色谱仪测定[11]。HPLC色谱条件如下：Synergi Hydro-RP C18色谱柱（4.6 mm×250 mm）。流动相A：800 mL水、100 mL乙腈和25 mL甲酸，流动相B：400 mL水、500 mL乙腈和25 mL甲酸。洗脱程序：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，柱温30 ℃，检测波长520 nm，进样量20 μL。每个样品重复3次。将所有单体花色苷含量相加得到单体花色苷总量，结果均以二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷计。
1.3.4 感官评价
由感官品评小组进行整体感官评价，感官品评小组由西北农林科技大学葡萄酒学院15名具有感官品评经验的同学组成，根据百分制评价标准，从葡萄酒的外观、香气、口感及平衡/整体四个方面进行评价，详细项目划分和分值设置参考亚洲葡萄酒质量大赛标准，见表3。为了进一步明确不同瓶塞对葡萄酒香气的影响，由葡萄酒感官分析专家培训班成员（54人）对葡萄酒样的香气特征进行分析[12]，评价员需从葡萄酒标准香气中选择5～6个特征词汇描述样品香气特征，并进行量化。最终量化强度值M（%）由品评小组对某一香气特征词汇的使用频率F（%）和强度平均值I（%）表示，其计算公式如下：
表3 葡萄酒的感官品评标准
Table 3 Sensory evaluation standards of wine
1.3.5 挥发性香气成分测定
挥发性香气成分测定采用搅拌棒固相萃取-气质联用（stir bar sorptive extraction-gas chromatography mass spectrometry，SBSE-GC-MS）技术[13]。
样品前处理：取10 mL供试酒样置于15 mL样品瓶中，加入2 g NaCl，加入10 μL内标物2-辛醇（100 μL/L），放入搅拌转子，密闭样品瓶，置于磁力搅拌器上，室温条件下进行萃取，转子转速1 100 r/min，萃取60 min。
GC条件：以高纯氦气（He）为载气，流速1 mL/min。DB-WAX色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。升温程序为：40 ℃维持3 min，4 ℃/min升至160 ℃，再以7℃/min升至230 ℃，保持8 min。连接杆温度230 ℃，脱附流速45 mL/min，加热阀温度245 ℃，脱附管温度270 ℃，传输线温度255 ℃，冷阱捕集温度-30 ℃，出口分流比为3∶1。
MS条件：全扫描，范围为43～450 amu，每秒扫描1次。离子源温度230 ℃，电子电离（electronic ionization，EI）源，电子能量70 eV，灯丝电流0.2 mA，检测器电压350 V。
定性定量方法：根据美国国家标准技术研究所（national institute of standards and technology，NIST）14质谱数据库通过匹配度和保留时间并结合保留指数确定每个挥发性成分，并选择与匹配度＞85%的化合物，然后使用内标法对葡萄酒样品中的挥发性成分进行定量。
1.3.6 数据处理
采用Excel 16.4进行数据整合，采用SPSS 26.0软件进行方差分析及多重比较。P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异极显著。
2 结果与分析
2.1 不同透氧率的瓶塞装瓶后葡萄酒中的微氧环境分析
葡萄酒装瓶后，瓶内的微氧环境由DO和HSO两部分组成。不同透氧率瓶塞葡萄酒装瓶两年内瓶内DO和HSO的变化规律见图1。
图1 葡萄酒样品的顶端空间游离氧和溶解氧含量变化趋势
Fig.1 Change trend of headspace oxygen and dissolved oxygen contents in wine samples
A赤霞珠干红葡萄酒的HSO含量；B赤霞珠干红葡萄酒的DO含量；C贵人香干白葡萄酒的HSO含量；D贵人香干白葡萄酒的DO含量。
总的来说，瓶内的DO和HSO含量呈下降趋势，但在不同酒样中的变化趋势差异较大。由图1A和图1B可知，在赤霞珠干红葡萄酒中，DO和HSO的变化趋势在装瓶后10～15 d内相似，瓶内的DO和HSO迅速下降，随后下降速率减慢并逐渐趋于稳定。这与都振江等[14]对干红葡萄酒瓶储过程中DO变化规律的研究结果是一致的。由图1C和图1D可知，贵人香干白葡萄酒中，DO和HSO表现出了不同的变化规律。在装瓶后一个月内，HSO呈缓慢下降趋势，之后以较快的速率下降。由图1D可知，贵人香干白葡萄酒中，DO则在装瓶后的半个月内迅速下降，并在随后一个月内以较为缓慢的速率持续下降，最后趋于一个稳定值。这表明不同类型的葡萄酒之间微氧环境的变化规律是不同的。
就不同透氧率瓶塞而言，表现出了对瓶内DO和HSO的差异影响。结果表明，在不同类型葡萄酒中，使用经典瓶塞的葡萄酒的DO和HSO含量下降幅度最大，其次是至尊500，而至尊300最小。这表明不同瓶塞对葡萄酒瓶内的微氧环境的变化产生了影响，这可能进一步影响葡萄酒的品质。
2.2 不同透氧率的瓶塞装瓶后葡萄酒的颜色参数及总单体花色苷含量分析
2.2.1 不同透氧率的瓶塞装瓶后葡萄酒的颜色CIELab参数值及总单体花色苷含量比较
采用CIELab体系监测葡萄酒的颜色及总单体花色苷含量变化[15]，结果见表4。由表4可知，由于花色苷的存在，赤霞珠干红葡萄酒和贵人香干白葡萄酒之间存在显著的颜色差异。而不同瓶塞的使用使得葡萄酒的色泽发生了轻微的变化，就赤霞珠干红葡萄酒而言，与使用经典瓶塞的葡萄酒样品相比，使用至尊系列的葡萄酒样品L*值显著较高（P＜0.05），而a*值和b*值显著较低（P＜0.05）。这表明透氧率高的瓶塞的使用使得葡萄酒的色泽亮度降低，且向红色和黄色的方向变化，这些结果与观察到的氧气对葡萄酒色泽的影响是一致的[16-17]。在贵人香干白葡萄酒中也观察到了类似的现象。研究表明，适宜的微氧化可以增强葡萄酒的颜色强度，同时衍生出新的花青素类物质，但这似乎与葡萄酒中本身的酚类含量有关[18-19]。虽然不同透氧率的瓶塞对葡萄酒的颜色产生了一定的影响，但肉眼几乎不能区分。
表4 葡萄酒样品CIELab参数与总单体花色苷含量
Table 4 CIELab parameters and total monomeric anthocyanin contents of wine samples
注：L*值：明亮度，正值表示明亮，负值表示较暗；a*值：红绿色，正值表示红色，负值表示绿色；b*值：黄蓝色，正值表示黄色，负值表示蓝色；Cab值：色度；hab值：色调；+ΔL*=明亮的，-ΔL*=较暗的；+Δa*=较红的（少绿的），-Δa*=较绿的（少红的）；+Δb*=较黄的（少蓝的），-Δb*=较蓝的（少黄的）；ΔE：色差；同一列不同小写字母表示葡萄酒样之间差异显著（P＜0.05）。
2.2.2 总单体花色苷含量与ClELab颜色参数之间Pearson相关性分析
干红葡萄酒的色泽主要取决于花色苷的组成和含量，而它们与其他化合物的相互作用在很大程度上决定了成熟葡萄酒中观察到的颜色变化[19]。对总单体花色苷含量与ClELab颜色参数之间进行Pearson相关性分析，结果见表5。由表5可知，a*值、b*值、Cab值和hab值与总单体花色苷含量呈极显著正相关（P＜0.01），而L*值与之呈极显著负相关（P＜0.01），这表明花色苷的含量越高，葡萄酒越红，色泽越饱和，亮度越低。由表4可知，赤霞珠干红葡萄酒（经典瓶塞）中的总单体花色苷含量显著低于其他两种葡萄酒（P＜0.01），这表明不同透氧率的瓶塞对葡萄酒的总单体花色苷含量产生影响，即透氧率越高，花色苷损失越多。这与彭昕等[20]的研究结果一致。
表5 总单体花色苷含量与ClELab各参数之间Pearson相关性分析
Table 5 Pearson correlation analysis between total monomeric anthocyanin contents and ClELab parameters
注：“*”表示显著相关（P＜0.05）；“**”表示极显著相关（P＜0.01）。
2.3 使用不同透氧率的瓶塞对葡萄酒感官品质的影响
瓶储24个月后，对葡萄酒样品进行感官品评，结果见表6。由表6可知，使用至尊系列瓶塞的葡萄酒的感官得分优于经典瓶塞，而至尊500与至尊300之间无明显差异，这一现象在赤霞珠干红葡萄酒中更为明显。就色泽而言，使用经典瓶塞的赤霞珠干红葡萄酒样在澄清度和色度方面均得分最低，而3款贵人香干白葡萄酒之间并无较大差别，这与用CIELab法测得的结果一致，这可能归因于氧气对干红葡萄酒中花色苷的影响。在香气方面，使用至尊500瓶塞的葡萄酒质量最佳，至尊300次之，最差的是经典瓶塞，这与大部分葡萄酒中挥发性物质含量的变化是一致的，其中经典瓶塞在香气浓度的表现上较为出色，这与香气感官分析的结果一致。而在口感上，三者差异不大。
表6 葡萄酒样品的感官分析结果
Table 6 Sensory analysis results of wine samples
2.4 不同透氧率的瓶塞对葡萄酒香气的影响
2.4.1 使用不同透氧率的瓶塞的葡萄酒香气描述词的差异分析
对瓶储24个月的供试葡萄酒样进行感官描述并量化为M值，其值反映该种香气对酒的影响程度，M值越大，影响越大，反之，则越小[21]。本实验通过分析三种瓶塞共有的香气和M值相对较大的香气种类来比较不同透氧率的瓶塞对葡萄酒香气的影响，结果见图2。
由图2可知，在赤霞珠干红葡萄酒中，紫罗兰和桑葚的香气最为浓郁，而在贵人香干白葡萄酒中，洋槐花和蜂蜜的香气最为浓郁。这表明不同种类葡萄酒之间的香气存在显著差异。然而，相似的是，大部分香气描述词的M值均在使用经典瓶塞的葡萄酒样中最高，即赤霞珠干红葡萄酒中除黑醋栗、肉豆蔻香料、橡木和皮革外的其他香气种类以及贵人香干白葡萄酒中除玫瑰、香蕉、香草和烤面包外的其他香气种类。总的来说，使用不同透氧率瓶塞的葡萄酒在香气特征上表现出了显著差异，主要体现为使用透氧率较大的经典瓶塞的葡萄酒样的各类香气更为浓郁，这表明不同的微氧环境会影响葡萄酒的香气浓度及香气感知[22-23]。
图2 赤霞珠干红（A）及贵人香干白（B）葡萄酒香气M值雷达图
Fig.2 M value radar chart of aroma of Cabernet Sauvignon dry red(A) and Nobleman dry white (B) wines
2.4.2 赤霞珠干红葡萄酒挥发性香气成分分析
对3种不同透氧率瓶塞装瓶后赤霞珠干红葡萄酒中的香气定性、定量分析，结果见表7。由表7可知，共检测出30种挥发性香气成分，包括4种醇类、11种酯类、8种有机酸类、1种萜烯类和6种酚类。
酯类是赤霞珠干红葡萄酒中最丰富的香气化合物，约占总香气物质含量的60%左右，并在瓶储过程中表现出了显著上调。该类物质通常是在陈酿过程中产生的，为葡萄酒提供果香和花香[24]，并使葡萄酒的香气趋于平衡[25]。大多数酯类物质（11种中的9种）在装瓶后12个月内显著增加，而在12～24个月内有所下降，这可能是由于瓶内气体通过瓶塞与外界气体交换引起的。此外，醇类中的主要成分-异戊醇也表现出了与多数酯类物质相似的变化趋势，而正辛醇和正壬醇则逐渐减少甚至消失。有机酸类物质的变化相对复杂，就总含量而言，其在整个瓶储过程中呈下降趋势，其中，辛酸和癸酸的变化与总有机酸含量变化一致，而己酸、肉豆蔻酸和棕榈酸在陈酿的过程中其含量呈上升趋势最后保持稳定。值得注意的是，油酸在使用经典瓶塞的葡萄酒中产生并持续存在，这表明不同的微氧环境可能会影响其代谢。挥发性酚类物质在瓶储过程中表现出先上升后下降的变化规律，仅水杨酸甲酯表现出了整个过程的持续升高。此外，在供试葡萄酒样品中，仅监测到一种萜烯类物质，即角鲨烯，其在瓶储过程中显著上升。
总的来说，经瓶储后葡萄酒中的醇类、酯类、萜烯类和挥发性酚类物质均显著上调，而有机酸类物质则显著下调。使用不同透氧率瓶塞对葡萄酒中的挥发性香气物质影响较小，但也表现出了一定的趋势，即醇、酯和挥发性酚类物质在使用透氧率较低的至尊系列的葡萄酒样品中增加更为显著，这表明透氧率较低的瓶塞有助于葡萄酒中香气成分的保留和积累。然而，这似乎与香气感官分析结果相矛盾，这可能是由于不同透氧率的瓶塞引起的微氧环境的变化使得香气的释放存在差异，而造成感官上的差异，需要进一步通过感官组学研究进行探究。
3 结论
本研究探究了3种不同透氧率的瓶塞在瓶储过程中引起的微氧环境变化对葡萄酒感官品质的影响。结果表明，使用不同透氧率的瓶塞造成了葡萄酒瓶内微氧环境的差异变化，从而影响了其部分感官特性，且相较于干白葡萄酒而言，其在干红葡萄酒中表现更为显著。总的来说，相较于透氧率较高的经典瓶塞，透氧率较低的至尊系列瓶塞在色泽和香气复杂性方面均表现更为出色，而在香气感官评价中，经典瓶塞表现出了更加浓郁的香气。但在口感方面，三者并无显著差异。总的来说，不同透氧率瓶塞在瓶储过程中引起的微氧环境变化对葡萄酒的影响与氧气对葡萄酒的影响基本一致，但并不足以引起明显的感官质量的差别，瓶塞性能对不同葡萄酒的感官质量的影响有待未来进一步探究。
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