原料冷冻处理对‘贵人香’葡萄酒品质的影响

郑福静1,孟令君1,李运奎1,2*

(1.西北农林科技大学 葡萄酒学院,陕西 杨凌 712100;2.西北农林科技大学 宁夏贺兰山东麓葡萄酒试验示范站,宁夏 银川 750104)

摘 要:该研究以‘贵人香’酿酒葡萄为试验材料,采用超高效液相色谱(UPLC)、气相色谱-质谱(GC-MS)和感官品评法,探究原料经过-24 ℃冷冻24 h处理对干白葡萄酒基本理化指标、酚类物质、香气成分和感官品质的影响。结果表明,原料冷冻处理使‘贵人香’干白葡萄酒的基本理化指标发生显著变化,pH、总酚、单宁和单体酚总含量显著增加(P<0.05),分别增加14.11%、49.20%和58.74%;冷冻处理后香气成分总含量显著增加40.55%(P<0.05),品种香气种类增加2种,C13-降异戊二烯和C6-化合物含量显著增加(P<0.05),分别增加2.46 mg/L和0.59 mg/L;发酵香气物质中酯类和脂肪酸含量显著增加(P<0.05),分别增加40.12%和19.97%,但种类减少4种;冷冻处理后葡萄酒感官评分(83分)高于未冷冻处理(77分)。综上,葡萄原料-24 ℃冷冻24 h处理可有效提升‘贵人香’干白葡萄酒品质,可为干白葡萄酒酿造工艺的优化提供新的思路。

关键词:‘贵人香’;葡萄酒;冷冻处理;酚类物质;香气物质

颜色、香气和口感作为葡萄酒重要的感官指标,直接影响了消费者对葡萄酒的评判和选择。然而我国酿酒葡萄原料品种单一,种植酿造方法照搬西方,导致国产酒同质化严重,缺少独特的风土魅力,出现香气易散失、难持续,缺乏优雅度及颜色不佳、稳定性较差的问题[1-2]。在我国葡萄酒产业极具规模和品质优势的新疆和甘肃等西部干热产区尤为突出,严重制约了我国葡萄酒行业的发展[3]

大量研究表明,葡萄酒色泽和风味特征受到非挥发性基质成分(包括多酚、乙醇、多糖和蛋白质等)的强烈影响[4-6]。现阶段有大量学者探究通过利用葡萄酒呈色呈香的基质效应,尤其是多酚基质效应来改善葡萄酒的色泽风味品质[7-9]。然而,截至目前较少看到将当前多酚对呈色呈香基质效应的研究成果应用于解决行业实际问题的报道。究其原因,可能由于多酚物质易氧化,实际使用效果不显著;大规模生产外源添加多酚辅料成本高;多酚添加与葡萄酒综合品质提高关系复杂。近些年有研究发现,葡萄原料冷冻处理会导致浆果细胞结构破裂,促进多酚物质和香气成分的浸提,使得多酚物质含量显著上升,通过多酚基质效应有效提高葡萄酒产品的色泽风味品质[10-11]。姚路畅[12]在不同温度下冷冻处理白色品种霞多丽,通过透射电子显微镜观察葡萄果皮细胞的破坏情况,结果表明,未经冷冻处理的葡萄果皮细胞膜系统完好,冷冻处理后,葡萄果皮细胞都有不同程度的破坏。刘汝薇等[13]研究发现,原料冷冻处理会显著增加‘爱格丽’葡萄酒中总酚、单宁及单体酚的总含量,且感官品质也显著提升。LIANG C等[14]对长相思原料进行冷冻处理,使葡萄酒中硫醇含量显著升高。

目前原料冷冻处理相关研究多集中在红色酿酒品种,如‘赤霞珠’[15-16]、‘黑比诺’[16-17]、‘媚丽’[10]和‘西拉’[18]等,多探究对葡萄酒颜色特征和感官特征的影响,缺乏对白色酿酒品种系统全面的指标表征。本研究以‘贵人香’(Italian Riesling)葡萄为原料,在-24 ℃对葡萄原料进行冷冻处理,自然解冻后进行小容器酿造试验,分别对葡萄酒的基本理化指标、总酚、单宁、单体酚、香气成分和感官指标进行全面分析,探究葡萄原料冷冻处理对葡萄酒中各物质成分和感官特性的影响,旨在为葡萄原料冷冻处理改善葡萄酒品质的可行性提供理论参考,为干白葡萄酒质量的提升及酿造工艺研发提供新的思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

白色酿酒品种‘贵人香’葡萄:购于西北农林科技大学(合阳)葡萄试验示范站。

氢氧化钠、盐酸、硫酸铜、酒石酸钾钠、邻苯二甲酸氢钾、氯化钠、无水碳酸钠、没食子酸、乙醇、福林-肖卡试剂等(均为分析纯):上海阿拉丁生化科技股份有限公司;2-辛醇(色谱纯)、乙酸乙酯(分析纯):天津科密欧化学试剂有限公司;乙酸、乙腈(均为色谱纯):美国Sigma公司;酿酒酵母活性干粉BV818:安琪酵母股份有限公司;果胶酶(酶活性100 000 U/g):法国Laffort公司。

1.2 仪器与设备

万分之一电子天平:上海天美天平仪器有限公司;PHS-3B型精密pH计:上海一恒化学仪器有限公司;UV-1800紫外-可见分光光度计、Waters UPLC I-Class型超高效液相色谱仪:日本岛津公司;85-2数显恒温磁力搅拌器:杭州仪表电机有限公司;TurboMatrix 350热解吸仪:美国铂金埃尔默公司;Finnigan Trance GC ultra-Finnigan DSQ气相色谱-质谱联用(gas chromatograph-mass spectrometer,GC-MS)仪:美国赛默飞世尔科技公司;DB-WAX色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm):美国安捷伦公司。

1.3 试验方法

1.3.1 原料冷冻处理

合阳葡萄示范站采摘成熟良好、无病虫害的‘贵人香’葡萄。原料随机分为两组,对照组(G1)葡萄室温放置未冷冻,处理组(G2)葡萄-24 ℃冷冻24 h,自然解冻。

1.3.2 干白葡萄酒酿造工艺流程及操作要点

葡萄原料→手工破碎→入罐→冷浸渍→皮渣分离→澄清→接入酵母启动酒精发酵→终止发酵→自然澄清→干白葡萄酒

操作要点:本文的干白葡萄酒酿酒工艺参照李娜娜等[19]‘爱格丽’干白葡萄酒的酿造方法,冷冻处理进行3次重复酿造。葡萄手工破碎后入5 L发酵罐,添加60 mg/L SO2,20 mg/L果胶酶,4 ℃条件下冷浸渍12 h进行皮渣分离,4 ℃条件下澄清12 h接入200 mg/L酵母在18~22 ℃进行酒精发酵,当比重降低到0.992~0.996且残糖含量小于2g/L时终止发酵,加50 mg/L的SO2转罐自然澄清,贮藏6个月进行样品测定。

1.3.3 理化指标分析

参照葡萄酒国家标准GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》具体操作方法,对残糖、酒精度、总酸、挥发酸、pH和游离SO2等基本理化指标进行测定,以上指标均重复测定3次,取平均值。

1.3.4 酚类物质分析

总酚的测定采用福林-肖卡法[20],单宁的测定采用甲基纤维素沉淀法[21],单体酚的测定采用超高效液相色谱(ultrahigh performance liquid chromatography,UPLC)法[22]

1.3.5 香气成分分析

采用搅拌棒吸附萃取法(stir bar sorptive extraction,SBSE)提取香气成分:取酒样10 mL加入含有2 g NaCl的小瓶中,再加入50 μL 内标物2-辛醇(40 μg/L)和搅拌子,在85-2数显恒温磁力搅拌器上振荡1 h,进样到热解吸仪中,重复测定2次。

热解吸仪分析条件:载气为氦气(He),流速45 mL/min,加热阀温度245 ℃,脱附管温度270 ℃,脱附时间15 min。传输线温度255 ℃。冷阱捕集温度-30 ℃,以40 ℃/min升至255 ℃。出口分流比为3∶1,He进样流速1 mL/min。

采用气相色谱-质谱法进行香气物质分析。

GC条件:载气高纯氦气(He),流速1 mL/min。DB-WAX色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),柱温升温程序设为40 ℃保持3 min,以4 ℃/min升至160 ℃,以7 ℃/min升至230 ℃,保持8 min。连接杆温度230 ℃。

MS条件:全扫描,范围为33~450 amu,扫描频率1Hz。电子电离(electronic ionization,EI)源,离子源温度230 ℃,电子能量70 eV,灯丝流量0.2 mA,检测器电压350 V。

定性和定量分析:采用检索美国国家标准技术研究所(national institute of standards and technology,NIST)2002谱库定性,采用内标物2-辛醇(40 μg/L)定量。

气味活性值(odor activity value,OAV)分析:通过香气化合物质量浓度除以其嗅觉阈值的比值得到OAV,常被用来评估某种香气化合物对葡萄酒整体香气的贡献大小。一般认为,香气化合物OAV>1为关键香气物质,0.1<OAV<1为潜在的呈香物质,OAV<0.1表示该化合物对呈香无影响。

1.3.6 感官品质评价

感官品质评定主要对葡萄酒的外观、香气和口感等方面进行感官分析,由8名(5女3男)经过感官培训的研究生品尝小组成员在西北农林科技大学葡萄酒学院二楼品尝室进行盲品。参照薛楚然等[23]的感官评价标准,每个品尝成员按照100分制分别对对照组和处理组酒样进行打分评定,并填写描述语。然后对品评得分、描述语进行统计分析,得出每款酒的平均得分及相应评价。

1.3.7 数据处理

结果以“平均值±标准差”的形式表示。采用单因素方差分析进行组间比较,P<0.05表示差异显著。采用SPSS 22.0进行数据统计分析,Excel 2019制图。

2 结果与分析

2.1 原料冷冻处理对‘贵人香’葡萄酒理化指标的影响

原料冷冻处理对‘贵人香’干白葡萄酒基本理化指标的影响见表1。

表1 不同处理下‘贵人香’葡萄酒的理化指标
Table 1 Physicochemical indexes of 'Italian Riesling' wines with different treatments

注:总酸含量以酒石酸计;挥发酸含量以醋酸计;同列相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同字母表示差异显著(P<0.05),下同。

处理 总酸/(g·L-1) 挥发酸/(g·L-1) 残糖/(g·L-1) 酒精度/%vol pH值 总酚/(mg·L-1) 单宁/(mg·L-1)G1 G2 770.27±11.25b 1149.20±20.01a 6.42±0.07a 5.33±0.06b 0.19±0.01a 0.11±0.01b 2.35±0.02a 1.30±0.02b 13.60±0.11a 14.00±0.10a 2.41±0.02b 2.99±0.03a 181.60±9.57b 207.23±9.10a

由表1可知,两组酒样酒精发酵都较为彻底(残糖<4 g/L),均符合国标GB/T 15037—2006《葡萄酒》要求,无氧化等不良现象。分析可知,冷冻处理对总酸、挥发酸、残糖和pH均影响显著(P<0.05),处理组总酸和挥发酸含量显著降低(P<0.05),pH值显著上升(P<0.05),与OLEJAR K J等[24]研究结果一致。推测可能由于冷冻处理促进了金属离子钾的释放,导致酒石酸氢钾沉淀形成,使葡萄酒中酒石酸含量降低,其他学者也得出了同样的推论[25]。冷冻处理使葡萄细胞受损,碱性和中性物质释放增加,也会导致pH值上升。OLEJAR K J等[26]提出冷冻处理使得酚类物质含量增加,使葡萄酒缓冲能力增强,也可能造成pH值上升。冷冻处理使葡萄酒总酚和单宁的含量显著升高(P<0.05),分别增加了14.11%和49.20%,绝对含量分别增加25.63 mg/L和378.93 mg/L,与各文献报道一致。推测冷冻处理破坏了葡萄果皮和籽细胞,促进了细胞中多酚物质的溶出。GILMUÑOZ R等[18]对西拉和赤霞珠进行冷冻处理,也得到了一致的结果,认为冷冻处理会增加细胞内液体的体积,破坏细胞膜并为酚类化合物提供容易的出口。总酚和单宁含量的升高使得干白葡萄酒的酒体和结构感更强,抗氧化作用增强,陈酿潜力极大增强。

2.2 冷冻处理对‘贵人香’葡萄酒单体酚的影响

试验采用UPLC对对照组和处理组酒样进行单体酚分析,共检出14种单体酚物质,结果见表2。由表2可知,不同处理下‘贵人香’干白葡萄酒中单体酚成分基本相同,分别为正常工艺下14种、-24 ℃冷冻处理下13种,处理组未检测到安息香酸。分析可知,对照组和处理组在单体酚总含量和各单体酚含量方面均呈现出显著差异(P<0.05)。冷冻处理使葡萄酒单体酚总含量显著增加(P<0.05),总含量增加45.76 mg/L,增加了58.74%。冷冻处理使没食子酸、儿茶素、丁香酸、对香豆酸、水杨酸以及白藜芦醇6种单体酚含量呈现了不同程度的增长,尤以没食子酸、儿茶素、对香豆酸最为显著,分别增加了29.33倍、284.79倍和7.00倍;使安息香酸、绿原酸、香草酸、咖啡酸、阿魏酸、芦丁、香豆素和桑色素8种单体酚含量出现了不同程度的减少,尤以安息香酸、香草酸和香豆素最为显著,分别减少了100.00%、95.47%和90.95%。可见,葡萄原料冷冻处理可显著提高葡萄酒中单体酚物质的总含量(P<0.05),但对各单体酚含量影响不一,可能由于不同的单体酚物质溶解度不同,浸提的难易程度不同。

表2 ‘贵人香’葡萄酒单体酚物质含量
Table 2 Contents of monomer phenolic in 'Italian Riesling' wines

注:“ND”表示未检测到该物质,下同。

单体酚没食子酸安息香酸儿茶素绿原酸香草酸咖啡酸丁香酸对香豆酸阿魏酸芦丁水杨酸香豆素白藜芦醇桑色素总量含量/(mg·L-1)G1 G2 0.03±0.01b 0.25±0.04a 0.34±0.08b 5.28±0.18a 13.01±0.26a 6.41±0.13a 0.32±0.03b 0.81±0.08b 2.63±0.14a 41.15±1.99a 1.08±0.10b 3.98±0.19a 1.38±0.04b 1.25±0.18a 77.91±2.02b 0.91±0.08a ND 97.17±2.88a 1.43±0.12b 0.59±0.04b 2.66±0.19b 0.74±0.08a 6.48±0.50a 0.63±0.11b 6.64±0.28b 3.25±0.13a 0.36±0.04b 2.43±0.22a 0.36±0.05b 123.67±2.45a

张红娜[10]研究表明,冷冻处理可促进源自葡萄皮的单体酚类物质溶出,显著增加媚丽葡萄酒中的单体酚总含量,发现原料冷冻处理条件不同,单体酚物质浸提的种类和含量也不尽相同,推测不同冷冻条件对浆果细胞的破坏程度不同。羟基苯甲酸主要位于葡萄皮中,而羟基肉桂酸也位于果肉中[24],因此本研究处理组没食子酸和水杨酸含量的显著上升(P<0.05),表明冷冻处理使葡萄皮细胞受到破坏,致使葡萄皮中的单体酚渗入果肉中。葡萄浆果中儿茶素则大量存在于葡萄籽中,处理组其含量也显著上升(P<0.05),表明本研究的冷冻条件也使得葡萄籽细胞结构也受到破坏,致使籽中的单体酚物质也进入了果肉中。

2.3 冷冻处理对‘贵人香’葡萄酒香气物质的影响

试验采用GC-MS对两种酒样进行香气成分分析,两种工艺香气物质的含量、气味阈值[16,19,27]、OAV和香气描述[16,19,27]见表3。由表3可知,共检出31种挥发性香气物质,对照组检出27种,处理组检出25种,包含酯类(15种),高级醇(3种),脂肪酸(8种),萜烯类(3种),C6-化合物(1种)和C13-降异戊二烯(1种),对照组未检出1-癸醇、十一烯酸、正己醇和β-大马士酮,处理组未检出乙酸异丁酯、异戊酸乙酯、月桂酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯、3-甲基-1-戊醇和月桂酸。

表3 ‘贵人香’葡萄酒香气成分含量及气味活性值结果
Table 3 Aroma composition contents and odor activity value of 'Italian Riesling' wine

香气物质[27-29] CAS号 气味阈值[17,21,25]/(mg·L-1) 香气描述[17,21,25]含量/(mg·L-1)G1 G2 OAV G1 G2发酵香乙酸乙酯乙酸异丁酯乙酸异戊酯乙酸己酯乙酸苯乙酯丁酸乙酯异戊酸乙酯己酸乙酯癸酸乙酯丁二酸二乙酯反式-4-癸烯酸乙酯月桂酸乙酯肉豆蔻酸乙酯棕榈酸乙酯辛酸甲酯酯类小计异戊醇1-癸醇3-甲基-1-戊醇高级醇小计十一烯酸辛酸壬酸癸酸9-癸烯酸月桂酸肉豆蔻酸棕榈酸脂肪酸小计品种香反式角鲨烯反式-橙花叔醇里哪醇萜烯小计141-78-6 110-19-0 123-92-2 142-92-7 103-45-7 105-54-4 108-64-5 123-66-0 110-38-3 123-25-1 76649-16-6 106-33-2 124-06-1 628-97-7 111-11-5 7.50 1.60 0.03 0.67 0.25 0.02 0.003 0.005 0.20 6.00—1.50 2.00 1.50 0.10~0.40 1.18±0.03b 0.53±0.04a 1 214.33±107.48b 3.57±0.17b 96.36±10.18a 119.50±4.95b 283.33±14.14a 6 934.00±370.52b 43.75±2.83a 1.03±0.04a—5.71±0.34a 0.35±0.06a 0.57±0.04b 45.72±1.70b 2.17±0.08a ND 2 209.00±162.16a 8.67±0.32a 23.44±3.90b 284.50±31.11a ND 18 614.00±924.90a 25.40±1.91b 0.93±0.11a—ND ND 2.03±0.38a 162.56±12.22a菠萝、甜果香果香、香蕉、苹果香蕉、甜果香愉悦的果香,梨,樱桃令人愉悦的花香草莓、苹果、香蕉香蕉、甜果香青苹果、草莓、花香、紫罗兰果香、脂肪味淡淡的果香、酒精味蜡质、梨香、皮革味花香、果香蜡质、鸢尾蜡质、奶油香蜡质、苹果皮、柑橘108-11-2 112-30-1 589-35-5 30.00 0.40 0.50 1.16±0.02a ND 1.80±0.17a 1.01±0.07a 1.75±0.21a ND威士忌、指甲油柑橘花、脂肪味土壤、蘑菇1333-28-4 124-07-2 112-05-0 334-48-5 14436-32-9 143-07-7 57677-52-8 57-10-3——319.63±0.85b 8.88±0.25b 0.85±0.07a 36.43±3.22b 2.39±0.10b 24.09±2.55a 2.39±0.11b 0.85±0.04a 34.67±1.85b 8.75±0.57a 6.18±0.23a 9.31±0.23b 8.56±0.51a 0.69±0.11a 0.85±0.06b 11.43±0.42b 156.32±1.16b 34.67±0.65a ND 0.90±0.08a 35.57±0.74a ND 0.90±0.11b 3.03±0.28a 16.11±1.20b 79.56±4.24a 3.19±0.48a 1.76±0.14a 23.19±0.72a 127.74±2.74b 6.72±0.20b 3.30±0.18a 1.96±0.06a 1.46±0.07b 6.72±0.20a 447.86±1.71a 16.25±0.57a ND 66.27±4.86a 5.69±0.62a 5.86±0.98b 5.81±0.21a ND 93.07±4.62a 5.08±0.38b 5.57±0.64a 16.36±2.18a ND ND 3.05±0.57a 40.64±3.05a 263.65±4.48a 30.26±2.11a 0.70±0.08a ND 30.96±2.19a 3.58±0.33a 49.33±1.09a 1.11±0.23b 67.56±3.34a 10.15±1.06b ND 1.99±0.27a 19.53±1.23a 153.25±4.96a 10.83±0.06a 3.73±0.27a 1.06±0.10b 2.99±0.44a 7.78±0.61a—0.50 0.50~0.80 1.00—1.00 1.80±0.23b 4.66±0.44a 16.11±1.20b—3.19±0.48a 98.66±2.18a 1.71±0.35b 67.56±3.34a—ND腐臭、涩味、奶酪奶酪、椰子香脂肪味脂肪味、蜡质味、果香金属味、月桂油香香料香料、脂肪111-02-4 40716-66-3 78-70-6—— ——— ——— —0.70 0.025 2.80±0.08a 58.40±2.83b 1.51±0.14b 119.60±17.54a玫瑰、苹果、青草、柑橘麝香、花香、果香

续表

注:“—”表示未查到相关数值。

含量/(mg·L-1)G1 G2香气物质 CAS号 气味阈值[17,21,25]/(mg·L-1) 香气描述[17,21,25]OAV G1 G2正己醇C6化合物小计β-大马士酮C13降异戊二烯小计总量111-27-3 23726-93-4 ND ND ND ND 326.35±1.05b 0.59±0.08a 0.59±0.08a 2.46±0.47a 2.46±0.47a 458.69±1.65a 8.00 0.000 05—ND ND—0.07±0.01a 49 200.00±9 333.81a—甜葡萄、青草花香、蜂蜜、苹果

由表3可知,对照组香气物质种类更加丰富,处理组香气物质总含量显著提高(P<0.05),但对不同类型的香气物质影响不同。葡萄酒香气物质根据来源可分为品种香气、发酵香气和陈酿香气三大类。品种香气指源自葡萄浆果本身的香气,能赋予葡萄酒独特的花香果香,对葡萄酒典型性起着决定性作用。组成葡萄酒品种香气的主要化合物包括萜烯类、C6化合物、苄基类、去甲类异戊二烯等[28]。由表3可知,处理组品种香气种类更加丰富,且含量显著上升(P<0.05),关键香气物质里哪醇和β-大马士酮含量显著增加(P<0.05),OAV显著升高(P<0.05),而反式-橙花叔醇含量显著降低(P<0.05),但其感官阈值较高,OAV变化不显著。这与PENG C T等[16]的研究一致,即原料冷冻处理可以更好地提取葡萄果皮中的品种香气物质,丰富葡萄酒的花香果香。发酵香气是葡萄酒发酵过程中产生的挥发性副产物,是葡萄酒中含量最大的香气化合物,主要包括酯类、高级醇和有机酸等。酯类物质对葡萄酒风味有着非常重要的贡献,赋予葡萄酒浓郁的花香、果香特征。处理组酯类物质总含量显著增加(P<0.05),总含量增加107.33 mg/L,增加了68.67%,但种类减少四种。按合成的醇酸物质结构可将酯类物质分为乙酸酯、短链脂肪酸乙酯、中链脂肪酸乙酯、长链脂肪酸乙酯和其他酯类,‘贵人香’葡萄酒各类型酯类物质含量汇总结果见图1。

图1 ‘贵人香’葡萄酒各类型酯类物质含量
Fig.1 Content of various types of esters of 'Italian Riesling' wines

“*”表示组间差异显著(P<0.05);“**”表示组间差异极显著(P<0.01)。

一般而言,乙酸酯类感官阈值较低,但葡萄酒中含量较高,对葡萄酒果香有重要贡献[29]。由图1结合表3可见,处理组乙酸酯类含量显著增加(P<0.05),关键香气物质乙酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸己酯OAV显著升高(P<0.05),而乙酸苯乙酯OAV显著降低(P<0.05)。脂肪酸乙酯碳链越短,挥发性越强,感官阈值越低,因而短链和中链脂肪酸乙酯对葡萄酒香气贡献更为显著。处理组短链脂肪酸乙酯含量显著增加(P<0.05),关键香气物质丁酸乙酯OAV显著升高(P<0.05);中链脂肪酸乙酯含量显著增加(P<0.05),关键香气物质己酸乙酯OAV显著上升(P<0.05),但癸酸乙酯和月桂酸乙酯OAV显著降低(P<0.05)。葡萄酒长链脂肪酸乙酯含量较低,感官阈值较高,对葡萄酒香气影响较小,关键香气物质棕榈酸乙酯OAV略有上升,为葡萄酒带来奶油香气特征。本研究中的其他酯类主要为辛酸甲酯,其阈值较低,能带给葡萄酒苹果皮和柑橘的香气,处理组含量显著增加(P<0.05),OAV显著上升(P<0.05)。本研究对酯类物质的影响与李娜娜等[19]研究结果保持一致,即原料冷冻处理可显著提高葡萄酒中酯类物质的总含量,增强花香、果香,但对不同酯类成分的影响不同。

高级醇是酒精发酵过程中产生的重要副产物,能赋予葡萄酒成熟水果、苦杏仁、玫瑰和青草等香气特征。据报道,高级醇含量低于300 mg/L时有助于增加葡萄酒香气复杂性,改善葡萄酒香气风味,然而当其含量高于400 mg/L时会抑制香气感知,给葡萄酒带来令人不愉快的香气特征,降低葡萄酒的香气质量[30]。如表3所示,两组酒样的高级醇总含量均小于300 mg/L,且冷冻处理对其总含量没有显著影响,但对各组分影响稍有差异。

脂肪酸对葡萄酒香气平衡起重要作用,低浓度时能赋予葡萄酒奶酪、椰子等香气特征。本研究表明,冷冻处理可以显著提高葡萄酒中脂肪酸总含量(P<0.05),关键香气物质辛酸和癸酸含量显著上升(P<0.05),OAV显著增加(P<0.05),与PENG C T等[16]的研究结果一致,关键香气物质壬酸、9-癸烯酸和月桂酸的含量显著下降(P<0.05),OAV显著降低(P<0.05)。

综上可见,原料冷冻处理能够显著提高葡萄酒中的挥发性香气物质含量,使得花香果香更加丰富浓郁,提升葡萄酒的香气质量。OLEJAR K J等[26]研究发现,葡萄原料冷冻处理会破坏细胞结构,浸提出更多的品种香气和香气前体物质。近有报道称,葡萄酒中的多酚物质可以辅助酯类物质呈香[31],推测冷冻处理增加了原料多酚物质的溶出和释放,多酚物质通过基质效应影响香气物质的含量。酚类物质的增加也可以通过提供抗氧化剂与自由基反应来减少香气化合物的氧化,起到保护香气物质的作用[27]。然而,已有报道表明非酿酒酵母可以改善葡萄酒香气的复杂性[32],而冷冻处理会使非酿酒酵母细胞内形成冰晶,破坏非酿酒酵母的结构或降低其生物活性[33],对葡萄酒香气起到负面影响,导致发酵香气物质种类减少。

2.4 冷冻处理对‘贵人香’葡萄酒感官品质的影响

原料冷冻处理对‘贵人香’葡萄酒感官品质的影响见表4。由表4可知,处理组较对照组在外观上氧化情况有所改善,由晶莹透亮的深禾杆黄色变为清澈透明的禾杆绿色。推测因为取汁时处理组经过冷冻后多酚氧化酶在较低的温度下活性降低,使氧化情况变弱,改善葡萄酒颜色特征。PAIXÃO N等[34]对干白葡萄酒的酚类物质含量与抗氧化活性进行研究,发现酚类物质含量高低和干白葡萄酒的抗氧化性大小一致,推测冷冻处理能通过提高酚类物质的含量提高干白葡萄酒的抗氧化能力,抑制氧化褐变,提升干白葡萄酒的颜色品质。也有研究表明,酚类物质在白葡萄酒中的存在可能导致不希望的酶促氧化,对干白葡萄酒的颜色质量带来负面影响。但也有学者认为,白葡萄酒的酶促氧化并不会促进氧化褐变,在一定程度上抑制了酶促氧化褐变,使干白葡萄酒的颜色更加稳定[35]

表4 ‘贵人香’葡萄酒感官评价结果
Table 4 Sensory evaluation results of 'Italian Riesling' wine

处理 评价 感官评分/分G1 77 G2深禾杆黄色晶莹透亮;香气浓郁,品种香气浓郁;酒度浓烈,酸度高,口感清爽;香气突出,外观愉悦禾杆绿色清澈透明;花香果香浓郁,品种香气突出;酒度适中,酸甜适口,口感圆润舒顺,酒体平衡;花香果香浓郁,具典型品种香气,外观愉悦83

冷冻处理促进了品种香气和香气前体物质的浸提,提升了葡萄酒香气物质的含量,使得品种香气更为突出,花香、果香更为丰富、浓郁,较好地提升‘贵人香’葡萄酒的香气质量。本研究‘贵人香’酿酒葡萄属于高酸品种,且陕西气候原因使得葡萄原料酸度较高,冷冻处理可以达到降酸的效果,使其口感更为圆润。RUDNISKAYA A等[36]研究发现,酚类物质会对葡萄酒的口感特征带来影响,如槲皮素-3-葡萄糖苷可以带给葡萄酒“天鹅绒般的柔滑感觉”,推测冷冻处理使酚类物质含量的升高也会使其口感更为圆润,综合上述理化分析,冷冻处理使得‘贵人香’干白葡萄酒口感舒顺,酸甜适口,酒体平衡。结合得分情况可见,冷冻处理组‘贵人香’干白葡萄酒的外观、香气和口感总体表现优于对照组,尤其在口感方面的提升最为明显。冷冻处理组感官评价总分(83分)高于未处理组(77分)。

3 结论

本研究采用白色酿酒品种‘贵人香’为试验材料,探究原料冷冻处理对干白葡萄酒理化指标、酚类物质、香气物质和感官质量的影响。结果表明,原料冷冻处理使干白葡萄酒总酸和挥发酸含量显著降低,pH、总酚、单宁和单体酚物质总含量显著升高(P<0.05);挥发性香气物质总含量显著提高(P<0.05);‘贵人香’葡萄原料进行冷冻处理可以显著改善葡萄酒的感官品质,是提升干白葡萄酒质量的有效手段,可为干白葡萄酒酿造工艺的优化提供新的思路,尤其为精品干白葡萄酒的酿造提供参考。同时,原料冷冻处理也为葡萄酒酿造受季节性制约的问题提供了新的解决思路。

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Effect of freezing treatment of raw material on the quality of'Italian Riesling'wine

ZHENG Fujing1,MENG Lingjun1,LI Yunkui1,2*
(1.College of Enology,Northwest Agriculture and Forestry University,Yangling 712100,China;2.Ningxia Helan Mountains East Foothill Wine Experiment and Demonstration Station of Northwest Agriculture and Forestry University,Yinchuan 750104,China)

Abstract:Using'Italian Riesling'grapes as experimental materials,the effects of freezing raw materials at-24 ℃for 24 h on the basic physicochemical properties,phenolic substances,aroma components and sensory quality of dry white wine were determined by ultra-high performance liquid chromatography (UPLC), gas chromatograph-mass spectrometer (GC-MS) and sensory evaluation.The results showed that the basic physicochemical properties of 'Italian Riesling' dry white wine were significantly changed, the pH, the contents of total phenols, tannins and monomeric phenols increased significantly (P<0.05),which increased by 14.11%,49.20%and 58.74%,respectively.The total content of aroma components significantly increased by 40.55%(P<0.05),and the variety aroma components increased by 2.The contents of C13-norisoprenoids and C6-compounds increased significantly(P<0.05),increased by 2.46 mg/L and 0.59 mg/L,respectively.The contents of esters and fatty acids in fermentation aroma increased significantly(P<0.05),increased by 40.12%and 19.97%,respectively,but the species decreased by 4.The sensory evaluation score of the wine after freezing treatment(83)were higher than the wine without freezing treatment(77).In summary,freezing treatment at-24 ℃for 24 h could effectively improve the quality characteristics of'Italian Riesling'dry white wine,and provide new ideas for the optimization of dry white wine making process.

Key words:'Italian Riesling';wine;freezing treatment;phenolic compound;aroma component

中图分类号:TS261.4

文章编号:0254-5071202405-0091-07

doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2024.05.014

引文格式:郑福静,孟令君,李运奎.原料冷冻处理对‘贵人香’葡萄酒品质的影响[J].中国酿造,2024,43(5):91-97.

收稿日期:2024-01-26

修回日期:2024-03-04

基金项目:国家自然科学基金青年科学基金项目(32001829)

作者简介:郑福静(1999-),女,硕士研究生,研究方向为葡萄与葡萄酒学。

*通讯作者:李运奎(1985-),男,副教授,博士,研究方向为葡萄与葡萄酒学。