原料冷冻处理对‘爱格丽’葡萄酒品质的影响

刘汝薇，张嘉璇，商浥，李运奎,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（合阳）葡萄试验示范站，陕西合阳 715301）

葡萄酒的颜色、香气和口感等品质主要决定于其中的单宁、多酚、芳香物质、糖和酸等成分的组成与含量[1-2]。其中单宁、多酚和芳香物质主要存在于葡萄果皮、果梗以及葡萄籽中。它们构成了白葡萄酒的香气、滋味和骨架结构，对白葡萄酒的风格特征和品质有着重要影响。果皮中的成分通常在破碎、压榨等环节溶出，传统的白葡萄酒酿造方式并不能确保很好地浸提果皮中的多酚、香气物质等成分，这也是白葡萄酒酿造工艺改良的一个方向。如采用冷浸渍工艺提升白葡萄酒香气品质，但这种工艺会增加葡萄醪与空气的接触时间，增加白葡萄酒发生褐变的风险，且研究发现这种工艺处理对成熟度好的酿酒葡萄原料并不能显著地改善香气质量[3]。

近年来人们发现，对酿酒葡萄原料进行低温冷冻处理，可以显著改善多酚和挥发性物质的溶出，从而提高葡萄酒的外观、香气和口感质量。李娜娜等[3]研究发现，原料低温处理显著增加‘爱格丽’葡萄酒中的香气物质种类和含量，其中-8 ℃和-20 ℃处理组与对照组相比，香气浓郁度显著增强。姚路畅等[4]研究发现，原料冷冻处理后的葡萄汁及葡萄酒中的单宁、总酚、总氮和矿质元素等成分含量均明显高于原料常温处理的对照组。原料冷冻处理后的葡萄汁及葡萄酒中香气物质种类也明显增多，葡萄酒的外观、香气、口感质量均得到了明显提升。除了白色酿酒葡萄品种外，不少研究发现原料低温冷冻处理也有利于红色酿酒葡萄果皮中的单宁、多酚、色素和香气物质等溶出，从而显著改善葡萄酒的综合品质[5-8]。

本文以陕西合阳地区具有重要推广潜力的白色酿酒葡萄品种‘爱格丽’为研究对象，研究原料冷冻处理对其所酿干白葡萄酒常规理化指标、总酚、单宁、单体酚和感官质量的影响，以期建立更为丰富和完善的白色酿酒葡萄原料冷冻前处理工艺的知识体系，为相关酿造技术和工艺的开发提供参考，也为陕西合阳地区白葡萄酒质量的提升及酿造工艺研发提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试品种‘爱格丽’，2010年定植于西北农林科技大学（合阳）葡萄试验示范站。采用单篱架架势，爬地龙整形方式，株行距1 m×2.5 m。

试剂：冰乙酸（色谱级），无水乙醇、邻苯二甲酸氢钾、硫代硫酸钠、硫酸铜、酒石酸钾钠、无水硫酸钠、氢氧化钠、盐酸及福林-肖卡试剂等均为分析纯，购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

万分之一电子天平、紫外可见分光光度计、离心机、PHS-3B型精密pH计、Waters UPLC I-Class型超高效液相色谱仪等。

1.3 方法

1.3.1 葡萄冷冻处理

从西北农林科技大学（合阳）葡萄试验示范站采摘成熟度良好、无病害的‘爱格丽’葡萄。对照（A1）未冷冻（常温），处理（A2）在-24 ℃条件下冷冻10 h。

1.3.2 酿酒试验

供试的‘爱格丽’葡萄原料按照干白葡萄酒酿造工艺进行酿酒试验[3]。

1.3.3 理化指标分析

指示剂法测定葡萄酒总酸；密度瓶法测定葡萄酒酒度；水蒸汽带馏法测定葡萄酒挥发酸；斐林试剂热滴定法测定葡萄酒残糖含量；pH计测定葡萄酒pH值[9]。

1.3.4 葡萄酒多酚物质含量分析

采用福林-肖卡法测定葡萄酒总酚含量，甲基纤维素沉淀法测定葡萄酒单宁含量，超高效液相色谱（ultrahigh performance liquid chromatography, UPLC）测定葡萄酒单体酚含量[10-11]。

1.3.5 葡萄酒感官品质评价

对对照组和处理组葡萄酒进行感官品评，分别从外观、香气、口感及整体评价等方面进行感官分析[7]。

1.3.6 数据处理

采用SPSS 22.0进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 原料冷冻处理对‘爱格丽’葡萄酒基本理化指标的影响

原料冷冻处理对‘爱格丽’葡萄酒总酸、挥发酸、残糖、酒度和pH值的影响见表1所示。两种处理条件下的葡萄酒酒精发酵都较彻底，残糖均在4 g/L以下。两种原料处理方法所酿制的葡萄酒均符合葡萄酒国家标准GB 15037-2006，并无明显的氧化等不良现象。由对照与冷冻处理对比可以明显看出，冷冻处理显著影响葡萄酒的各个基本理化指标，总酸和酒度显著高于对照组，挥发酸、残糖和pH显著低于对照。

表1 ‘爱格丽’葡萄酒基本理化指标Table 1 Physical and chemical indexes of 'Ecolly' wines

2.2 冷冻处理对‘爱格丽’葡萄酒总酚和单宁的影响

原料冷冻处理对‘爱格丽’葡萄酒总酚和单宁的影响见表2。相比于对照组，‘爱格丽’葡萄原料经-24 ℃冷冻处理后所酿制的干白葡萄酒在总酚和单宁含量方面均呈现显著升高（P＜0.05）的特点。处理组酒样的总酚较对照组提高了47.42%，增加了46.14 mg/L的绝对含量。处理组酒样的单宁较对照组提高了85.96%，增加449.07 mg/L的绝对含量。

2.3 冷冻处理对‘爱格丽’葡萄酒单体酚的影响

由表3可见，相比于对照组，‘爱格丽’葡萄原料经-24 ℃冷冻处理后所酿制的干白葡萄酒在单体酚总含量还是各单体含量方面均呈现出明显差异。处理组酒样的单体酚总含量相比对照组增加6.401 mg/L，增加率19.41%。处理组酒样和对照组酒样均检出14种单体酚，包括没食子酸、安息香酸、水杨酸和丁香酸等羟基苯甲酸类酚酸，咖啡酸、香豆酸和阿魏酸等羟基肉桂酸类酚酸，香豆素和香草酸等非类黄酮类化合物，还包括儿茶素和芦丁等类黄酮类多酚。冷冻处理使‘爱格丽’葡萄酒中的没食子酸、儿茶素、丁香酸、香豆酸、芦丁和白藜芦醇6种单体酚含量出现不同程度的减少，尤以儿茶素、芦丁和没食子酸最为显著，分别减少了96.66%、89.99%和97.23%。冷冻处理使‘爱格丽’葡萄酒中的安息香酸、绿原酸、香草酸、咖啡酸、阿魏酸、水杨酸、香豆素以及桑色素8种单体酚含量呈现了不同程度的增加，尤以香草酸、安息香酸、水杨酸和桑色素最为显著，分别增加14.68倍、8.6倍、4.53倍和5.29倍。

表2 ‘爱格丽’葡萄酒总酚和单宁含量Table 2 Tannins and total phenolics in 'Ecolly' wines mg/L

表3 ‘爱格丽’葡萄酒单体酚含量Table 3 Monomer phenolic contents in 'Ecolly' wines mg/L

2.4 冷冻处理对‘爱格丽’葡萄酒感官质量的影响

原料冷冻处理对‘爱格丽’葡萄酒感官质量的影响见表4所示。可见，葡萄原料经-24 ℃冷冻处理后，‘爱格丽’葡萄酒的外观、香气和口感总体表现优于对照，尤其在口感和香气方面的提升很明显。结合表1可以发现，冷冻处理很好地提高了‘爱格丽’葡萄酒的酸度，这对于酸度较低的酿酒葡萄原料来说可以提升白葡萄酒的感官质量，改善白葡萄酒的平衡性。同时冷冻处理对‘爱格丽’葡萄酒香气品质的提升也十分突出，增加了香气的复杂性和浓郁度。

3 讨论与结论

原料冷冻处理对‘爱格丽’葡萄酒的基本理化性质造成了显著影响。李娜娜等[3]研究发现，-32 ℃冷冻处理所酿制白葡萄酒总酸含量显著高于对照，与本文研究结果一致；但-20 ℃冷冻处理所酿制白葡萄酒总酸含量与对照无显著差异。姚路畅等[4]研究低温处理对‘霞多丽’干白葡萄酒基本理化指标的影响发现，-20 ℃冷冻处理所酿制葡萄酒的总酸较对照增加了1.30 g/L，增加率达到15.03%；pH值则降低了0.12，降低率为3.50%。然而，对红色酿酒葡萄的研究发现，原料冷冻处理对所酿制干红葡萄酒的总酸含量和pH的影响较小。张红娟等[7]研究陕西泾阳‘赤霞珠’葡萄经-20 ℃和-35 ℃冷冻处理所酿制葡萄酒的基本理化指标，与原料未经冷冻处理相比，总酸和pH并无显著差异。因此，原料冷冻处理对白色和红色酿酒葡萄的影响存在一定差异，这可能与干红葡萄酒和干白葡萄酒的酿造工艺不同有关。

原料冷冻处理对‘爱格丽’葡萄酒的总酚和单宁都有显著影响，结果与文献报道一致。姚路畅等[4]采用-20 ℃冷冻处理‘霞多丽’葡萄，所酿制干白葡萄酒的总酚和单宁含量与对照相比分别增长了33.76%和14.21%。对红色酿酒葡萄的相关研究，也有类似的发现。比如张红娜等[5]发现，果皮冷冻处理使‘媚丽’葡萄酒中的总酚和单宁物质含量分别增加了14.46%和11.82%。唐国冬等[6]发现，对‘赤霞珠’葡萄原料进行-32℃的冷冻处理后，葡萄汁中的总酚和单宁物质含量比对照分别增加了57.16%和147.97%。张红娟等[7]对‘赤霞珠’葡萄原料的冷冻处理也得出了相似的结果。因此，原料冷冻处理对白色和红色酿酒葡萄均有利于所酿制葡萄酒中多酚和单宁物质增加，但品种间存在一定差异。

表4 ‘爱格丽’葡萄酒感官质量Table 1 Sensory evaluation standard of 'Ecolly' wine

原料冷冻处理使‘爱格丽’葡萄酒的单体酚总含量产生了显著影响，但对具体单体酚的影响存在很大差异。目前，对白色酿酒葡萄尚缺乏原料冷冻处理对所酿干白葡萄酒单体酚含量影响的研究报道，对红色酿酒葡萄品种的研究结果与本文的发现不尽相同。唐国冬等[6]发现，原料冷冻处理有利于增加‘赤霞珠’干红葡萄酒中的单体酚总量，有利于儿茶素、没食子酸和咖啡酸的积累，不利于绿原酸和香豆素的积累。Gil-Muñoza 等[8]发现，原料冷冻处理有利于‘莫纳斯特雷尔’（Monastrell）干红葡萄酒中芦丁、没食子酸和香豆素含量增加，并会促进儿茶素和表儿茶素含量降低。张红娜等[12]发现，原料冷冻处理有利于‘媚丽’葡萄酒中单体酚儿茶素、香草酸、咖啡酸和表儿茶素含量增加，使没食子酸、丁香酸和桑色素含量降低。可见，无论对白色酿酒葡萄还是红色酿酒葡萄，原料冷冻处理一般有利于葡萄皮中单体酚的溶出，从而增加葡萄酒中单体酚总含量。但对具体单体酚而言，这种影响却表现出了极大的差异，这可能与酿酒葡萄品种有关，也可能受酿造工艺影响，尚待系统的研究以揭示其不同单体酚的溶出规模和影响机制。

有关低温冷冻处理影响葡萄酒品质的作用机制，已有一些研究报道。在-15 ℃到-32 ℃不同温度下冷冻处理‘霞多丽’葡萄果皮，采用透射电子显微镜观察发现，低温冷冻处理促使葡萄皮细胞壁断裂、细胞结构遭到破坏，从而致使葡萄皮中的物质外泄溶出，且破坏程度与温度呈现一定相关性[4]。在4 ℃到-32 ℃不同温度下冷冻处理‘赤霞珠’葡萄果皮，采用透射电子显微镜观察发现，随着温度的降低，‘赤霞珠’葡萄果皮细胞逐渐变形、破坏，细胞内的物质逐渐析出[13]。事实上，有研究表明，随着温度的降低，植物的细胞膜会发现相变，由液相变为凝胶相，并最终发生破裂，促使细胞膜的渗透性增强，细胞内容物更易析出[14]。换言之，酿酒葡萄原料的低温冷冻处理，应该对葡萄果皮中的物质，如酚类物质、香气物质等的溶出产生重要影响，对酿酒葡萄的果肉部分的成分，如糖和酸等的影响有限，与在‘黑比诺’上的试验结论相似[15]。本文对‘爱格丽’的研究结果表明，原料冷冻处理对‘爱格丽’葡萄酒的糖和酸等造成一定影响，但主要影响依然是多酚、单宁和单体酚等主要源自葡萄果皮的成分。

本文研究发现，原料冷冻处理有利于提高‘爱格丽’葡萄酒酚类物质成分含量，是提高‘爱格丽’葡萄酒及其他干白和干红葡萄酒品质的重要技术手段，可为葡萄酒酿造工艺提供新的思路，尤其为精品葡萄酒的酿造提供参考。