橡木桶陈酿工艺对干红葡萄酒质量风格的影响

许引虎，冯晓辉，陈少峰，薛 刚，4，李 辉，郑国斌，4，李志军，熊丽娇

（1.安琪酵母股份有限公司，湖北宜昌 443003；2.甘肃紫轩酒业有限公司，甘肃嘉峪关 735100；3.湖北省宜昌市中心人民医院，湖北宜昌 443003；4.湖北省酵母功能重点实验室，湖北宜昌 443003）

橡木桶是酿造优质干红葡萄酒的重要工具，干红葡萄酒在橡木桶的陈酿过程中表现出了深刻而复杂的变化。首先，橡木桶赋予葡萄酒一些特殊的香味物质，使葡萄酒的香气更加平衡协调；其次，由于橡木桶表面有微小的透气孔，贮存在橡木桶中的葡萄酒处于一个“微氧环境下”，使色泽更加趋于稳定，口感变得圆润[1]。最后，葡萄酒在橡木桶中经历了一个自然澄清的过程，稳定性增强。

橡木桶中挥发性物质的萃取主要依赖于其自身含量的高低、贮存时间及葡萄酒成分。然而，由于微生物的作用，贮存过程中的这些萃取物也会发生一些转变，调节它们在葡萄酒中的分布量[2]。同时，葡萄酒中的一些成分也被木桶和酒泥吸附，也影响了葡萄酒中挥发性物质的形成。另外，贮存在橡木桶中的葡萄酒，特别是再生的橡木桶，会产生乙烯基苯酚类物质，使葡萄酒产生不愉快的味道，它的来源一方面是微生物的作用，另一方面是酵母污染木桶使肉桂酸脱羧产生。这些过程导致了葡萄酒在橡木桶陈酿过程中的复杂性，最终影响了葡萄酒的质量。

目前，出于成本的考虑，出现了一些可替代的方法进行葡萄酒的陈酿，包括添加橡木片、橡木块和微氧技术，创造一个近似于橡木桶的环境来贮存葡萄酒。这些新方法和新工艺的应用虽然能在不同程度上给葡萄酒带来橡木风味，但在香味的纯正度、优雅度以及和葡萄酒中其他物质的协调方面，与真正的木桶贮存还有一定的距离。

1 葡萄酒对橡木桶物质萃取的影响因素

通过对葡萄酒中添加酒精增加酒精度的方法来研究酒精对橡木桶中物质萃取的影响。Maga[3]检测了美国橡木桶中顺式/反式-橡木内酯（cis-/trans-oak lactone）分别在0%vol、10%vol、20%vol、40%vol和60%vol 酒精度的模式葡萄酒中的萃取量。结果表明，含橡木内酯最高的是酒精度为40 %vol的葡萄酒；同样，Puech 发现来自保加利亚的夏橡木桶（Quercue sessilis）中酚醛类物质在酒精度为55%vol的模式葡萄酒的萃取量高于10%的葡萄酒。最新研究发现，葡萄品种对贮存在橡木桶中的葡萄酒中的物质萃取也有影响。Cerdan 等[4]研究了美乐（Merlot）和赤霞珠（Cabernet Sauvignon）两个品种的不同酒精度和pH 值的葡萄酒在陈酿过程中橡木桶中挥发物质的萃取情况，其中美乐酒精度13.5 %vol，pH3.7；赤 霞 珠 酒 精 度 为12.3 %vol，pH3.45。结果发现，酒精度较高的美乐葡萄酒中萃取量高于酒精度低的赤霞珠葡萄酒。贮存8 个月后，美乐葡萄酒中香草醛上升到阈值之上，之后又下降，由于微生物降解成相应的乙醇，而赤霞珠葡萄酒中香草醛始终未达到阈值水平。另外，本研究也表明，相比酒精度，pH 值对橡木桶中物质的萃取影响很小。

酿造过程中添加的SO2也影响葡萄酒对橡木桶中物质的萃取，特别是带有羰基基团的物质，Ancin 等[5]研究发现，SO2延迟了葡萄酒中5-羟基甲氧基糠醛、香草醛、丁香醛、及松柏醛物质的出现，但SO2本身不与糠醛和5-甲氧基糠醛结合，因为这两种物质的羰基基团活性较弱。

2 橡木桶的成分对葡萄酒香气的影响

橡木桶的成分主要取决于橡木的品种、产地、干燥方式、烘烤程度及橡木桶使用时间的长短。橡木品种传统上用于陈酿酒精饮料的是美国美洲白橡木（Quercus alba）和法国卢浮橡木（Quercus sessilis）与夏橡木（Quercus robur）。前两个品种主要用于葡萄酒的陈酿，而夏橡木主要用于白兰地的陈酿。研究人员也对不同橡木的特征进行研究，结果表明，橡木的成分在不同的产地、品种和树体差异上有不同的表现。因此，在制作橡木桶时，对橡木的品种和产地应综合考虑。

一般来说，相比于法国橡木，美国的白橡木更容易使葡萄酒产生更多的顺式-橡木内酯，一些研究也证实了这一结论。因此，可以用顺式与反式橡木内酯的比例来区分美国橡木和法国橡木[6]。

橡木树砍伐后首先进行干燥，这样可以提高橡木的机械抗性。橡木板在自然干燥过程中，其挥发性物质的量发生变化，酚类物质和橡木内酯含量增加。在制成橡木桶之前，橡木板必须先加热烘烤，通常有3 种类型的烘烤：轻度、中度和重度烘烤，这一过程对橡木桶成分的形成影响最大。热处理使一些物质发生热降解，产生大量的挥发性物质，呋喃类化合物由碳水化合物热降解形成，挥发性酚类物质由木质素热降解形成，橡木内酯来自酸的脱羧形成[7]。

3 陈酿时间对葡萄酒香气成分的影响

研究葡萄酒在木桶陈酿过程中化合物的演变是非常重要的。再结合感官品尝，可以决定葡萄酒在木桶中的最佳陈酿时间。葡萄酒从橡木桶中萃取物质的量可通过这些物质的释放率来测定，而释放出的物质会通过化学或微生物反应进一步转化。比如，葡萄酒在木桶陈酿时间，呋喃乙醛通过微生物作用降解成乙醛，糠醛通过微生物或化学作用转化成2-呋喃甲硫醇，同时，呋喃乙醛和糠醛乙醇转化成相应的乙醚。短期的陈酿中从木桶萃取这些物质的量大于转化量，所以含量上升；而在长期的贮藏中，萃取量小于转化量，所以它们的含量降低，像糠醛和5-甲基糠醛在陈酿12 个月时达到了最大值，之后大幅度下降。另外，呋喃类化合物的阈值比较高，它们在葡萄酒中的量一般不会超过阈值，所以，尽管它们的含量比橡木内酯高，但对葡萄酒香气组成并不重要。

酚乙醛类物质也通过微生物转化成相应的乙醇。一些研究发现，酚乙醛类物质在陈酿10～12个月时达到最大值。这类物质中，香草醛是最重要的一种，因为它的阈值很低，对葡萄酒的香气影响较大，与呋喃乙醛相似，香草醛在短期陈酿期间已有积累，一开始由于葡萄酒和木桶之间存在浓度差，所以萃取量较高，而随着陈酿时间的延长，香草醛转化成相应的香草醇，浓度下降或呈现波动的状态。

相比于上述提到的物质，酚醇类物质是相对稳定的，因为在整个陈酿期间几乎未发生变化。因此，它们的浓度依赖于萃取率。研究发现，4-甲基愈创木酚需要陈酿3 个月时间才能达到最大值，愈创木酚需要9 个月达到最大值。当陈酿时间延长时，酚醇类物质缓慢增加或保持不变。酚醇类物质具有烘烤味和辛香料味，在葡萄酒中一般达不到它们的阈值。然而，在像葡萄酒这种比较复杂的介质中，这类物质对葡萄酒香气的影响是通过加和，协同或抑制等作用产生。

顺式/反式橡木内酯在葡萄酒中以酸或酯的形式存在，并且之间有平衡性。Cerdan[8]等发现陈酿18 个月的2 次用的橡木桶中的这类物质的量低于文献中报道的陈酿9 个月的初次用的橡木桶中的量，其差异源于橡木内酯的消耗。另一方面，这类物质在整个陈酿期有一个小的转化，但不像呋喃类物质转化的幅度大。顺式橡木内酯是葡萄酒陈酿过程中最主要的挥发物，并且它的含量在阈值之上。

4 葡萄酒陈酿过程中乙烯基苯酚的形成

乙烯基苯酚对葡萄酒的香气带来不利的影响，因此，为了避免它的形成，特别对高质量的葡萄酒，研究它的形成机理特别重要。乙烯基苯酚，4-乙烯基苯酚和4-乙烯基愈创木酚都源于葡萄酵母污染所致。旧的橡木桶陈酿的葡萄酒中乙烯基苯酚含量较高，并且在陈酿的过程中含量上升，在新的木桶中，这类物质也会产生，含量较低。此外酒精度低的比酒精度高的葡萄酒容易使乙烯基苯酚产生，因为高酒精度会降低微生物的活性而抑制他们的形成。在旧木桶储藏的葡萄酒产生的乙烯基苯酚物质在阈值之上。报道用热水和蒸汽处理木桶不足以使污染的酵母和霉菌灭活，现在工作人员普遍认为有害酵母不能仅仅靠控制加工设备的卫生来实现，而是要更严格控制微生物、亚硫酸盐和二甲基碳氢盐的合理利用来达到目的[9]。类似的，Du-Toit 也对酵母中O2和SO2的形成进行了研究，建议如果判断葡萄酒受到有害酵母的污染，应尽量减少O2的接触，除去O2的同时检查或调节游离SO2浓度在25～35 mg/L之间。

5 陈酿期间橡木桶和酵母酒泥对葡萄酒中挥发物质的吸附作用

木材的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，具有供电子能力和接受电子能力，使树木呈现酸性特征，木质素有多个水解位点。这样，树木的结构和化学成分影响着葡萄酒的质量，它能吸附葡萄酒中的挥发性成分和其他物理化学物质。用法国橡木桶贮藏葡萄酒60 d，来比较橡木桶对葡萄酒中酯和醇类主要挥发性物质的吸附作用，结果发现，吸附达到平衡时，橡木桶吸附了葡萄酒中30 %～70 %的挥发性物质，乙酸辛酯的吸附量最大，其次是醋酸异戊酯、己酸乙酯、癸酸乙酯、2-苯乙醇和苯甲醛[10]。

酒精浓度增加时，己酸乙酯、辛酸乙酯、苯甲醛、2-苯基乙醇被橡木桶的吸附量也会减少，主要因为这些物质在葡萄酒中的溶解度增加。另外，实验也发现在小分子酵母浓度增到0.1～0.5 g/L 时，极性的酯类物质更容易被吸附，另外一些香气物质如2-苯基乙醇、苯甲醛，结果则相反[11]。这些现象可能是小分子香气物质之间的吸附作用所致。所以，酿酒过程中应采取措施，增加介质中小分子酵母，比如带酵母泥陈酿，调节香气物质在葡萄酒和橡木桶中的分配，来影响整个葡萄酒在橡木桶陈酿期间的质量。

6 橡木桶替代品的应用探讨

用橡木桶陈酿葡萄酒给生产上造成较高的成本，因此，近几年，酿酒师正寻找了一些可替代的方法。要特别说明的是，在欧洲，这些方法在法律上是禁止采用的，其他葡萄酒生产国家法律上没有相关规定，因此可以自由地选择可替代的方法满足葡萄酒的陈酿方式。

近几年，通过向葡萄酒中添加橡木片来增加橡木香味是一种最常用的替代方法，因此把橡木片放进葡萄酒中而不是把葡萄酒放进橡木桶中，这样，橡木的用料可降低60%。对采用美国橡木桶和法国橡木桶发酵的葡萄酒与不锈钢罐发酵并添加橡木片的葡萄酒进行感官分析对比，发现相比橡木桶发酵的葡萄酒，添加橡木片给葡萄酒带来很强的橡木味和比较强的苦味与收敛性，所以，一种葡萄酒采用哪一种技术酿造要根据葡萄酒本身的香气结构来决定。葡萄酒对橡木片挥发性成分的萃取情况，还与橡木片的大小有关，添加大体积橡木片的葡萄酒中它的萃取率最高。微氧处理与添加橡木片结合，模拟类似橡木桶陈酿的条件对酒进行陈酿是另一种可替代的方法。

7 结论

葡萄酒在橡木桶的陈酿是一个复杂的生物化学过程，其变化依赖于诸多因素，其中一些需要更进一步的研究，因此，了解葡萄酒在陈酿过程中萃取橡木桶中的成分非常重要。这样，就可以根据葡萄酒的类型匹配相应的橡木桶，有助于产品得到更好的质量提升。现在，应加快对传统的橡木桶陈酿方法与添加橡木片、橡木条和微氧技术的替代方法处理的葡萄酒进行质量对比研究。