釀造工藝對蛇龍珠干紅葡萄酒花色苷和色澤品質(zhì)的影響

何英霞,李霽昕,胡妍蕓,陳玉蓉,王　雨,王　博,蔣玉梅

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅省葡萄與葡萄酒工程學(xué)重點實驗室,甘肅省葡萄酒產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心,甘肅蘭州 730070)

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釀造工藝對蛇龍珠干紅葡萄酒花色苷和色澤品質(zhì)的影響

何英霞,李霽昕,胡妍蕓,陳玉蓉,王雨,王博,蔣玉梅*

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅省葡萄與葡萄酒工程學(xué)重點實驗室,甘肅省葡萄酒產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心,甘肅蘭州 730070)

采用高效液相色譜(HPLC)和CIELab參數(shù)分析SO2添加量、pH、發(fā)酵溫度及皮渣接觸時間對甘肅河西產(chǎn)區(qū)蛇龍珠干紅葡萄酒花色苷構(gòu)成和色澤品質(zhì)的影響,結(jié)果表明:實驗樣品間花色苷種類無差異,但其含量和構(gòu)成比例隨發(fā)酵參數(shù)變化而改變。被分離定性的9種花色苷中二甲花翠素類花色苷含量及比例最高,是實驗蛇龍珠干紅葡萄酒的主體花色苷類型,主要以二甲花翠素單葡萄糖苷和乙?；瘑纹咸烟擒招螒B(tài)存在于樣品中,分別占總花色苷的33%和9%以上。單體花色苷和總花色苷的含量隨著SO2添加量增加而降低;葡萄醪pH和發(fā)酵溫度升高,樣品總花色苷含量增加,單體花色苷的變化則各不相同;皮渣接觸5 d的酒樣總花色苷和單體花色苷含量最高。SO2添加量70 mg/L、pH3.7、發(fā)酵溫度30 ℃和皮渣接觸5 d的各實驗酒樣與對照相比,a*值和飽和度Cab值最大,L*值和b*值最小,色度角Hab也更接近0度,酒樣的紅色和紫紅色調(diào)突出,總色度較深。

蛇龍珠葡萄酒，釀造工藝參數(shù)，花色苷，色澤品質(zhì)

色澤是評價紅葡萄酒品質(zhì)的重要指標(biāo),對葡萄酒的口感和風(fēng)格有重要的暗示作用。葡萄果皮中的花色苷通過浸漬、發(fā)酵等環(huán)節(jié)溶入葡萄酒,賦予其色澤?；ㄉ盏慕M成、含量及穩(wěn)定性決定了紅葡萄酒的色澤品質(zhì)[1-2]。葡萄酒釀造過程中游離SO2、pH、溫度、浸漬時間及發(fā)酵過程中的代謝產(chǎn)物等因素均會影響產(chǎn)品花色苷的穩(wěn)定性,進(jìn)而影響葡萄酒的色澤品質(zhì)[3]。目前,國內(nèi)葡萄酒研究及生產(chǎn)者主要通過優(yōu)化浸漬時間和溫度、使用護(hù)色單寧、浸漬酶等方法提高和改善紅葡萄酒色澤品質(zhì),國外學(xué)者對紅葡萄酒花色苷的研究則主要集中在花色苷衍生物分析方面[4-6],而釀造工藝參數(shù)pH、發(fā)酵溫度、SO2添加量和皮渣接觸時間對葡萄酒花色苷和色澤品質(zhì)的調(diào)控影響研究目前鮮見報道。

“蛇龍珠”是我國河西走廊地區(qū)種植的特色釀酒葡萄品種之一,由于針對地域釀酒葡萄特點的研究應(yīng)用不足,其產(chǎn)品存在貯藏和陳釀過程中顏色衰老過快、色澤品質(zhì)不穩(wěn)定等問題。

實驗以甘肅河西產(chǎn)區(qū)的蛇龍珠葡萄為原料,采用高效液相色譜(HPLC)和CIELab參數(shù)分析釀酒過程中pH、發(fā)酵溫度、SO2添加量及皮渣接觸時間對蛇龍珠干紅葡萄酒花色苷構(gòu)成及色澤品質(zhì)的影響,旨在為改善甘肅河西產(chǎn)區(qū)蛇龍珠干紅葡萄酒的色澤品質(zhì)提供科學(xué)數(shù)據(jù)參考,為其釀酒工藝的優(yōu)化奠定理論基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

蛇龍珠葡萄甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)甘肅省葡萄酒產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心葡萄園2011年定植單臂籬架葡萄藤,2014年9月采摘,含糖量225.8 g/L;總酸5.89 g/L;pH3.7。

酵母VINTAGE RED意大利Enartis 公司;浸漬酶EX-V法國Lallemand公司;花色苷標(biāo)準(zhǔn)品 飛燕草色素3-O-葡萄糖苷、矢車菊色素3-O-葡萄糖苷、牽?；ㄉ?-O-葡萄糖苷、芍藥色素3-O-葡萄糖苷和錦葵色素3-O-葡萄糖苷,美國Chromadex公司;色譜純甲醇、乙腈德國Merck公司;分析純磷酸上海建信化工有限公司。

UltiMate 3000系列高效液相色譜儀(HPLC)美國Thermo Scientific公司;PHS-3C pH計上海雷磁儀器有限公司;Genesis 10s紫外-可見分光光度計美國Thermo Scientific 公司;HPLC流動相過濾裝置上海陸納生物科技有限公司;0.22 μm微孔濾膜、0.45 μm針頭過濾器北京卓信偉業(yè)科技有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1葡萄酒釀造蛇龍珠葡萄→分選、除梗、破碎→入罐(5 L棕色廣口瓶)→浸漬(按實驗設(shè)計梯度添加SO2及浸漬酶EX-V 20 mg/L)→酒精發(fā)酵(VINTAGE RED酵母250 mg/L,并按實驗設(shè)計分組調(diào)控pH和發(fā)酵溫度)→含糖量<4 g/L終止發(fā)酵

1.2.2實驗設(shè)計各實驗因素處理均設(shè)三個梯度,每組處理設(shè)三個重復(fù)。

1.2.2.1pHSO2添加量 50 mg/L,樣品pH設(shè)計梯度 3.2、3.7和4.2三組,25 ℃下發(fā)酵,發(fā)酵終止即分離皮渣取樣分析。

1.2.2.2發(fā)酵溫度SO2添加量50 mg/L,pH 3.7,發(fā)酵溫度梯度:20、25和30 ℃三組,發(fā)酵終止即分離皮渣取樣分析。

1.2.2.3SO2添加量SO2添加梯度30、50和70 mg/L三組,pH3.7,25 ℃發(fā)酵,發(fā)酵終止即分離皮渣取樣分析。

1.2.2.4皮渣接觸時間SO2添加量50 mg/L,pH 3.7,25 ℃下發(fā)酵,皮渣接觸時間(接種酵母后開始計)梯度3、5和8 d三組,發(fā)酵終止即取樣分析。

1.2.3花色苷的定性定量定性:5 種基本花色苷外標(biāo)定性,4種酰基化花色苷,參考相關(guān)文獻(xiàn)資料[7-9]并結(jié)合最大吸收波長確定;定量:二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷為外標(biāo)作標(biāo)準(zhǔn)曲線定量。

1.2.3.1標(biāo)準(zhǔn)溶液配制準(zhǔn)確稱取5 mg二甲花翠素3-O-葡萄糖苷標(biāo)準(zhǔn)品,溶于甲醇∶水=1∶1(磷酸調(diào)pH=2.25)溶液,定容至10 mL,配制成500 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)貯備液,4 ℃冷藏保存。再把標(biāo)準(zhǔn)貯備液稀釋成濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)工作液,HPLC分析作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.3.2HPLC色譜條件參照陳曦方法[10]并略作修改。色譜柱:ZORBAX SB-C18(4.6×250 mm,5 μm);流動相A:乙腈∶水=60∶40,流動相B:乙腈∶水=5∶95,磷酸調(diào)pH=2.0;進(jìn)樣體積:10 μL;流速:1 mL/min;柱溫:35 ℃;檢測波長520 nm;梯度洗脫程序:0～10 min,5%～10%A;10～25 min,10%～25%A;25～40 min,25%～30%A;40～41 min,30%～5%A;41～45 min,5%A。

1.2.4總花色苷測定0.5 mL葡萄酒樣品,加入0.5 mL 0.1%的鹽酸乙醇(95%)溶液和10 mL 2%的鹽酸水溶液,平行制備2組,一組加入4.4 mL蒸餾水,一組加入4.4 mL13%亞硫酸氫鈉,對照以0.5 mL蒸餾水替代葡萄酒,紫外分光光度計520 nm下測定樣品吸光度[11]。ΔA為兩組樣品的吸光度差,總花色苷含量(mg/L)=875×ΔA。

1.2.5CIELab參數(shù)分析純水為對照,在2 mm透光路徑和紫外分光光度計440、540、610 nm波長下,測定0.45 μm過濾樣品的透光度(三組重復(fù)),建立CIE顏色坐標(biāo)系,計算明亮度L*、紅色色調(diào)a*、黃色色調(diào)b*、飽和度Cab和色調(diào)角Hab值[12-13]。

1.3數(shù)據(jù)處理

Excel 2007,SPSS 18.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。

2　結(jié)果與分析

2.1花色苷定性定量分析

蛇龍珠干紅葡萄酒樣品花色苷定性定量分析顯示,實驗樣品之間的花色苷種類構(gòu)成無差異,但其含量和構(gòu)成比例隨發(fā)酵參數(shù)變化而改變,樣品中共分離定性9種花色苷,包括Delphmidin、Cyanidm、Petunidin、Peonidin和Malvidin5種基本花色苷的單葡萄糖苷和4種?；瘑纹咸烟擒?。飛燕草色素-3-O葡萄糖苷(D3G)、花青色素-3-O-葡萄糖苷(Cy3G)、甲花翠素-3-O-葡萄糖苷(Pt3G)、甲基花青素-3-O-葡萄糖苷(Pn3G)、二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷(M3G)(表1)?；净ㄉ罩蠱3G的含量最高(256.13～342.96 mg/L),占花色苷總量的33.95%～40.06%,是檢測酒樣的第一主體花色苷。其次是Pt3G(28.20～46.7 mg/L),占花色苷總量的3.73%～5.98%,是檢測酒樣的第三主體花色苷。D3G是檢測酒樣的第四主體花色苷,含量達(dá)(14.48～34.80 mg/L),占花色苷總量的1.78%～4.46%。酰基化花色苷中Malvidin的乙?；瘑纹咸烟擒?二甲花翠素-3-O-乙酰化-葡萄糖苷M3G6Ac)含量達(dá)(69.17～90.97 mg/L),占花色苷總量的9.17%～11.65%,是檢測酒樣的第二主體花色苷。二甲花翠素類花色苷,共占花色苷總量的43.21%～52.31%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它花色苷含量,是蛇龍珠干紅葡萄酒的主體花色苷類型(表1)。

表1　蛇龍珠干紅葡萄酒中花色苷的含量Table 1　The contents of anthocyanins in Cabernet Gernischt red wine

注:a,b和c代表在(p<0.05)下的差異顯著性水平。

2.2SO2對蛇龍珠干紅葡萄酒中花色苷和色澤品質(zhì)的影響

SO2添加量對酒樣花色苷含量的影響分析可知,隨著SO2添加量增加,樣品總花色苷含量和單體花色苷含量均呈下降趨勢(表1)。相比30 mg/L SO2添加量處理酒樣,50 mg/L和70 mg/L SO2添加處理酒樣中M3G、Pt3G、D3G、M3G6Ac的含量分別降低了1.21%、0.72%、2.25%、6.93%和7.53%、11.49%、16.54%、12.38%,Pn3G6Ac、Pn3G6Cm、M3G6Cm則分別降低了35.55%、21.93%、7.51%和50.37%、87.72%、29.35%,差異明顯。樣品中M3G、Pt3G、D3G、M3G6Ac的降低幅度顯著低于Pn3G6Ac、Pn3G6Cm、M3G6Cm。葡萄酒中游離的SO2與花色苷在C4位置結(jié)合形成亞硫酸鹽加合物[14],花色苷損失,可見樣品總花色苷和單體花色苷含量隨SO2添加量增加而降低是必然的,但該反應(yīng)可逆,隨二氧化硫的揮發(fā)散失,樣品色澤品質(zhì)會部分恢復(fù)。

CIELab分析顯示,與30 mg/L和50 mg/L SO2處理酒樣相比,70 mg/L SO2處理酒樣L*值、b*值分別降低了5.88%、71.51%和5.87%、61.19%,a*值、飽和度Cab值分別增高了16.26%、13.41%和9.27%、8.07%,色度角Hab值更接近0度(圖1),說明70 mg/L SO2處理酒樣的紅色和紫紅色調(diào)更突出,總色度更深?？偦ㄉ蘸蛦误w花色苷含量分析顯示,它們隨著SO2添加量增加而降低,但樣品間的明亮度L*值、飽和度Cab值和色度a*值變化不明顯,由此SO2添加量不是影響葡萄酒顏色品質(zhì)的主要因素,且單體花色苷種類構(gòu)成比例及穩(wěn)定性對葡萄酒顏色品質(zhì)的影響高于總花色苷和單體花色苷含量。

圖1　SO2添加量對蛇龍珠干紅葡萄酒 L*、a*、b*和Cab值的影響Fig.1　The effects of SO2 on values of L*,a*,b* and Cab in Cabernet Gernischt red wine

2.3pH對蛇龍珠紅葡萄酒中花色苷和顏色的影響

pH對酒樣花色苷含量的影響分析顯示,隨著pH的增高,樣品花色苷總量增高了9.66%,不同種類花色苷含量變化不同(表1)。相比pH3.2處理酒,pH3.7和pH4.2處理酒樣中D3G、Pt3G、Pn3G6Cm、Pn3G6Ac的含量分別降低了21.06%、9.50%、31.40%、35.56%和49.31%、13.49%、51.16%、50.37%;Cy3G、Pn3G、M3G、M3G6Cm的含量分別增高了3.81%、16.67%、6.15%、25.08%和48.57%、31.77%、10.86%、59.87%。pH對不同花色苷的影響差異較大,可見pH對花色苷的穩(wěn)定性影響較大。

CIELab分析顯示,相比pH3.2和pH4.2處理酒樣,pH3.7處理酒樣L*值、b*值分別降低了0.19%、58.67%和9.61%、52.40%,a*值、Cab值分別增高了39.92%、20.91%和22.67%、12.84%,色度角Hab更接近0度(圖2),可知pH 3.7處理酒樣較pH3.2和pH4.2處理酒樣有更深的色度,紅色調(diào)突出,更接近紫紅色調(diào)。隨著pH的增高樣品花色苷總量增高,但其對色澤品質(zhì)影響不大,可見單體花色苷種類構(gòu)成比例和穩(wěn)定性是影響紅葡萄酒色澤品質(zhì)的關(guān)鍵因素。pH降低樣品的輔色素化作用加強(qiáng)形成助色團(tuán)可加深了酒樣的色度[16],提高了花色苷的呈色穩(wěn)定性,進(jìn)而增加葡萄酒的顏色,尤其是紅色調(diào),這與Jacinto[16]認(rèn)為輔色素在花色苷的酸性溶液中易形成助色團(tuán),與可加深溶液的色度這一結(jié)論一致。但pH過低樣品呈現(xiàn)紅色調(diào)減弱,色度降低的現(xiàn)象,說明pH過低可能會減弱葡萄酒樣品的輔色素化作用,但還需進(jìn)一步實驗驗證。

圖2　pH對蛇龍珠干紅葡萄酒L*、a*、b*和Cab值的影響Fig.2　The effects of pH on values of L*,a*,b* and Cab in Cabernet Gernischt red wine

2.4溫度對蛇龍珠紅葡萄酒中花色苷和顏色的影響

發(fā)酵溫度影響分析可知,隨著發(fā)酵溫度升高,樣品總花色苷含量增高了21.41%,單體花色苷含量有升有降(表1)。相比20 ℃和25 ℃發(fā)酵酒樣,30 ℃發(fā)酵酒樣中D3G、Pt3G、M3G的含量分別增高了25.14%、19.48%、3.57%和16.97%、12.18%、3.39%;Cy3G、M3G6Cm、Pn3G6Ac、Pn3G6Cm的含量分別降低了67.95%、27.31%、16.67%、52.27%和53.70%、18.32%、10.57%、38.24%。隨著發(fā)酵溫度升高,葡萄醪的色素物質(zhì)浸漬作用加強(qiáng),花色苷含量增高,但樣品香氣品質(zhì)會受影響;單體花色苷含量降低,一方面是因為溫度是決定花色苷熱穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素,溫度升高促使花色苷降解;另一方面發(fā)酵溫度較高時產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物(乙醛、丙酮酸等)和釋放的多酚物質(zhì)(酚酸、類黃酮、黃烷-3-醇兒茶素、表兒茶素等)作為輔色素,通過吸附作用與游離態(tài)花色苷結(jié)合形成聚合物而導(dǎo)致單體花色苷含量降低[17-18]。

CIELab分析顯示,相比20和25 ℃發(fā)酵酒樣,30 ℃發(fā)酵酒樣L*值、b*值分別降低了12.30%、66.14% 和 4.97%、36.25%,a*值、Cab值分別增高了37.67%、40.71%和8.75%、10.76%,色度角Hab更接近0度(圖3),說明發(fā)酵溫度升高,酒樣有更多的紅色調(diào)和紫紅色調(diào),總色度較深。

圖3　發(fā)酵溫度對蛇龍珠干紅葡萄酒 L*、a*、b*和Cab值的影響Fig.3　The effects of fermented temperature on values of L*,a*,b* and Cab in Cabernet Gernischt red wine

2.5皮渣接觸時間對蛇龍珠紅葡萄酒中花色苷和顏色的影響

皮渣接觸時間對處理酒樣花色苷含量的影響分析顯示,皮渣接觸5 d酒樣,總花色苷和9種單體花色苷含量均最高(表1)。相比皮渣接觸3 d和8 d的酒樣,皮渣接觸5 d的酒樣中D3G、Cy3G、Pt3G、Pn3G、M3G的含量分別增高了58.25%、57.25%、40.07%、4.62%、29.45%和17.85%、27.95%、14.43%、6.25%、16.29%,M3G6Ac、Pn3G6Ac、Pn3G6Cm、M3G6Cm的含量分別增高了28.09%、36.36%、35.58%、17.24%和17.80%、25%、98.59%、42.21%。

比較樣品CIELab參數(shù),皮渣接觸5 d酒樣較皮渣接觸3 d和8 d酒樣,a*值、飽和度Cab值分別增高54.39%、6.43%和54.39%、5.67%,L*值分別降低9.62%和4.71%,色度角Hab也更接近0度(圖4),說明皮渣接觸5 d的酒樣紅色和紫紅色調(diào)更突出,有較深的總色度。這與Boulton[19]在關(guān)于紅葡萄酒花色苷輔助成色作用的綜述中闡述的超過一定時期皮渣浸漬時間延長不會提高花色苷的含量、色素濃度及葡萄酒的顏色這一結(jié)論一致。還有一些研究認(rèn)為,浸漬時間延長與最終花色苷的含量沒有直接的關(guān)系,一方面是因為在發(fā)酵過程中,葡萄皮渣和發(fā)酵液會吸附部分花色苷;另一方面由于乙醇的產(chǎn)生使酒石的溶解度下降,酒石結(jié)晶過程中包裹或吸附部分花色苷,此外外部因素(溫度、光、氧等)也會導(dǎo)致花色苷分解。

圖4　皮渣接觸時間對蛇龍珠干紅葡萄酒 L*、a*、b*和Cab值的影響Fig.4　The effects of pomace contact period on values of L*,a*,b* and Cab in Cabernet Gernischt red wine

3　結(jié)論

采用HPLC法從甘肅河西產(chǎn)區(qū)蛇龍珠干紅葡萄酒中分離定性9種單體花色苷,其中二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷、二甲花翠素-3-O-乙?；?葡萄糖苷、甲花翠素-3-O-葡萄糖苷、飛燕草色素-3-O葡萄糖苷是酒樣的主體花色苷。隨著SO2添加量和發(fā)酵溫度升高,蛇龍珠干紅葡萄酒樣a*值和飽和度Cab值升高,有更多的紅色調(diào),L*值和b*值降低,總色度較深,色度角Hab更接近0度,酒樣更接近紫紅色調(diào);pH3.7和皮渣接觸5 d的酒樣a*值和飽和度Cab值最高,L*值和b*值最低,酒樣顏色趨深趨紅,紫紅色調(diào)突出。蛇龍珠干紅葡萄酒釀造過程中,適度的SO2添加量,較高的發(fā)酵溫度有利于提高其花色苷含量和色澤品質(zhì),酒精發(fā)酵啟動后皮渣接觸時間對花色苷的含量、色素濃度及葡萄酒的色澤品質(zhì)影響并非越久越佳。

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Effects of fermentative process on anthocyanins and color quality of cabernet gernischt red wine

HE Ying-xia,LI Ji-xin,HU Yan-yun,CHEN Yu-rong,WANG Yu,WANG Bo,JIANG Yu-mei*

(Gansu Key Lab of Viticulture and Enology,Research and Development Center of Wine Industry In Gansu Province,College of Food Science and Engineering, Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)

The effects of SO2content,pH,fermentative temperature and pomace contact period on anthocyanins and color characteristic were investigated in Cabernet Gernischt red wine produced from Hexi Corridor by HPLC and CIELab.The results indicated that 9 anthocyanins were identified,all wine samples had same varieties,but the concentration were different.Malvidin was the main anthocyanins in Cabernet Gernischt red wine and existed in single glucoside and acetylated glycosidase form,the proportion was 33% and 9% of the total anthocyanins respectively.The contents of monomeric and total anthocyanins reduced with the increase of SO2content and reached the top in wine samples which pomace contact period for 5 days during fermentation.When pH and fermentative temperature increased,total concentration of anthocyanins increased,but the monomeric anthocyanins had different changes.Wine samples that were produced at SO270 mg/L,pH 3.7,fermented temperature 30 ℃ and pomace contact for 5 days respectively had the largest value ofa*and Cab and smallest value ofL*andb*,red and purple color was outstanding.

Cabernet Gernischt red wine;vinification parameters;anthocyanins;color quality

2015-10-14

何英霞(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：葡萄與葡萄酒，E-mail：837496179@qq.com。

蔣玉梅(1973-)，女，博士，副教授，研究方向：果蔬加工和食品揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析研究，E-mail：jym316@126.com。

甘肅省委組織部科研基金項目(045036100)；甘肅省財政廳科研基金項目(045041004)；盛彤笙科技創(chuàng)新基金(GSAU-8T8-1335，GSAU-STS-1335)。

TS262.7

A

1002-0306(2016)09-0190-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.09.029