高壓電場(chǎng)在葡萄與葡萄酒加工中的應(yīng)用及研究進(jìn)展

王輝，薛淑花，劉小花，朱麗霞，權(quán)娣紅，楊華峰*

（1. 塔里木大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院/南疆特色農(nóng)產(chǎn)品深加工兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆阿拉爾 843300；2. 新疆鄉(xiāng)都酒業(yè)有限公司/新疆海瑞盛生物工程股份有限公司，新疆庫(kù)爾勒 841000)

食品品質(zhì)與安全是人民健康的重要保證。隨著人類生活水平的提高與現(xiàn)代食品工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的食品處理方式已無(wú)法滿足消費(fèi)者對(duì)高質(zhì)量天然食品的需求[1]。迄今為止，熱處理技術(shù)在食品工業(yè)中仍是一種應(yīng)用廣泛的加工方式，雖然可以提高食品穩(wěn)定性和安全性，但是往往對(duì)某些食品自身具有負(fù)面影響[2]。如造成殺菌空間分布不均勻，食品中熱敏性物質(zhì)變性導(dǎo)致食品天然品質(zhì)與原有風(fēng)味損失，甚至?xí)纬捎泻ξ镔|(zhì)等不利影響[3]。近年來，非熱加工技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)食品加工方式帶來了巨大變革，較低的處理溫度能有效地保留食品原有的品質(zhì)，可以使食品中熱敏性成分得以保存[4]。但是有些非熱加工技術(shù)仍具缺陷，如食品滅菌中的超高壓技術(shù)、超聲波技術(shù)、輻射技術(shù)會(huì)引起食品中某些成分的改變，且設(shè)備性能要求高；膜分離技術(shù)只局限于液體食品的處理；脈沖強(qiáng)光技術(shù)僅限于對(duì)食品表面的殺菌處理；食品保鮮中添加劑的使用容易造成殘留等均對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)造成影響[5-6]。為了保證食品在加工過程中的有效滅菌與保鮮效果，并能達(dá)到降低能耗與提高食品處理效率，眾多研究表明，高壓電場(chǎng)在食品干燥、殺菌、保鮮、鈍酶、改性、酒類催陳、農(nóng)藥殘留降解等方面均具有十分重要的作用[3,7-12]。

早在20世紀(jì)60年代，就已有應(yīng)用電流對(duì)食物進(jìn)行處理的案例。電場(chǎng)最早應(yīng)用于食品加工的研究由德國(guó)工程師Heinz Doevenspeck在1960年完成[13]。目前，高壓電場(chǎng)技術(shù)已應(yīng)用在多種食品加工中，如乳制品、果汁類、酒類、肉類等[2]。高壓電場(chǎng)分為高壓靜電場(chǎng)（High voltage electrostatic field, HVEF）與高壓脈沖電場(chǎng)（High voltage pulsed electric field, HPEF）。高壓靜電場(chǎng)會(huì)根據(jù)食品的電磁學(xué)特性對(duì)微生物或有機(jī)食品細(xì)胞內(nèi)外電荷排布產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響到食品干燥、保鮮、植物生物效應(yīng)與次生代謝等過程[14]。對(duì)高壓脈沖電場(chǎng)的研究主要集中在殺菌、滅酶以及果蔬處理中，通過對(duì)電極之間施加高壓短脈沖使微生物與植物細(xì)胞形成跨膜電位，導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)破裂、內(nèi)溶物泄露，對(duì)于殺菌與食品細(xì)胞中物質(zhì)的釋放提供了有效的理論基礎(chǔ)[15]。

近年來，高壓脈沖電場(chǎng)技術(shù)在葡萄與葡萄酒產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用研究備受關(guān)注，大多集中在高壓脈沖電場(chǎng)對(duì)葡萄酒品質(zhì)的影響和在葡萄酒浸漬過程中的作用機(jī)理，以及葡萄酒人工催陳方面的研究。高壓脈沖電場(chǎng)具有處理?xiàng)l件溫和、操作簡(jiǎn)便、速度快、耗能小、容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)[16]，這種新型食品加工技術(shù)的出現(xiàn)提升了食品質(zhì)量與安全，降低了能源成本，提高了食品行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力[17]。

1 高壓電場(chǎng)的作用機(jī)理

高壓電場(chǎng)殺菌機(jī)理假說主要包括電崩解理論、電穿孔理論、臭氧效應(yīng)、電解產(chǎn)物效應(yīng)和粘彈極性形成模型等[16]。目前普遍認(rèn)同電崩解理論、電穿孔理論。電崩解理論認(rèn)為，外加電場(chǎng)使細(xì)胞膜上的跨膜電位差達(dá)到臨界崩解電位差時(shí)，細(xì)胞膜會(huì)破裂穿孔。電穿孔理論認(rèn)為，外加電場(chǎng)作用于微生物細(xì)胞膜會(huì)改變脂肪分子結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大部分蛋白質(zhì)通道開度，并使細(xì)胞膜收縮形成小孔[18]。在食品干燥處理中運(yùn)用高壓脈沖電場(chǎng)處理會(huì)加快產(chǎn)品的干燥速度，主要是因?yàn)橥饧与妶?chǎng)導(dǎo)致細(xì)胞破裂，胞內(nèi)水分滲出，進(jìn)而提高了物料的干燥速度[19]。高壓電場(chǎng)對(duì)生鮮食品保鮮作用主要體現(xiàn)在殺菌效果上，且通過改變酶活性減緩了脂肪氧化與蛋白分解速率，另外在對(duì)生鮮食品低溫冷凍時(shí)高壓電場(chǎng)的施加抑制了冰晶的形成，達(dá)到使食品保鮮的目的[9]；高壓電場(chǎng)處理也可以使食品中的某些酶鈍化，通過破壞酶的空間結(jié)構(gòu)來使酶活性降低或喪失，以達(dá)到延緩食品腐敗變質(zhì)、保持食品感官品質(zhì)的目的[20]。高壓電場(chǎng)對(duì)酒類催陳方面主要由于電場(chǎng)可促使分子電離，降低反應(yīng)所需的活化能，提高分子間的有效碰撞率，加快處于動(dòng)態(tài)平衡的化學(xué)反應(yīng)速率，在加速氧化還原、締合、水解等反應(yīng)的同時(shí)，促進(jìn)貯酒容器中各類化合物的浸取與擴(kuò)散[21]。在農(nóng)藥殘留降解方面是由于在高壓電場(chǎng)的作用下，液體會(huì)產(chǎn)生高能電子或粒子，這些高能電子或粒子與農(nóng)藥分子彼此發(fā)生碰撞，最終將其降解成對(duì)環(huán)境無(wú)毒或毒性較小的分子，達(dá)到降毒的目的[14]。

高壓電場(chǎng)對(duì)物料處理的有效性取決于物料本身的特性與高壓電場(chǎng)的操作參數(shù)，如物料類型、細(xì)胞大小、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)頻率、脈沖波形與極性、脈沖時(shí)間與寬度、比能量輸入等[22]。物料的電學(xué)特性會(huì)影響電流通過能力，包括處理室中物料密度與電導(dǎo)率的影響，一般來說，物料密度與電導(dǎo)率的增加均會(huì)導(dǎo)致電穿孔效應(yīng)的降低[23-24]。植源性食品細(xì)胞的大小和形狀也會(huì)影響到高壓電場(chǎng)的處理效果，通常細(xì)胞體積越大、比面積越大，越容易在電場(chǎng)中失活[25]。電場(chǎng)強(qiáng)度是影響細(xì)胞膜電穿孔程度最關(guān)鍵的加工參數(shù)，對(duì)于平均大小在50～120 μm的植物細(xì)胞，一般使用0.4～0.8 kV·cm-1的電場(chǎng)強(qiáng)度就可以引起細(xì)胞電穿孔[26]。電場(chǎng)頻率為每秒放電的脈沖數(shù)，0.5～100 Hz的低脈沖頻率處理植物組織會(huì)導(dǎo)致更大的損傷，但繼續(xù)增加脈沖頻率不會(huì)導(dǎo)致更高的細(xì)胞膜電穿孔，但可以達(dá)到更高的酶失活[27]。高壓脈沖電場(chǎng)中常見的脈沖波形分別為指數(shù)衰減和方波，其中方波被認(rèn)為是理想的脈沖形狀，對(duì)細(xì)胞電穿孔效果較強(qiáng)[28]。雙極脈沖相比單極脈沖更容易使酶活性降低和微生物失活[29]。脈沖寬度是一個(gè)脈沖保持在有效電壓下的時(shí)間，延長(zhǎng)脈沖寬度也會(huì)增加植物細(xì)胞的破壞程度[30]。此外，物料放置、電極配置、處理室設(shè)計(jì)也會(huì)影響處理室內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的均勻分布。高壓電場(chǎng)對(duì)物料的處理效果是物料本身所具特性與整個(gè)高壓電場(chǎng)操作系統(tǒng)相互依賴、綜合影響的結(jié)果。

2 高壓電場(chǎng)在葡萄與葡萄酒加工中的應(yīng)用

2.1 在葡萄保鮮方面的應(yīng)用

葡萄保鮮技術(shù)是鮮食葡萄產(chǎn)業(yè)中一個(gè)非常重要的課題，但在高壓電場(chǎng)對(duì)葡萄保鮮機(jī)理方面的研究極少。高壓電場(chǎng)在保鮮機(jī)理方面的闡述大多集中在改變果蔬和腐敗微生物膜電位、影響呼吸電子傳遞系統(tǒng)、酶失活及臭氧作用等方面，但實(shí)際應(yīng)用不多。劉鐵玲等[31]將葡萄在不同場(chǎng)強(qiáng)的高壓靜電場(chǎng)下處理1 h，然后將樣品分別放入保鮮袋中置于0 ℃下貯存。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：在0.6 kV·cm-1的高壓靜電場(chǎng)處理與對(duì)照組相比，其葡萄質(zhì)量損失率、腐爛率、掉果率顯著降低。即高壓靜電場(chǎng)處理能夠延遲葡萄采摘后的衰老過程，可以有效保持葡萄鮮度。

2.2 在葡萄酒浸漬中的應(yīng)用

高壓電場(chǎng)在葡萄酒生產(chǎn)中的應(yīng)用及研究已成為國(guó)內(nèi)葡萄酒熱門課題之一，且大多集中在高壓脈沖電場(chǎng)技術(shù)方面。高壓脈沖電場(chǎng)對(duì)葡萄汁浸漬具有積極作用，主要通過葡萄皮籽與酒液的相互作用將皮籽中的香氣與酚類等物質(zhì)浸漬到酒液之中，賦予葡萄酒更好的色澤、香氣等特征，并決定了葡萄酒特殊的感官品質(zhì)[32-33]。通常高壓電場(chǎng)使葡萄酒浸漬過程中酚類、酯類、醇類及萜類化合物含量增加，揮發(fā)酸含量降低。在感官分析中表現(xiàn)為葡萄酒收斂感增強(qiáng)，提升了葡萄酒整體的感官品質(zhì)。

鄭志超[34]運(yùn)用高壓脈沖電場(chǎng)1～3 kV·cm-1電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)‘玫瑰香’葡萄繆預(yù)處理，結(jié)果顯示，葡萄酒中多酚含量隨著浸漬時(shí)間的延長(zhǎng)和場(chǎng)強(qiáng)的增大而增加，冷浸漬108 h后3 kV·cm-1預(yù)處理的葡萄汁中總酚含量最高，2 kV·cm-1預(yù)處理的花色苷、單寧、黃酮含量最高。采用GC-MS分析葡萄汁和葡萄酒香氣成分時(shí)發(fā)現(xiàn)，高壓脈沖電場(chǎng)使揮發(fā)性香氣化合物數(shù)量增加，特別是萜類化合物的種類及含量增加明顯。Leong等[35]通過在‘美樂’葡萄酒冷浸漬過程中進(jìn)行高壓脈沖電場(chǎng)處理，結(jié)果顯示，連續(xù)脈沖電場(chǎng)（500 kg·h-1）、高電場(chǎng)強(qiáng)度（＞30 kV·cm-1）、能量輸入4.7～49.4 kJ·L-1處理后的葡萄繆進(jìn)行冷浸4 d，其葡萄汁的花青素含量提高。Maza等[36]運(yùn)用脈沖電場(chǎng)在不同電場(chǎng)強(qiáng)度和比能下處理浸漬過程中的‘歌海娜’，結(jié)果顯示，經(jīng)過4 kJ·kg-1脈沖電場(chǎng)處理的樣品在減少25%～37%浸漬時(shí)間的情況下，葡萄酒品質(zhì)不受影響。López等[37]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，無(wú)論浸漬時(shí)間如何，5 kV·cm-1、2.1 kJ·kg-1脈沖電場(chǎng)處理均能增加‘赤霞珠’葡萄酒的顏色強(qiáng)度，以及花青素、總酚和單寧含量，并且使浸漬時(shí)間從268 h縮短到72 h；感官評(píng)價(jià)后認(rèn)為，經(jīng)過脈沖電場(chǎng)處理的葡萄酒并沒有產(chǎn)生不良風(fēng)味。Luengo等[38]用4.3 kV·cm-1、60 μs高壓脈沖電場(chǎng)處理‘歌海娜’葡萄繆，結(jié)果顯示：浸漬7 d后，經(jīng)脈沖電場(chǎng)處理的葡萄酒色澤強(qiáng)度、花青素含量和多酚指數(shù)分別比對(duì)照組提高了12.5%、25%和23.5%。Comuzzo等[39]運(yùn)用總比能量為11 kJ·kg-1與22 kJ·kg-1脈沖電場(chǎng)對(duì)‘卡爾卡耐卡’（Garganega）葡萄進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)通過脈沖電場(chǎng)處理可以顯著提高其出汁率，11 kJ·kg-1與22 kJ·kg-1處理與對(duì)照組相比出汁率增加了8.9%與4.3%，同時(shí)導(dǎo)致總浸出物、顏色和總酚增加。研究表明，22 kJ·kg-1脈沖電場(chǎng)總比能量有利于葡萄香氣前體的提取，對(duì)酚類化合物的提取影響不顯著，但降低了酚類褐變反應(yīng)的強(qiáng)度；11 kJ·kg-1處理有利于水分和小分子酚類物質(zhì)的釋放，從而導(dǎo)致葡萄酒在貯藏后出現(xiàn)強(qiáng)烈的褐變。

2.3 對(duì)葡萄酒微生物群落釀造特性的影響

葡萄酒是葡萄汁與釀造微生物群落之間相互作用的產(chǎn)物，這些微生物群落通常是酵母、細(xì)菌和絲狀真菌組成的異質(zhì)微生物群[40-41]。在葡萄酒整個(gè)發(fā)酵過程中，添加的活性干酵母與葡萄自身的野生酵母等微生物協(xié)同作用，從微觀上說，葡萄酒發(fā)酵醪是一個(gè)非常復(fù)雜的微生物群落生態(tài)，參與代謝途徑眾多。雖然整個(gè)葡萄酒的微生物區(qū)系對(duì)葡萄酒的化學(xué)性質(zhì)均有貢獻(xiàn)，但在發(fā)酵中酵母菌群占據(jù)主導(dǎo)地位。在葡萄酒釀造過程中，脈沖電場(chǎng)通常被用于改善葡萄酒自身品質(zhì)，然而對(duì)如何影響微生物種群組成與結(jié)構(gòu)卻鮮有報(bào)道。

范成凱[42]通過探究高壓脈沖電場(chǎng)對(duì)釀酒酵母發(fā)酵能力的影響，分析了酵母細(xì)胞內(nèi)相關(guān)基因和蛋白質(zhì)的表達(dá)情況。結(jié)果顯示：脈沖電場(chǎng)處理使酵母細(xì)胞干重提高了20.6%，在轉(zhuǎn)錄組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)水平上證明了適當(dāng)強(qiáng)度的脈沖電場(chǎng)可促進(jìn)酵母細(xì)胞的葡萄糖代謝活性、乙醇轉(zhuǎn)化速率和細(xì)胞的增殖。González-Arenzana等[43]運(yùn)用SO2、脈沖電場(chǎng)以及SO2與脈沖電場(chǎng)共同作用處理位于里奧哈產(chǎn)區(qū)3個(gè)酒莊的‘丹魄’（Tempranillo）葡萄研究其在蘋果酸-乳酸發(fā)酵后對(duì)微生物、理化和感官品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示：在脈沖電場(chǎng)處理4 d后，酵母菌、醋酸菌和乳酸菌濃度顯著降低；脈沖電場(chǎng)處理6個(gè)月后，葡萄酒中醋酸菌得到了有效抑制，而釀酒酵母（S.cerevisiae）與酒球菌屬（O. oeni）影響不大。同時(shí)也表明，脈沖電場(chǎng)處理蘋果酸-乳酸發(fā)酵后的葡萄酒在微生物穩(wěn)定性、理化和感官質(zhì)量方面均優(yōu)于SO2處理。

2.4 對(duì)葡萄酒中腐敗微生物的滅活作用

為減少釀酒過程中微生物腐敗的風(fēng)險(xiǎn)，通常在破碎時(shí)加入SO2以防止氧化反應(yīng)的發(fā)生。然而SO2的添加會(huì)對(duì)葡萄酒風(fēng)味感官特征和消費(fèi)者的健康造成負(fù)面影響。因此，高壓電場(chǎng)在葡萄酒釀造過程中對(duì)腐敗微生物的抑制研究意義重大，可以減少或免除葡萄酒生產(chǎn)過程中的SO2使用[44]。

近年來，許多研究報(bào)道了在高壓電場(chǎng)下葡萄酒中微生物失活現(xiàn)象，主要集中在葡萄酒釀造中腐敗微生物種群在不同電場(chǎng)強(qiáng)度、培養(yǎng)基和溫度等條件下的滅活效果。Marsellés-Fontanet等[45]探究了脈沖電場(chǎng)強(qiáng)度、脈沖頻率和處理時(shí)間對(duì)葡萄汁中檸檬克勒克酵母（Kloeckera apiculata）、釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、乳酸桿菌（Lactobacillus plantarum, Lactobacillus hilgardii）和氧化葡萄糖酸桿菌（Gluconobacter oxydans）的影響。結(jié)果顯示：所有的脈沖電場(chǎng)參數(shù)都會(huì)影響微生物的活性，并用反應(yīng)曲面法探究出最佳的脈沖電壓處理為35.0 kV·cm-1、脈沖303 Hz、持續(xù)1 ms，可以有效的降低腐敗微生物種群數(shù)量。Puértolas等[44]在探究高壓脈沖電場(chǎng)對(duì)葡萄汁或葡萄酒中德克酵母屬（Dekkera anomala，Dekkera bruxellensis）、釀酒酵母屬（Saccharomyces bayanus）和乳酸桿菌屬（Lactobacillus hilgardii，Lactobacillus plantarum）的滅活作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，葡萄酒比葡萄汁中的微生物種群表現(xiàn)出較高的滅活敏感性，且細(xì)菌相對(duì)于酵母具有更強(qiáng)的脈沖電場(chǎng)抗性，并確定了最佳脈沖電場(chǎng)條件（29 kV·cm-1，186 kJ·kg-1）下葡萄汁和葡萄酒中的腐敗菌群減少了99.9%。Maza等[46]通過研究‘卡拉多克’（Caladoc）葡萄酒陳釀過程中脈沖電場(chǎng)處理對(duì)釀酒酵母甘露糖蛋白釋放的影響，發(fā)現(xiàn)脈沖電場(chǎng)通過電穿孔效應(yīng)，導(dǎo)致了釀酒酵母的自溶。該研究還顯示，脈沖電場(chǎng)處理后1周β-葡聚糖酶活性是未處理的5倍，蛋白酶活性是未處理的15倍，這是由于β-葡聚糖酶和蛋白酶的釋放與細(xì)胞壁的接觸導(dǎo)致了甘露糖蛋白的釋放。Martínez等[47]探究了脈沖電場(chǎng)在‘霞多麗’葡萄酒陳釀過程中對(duì)釀酒酵母中甘露糖蛋白釋放的影響，結(jié)果顯示，經(jīng)過5 kV·cm-1和10 kV·cm-1的脈沖電場(chǎng)處理7 d后，甘露糖蛋白的濃度比對(duì)照分別提高40%和60%；且甘露糖蛋白濃度達(dá)到最高時(shí)陳釀時(shí)間減少了30 d。另一方面，處理組在陳化過程中不影響酒的色度特性、總多酚指數(shù)、總揮發(fā)酸度、pH、乙醇和CIELAB參數(shù)。

2.5 對(duì)葡萄酒與白蘭地陳釀過程的影響

葡萄酒與白蘭地的生命周期為成長(zhǎng)期、適飲期、巔峰期和衰老期。新酒口感粗糙、香氣單一、穩(wěn)定性差，酒中所含的醇、醛、酸、酯等成分比例不協(xié)調(diào)，水分子與醇分子之間的氫鍵締合程度小。在自然陳釀過程中，酒液會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜而又緩慢的物理和化學(xué)變化，通過自身的氧化、還原、酯化及聚合等反應(yīng)協(xié)調(diào)各成分的比例，使酒液色澤鮮亮、醇厚悠長(zhǎng)達(dá)到適飲期和巔峰期的品質(zhì)和口感。通常葡萄酒的自然陳釀過程一般持續(xù)一年以上，而優(yōu)質(zhì)白蘭地則高達(dá)數(shù)年甚至數(shù)十年。脈沖高壓電場(chǎng)處理可以優(yōu)化葡萄酒及白蘭地的陳釀，催陳作用顯著，可以有效縮短上市之前的自然儲(chǔ)存時(shí)間。

劉學(xué)軍等[48]探究了干紅葡萄酒經(jīng)高壓電場(chǎng)催陳時(shí)香氣成分的變化，高壓脈沖電場(chǎng)處理后葡萄酒中的雜醇油含量有所下降，總酸、總酯和苯乙醇的含量有所上升，陳釀香明顯增加，口感更為醇和，酒體豐滿協(xié)調(diào)[13]。同時(shí)發(fā)現(xiàn)隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增加，葡萄酒中紅色苷和黃色苷的含量升高，提高了酒的色度及其穩(wěn)定性，其變化趨勢(shì)與自然陳釀的基本相同。Zeng等[49]運(yùn)用高壓交流電場(chǎng)對(duì)‘赤霞珠’葡萄酒催陳時(shí)發(fā)現(xiàn)，交流電場(chǎng)處理使揮發(fā)性化合物中高級(jí)醇和醛類的含量大幅度下降，酯類和游離氨基酸的含量略有增加，并確定了加速陳釀的最佳處理?xiàng)l件為0.6 kV·cm-1、3 min。Wang等[50]探究了脈沖電場(chǎng)對(duì)葡萄酒陳釀過程中有機(jī)酸的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在‘美樂’紅葡萄酒中，施加電場(chǎng)強(qiáng)度為12 kV·cm-1和脈沖數(shù)300次處理的葡萄酒與210 d瓶?jī)?chǔ)的紅葡萄酒中L-蘋果酸、檸檬酸、L-乳酸、丙酮酸、酒石酸或琥珀酸濃度變化趨勢(shì)相似。在‘霞多麗’白葡萄酒中，自然陳釀的葡萄酒酒石酸、草酸、檸檬酸、琥珀酸的變化趨勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度為6 kV·cm-1、脈沖數(shù)100次的脈沖電場(chǎng)處理的相似；表現(xiàn)為酒石酸、琥珀酸、蘋果酸、丙酮酸含量降低，而乳酸、草酸、檸檬酸含量升高。研究還表明，白葡萄酒的陳釀過程對(duì)脈沖電場(chǎng)的強(qiáng)度要求低于紅葡萄酒，高水平的脈沖電場(chǎng)可能會(huì)對(duì)葡萄酒的質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。蘇慧娜[51]等以新鮮‘美樂’干紅葡萄酒為試材，探究了高壓脈沖電場(chǎng)處理對(duì)原花色素的影響。結(jié)果顯示，經(jīng)一定條件的高壓脈沖電場(chǎng)處理后，原花色素的含量、平均聚合度及其組成單元均發(fā)生了顯著變化，且變化趨勢(shì)基本符合自然陳釀效果。脈沖電場(chǎng)強(qiáng)度低于18 kV·cm-1時(shí)，隨強(qiáng)度增加，處理效果越接近陳釀，但是強(qiáng)度達(dá)到24 kV·cm-1時(shí)，處理效果反而下降。Puértolas等[52]在探究脈沖電場(chǎng)處理對(duì)‘赤霞珠’多酚類物質(zhì)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，脈沖電場(chǎng)強(qiáng)度為5 kV·cm-1、脈沖數(shù)為50、頻率為122 Hz時(shí)的處理有利于在更短的浸漬時(shí)間內(nèi)獲得更高的多酚濃度和顏色強(qiáng)度。張斌等[53]運(yùn)用100 kV的電壓施加在5 L和2 L白蘭地橡木桶的兩端，每天處理4 h，連續(xù)處理15個(gè)月。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電場(chǎng)對(duì)5 L和2 L橡木桶中白蘭地酒樣所施加的單位體積能量分別為1650 J·L-1和1997 J·L-1，這些能量可促進(jìn)白蘭地中氧化還原、酯化和縮合等化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，以及桶內(nèi)外物質(zhì)的交換，從而達(dá)到催陳效果。

3 展望

隨著高壓脈沖電場(chǎng)、高壓靜電場(chǎng)、高強(qiáng)度交流電場(chǎng)技術(shù)的發(fā)展，在各類食品的加工中展示了巨大的應(yīng)用潛力。作為一種非熱食品加工技術(shù)，因其操作簡(jiǎn)便、速度快、耗能小、對(duì)食品品質(zhì)影響較小等優(yōu)點(diǎn)，近年來越來越多的研究與應(yīng)用出現(xiàn)在葡萄與葡萄酒產(chǎn)業(yè)中。從以上論述中可以注意到，適度的高壓脈沖電場(chǎng)可以有效強(qiáng)化葡萄酒浸漬效果與縮短葡萄酒與白蘭地的陳釀時(shí)間，且有助于生物活性化合物提取，一定強(qiáng)度的高壓脈沖電場(chǎng)也有利于葡萄酒中腐敗微生物的滅活。但過高強(qiáng)度和頻率的處理則會(huì)影響酒類的品質(zhì)，因此，要進(jìn)一步完善高壓脈沖電場(chǎng)在葡萄酒與白蘭地釀制過程中處理參數(shù)的研究，以獲得安全與穩(wěn)定的葡萄酒產(chǎn)品、保持葡萄酒中生物活性物質(zhì)含量以及縮短葡萄酒與白蘭地的生產(chǎn)周期。其次，高壓電場(chǎng)技術(shù)對(duì)葡萄汁或皮渣處理時(shí)存在金屬電極在高壓脈沖電場(chǎng)處理的條件下，電極材料的釋放和在食品處理時(shí)的邊界效應(yīng)。由于電極與物料的直接接觸，電極材料可能發(fā)生腐蝕和遷移，有可能會(huì)對(duì)葡萄酒品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，對(duì)于在高壓電場(chǎng)中安全電極材料與處理室的研發(fā)應(yīng)用至關(guān)重要。另外，脈沖電場(chǎng)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)從食品、高壓電、機(jī)械工程等多個(gè)領(lǐng)域集成創(chuàng)新，深入探究在葡萄酒復(fù)雜的發(fā)酵過程中高壓電場(chǎng)技術(shù)對(duì)菌群代謝與成酒過程中復(fù)雜化合物變化的影響機(jī)理，并綜合評(píng)價(jià)高壓電場(chǎng)對(duì)葡萄酒釀造及葡萄酒與白蘭地陳釀品質(zhì)的影響，進(jìn)一步推動(dòng)高壓電場(chǎng)技術(shù)在葡萄、葡萄酒和白蘭地產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用與發(fā)展。