葡萄酒棄二氧化硫的探析

胡名志

（黎平中黃葡萄園酒莊，貴州黎平557300）

葡萄酒棄二氧化硫的探析

胡名志

（黎平中黃葡萄園酒莊，貴州黎平557300）

一般認為SO2在葡萄酒中主要表現(xiàn)為抗菌和抗氧化特性，長期以來在葡萄酒的釀造過程中使用，但大量的試驗研究表明，SO2在葡萄酒中的抗氧化性有待進一步研討，同時SO2卻對葡萄酒造成較多的負作用，如具有刺激性的“硫味”，影響了葡萄酒的風味品質(zhì)，也對人體健康不利。而利用人工接種葡萄酒酵母菌發(fā)酵，提高葡萄酒酒精含量，不銹鋼貯罐加橡木片微氧技術(shù)陳釀等技術(shù)相結(jié)合使葡萄酒棄SO2已成為可能。

葡萄酒； SO2； 酒精； 抗菌抗氧化性

葡萄酒是一種具有較高營養(yǎng)價值的傳統(tǒng)酒精飲料，飲用適量的葡萄酒對人體健康十分有益，葡萄酒特別是紅葡萄酒中豐富的酚類物質(zhì)能有效清除體內(nèi)自由基，舒張血管，抗菌消炎，抗心血管病，抗癌，延緩衰老等［1-3］。但葡萄酒中含有添加的二氧化硫，若過量則影響葡萄酒的風味，也對人體健康不利［4-7］，因此，應(yīng)盡量減少SO2的應(yīng)用。

世界衛(wèi)生組織（WHO）一直要求降低食品中SO2的濃度；美國食品藥物管理局（FDA）把SO2從食品添加劑“GRAS”（一般認為安全）一類中去除，并規(guī)定如果產(chǎn)品中游離SO2含量超過10 mg/L，必須在標簽上注明SO2的含量［8］；國際葡萄與葡萄酒組織（OIV）和各國都規(guī)定了葡萄酒中SO2的最高限量［9］，對于葡萄酒中的SO2上限，歐盟規(guī)定紅葡萄酒中SO2的最高含量為160 mg/L，白葡萄酒和桃紅葡萄酒為210 mg/L，澳大利亞為250～300 mg/L，新西蘭為250～400 mg/L，美國是350 mg/L，中國是250 mg/L，對于“甜型”葡萄酒或者果酒，中國放寬到400 mg/L，實際上，美國對葡萄酒中的SO2檢測統(tǒng)計的結(jié)果平均含量在100 mg/L左右。

FAO和WHO聯(lián)合食品添加劑專家委員會（JECFA）制定的SO2安全攝入限量是每天每千克體重0.7 mg。對于一個60 kg的成年人，相當于每天攝入量不能超過42 mg。假如按照100 mg/L的平均值來算，那么400 mL葡萄酒中就含有40 mg，接近“最高攝入量”了。但SO2對人體健康的危害與飲用量的多少和癥狀反映的嚴重程度有關(guān)系，有一些人對SO2比較“敏感”，類似于其他的食物過敏，這類人在美國的統(tǒng)計中占普通人中的1%左右，哮喘病人大概為5%。不同的人引發(fā)“敏感癥狀”所需要的量不盡相同，其癥狀一般為惡心、嘔吐、腹痛、頭暈、呼吸困難、哮喘等等，嚴重的會危及生命。

二氧化硫在葡萄酒中主要表現(xiàn)為抗菌和抗氧化特性，長期以來在葡萄酒的釀造過程中使用，故傳統(tǒng)認為SO2在葡萄酒中的作用任何物質(zhì)都不可取代，是不得不用的選擇，所以直至今天，SO2在葡萄酒行業(yè)仍然普遍運用。葡萄酒中不得不用SO2真是如此嗎？硫磺作為食品添加劑使用已有幾千年的歷史，最早的文字記載在羅馬時代用作酒器的消毒，所以將SO2用于葡萄酒釀造至少有幾百年的歷史。葡萄酒中使用SO2是古代人類長期實踐的結(jié)果，因當時生產(chǎn)技術(shù)及生產(chǎn)工具的局限，面對葡萄酒普遍性的變質(zhì)、變酸、變色問題，人們只有借助于SO2來解決。當今，釀酒技術(shù)不斷發(fā)展，新材料不斷運用，葡萄酒棄二氧化硫已成為可能，其運用技術(shù)為：通過人工接種葡萄酒酵母菌發(fā)酵，提高葡萄酒酒精含量，不銹鋼貯罐加橡木片微氧技術(shù)陳釀等技術(shù)的相結(jié)合來實現(xiàn)。

1　人工接種葡萄酒酵母菌發(fā)酵

發(fā)酵前葡萄醪（葡萄汁）及周圍環(huán)境中含有種類繁多的微生物，在自然發(fā)酵的條件下，葡萄醪中適合生長條件的微生物得以生長繁殖，數(shù)量不斷增長，由于初期的各種類微生物其各自數(shù)量差異及自身的生長繁殖特性不同，在這種情況下產(chǎn)酒精的酵母菌可能難以占優(yōu)勢，而產(chǎn)酸的細菌可能占優(yōu)勢，從而導致葡萄醪向產(chǎn)酸的方向發(fā)展；即使產(chǎn)酒精的酵母菌生長繁殖占優(yōu)勢，但自然發(fā)酵時間長（特別是在發(fā)酵初期），導致一些適宜微生物也大量生長繁殖而產(chǎn)生過多的其他代謝產(chǎn)物，使得葡萄酒口味變雜變酸，所以在未掌握人工接種技術(shù)時，生產(chǎn)中只有添加SO2對葡萄醪（葡萄汁）進行抗菌抑菌前期處理。1857年，法國微生物學家巴斯德（L.Pasteur）揭開了酒精發(fā)酵的機理，證明酵母菌的來源及酵母菌的作用［10］，隨后不少微生物學家對酵母菌進行分離純化培養(yǎng)，之后便出現(xiàn)了人工接種技術(shù)。

1.1人工接種技術(shù)使產(chǎn)酒酵母菌處于絕對優(yōu)勢

對葡萄醪（葡萄汁）進行人工接種葡萄酒酵母菌，因其初期數(shù)量占有絕對優(yōu)勢，其生長繁殖較快，極大地縮短了發(fā)酵時間，一般在48 h左右達到發(fā)酵高峰期，主導了葡萄醪的酒精發(fā)酵。

1.2人工接種葡萄酒酵母菌

酵母菌屬于兼性厭氧菌，在有氧情況下生長繁殖，以有氧呼吸為主，兼營發(fā)酵產(chǎn)能，即主要能量代謝途徑：葡萄糖+38ADP+38Pi→38ATP+6CO2↑+6H2O，在無氧條件下生長繁殖，只能發(fā)酵產(chǎn)能，即葡萄糖+2ADP+ 2Pi→2ATP+2乙醇+2CO2↑，酵母菌較快的大量生長繁殖，葡萄醪中溶解氧被快速消耗（幾個小時），葡萄醪很快處于無氧狀態(tài)。在無氧條件下，各種好氧雜菌生長受到抑制；多酚氧化酶是葡萄酒中的主要酶類，多來源于葡萄原料，它是以葡萄酒重要成分酚類物質(zhì)為氧化底物，在無氧條件下，多酚氧化酶未能氧化酚類物質(zhì)，這在發(fā)酵中保護了葡萄酒的酚類物質(zhì)不被氧化。

2　提高葡萄酒酒精含量

酒精是酵母菌的代謝產(chǎn)物，對微生物及酶的活性有抑制作用。當酒精度大于15%vol時，絕大多數(shù)微生物受到抑制，基本上葡萄酒中的菌體及酶失去活性（如多酚氧化酶），即表現(xiàn)出酒精的抗菌性，從而保證了葡萄酒能長期保存。實踐證明，酒精度大于15%vol的酒液在密封好、酒精不揮發(fā)的容器中能長期保存不變質(zhì)。

2.1酒精含量低造成陳釀中酒變酸

理論上1.955 g糖能產(chǎn)1 g酒精，但在實際生產(chǎn)中這一比例約為2.1 g糖能產(chǎn)1 g酒精，因為酵母的有氧呼吸、其他微生物代謝、酒精的揮發(fā)及酯化等會產(chǎn)生損耗。大量的統(tǒng)計結(jié)果表明，葡萄的糖含量為12%～20%，而絕大多數(shù)都在15%～18%，生產(chǎn)出來的葡萄酒酒精度一般在9%vol～12%vol，這樣的酒度在陳釀過程中酒精易被產(chǎn)酸菌（如醋酸菌、乳酸菌等）分解代謝而生成酸。因古時人們不明白這一機理，所以只能借助SO2來抗菌抑菌（在酒精發(fā)酵結(jié)束之后），從而起到酒不變酸的作用。

2.2提高葡萄酒酒精含量，使其達到抗菌抗酶作用

要使葡萄酒酒精度達到15%vol，葡萄醪（葡萄汁）的糖含量為25.5%，這幾乎是所有葡萄未能達到的糖度，那如何提高葡萄酒酒精度？現(xiàn)階段可以采用的方法有濃縮葡萄醪（葡萄汁）法或加高度葡萄蒸餾酒（酒精度越高越好，這樣加的量少不影響葡萄酒色度等；為保證葡萄酒的純度，不提倡加酒精及其他原料生產(chǎn)的高度蒸餾酒）等。再有現(xiàn)葡萄酒酵母菌耐酒精度一般為13%vol，也就是說葡萄醪中酒精度達13%vol時，酵母菌被酒精抑制，醪液停止發(fā)酵產(chǎn)酒，這就需要篩選耐酒精度高的葡萄酒酵母菌，適宜于釀造。

3　不銹鋼貯罐加橡木片微氧技術(shù)陳釀

新釀制的葡萄酒刺激性大，酒體粗糙，口感不協(xié)調(diào)，必須經(jīng)過陳釀老熟，才能使葡萄酒酒質(zhì)芳香醇和，酒體豐滿協(xié)調(diào)。陳釀過程是一種無酶作用的醇、酸、醛、酯、酚、糖、肽等成分及成分之間的氧化、分解、酯化、溶解、縮合、結(jié)合、聚合等作用達到新的動態(tài)平衡的過程，陳釀中紅葡萄酒顏色的變化呈現(xiàn)由紫紅色逐漸變?yōu)閷毷t，最后變?yōu)橥呒t色。陳釀中游離花色素苷、小分子單寧逐漸轉(zhuǎn)化為結(jié)合態(tài)、聚合態(tài)花色素苷、大分子單寧等。在陳釀過程中，氧起著非常重要的作用，氧的消耗量決定了酒質(zhì)優(yōu)劣，供氧不足則酒達不到老熟；氧過量則出現(xiàn)過氧化現(xiàn)象，導致葡萄酒還原態(tài)酚類物質(zhì)減少及酒色變化。

3.1對二氧化硫抗氧化性的重新認識

無論SO2在葡萄酒中是否具有抗氧化性，SO2在葡萄酒中被用作抗氧化劑仍有待研討。

（1）假如SO2在葡萄酒中具有抗氧化性，陳釀是需要一定氧的氧化、聚合過程，SO2的加入使氧與SO2反應(yīng)，阻礙了這一進程，不利于酒的老熟。

（2）大量的試驗研究證明，SO2在葡萄酒中不具有抗氧化性。

SO2的抗氧化作用就是自身被氧化，從而保護葡萄酒還原態(tài)酚類物質(zhì)等不被氧化，即表現(xiàn)出SO2的抗氧化性。但SO2與葡萄酒中的酚類物質(zhì)對比，酚類物質(zhì)比SO2還原態(tài)更易被氧化，故SO2在葡萄酒中不具有抗氧化性。

葡萄酒中的酚類物質(zhì)的氧化還原電位低于SO2的氧化還原電位，則酚類物質(zhì)更易氧化。

SO2的氧化還原反應(yīng)為：

SO32-+H2O→SO42-+2H++2e-，E0=-0.08 V。

兒茶酚的氧化還原反應(yīng)為：

兒茶酚→1，2苯醌+2H++2e-，E0=-0.792 V。

由此可見，酚類物質(zhì)氧化還原電位低于亞硫酸根（SO32-）氧化還原電位，所以理論上酚類物質(zhì)更易被氧化［11］。

Vivas等［12］通過對紅葡萄酒自由基清除和抗氧化性研究證明：紅葡萄酒生產(chǎn)中實際應(yīng)用的SO2濃度（50 mg/L）沒有有效的自由基清除特性，酒中的酚類物質(zhì)卻有很強的自由基清除活性。Vivas等［13］對SO2氧化條件的研究表明，SO2對分子氧及其不同的激活反應(yīng)形式（O2、OH-、H2O2）并不十分有效，而酒中的一些酚類物質(zhì)，特別是兒茶酚和低聚花色素苷比SO2吸收及消耗氧更快。Sato等［14］通過對原產(chǎn)地不同的葡萄酒的總酚、總SO2、游離SO2以及超氧自由基清除物質(zhì)經(jīng)回歸分析后證明：游離SO2及總SO2含量和超氧自由基清除活性沒有相關(guān)性，但總酚含量（特別是紅葡萄酒）與葡萄酒超氧自由基清除活性明顯相關(guān)。

3.2不銹鋼貯罐加橡木片微氧技術(shù)運用

古代生產(chǎn)技術(shù)落后，人們的許多生產(chǎn)工具只能來源于自然材料，選用橡木桶貯存葡萄酒便是如此，從而形成了葡萄酒的獨特橡木風味。橡木桶具有一定的透氣性，初期有利于葡萄酒老熟，但長時間的貯存便出現(xiàn)過氧化現(xiàn)象（過度老熟）及酒精和香味成分的揮發(fā)損耗導致葡萄酒變質(zhì)。

不銹鋼貯罐加橡木片微氧技術(shù)陳釀就是在不銹鋼貯罐中加入適量的橡木片（以保證葡萄酒的橡木風味），在陳釀過程中人工控制氧的消耗量，使葡萄酒達到最佳老熟。不銹鋼貯罐加橡木片微氧技術(shù)陳釀能使葡萄酒生產(chǎn)技術(shù)得到極大提升［15］，實現(xiàn)陳釀過程需氧量的可控性，葡萄酒老熟之后便能控制酒液為無氧狀態(tài)，從而保護了葡萄酒還原態(tài)酚類物質(zhì)的減少，控制了酒液為無氧狀態(tài)，這就不需要添加SO2作抗氧化劑了。1991年P(guān)atrick Ducournal在法國西部Madiran成功地將微氧技術(shù)應(yīng)用到葡萄酒貯存管理中，取得滿意效果。

4　結(jié)語

一般認為SO2除了對葡萄酒有抗菌和抗氧化作用外，還有一些輔助作用，如溶解、澄清、增酸等作用，這只是對加入的SO2尋找更多所謂合理解釋，比如SO2的溶解作用，在發(fā)酵中生成的酒精就有很好的溶劑作用，能促進花色素苷色素的溶出，發(fā)酵中產(chǎn)生CO2對葡萄皮上帶花色苷細胞也有促溶作用。但添加的SO2卻對葡萄酒造成較多的負作用：具有刺激性的“硫味”影響了葡萄酒的風味品質(zhì)；影響了蘋果酸-乳酸發(fā)酵；在酒精發(fā)酵中SO2與乙醛生成相對穩(wěn)定的乙醛亞硫酸，不利于酒精發(fā)酵；與花色素苷結(jié)合生成無色的不穩(wěn)定亞硫酸色素化合物；與酒中其他香味成分結(jié)合生成結(jié)合態(tài)SO2影響了葡萄酒質(zhì)量；增加了葡萄酒的氧消耗量等［18］而降低了葡萄酒品質(zhì)。通過人工接種葡萄酒酵母菌發(fā)酵，提高葡萄酒酒精含量，不銹鋼貯罐加橡木片微氧技術(shù)陳釀等技術(shù)的結(jié)合，使葡萄酒棄二氧化硫已成為可能。

［1］Giugliano D.Dietary antioxidants for cardiovascular prevention ［J］.Nutrition Metabolism and Cardiovascular Diseases，2000，10（1）：38-44.

［2］Motoaki S，Debasis B，Arpad T，et al.Grape seed proanthocyanidin reduces cardicnyocyte apoptosis by inhibiting ischemia/reperfusion-induced activation of JNK-1 and C-JUN［J］.Free Radical Biology&Medicine，2001，31（6）：729-737.

［3］Acquaviva R，RussoA，CampisiA，et al.Antioxidant activity and protective effect on DNAcleavage of resveratrol［J］.Jounal of Food Science，2002，67（1）：137-141.

［4］Dahl R，Henriksen J M，Harving H.Red wine asthma:a controlled challenge study［J］.Journal ofAllergy and Clinical Immunology，1986，78（6）：1126-1129.

［5］Huerta-Diaz-Reganon M D，Masoud-Musa T.Characteristics of sulfur dioxide and its use in winemaking［J］.Alimentaria，1998，284：85-91.

［6］Plahuta P，Lemut M，Plahuta D.Reduced application of additives in wine production［C］//Proceeding of the 16th Bitenc′s Food Days and 1st Symposium of Food and Nutrition Professionals.1994：69-78.

［7］尹卓容，王飚.葡萄酒生產(chǎn)中合理使用SO2［J］.中外葡萄與葡萄酒，2000（2）：54-57.

［8］楊明.二氧化硫?qū)t葡萄酒質(zhì)量的影響［J］.葡萄栽培與釀酒，1990（2）：53-56.

［9］李華.葡萄酒釀造與質(zhì)量控制［M］.楊凌：天則出版社，1990.

［10］大連輕工業(yè)學院.釀造酒工藝學［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，1982.

［11］王華，李華，郭安鵲.二氧化硫在紅葡萄酒中的抗氧化性研究［J］.中國食品添加劑，2003（5）：31-35.

［12］Vivas N，Saint Cricq de Gaulejac N，Glonries Y.Influence of SO2and ascorbic acid on the scavenger effect of tannins，measured on superoxide anion.Application to red wines［J］. Vitis Geilweilerhof，1997，36（2）：91-96.

［13］Vivas N，Vivas de Gaulejsc N，Nonier M F.Scavenging and antioxidant properties of different soluble compounds in hydroalcoholic media.Comparison with SO2efficiency［J］. Bulletin de l′OIV，2001，74（843）：331-347.

［14］Nato M，Ramarathnam N，Suzuki Y，et al.Varietal differences in the phenolic content and superoxide radical scavenging potential of wines from different sources［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1996，44（1）：37-41.

［15］李永山，張軍翔，郝笑云.葡萄酒陳釀過程中溶解氧變化研究［J］.食品與機械，2011（6）：64-66.

［16］康文懷，李華，秦玲.葡萄酒中溶解氧與酚類物質(zhì)的研究進展［J］.釀酒，2003（4）：44-46.

［17］Manzocco L，Mastrocola D，Nicoli M C.Chain-breaking and oxygen scavenging properties of wine as affected by some technological procedures［J］.Food Research International，1998，31（9）：673-678.

Exploration of Abandoning SO2in Grape Wine

HU Mingzhi
（Zhonghuang Chateau，Liping，Guizhou 557300，China）

The traditional view believes that SO2presents anti-bacterial&antioxidant activity in grape wine.That's why SO2is widely used in wine-making for a long time.However，the antioxidant activity of SO2was still unclear in previous research.Meanwhile，SO2had lots of negative effects on grape wine such as its irritant odor and its hazards to people's health.At present，artificial inoculation of wine yeast，increasing alcohol content in wine，and wine aging in stainless steel tank by oak chip micro-oxygen technology made it possible to abandon SO2in winemaking.（Trans.by YUE Yang）

grape wine；SO2；alcohol；anti-bacterial&antioxidant activity

TS262.6；TS261.4

A

1001-9286（2016）08-0076-03

10.13746/j.njkj.2016074

2016-03-04

優(yōu)先數(shù)字出版時間：2016-04-25；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160425.1618.021.html。