關(guān)于葡萄酒橡木桶透氧率的研究進(jìn)展

段文佳，史銘儡，孟佳敏，孫丙升，鄭 鑫，邵 麗，姜 華，鄢曉航，田德雨

(1.青島華東葡萄釀酒有限公司，山東青島266102；2.澳大利亞福萊克國際有限公司，維多利亞墨爾本3067)

天然橡木桶具有微小氣孔，可以使外界空氣中的氧氣緩慢地溶解到葡萄酒中，在有控制的狀態(tài)下起到適度氧化成熟的作用，因而橡木桶陳釀過程對于提升葡萄酒品質(zhì)具有積極作用[1]。然而，實(shí)際生產(chǎn)過程中對于陳釀過程中氧氣的溶解關(guān)注較少，且隨著溶氧檢測方法的更新，原有關(guān)于橡木桶透氧率的相關(guān)研究已不能滿足葡萄酒溶氧科學(xué)管理的需要。本文將從橡木桶透氧的主要途徑、橡木桶的透氧率主要影響因素等方面進(jìn)行綜述，以期為實(shí)際生產(chǎn)中橡木桶的選用與維護(hù)提供理論參考和科學(xué)指導(dǎo)。

1 橡木桶透氧率的相關(guān)報(bào)道

橡木桶并不是一個(gè)密閉的容器，葡萄酒在橡木桶中的陳釀也是一個(gè)與外界進(jìn)行交換的過程，且隨著酒窖溫度、相對濕度等儲存環(huán)境的不同，存放在不同橡木桶內(nèi)的葡萄酒每年會有4～10 L的蒸發(fā)損失[2]，同時(shí)外界空氣中氧氣也能進(jìn)入橡木桶作用于葡萄酒，因而需要定期進(jìn)行填桶操作。

關(guān)于橡木桶透氧率的報(bào)道最早見于1933年，Ribereau-Gayon等[3]使用液態(tài)二氧化硫填滿橡木桶，通過硫酸鹽的生成證實(shí)了橡木桶的透氧性，裝滿葡萄酒的橡木桶每年的透氧率為15～45 mg/L。2015年前，不少專家學(xué)者對于橡木桶的透氧率又陸續(xù)進(jìn)行了大量的研究與實(shí)驗(yàn)，相關(guān)研究結(jié)果顯示，對于新橡木桶而言，年透氧率的范圍為20～45 mg/L，而5年桶齡的法國橡木桶透氧率則為10 mg/L，新的法國橡木桶的透氧率為28 mg/L[4-7]。

2015年，Del Alamo-Sanza等[8]應(yīng)用溶氧探頭對4種類別的橡木桶進(jìn)行了長達(dá)一年的監(jiān)測，且為排除葡萄酒對于氧氣吸收的影響，橡木桶中盛放的是模擬葡萄酒溶液（水與酒精的混合液，pH3.3、酒精度15%vol）。研究結(jié)果表明，隨著陳釀時(shí)間的延長，橡木板濕度逐漸升高后趨于穩(wěn)定，橡木桶的透氧率呈下降趨勢，這證實(shí)了以往關(guān)于透氧率報(bào)道普遍過高，實(shí)驗(yàn)選用的細(xì)紋理的美國橡木桶實(shí)際年透氧率僅為11.62 mg/L，而細(xì)紋理法國橡木桶的年透氧率為8.18 mg/L。

2 橡木桶透氧率相關(guān)檢測方法

早期對于橡木桶透氧率的研究，主要是以整個(gè)橡木桶為研究對象，通過化學(xué)測定[3-4]、測氧探頭[5-6]（即傳感器）等方法對溶氧進(jìn)行監(jiān)測，相關(guān)研究監(jiān)測周期也不盡相同，如前文所述，關(guān)于橡木桶透氧率方面的數(shù)據(jù)報(bào)道并不一致。最新研究結(jié)果顯示，監(jiān)測的周期對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大，新桶使用2.5個(gè)月后，木材濕度逐漸達(dá)到飽和，透氧量可占到整年溶氧量的40%，而前4個(gè)月的透氧量為整年的50%[7]。橡木桶的透氧率呈現(xiàn)前期較高，后期逐步降低并趨于穩(wěn)定的趨勢，因而對于年透氧率的相關(guān)數(shù)據(jù)更應(yīng)該關(guān)注相關(guān)研究的實(shí)驗(yàn)周期。

另為排除桶內(nèi)負(fù)壓對溶氧的影響，近來相關(guān)學(xué)者將不同厚度橡木板材作為研究對象，采用美國材料和檢驗(yàn)學(xué)會（ASTM）、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）等組織透氧率的檢測方法，以橡木板為界膜分隔兩個(gè)空間，針對板材開展了透氧率的相關(guān)研究，通過測定一定面積的規(guī)定壓力下的空氣流量，評價(jià)不同厚度板材的空氣穿透性能[9-10]。此類研究對于橡木桶制造業(yè)具有一定的實(shí)際指導(dǎo)作用，便于從前端把控木材的透氧率，而不是僅以木材的紋理粗細(xì)作為參照對板材進(jìn)行篩選，有利于維持橡木桶透氧率的一致性。

3 橡木桶主要溶氧途徑

氧氣可通過木材、桶板縫隙及桶塞孔3條途徑進(jìn)入橡木桶。其中法國桶、美國桶溶氧途徑并不相同，美國橡木桶通過桶板縫隙、孔塞進(jìn)入的氧量占總?cè)苎趿康?0%，法國橡木桶通過木材進(jìn)入的氧量占總?cè)苎趿康?5%[11]。因而不同種類的板材其透氧性也存在差異，也是影響橡木桶透氧率的重要因素。

另外密封方式（如桶塞、桶塞孔的位置）對于橡木桶透氧率也有影響，硅膠塞雖具有良好的密封性，然而取決于酒窖的溫度和濕度，每年會有4～10 L的葡萄酒蒸發(fā)，用桶塞塞緊的橡木桶使木桶內(nèi)易產(chǎn)生負(fù)壓，而這種負(fù)壓真空狀態(tài)會增加溶氧量，且木板材浸透之后仍然具有透氣性。

4 影響橡木桶透氧率的主要因素

橡木桶板材的水分活度對于氧氣的擴(kuò)散具有顯著影響，與橡木中鞣酸單寧同氧氣的結(jié)合無關(guān)[12]。Del Alamo-Sanza等[8]的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了，橡木桶木板的濕度是影響其透氧性能的重要因素。由于氧氣的氣相擴(kuò)散系數(shù)要明顯高于其在液相的擴(kuò)散系數(shù)，因而干木材的透氧性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于濕木材[13]。盡管橡木桶板材浸透之后仍具有透氣性，但隨著桶齡的延長，其透氧率也隨著降低，主要原因就是橡木桶長時(shí)間使用后，其木材的濕度會逐漸達(dá)到飽和，透氣性能便會逐漸變差，另外葡萄酒在陳釀過程中析出的酒石酸鹽、色素、固體沉淀等物質(zhì)會在桶壁表面形成沉淀物，這些物質(zhì)侵入到木材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及桶板縫隙當(dāng)中，也會阻礙氧氣的進(jìn)入，進(jìn)一步降低橡木桶的透氧率。

橡木桶透氧率與樹木品種及產(chǎn)地也有關(guān)系。據(jù)相關(guān)研究，法國橡木桶板材較美國橡木桶板材擁有更高的透氧率，另外細(xì)紋理木材的透氧率也要高于粗紋理木材[14]。不同品種木材透氧率的差異性與木材微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，合適的管孔大小，可以保證一定的透氣性，保證外界空氣中氧氣的進(jìn)入[15]。而法國橡木桶、美國橡木桶選用的橡木木材中導(dǎo)管大小與浸填體數(shù)量明顯不同，且加工取材方式存在很大差異，這也是造成其透氧率不同的根本原因。

另外制桶工藝對于板材的透氧率也有顯著影響。據(jù)研究，經(jīng)烘烤后的橡木板的透氧率降低3～4.5倍，另外橡木桶的裝配過程及裝配后板隙的大小對其透氧率也有顯著影響，而對于板隙的控制目前在橡木桶生產(chǎn)領(lǐng)域仍無法實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化[10]。因而受制桶工藝的影響，板材制桶之后的透氧率會發(fā)生變化。而現(xiàn)有制桶工藝對于橡木桶的透氧率較難進(jìn)行科學(xué)控制，造成不同橡木桶的透氧率普遍存在個(gè)體差異，使得實(shí)際陳釀階段不同橡木桶中葡萄酒成熟進(jìn)度并不一致，不利于葡萄酒溶氧的科學(xué)管理。

5 展望

目前，傳統(tǒng)橡木桶制桶業(yè)主要以年輪紋理作為桶板篩選分級的主要參數(shù)，板材按年輪紋理分極密1～2 mm，細(xì)密2～4 mm，中等4～5 mm，疏材＞5 mm[16]。紋理雖是影響橡木桶透氧率的因素之一，但并不是反映板材透氧率的單一指標(biāo)，不能科學(xué)反映板材透氧率的異同，僅以紋理作為指標(biāo)對板材進(jìn)行分級，不利于橡木桶透氧率的科學(xué)控制。而現(xiàn)階段，傳統(tǒng)制桶業(yè)仍主要沿用手工制造工藝，對于橡木桶透氧率的異同尚未引起足夠重視，亟待制定以透氧率為指標(biāo)的板材篩分標(biāo)準(zhǔn)及橡木桶透氧率分級標(biāo)準(zhǔn)，并通過合理的標(biāo)準(zhǔn)化制桶工藝科學(xué)控制成品橡木桶的透氧率。由此才能保證葡萄酒在橡木桶陳釀過程中透氧率的一致性，從而達(dá)到科學(xué)陳釀的目的。