谷胱甘肽的添加對(duì)干白葡萄酒的影響

梁曉芳，王浩燃，宋春華，牟建樓，馬艷莉，王 頡

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，河北保定071000）

白葡萄酒酒體清澈透明，氣味清爽，酒香濃郁，營養(yǎng)豐富。葡萄酒中含有抗氧化成分和豐富的酚類化合物，可防止動(dòng)脈硬化和血小板凝結(jié)，保護(hù)并維持心腦血管系統(tǒng)的正常生理機(jī)能，起到保護(hù)心臟、防止中風(fēng)的作用。大多數(shù)白葡萄酒的氧化腐敗已成為葡萄酒行業(yè)眾所周知的問題。白葡萄酒對(duì)氧氣暴露敏感，這會(huì)導(dǎo)致其特征性香氣的喪失，非典型老化特征的發(fā)展以及顏色的變化[1]。酚類物質(zhì)，特別是鄰苯酚，是葡萄酒氧化褐變的原因[2]。褐變可能是酶促氧化的結(jié)果，這種氧化大多數(shù)都發(fā)生在葡萄酒釀造過程中，而非酶促氧化主要發(fā)生在葡萄酒陳釀過程中[3]。

SO2在葡萄酒中作為抗氧化劑，主要作用是有效地裂解過氧化氫和鄰醌類化合物，SO2還可以與羰基化合物，特別是乙醛形成加合物[4]。亞硫酸鹽被認(rèn)為是控制葡萄酒中氧化反應(yīng)的有效試劑，但是它們有毒并且具有過敏性[5]。因此，亞硫酸鹽含量較低的葡萄酒被尋求健康飲食的消費(fèi)者所接受，一些葡萄酒生產(chǎn)商試圖減少SO2在葡萄酒釀造中的使用。盡管完全消除SO2是不可行的，但可以尋找SO2的替代物，以減少 SO2的使用[6]。

谷胱甘肽（GSH）是一種由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸組成的三肽，它天然存在于許多動(dòng)植物和微生物中。半胱氨酸的巰基是其生物化學(xué)性質(zhì)以防止氧化的位點(diǎn)[7-9]。GSH的主要功能可以概括為抗氧化劑、免疫力增強(qiáng)劑和解毒劑[10]。在活體組織中，GSH在生物還原、抗氧化應(yīng)激、異生素和內(nèi)源性毒性代謝物解毒，酶活性以及硫和氮代謝中起關(guān)鍵作用[11]。因此它被認(rèn)為是一個(gè)強(qiáng)大的、多功能的、重要的自我防御分子。GSH的添加可以允許在葡萄酒中使用較低劑量的SO2，并且與SO2相比，GSH可以在氧化過程中捕獲鄰醌，限制褐變色素的數(shù)量[12-13]。此外，GSH對(duì)白葡萄酒的保護(hù)作用也被證明可以防止某些酚類、酯類和萜類化合物的損失。當(dāng)GSH存在時(shí)，在酒的貯存陳釀過程中由氧化過程中形成的醌與其反應(yīng)，在沒有足夠量的GSH的情況下，醌類與其他酚類化合物反應(yīng)，并且該反應(yīng)可以導(dǎo)致形成新的聚合物和更大結(jié)構(gòu)的單寧，并隨之改變葡萄酒感官特性，因?yàn)檫@些酚類、酯類和萜類化合物是白葡萄酒中令人愉快的花香和果味的重要貢獻(xiàn)者[14-15]。

本實(shí)驗(yàn)將GSH添加到干白葡萄酒中，并放于50℃的環(huán)境條件下對(duì)其進(jìn)行加速氧化，每周測(cè)定葡萄酒中的各理化指標(biāo)、顏色和單體酚的含量，與未添加GSH的酒樣對(duì)比，以探究GSH對(duì)干白葡萄酒的影響。為白葡萄酒的儲(chǔ)存提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

干白葡萄酒：2017年釀造的龍眼干白葡萄酒原酒，由河北懷來貴族莊園提供。葡萄酒的酒精度為12%vol，總酸為7.11 g/L，pH值為3.63，還原糖為0.18 g/L。

試劑及耗材：NaOH、葡萄糖、Na2CO3、福林酚、冰乙酸等，均為分析純，保定萬科試劑公司；乙腈、甲醇，均為色譜純，上?？泼軞W公司；沒食子酸、原兒茶酸、兒茶素、香草酸、丁香酸、香豆酸、丁香醛、阿魏酸、愈創(chuàng)木酚、苯甲酸、水楊酸、槲皮素，美國Sigma公司。

儀器設(shè)備：數(shù)字折光儀，日本ATAGO公司；色彩色差計(jì)（CR-400型），柯尼卡美能達(dá)公司；高效液相色譜儀（2489紫外檢測(cè)器、自動(dòng)進(jìn)樣器、CLASSVP工作站），美國Waters公司；超聲波脫氣機(jī)，寧波新芝生物科技股份有限公司；薄膜旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 酒樣的處理

準(zhǔn)確稱取30 mg GSH標(biāo)準(zhǔn)品添加到1.5 L白葡萄酒樣中，分裝成3瓶，每瓶500 mL；另取3瓶500 mL的酒樣不添加GSH作為對(duì)照。將6瓶酒樣置于50℃的恒溫箱中保存，每7天取樣1次用于各種指標(biāo)的測(cè)定。

1.2.2 基本理化指標(biāo)的測(cè)定

pH值的測(cè)定采用pH計(jì)法；可溶性固形物的測(cè)定采用折光儀法；總酸的測(cè)定采用NaOH滴定法；還原糖的測(cè)定采用DNS法。

1.2.3 色差的測(cè)定

利用色差計(jì)測(cè)定酒樣的L*值、a*值和b*值。其中，L*值代表明亮度（L*=0表示黑色，L*=100表示白色）；a*值為紅綠參數(shù)（+為紅，-為綠）；b*值為黃藍(lán)參數(shù)（+為黃，-為藍(lán)）[16-17]。試驗(yàn)重復(fù)3次，在自然光下對(duì)酒樣進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4 酚類物質(zhì)的測(cè)定

1.2.4.1 總酚的測(cè)定

采用福林酚比色法。

1.2.4.2 單體酚的測(cè)定

取10 mL酒樣用10 mL乙酸乙酯萃取3次，合并有機(jī)相，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至干后，殘?jiān)苡? mL色譜甲醇中，置于-20℃下避光保存，待液相色譜分析用。液相色譜分析參照侯麗娟[18-19]的方法。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值，試驗(yàn)結(jié)果以X±SD表示。采用Origin 8.6或SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及方差分析，并用ANOVA和鄧肯氏多重差異分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本理化指標(biāo)的變化

隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，葡萄酒中各理化指標(biāo)的變化見表1?？扇苄怨绦挝锏暮侩S時(shí)間的延長(zhǎng)而略有減少，但在未添加GSH和添加GSH的酒樣中差別不顯著。在未添加GSH的酒樣和添加了GSH的酒樣中，還原糖的含量均隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，這說明GSH對(duì)還原糖的影響非常小。在添加和未添加GSH的酒樣中，pH值隨儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)變化不大?？偹岬暮侩S著時(shí)間的延長(zhǎng)而略微增大，但在添加GSH后會(huì)使酒樣中的總酸明顯降低，可能是GSH與酒樣中的有機(jī)酸發(fā)生了反應(yīng)，消耗了部分酸或抑制了醇類和醛類氧化成酸。對(duì)于酒樣的pH值與總酸的關(guān)系為：葡萄酒中的酸類物質(zhì)主要由有機(jī)酸構(gòu)成，即來源于葡萄的酒石酸、蘋果酸、檸檬酸和來源于工藝過程的琥珀酸、乳酸、醋酸，其大部分以游離狀態(tài)存在，少數(shù)以鹽類形式存在。葡萄酒的總酸是指葡萄酒中游離酸的總量，即可滴定酸，此概念并未直接表示出葡萄酒中某種酸的酸度強(qiáng)弱，只是說明了某種酸的存在狀態(tài)。而pH值是氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)，它則表示了氫離子的實(shí)際濃度。葡萄酒中的有機(jī)酸均屬于有機(jī)弱酸，各自離解氫離子的能力有所不同，所以葡萄酒的pH值取決于各種有機(jī)酸的性質(zhì)、相對(duì)含量以及葡萄酒的狀態(tài)等因素[20]。

表1 GSH對(duì)白葡萄酒理化指標(biāo)的影響

2.2 色差的變化

干白葡萄酒的顏色是一項(xiàng)重要感官指標(biāo)，它影響著消費(fèi)者的接受程度。影響干白葡萄酒顏色的因素很多，當(dāng)干白葡萄酒在溫暖的條件下接觸氧氣（空氣）時(shí)，就會(huì)被氧化，其結(jié)果是酒的顏色變深。葡萄酒一旦被氧化，對(duì)酒質(zhì)的損害是無法修復(fù)的，因?yàn)檠趸€原反應(yīng)是不可逆的。隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，酒樣的顏色逐漸由淺黃色變?yōu)辄S褐色，表現(xiàn)為色差L*值的下降，a*值和b*值的上升，見圖1至圖3。添加了GSH的酒樣各值都比未添加GSH的酒樣的值變化趨勢(shì)小，最終顏色淺?？梢奊SH可以降低酒樣顏色變化速率，對(duì)干白葡萄酒的顏色有一定的保護(hù)作用。

圖1 L*值隨時(shí)間的變化

2.3 酚類物質(zhì)的變化（圖3）

2.3.1 總酚的變化

葡萄酒中酚類物質(zhì)是指分子結(jié)構(gòu)中含有酚官能團(tuán)的一類化合物。酚類物質(zhì)是葡萄酒中重要的組成成分，它不僅貢獻(xiàn)酒的感官特性，如顏色、風(fēng)味、收斂性等，而且還具有重要的抗氧化性，作用機(jī)理包括清除自由基和與金屬的鰲合作用[21-22]。總酚的變化見圖4，酒樣中的總酚含量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而減少，在未添加GSH的酒樣中減少得更多。酚類物質(zhì)易氧化，GSH的添加保護(hù)了酚類物質(zhì)，防止其被氧化。

圖2 a*值隨時(shí)間的變化

圖3 b*值隨時(shí)間的變化

圖4 總酚含量隨時(shí)間的變化

2.3.2 單體酚的變化

葡萄酒中單體酚種類繁多,包括黃烷醇類、黃酮醇類、羥基肉桂酸類等,具有多種生物活性,是重要的天然產(chǎn)物之一。此處只對(duì)在葡萄酒中含量高且具有代表性的幾種不同類的單體酚做分析。

2.3.2.1 黃烷醇類

黃烷醇類是葡萄酒中含量最豐富的一類酚，會(huì)帶給葡萄酒苦味和結(jié)構(gòu)感，在釀酒期間通過葡萄籽和皮渣的浸漬而進(jìn)入葡萄酒中[23]。兒茶素是一種典型的黃烷醇類酚[24]。兒茶素在酒樣中的變化見圖5。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，兒茶素含量逐漸降低，未添加GSH的酒樣中兒茶素降低的速率比添加GSH的酒樣快。

圖5 兒茶素含量變化

2.3.2.2 黃酮醇類

葡萄酒中的花色苷會(huì)與黃酮醇結(jié)合，賦予葡萄酒藍(lán)紫色和橙黃色色調(diào)。槲皮素屬于黃酮醇中的一種，據(jù)研究，與其他類黃酮醇相比槲皮素對(duì)葡萄酒有較好的輔色效果[25]。槲皮素在酒樣中的變化見圖6。在添加與未添加GSH的酒樣中槲皮素的含量均隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。槲皮素含量的降低也可能是酒樣顏色變深的一個(gè)原因。

2.3.2.3 羥基肉桂酸類

葡萄果實(shí)中20%～25%的酚酸都是以游離態(tài)的形式存在，其中羥基肉桂酸衍生物是含量最高的一類，它們對(duì)葡萄酒的氧化變色起重要作用。一些基本的花色苷通過乙?；?、咖啡?；跋愣辊；饔眯纬筛嗟幕ㄉ誟26]，通過一系列反應(yīng)，最終生成結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的吡喃花色苷和聚合色素，使葡萄酒的顏色發(fā)生變化[27]。香豆酸在酒樣中的變化見圖7。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，香豆酸的含量會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)先緩慢上升而后再下降。未添加GSH的酒樣中香豆酸的含量會(huì)先下降，且下降幅度比較大。酒樣中香豆酸的含量增加可能是一些復(fù)雜的大分子物質(zhì)分解的結(jié)果，分解后的香豆酸又被氧化所以含量之后又降低了。酒樣中的GSH會(huì)先被氧化，所以添加了GSH的酒樣中香豆酸的含量比較高。

圖6 槲皮素含量變化

圖7 香豆酸含量變化

3 結(jié)論

本研究通過在干白葡萄酒中添加GSH探究GSH對(duì)干白葡萄酒的影響。在高溫加速干白葡萄酒氧化的條件下，酒樣中可溶性固形物和還原糖含量降低，pH值變化不顯著，總酸含量升高，在酒中添加GSH對(duì)酒的基本理化指標(biāo)影響不大，但對(duì)總酸影響顯著；GSH可以保護(hù)干白葡萄酒的顏色，延緩干白葡萄酒的顏色變深的趨勢(shì)；GSH對(duì)酒中總酚含量有較大的影響，盡管與黃烷醇類、黃酮醇類和羥基肉桂酸類的酚發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)各不相同，但能夠有效地減緩酚類物質(zhì)的減少，延長(zhǎng)干白葡萄酒的存放時(shí)間。