葡萄酒產生苦味的影響因素

劉宗昭，盧丕超，王曉軍，張如意，黨國芳，談明東

（1.新疆中信國安葡萄酒業(yè)有限公司，新疆瑪納斯 832200；2.新疆釀酒葡萄與葡萄酒工程技術研究中心，新疆瑪納斯 832200）

隨著人們生活水平的提高，葡萄與葡萄酒在我國快速興起，據(jù)中國統(tǒng)計年鑒（2016）統(tǒng)計，我國葡萄的總產量從2000 年的328.17 萬t 增加到2016 年的1374.5 萬t，其中2016 年葡萄產量約占我國水果總產量的5 %，僅次于蘋果、柑桔和梨。在葡萄與葡萄酒產業(yè)快速發(fā)展的同時，消費者對葡萄延伸產品品質的要求也越來越高，葡萄酒苦味問題也變得日益突出。特別是在我國，苦味較重的葡萄酒難以被大部分消費者接受，嚴重阻礙了葡萄酒的發(fā)展。

苦味與酸、甜、咸味一樣屬于味覺，是啤酒、黃酒以及某些果酒特有的屬性之一[1]。在紅葡萄酒中較低的苦味會增加酒體的復雜性[2]，但過重的苦澀味將嚴重影響酒的質量，破壞酒體的平衡[3]；而在白葡萄酒中由于較低的單寧含量，一旦苦味稍強就會嚴重影響葡萄酒的質量并掩蓋其品種特性。目前我國食品中的苦味研究主要集中于柑桔類果汁、茶葉以及啤酒中，在葡萄與葡萄酒中苦味研究很少有相關文獻進行報道。為了更好的了解葡萄與葡萄酒中的苦味影響因素、合理的控制葡萄酒的苦味強度、釀造優(yōu)質葡萄酒，本文從苦味產生機理以及葡萄酒中的苦味物質、苦味影響因素、苦味分析方法和脫苦工藝5 個方面進行了概述，最終以期為促進葡萄與葡萄酒產業(yè)的發(fā)展提供部分理論依據(jù)。

1 苦味產生的機制

通常在描述味感時我們會將苦、澀味聯(lián)系在一起，但苦味不同于澀感，是一種感覺效應。苦味是指苦味物質被味蕾細胞上的苦味受體化學物質識別后產生電化學信號，進一步通過神經元傳遞至大腦味覺區(qū)域形成味感[4]。

舌的輪廓乳頭、葉狀乳頭和菌狀乳頭均分布有苦味受體細胞，每個細胞中含有多種苦味受體（T2Rs）[5]?？辔段镔|與苦味受體T2Rs 結合，之后借助于胞內信使，使味覺細胞膜去極化，引發(fā)神經突觸后興奮，興奮信號沿面神經、舌咽神經傳遞后，抵達味覺中樞，最終通過神經中樞整合產生苦味感知[6]。

目前研究發(fā)現(xiàn)，苦味物質有很多種化學結構存在，而不同類型的苦味化合物與苦味受體結合會產生類似的苦味。

2 葡萄酒中的苦味物質

大多數(shù)食品與飲料都帶有苦味，如一些堅果、茶、咖啡、黑巧克力以及啤酒等，在葡萄酒中，酚類或者多酚類物質會產生苦味，且他們的苦味常常與澀味（收斂性）相結合，但并不是所有的酚類物質都具有苦味。在紅葡萄酒中，含有大量的多酚類物質，其苦味的物質來源主要是由黃烷-3-醇及其衍生物引起的[7]，還包括黃酮醇、羥基肉桂酸和苯甲酸衍生物等物質。在白葡萄酒中酚類物質含量極少，但能明顯的增強苦味。葡萄酒中的苦味物質還包含有許多其他的化學成分。丁涌波等[8]通過研究花椒精油的苦味成分發(fā)現(xiàn)，苦味可能是某些微量成分，或者微量成分之間以及微量成分與主成分之間的相互作用引起的。

2.1 酚類物質

酚類物質是一類大而復雜的化合物，對葡萄酒的感官特征和品質極其重要[9]。在葡萄酒中多酚類物質主要分為非類黃酮類和類黃酮兩種[10]。目前針對酚類物質與苦味強度的關系觀點不一，Peleg等[11]通過研究表明：表兒茶素比兒茶素苦味強，兩者的苦味都強于原花青素三聚體；然而，Hufnagel等[7]隨后又進行了類似的實驗，結果表明，原花青素二聚體和三聚體的苦味強度要高于表兒茶素和兒茶素；此外，張英娜[12]在研究綠茶茶湯主要兒茶素呈味特性中發(fā)現(xiàn)兒茶素與表兒茶素苦味閾值均為860 μmol/L。一般來說，少數(shù)研究學者認為在葡萄酒中多酚的苦味隨著分子量的增加而增加[7，13]，但是更多學者研究認為酚類化合物的分子量越大，苦味強度越低，特別是單體酚類物質苦味更強[14]。

2.1.1 類黃酮

類黃酮化合物按照苯環(huán)上取代基的不同可分為黃酮醇、黃酮、異黃酮、花色素以及黃烷醇等[15]。葡萄酒中存在的類黃酮物質主要是黃酮醇與黃烷醇（兒茶素），紅葡萄酒中還包含花色苷等物質[16]，其中兒茶素可與無色花色素聚合生成原花色素（即縮合單寧）。

研究發(fā)現(xiàn)類黃酮類中的黃烷醇可以與舌頭上的苦味受體結合產生苦味刺激[7]，Gawel 等[17]通過研究白葡萄酒苦味與口感發(fā)現(xiàn)苦味與黃烷醇顯著相關，試驗證明黃酮醇對葡萄酒中苦味的貢獻極強，總羥基肉桂酸及其衍生物與苦味強度之間也呈正相關，但是由于黃烷醇與黃酮醇之間存在顯著相關性，因此黃烷醇對苦味強度的貢獻有待進一步探究。其中，張英娜發(fā)現(xiàn)茶湯苦味主要強度由兒茶素含量決定[12]。在酸度較低的葡萄酒中通常還存在一些苦味單寧，雖然單寧的苦味在微酸或中性溶液中表現(xiàn)突出，但在葡萄酒的酸度條件下，單寧的苦味不純，常與澀味混淆，常常表現(xiàn)為苦澀味（收斂性）為主，甚至苦味被澀味所掩蓋[18]。

類黃酮可以自由存在，也可以同其他的類黃酮、糖、非類黃酮發(fā)生聚合反應，以糖苷或?；苌锏男问酱嬖赱19]，有些專家認為麝香型芳香品種的苦味物質來源可能還包括一些萜烯糖苷類物質，但沒有明顯證據(jù)。

2.1.2 非類黃酮類

非類黃酮類物質結構簡單，在不經橡木桶陳釀的葡萄酒中，主要的非類黃酮類物質是羥基肉桂酸和羥基苯甲酸及其衍生物[20]，包括：對羥基苯甲酸、香草酸、沒食子酸。研究表明，向葡萄酒中加入某些單一的或者是混合酸時，如：咖啡酸（120 mg/L）、香豆酸（30 mg/L）及它們的混合物，對葡萄酒的口感并沒有產生影響[13]。

2.2 高級醇

高級醇是指除乙醇以外的，具有3 個碳原子以上的一元醇類，如：正丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇等。異丁醇、酪醇的苦味持久性強，且閾值較低，其香味卻十分柔和。在白酒與啤酒中，適量的高級醇會增加酒本身獨特風味，過高的高級醇含量會嚴重影響其口感，產生令人不愉快的苦味[21]。葡萄酒中高級醇的濃度通常低于其閾值，故一般認為高級醇對酒苦味影響甚微。但在白葡萄酒中，黃平[22]研究發(fā)現(xiàn)苦味與異戊醇含量高和正丙醇含量偏少有關，且正丙醇、正丁醇的苦味強度較低，在酒中當正丙醇含量高于111 mg/L 時，酒體醇厚感明顯增強，異戊醇香氣獨特，其在含量200 mg/L就能賦予葡萄酒以強烈的苦味[22]。

2.3 氨基酸

氨基酸指含有氨基和羧基的一類有機化合物的通稱，按照旋光性的不同可以分為D 型和L 型。大多數(shù)天然氨基酸都是L 型氨基酸，常常帶有酸、甜、苦、咸4 種不同的味感，其中部分L 型氨基酸帶有苦味。葡萄酒中較為常見的苦味氨基酸主要有組氨酸、精氨酸、酪氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、以及亮氨酸等[23]。由于氨基酸的濃度差辨別閾值（以閾值的5～10 倍濃度，改變濃度比例至可以清晰地辨別呈味強弱，以%表示）、刺激閾值都比較大，因此苦味氨基酸在葡萄酒中對苦味的貢獻度往往較小。

2.4 多肽

研究表明，疏水氨基酸的種類、結構、排列順序等都會不同程度的影響肽的苦味強度[24]。肽的苦味強度與疏水氨基酸的含量呈正相關[25]，與肽的分子量大小顯著相關，如大豆蛋白的分子量只有在1000 Da 時，才會產生苦味。葡萄酒中的多肽組成十分復雜，能在一定程度影響葡萄酒的口感和香氣。小分子多肽，是葡萄酒中的營養(yǎng)成分、功能性物質或葡萄酒的風味物質[26]，對葡萄酒感官、風味復雜性和多樣性有顯著影響[27]。不同組分的多肽物質對葡萄酒的感官影響也略有不同[50]，其中含有苯丙氨酸、酪氨酸和亮氨酸的多肽是葡萄酒苦味的主要來源。

2.5 醛類物質

醛類是葡萄酒芳香類物質中的重要組分，其中已有研究表明糠醛、二乙基烯醛、丁烯醛等苦味極重[28]，且在H2SO3、O2作用下乙醇會被轉化為乙醛（尤其是在白葡萄酒釀造過程中），乙醛的產生會使葡萄酒聞起來帶有刺鼻的氣味，且嘗起來略苦[29]。

3 葡萄酒中苦味的影響因素

葡萄酒的苦味不僅僅是由酒中的化學物質直接產生的，酒中一些成分之間的相互作用對酒的苦味也有很大的影響，包括酒精度。

3.1 酒精度

酒精對葡萄酒的口感具有雙重影響[30]，一方面，當酒精含量較低時，酒精本身的甜味以及它具有可明顯增強糖類甜味的特性；另一方面，酒精含量過高時會表現(xiàn)出強烈的酒精味，引起強烈的熱感，增加令人不適的苛性感和苦感，并掩蓋和抑制酚類物質引起的澀感[31]。Sokolowsky[32]研究發(fā)現(xiàn)，酒精度增加3 %vol 可以將酒中的苦味增大50 %，而向酒中添加1400 mg/L的兒茶素僅僅將原來的苦味強度提高了28%。Arnold 等[13]發(fā)現(xiàn)，在用兒茶素或者單寧酸作為酚類刺激物的干白模擬酒中，隨著酒精度的增加，6 %vol 和7 %vol，苦味達到最大強度的時間點、最大強度值、苦味的持續(xù)時間以及時間-強度曲線下的面積都顯示出明顯的增大。Gawel[17]發(fā)現(xiàn)，乙醇與白葡萄酒中的其他物質相互作用會使白葡萄酒的苦味增加。此外Gawel 等[17]研究表明，酒精不僅會加強苦味，其本身也會引起一定程度的苦味。

3.2 糖、酸

葡萄酒的味感大部分決定于甜味、酸味以及苦味之間的平衡[18]。通過分析研究表明，果糖能顯著地降低酒中的苦味強度和縮短苦味的持續(xù)時間[32]。與葡萄酒pH 值和乙醇濃度相比，多糖對口感影響較小，中等分子量的多糖主要影響澀感和黏度的差異[33]。

3.3 環(huán)境

葡萄酒的苦味強弱程度還與品嘗時的環(huán)境有關，如溫度、濕度以及品嘗員的身體狀態(tài)。另外，苦味強度與葡萄酒在口腔中停留的時間長短有著密切的關系，時間越長，苦味疊加效應越明顯。同時唾液的流速也能影響到葡萄酒的苦味強度。當唾液的流動速率較低時，人體的感官需更長的時間才能感知到苦味的最大強度；并且，唾液流速低的人會比流速高的人苦味持續(xù)的時間更久。

3.4 揮發(fā)性物質

葡萄酒中含有的揮發(fā)性物質也能夠影響苦味強弱。隨著葡萄酒中揮發(fā)性物質含量的增加，葡萄酒苦味的持久度減小，其中水果類香氣的增加會明顯的降低酒的苦味[34]。此外，陳勇等[35]通過分析荔枝酒的芳香類物質、多肽以及氨基酸對苦味的綜合表現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，芳香類化合物是引起荔枝酒苦味的主要原因。

3.5 其他因素

有些白色葡萄品種本身會帶有一定的苦味，如：瓊瑤漿、瑪珊和瑚珊。這些品種釀造的葡萄酒要比一般品種（霞多麗、長相思）釀造的葡萄酒苦味更強，且強度超出了葡萄本身酚類物質含量所能達到的苦味，但這些苦感，并沒有帶來不悅，而給葡萄酒帶來了特別的韻味。釀造過程中，一些不當?shù)姆绞揭矔鹂辔兜募訌?，如：壓榨力度過高，浸漬時間過長，以及重復品嘗葡萄酒的疊加效應等等。葡萄酒中的微生物對酒的苦味強度也有一定的影響，被苦味病菌侵染后的山葡萄酒苦味增強，是因為苦味菌一般為多桿菌，能分解葡萄酒中的甘油成丙烯醛或沒食子酸乙酯，這些物質通常會使得葡萄酒帶有苦味[36]。葡萄酒的酒齡及陳釀方式也會一定程度的影響葡萄酒的苦味。一般來說，酒齡越短的葡萄酒其苦感越明顯，其主要與單寧有關，葡萄酒越年輕，其單寧就越尖銳強硬，以致在口中苦感明顯；但經過陳釀，酒中單寧變得柔化、圓滑，甚至收縮，這種硬澀的苦感會越來越減弱。經過橡木桶陳釀的葡萄酒，通常會產生苦感[37]，主要因為橡木桶本身或多或少會帶有鞣花單寧（ellagitannin）；如果橡木桶烘烤過重，或者與酒體不符，會使酒中產生濃烈的煙熏味、燒烤味，這些氣味均會增加酒中的苦感。

4 葡萄酒苦味強度評價方法

關于苦味強度的分析方法多種多樣，隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，苦味評價方法呈現(xiàn)出從主觀到客觀、體內到體外、定性到定量、傳統(tǒng)到現(xiàn)代化、自動化的前進趨勢[38]。

4.1 感官評價——苦味強度標度法

苦味強度標度法是目前較為常見的葡萄酒苦味評價方法：即首先用硫酸奎寧溶液對品嘗小組成員進行苦味量化與培訓，再對酒樣進行苦味定量分析，以標準溶液為參照對象，在直線上標出相應位置，最終確定苦味強度[17]。該方法操作簡單、評價結果直觀，但是由于個人主觀原因以及試驗條件的限制，測量結果存在較大誤差。

4.2 儀器分析——電子舌法

電子舌法是電化學與計算機模型結合的一種方法，這種方法主要通過分析已知的苦味物質在體系中物理化學性質的變化來評價其苦味強度[39]。與傳統(tǒng)的人工感官法、化學檢測法相比，電子舌具有客觀性、快捷無損、準確、重復性好等優(yōu)點，已成功應用于白酒、黃酒、葡萄酒、果酒以及飲料等產品的質量檢測中[40]。但它實際感知的是苦味溶液離子強度、電信號等物理性質的變化，不能真正反映苦味的生理過程[41]。

4.3 其他方法

在苦味的產生機制中，鈣離子從內質網釋放到細胞質的過程是引起苦味感知的一個關鍵步驟。因此基于熒光技術的鈣離子成像技術被引入并做為一種評估苦味的技術方法[42]。具體方法是使用苦味物質刺激制備好的含有苦味受體的細胞膜，并采用限制性膀蛋白酶、SDS-PAGEW 及免疫印記方法檢測，同時通過放射顯影圖來定量G蛋白的活化程度，得到量效曲線，從而評價出不同苦味物質的強度[43]。

目前用于苦味測量的還有鈣敏感受體法(CaSR 方法)[44]是以細胞作為主體，不需要考慮到測試樣品的安全性，一旦方法成熟，可以對測試樣品進行大量實驗評價的方法，但該方法受到細胞自身條件（表達能力）的限制，如苦味有20 多種受體，在細胞上很難實現(xiàn)眾多受體同時表達，這就需要分別培養(yǎng)表達不同受體的細胞，同時質粒的轉染及細胞的培養(yǎng)也是一項繁瑣的工作，需要耗費很大的財力和物力。盡管苦味分析技術近些年來發(fā)展很快，但是其在葡萄酒中尋找一種方便、簡潔并精確的方法技術仍舊備受期待。

5 葡萄酒脫苦技術

果汁中脫苦技術繁多，最常見的主要有吸附脫苦法、酶脫苦法、掩蔽脫苦法以及膜過濾（超濾）法。其中，樹脂吸附脫苦法是目前果汁生產中最常用的脫苦方法；酶脫苦法是比較理想的脫苦方法，具有不破壞果汁中的營養(yǎng)成分和風味，效果好，成本低等特點[45]，陳銘中等[46]通過對發(fā)酵青梅酒脫苦工藝優(yōu)化發(fā)現(xiàn)，苦杏仁甙酶法脫苦法能夠較好的脫除青梅酒中的苦味。然而，酶法脫苦還主要停留在實驗室階段，成品酶或菌種的篩選及培養(yǎng)的問題亟待解決[47]。添加苦味抑制劑法（苦味掩蔽法）也是生產上比較實用的一種方法，常用的抑制劑有蔗糖、新地奧明、β-環(huán)糊精等。楊意成[48]在研究綠茶飲料苦澀味中發(fā)現(xiàn)β-環(huán)糊精在0.4 %～0.6 %時能夠有效地降低茶湯的苦澀味，并且不會造成茶湯中兒茶素類和黃酮類物質等有效成分的損失。膜過濾（超濾）法是一項新興、節(jié)能的脫苦方法，研究發(fā)現(xiàn)超濾法能夠有效的脫除葡萄酒[49]中的苦澀味物質，改善葡萄酒的口感。目前脫苦技術主要用于柑桔果汁[50]及柑桔類酒中，有關葡萄酒的脫苦技術相關報道較少。此外，一些新的脫苦方法，如：代謝法脫苦、超臨界CO2脫苦、加熱脫苦和基因工程脫苦等（左安連，2008）逐漸被用于果汁脫苦工藝中，而關于這些方法是否適用于葡萄酒中還有待進一步的研究探討。

6 展望

近幾年，隨著國內葡萄與葡萄酒產業(yè)快速發(fā)展，葡萄酒中的苦味問題逐漸被人們所重視?？?，在葡萄酒中是必不可少的，但它需要與酒中其他味覺物質共同維持味感的平衡。一款優(yōu)質的葡萄酒需要合理的控制其苦味強度，即保持其較好的醇厚感，又不引起味感的失衡。因此在葡萄酒釀造過程中如何確保葡萄酒味感（酸、甜、苦澀）的平衡至關重要。

迄今為止，在葡萄酒中大部分苦味研究仍完全依靠感官的方法，具有很大強度的主觀性與個體差異性。隨著體外分析方法的發(fā)展，苦味產生的機理也逐漸被人們所認知，苦味產生的機制通常被認為是苦味物質與苦味受體蛋白結合而產生的。但也有部分學者發(fā)現(xiàn)，有些苦味物質并不能與苦味蛋白結合卻仍可以產生較強的苦味。在葡萄酒中特有的苦味物質產生苦味的機制仍需進一步研究。

使葡萄酒產生苦味的物質很多，紅葡萄酒中的主導因子是單寧，而白葡萄酒中還包含有許多其他的物質。在不同品種的葡萄酒中主要苦味物質與苦味物質的貢獻度有待進一步分析。另外，在葡萄釀造及儲藏的整個過程中還有許多其他的因素也會使葡萄酒的苦味增強，如果皮浸漬、橡木桶陳釀等。因此，我們需要進一步的確定引起葡萄酒苦味的主要因素，然后在此基礎上弄清楚這些物質是如何在口腔中反應最終產生苦味。通過這些理論知識，旨在研究出一種減弱甚至去除葡萄酒中不良苦味的方法，從而釀造出品質優(yōu)良的葡萄酒。