不同透氧率的瓶塞對瓶儲兩年葡萄酒感官品質(zhì)的影響

張予林，翁皎潔，蘭 天，王 悅，李嘉寧，李彩虹，王云霞，孫翔宇，5

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 葡萄酒學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100；3.寧夏農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所，寧夏 銀川 750002；4.銀川市綠化養(yǎng)護(hù)管理站，寧夏 銀川 750002；5.中國葡萄酒產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，寧夏 銀川 750021）

適量的氧處理有助于葡萄酒的顏色、香氣及口感的發(fā)展，而過量的氧氣則會使葡萄酒感官質(zhì)量下降[1]。因此在葡萄酒陳釀、儲運(yùn)及貨架期氧的管理具有十分重要的作用。微氧條件對單寧的影響顯著[2]，在紅葡萄酒陳釀成熟過程中，單寧發(fā)生的顯著變化會對葡萄酒的顏色及口感產(chǎn)生影響[3]。葡萄酒不斷發(fā)展，各種各樣的包裝方式相繼出現(xiàn)，但瓶裝依然是其主要的包裝方式[4]。裝瓶過程中，不同的瓶塞對葡萄酒影響巨大[5]。葡萄酒瓶塞的種類大致分為三類：軟木類瓶塞（包括天然塞、復(fù)合塞和人工合成塞）、螺旋蓋、玻璃塞[4]。葡萄酒裝瓶后，不同瓶塞的透氧率直接影響了瓶內(nèi)的微氧環(huán)境，故對葡萄酒陳釀過程的影響不同[6]。目前，已有少數(shù)研究證實(shí)了不同透氧率的瓶塞會對葡萄酒的品質(zhì)產(chǎn)生影響[7-8]，但仍缺乏系統(tǒng)的研究。

本研究旨在探索葡萄酒瓶儲期間不同透氧率瓶塞（經(jīng)典、至尊500和至尊300）對葡萄酒感官品質(zhì)的影響，分別對葡萄酒的色澤、花色苷、揮發(fā)性香氣物質(zhì)及感官品質(zhì)的變化進(jìn)行評估，以期為葡萄酒存儲過程中微氧環(huán)境的控制提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 實(shí)驗(yàn)酒樣

本實(shí)驗(yàn)所用葡萄酒樣品：寧夏銀川中糧長城云漠酒莊。

灌裝要求：在灌裝前，技術(shù)人員對灌裝線進(jìn)行檢測，檢測項(xiàng)目包括：裝瓶總氧含量監(jiān)測、打塞調(diào)整、真空設(shè)備/惰性氣體系統(tǒng)有效性檢測。灌裝過程使用Nomasense氧氣測量儀監(jiān)控葡萄酒的溶解氧（dissolved oxygen，DO）和頂端空間游離氧（headspace oxygen，HSO）。對于兩種酒樣，灌裝前罐中溶解氧控制0.5 mg/L以下，確保灌裝后裝瓶總氧（DO+HSO）含量不超過3 mg/L，以確保最低氧氣攝入。赤霞珠干紅葡萄和貴人香干白葡萄酒基礎(chǔ)理化指標(biāo)見表1。

表1 葡萄酒的基礎(chǔ)理化指標(biāo)Table 1 Basic physicochemical indexes of wine

1.1.2 封裝瓶塞

針對赤霞珠干紅葡萄酒和貴人香干白葡萄酒兩種酒樣分別采用3種不同透氧率的諾瑪科高分子合成塞，三種瓶塞為經(jīng)典系列、至尊500系列、至尊300系列。其材質(zhì)均為低密度聚乙烯。透氧率在本研究中表示氧氣通過瓶塞進(jìn)入葡萄酒瓶的速率，用[mg/（L·年）]來表示，瓶塞具體基本信息見表2。

表2 瓶塞基本信息Table 2 Basic information of bottle corks

1.1.3 化學(xué)試劑

乙腈、甲酸、2-辛醇（均為色譜純）：美國Sigma Aldrich公司；氯化鈉（NaCl）（分析純）：四川西隴科學(xué)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HPLC-20A高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）儀、QP2010Ultra氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）儀、Nomasense微量氧檢測儀、UV-1750紫外可見分光光度計(jì)：日本島津公司；RE-52AA薄膜旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮儀器有限公司；獅鼎SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵：鄭州長城科工貿(mào)有限公司；TGL-18M臺式高速冷凍離心機(jī)：上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司；XH-B型漩渦振蕩儀：無錫杰瑞安儀器設(shè)備有限公司；A.9901S真空抽濾器、AS 3120B超聲波脫氣機(jī)：天津奧特賽恩斯儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 含氧量檢測

使用Nomasense微量氧檢測儀對灌裝后葡萄酒中的DO和HSO含量進(jìn)行為期兩年的監(jiān)測[9]。

1.3.2 顏色CIELab參數(shù)值檢測方法

將葡萄酒樣經(jīng)0.2 μm濾膜過濾后，采用2 mm光程玻璃比色皿，以去離子水作參比，用紫外分光光度計(jì)掃描酒樣在可見光區(qū)400～780 nm的吸收光譜，間隔1 nm。顏色CIELab參數(shù)參照李運(yùn)奎等[10]對葡萄酒顏色的計(jì)算方法，選用10°觀察者視場，D65標(biāo)準(zhǔn)白光源。將吸收光譜中450 nm、520 nm、570 nm、630 nm波長處的吸光度值校正到1 cm光程后，計(jì)算顏色參數(shù)明亮度L*值（正值表示明亮，負(fù)值表示較暗）、紅綠色a*值（正值表示紅色，負(fù)值表示綠色）與黃藍(lán)色b*值（正值表示黃色，負(fù)值表示藍(lán)色），并進(jìn)一步根據(jù)L*值、a*值和b*值計(jì)算色度（Cab值），色調(diào)（hab值）和色差（ΔE），其計(jì)算公式如下：

上式中下標(biāo)“1”和“2”分別表示標(biāo)樣和試樣。

1.3.3 單體花色苷分析

用0.2 μm濾膜過濾酒樣后，單體花色苷分析使用高效液相色譜儀測定[11]。HPLC色譜條件如下：Synergi Hydro-RP C18色譜柱（4.6 mm×250 mm）。流動相A：800 mL水、100 mL乙腈和25 mL甲酸，流動相B：400 mL水、500 mL乙腈和25 mL甲酸。洗脫程序：0～45 min，A相100%～65%，B相0～35%；45～46 min，A相65%～0，B相35%～100%；46～50 min，A相0，B相100%；50～51 min，A相0～100%，B相100%～0；51～55 min，A相100%，B相0。流速1 mL/min，柱溫30 ℃，檢測波長520 nm，進(jìn)樣量20 μL。每個樣品重復(fù)3次。將所有單體花色苷含量相加得到單體花色苷總量，結(jié)果均以二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷計(jì)。

1.3.4 感官評價

由感官品評小組進(jìn)行整體感官評價，感官品評小組由西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院15名具有感官品評經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)組成，根據(jù)百分制評價標(biāo)準(zhǔn)，從葡萄酒的外觀、香氣、口感及平衡/整體四個方面進(jìn)行評價，詳細(xì)項(xiàng)目劃分和分值設(shè)置參考亞洲葡萄酒質(zhì)量大賽標(biāo)準(zhǔn)，見表3。為了進(jìn)一步明確不同瓶塞對葡萄酒香氣的影響，由葡萄酒感官分析專家培訓(xùn)班成員（54人）對葡萄酒樣的香氣特征進(jìn)行分析[12]，評價員需從葡萄酒標(biāo)準(zhǔn)香氣中選擇5～6個特征詞匯描述樣品香氣特征，并進(jìn)行量化。最終量化強(qiáng)度值M（%）由品評小組對某一香氣特征詞匯的使用頻率F（%）和強(qiáng)度平均值I（%）表示，其計(jì)算公式如下：

表3 葡萄酒的感官品評標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory evaluation standards of wine

1.3.5 揮發(fā)性香氣成分測定

揮發(fā)性香氣成分測定采用攪拌棒固相萃取-氣質(zhì)聯(lián)用（stir bar sorptive extraction-gas chromatography mass spectrometry，SBSE-GC-MS）技術(shù)[13]。

樣品前處理：取10 mL供試酒樣置于15 mL樣品瓶中，加入2 g NaCl，加入10 μL內(nèi)標(biāo)物2-辛醇（100 μL/L），放入攪拌轉(zhuǎn)子，密閉樣品瓶，置于磁力攪拌器上，室溫條件下進(jìn)行萃取，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速1 100 r/min，萃取60 min。

GC條件：以高純氦氣（He）為載氣，流速1 mL/min。DB-WAX色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。升溫程序?yàn)椋?0 ℃維持3 min，4 ℃/min升至160 ℃，再以7℃/min升至230 ℃，保持8 min。連接桿溫度230 ℃，脫附流速45 mL/min，加熱閥溫度245 ℃，脫附管溫度270 ℃，傳輸線溫度255 ℃，冷阱捕集溫度-30 ℃，出口分流比為3∶1。

MS條件：全掃描，范圍為43～450 amu，每秒掃描1次。離子源溫度230 ℃，電子電離（electronic ionization，EI）源，電子能量70 eV，燈絲電流0.2 mA，檢測器電壓350 V。

定性定量方法：根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（national institute of standards and technology，NIST）14質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫通過匹配度和保留時間并結(jié)合保留指數(shù)確定每個揮發(fā)性成分，并選擇與匹配度＞85%的化合物，然后使用內(nèi)標(biāo)法對葡萄酒樣品中的揮發(fā)性成分進(jìn)行定量。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 16.4進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行方差分析及多重比較。P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同透氧率的瓶塞裝瓶后葡萄酒中的微氧環(huán)境分析

葡萄酒裝瓶后，瓶內(nèi)的微氧環(huán)境由DO和HSO兩部分組成。不同透氧率瓶塞葡萄酒裝瓶兩年內(nèi)瓶內(nèi)DO和HSO的變化規(guī)律見圖1。

圖1 葡萄酒樣品的頂端空間游離氧和溶解氧含量變化趨勢Fig.1 Change trend of headspace oxygen and dissolved oxygen contents in wine samples

總的來說，瓶內(nèi)的DO和HSO含量呈下降趨勢，但在不同酒樣中的變化趨勢差異較大。由圖1A和圖1B可知，在赤霞珠干紅葡萄酒中，DO和HSO的變化趨勢在裝瓶后10～15 d內(nèi)相似，瓶內(nèi)的DO和HSO迅速下降，隨后下降速率減慢并逐漸趨于穩(wěn)定。這與都振江等[14]對干紅葡萄酒瓶儲過程中DO變化規(guī)律的研究結(jié)果是一致的。由圖1C和圖1D可知，貴人香干白葡萄酒中，DO和HSO表現(xiàn)出了不同的變化規(guī)律。在裝瓶后一個月內(nèi)，HSO呈緩慢下降趨勢，之后以較快的速率下降。由圖1D可知，貴人香干白葡萄酒中，DO則在裝瓶后的半個月內(nèi)迅速下降，并在隨后一個月內(nèi)以較為緩慢的速率持續(xù)下降，最后趨于一個穩(wěn)定值。這表明不同類型的葡萄酒之間微氧環(huán)境的變化規(guī)律是不同的。

就不同透氧率瓶塞而言，表現(xiàn)出了對瓶內(nèi)DO和HSO的差異影響。結(jié)果表明，在不同類型葡萄酒中，使用經(jīng)典瓶塞的葡萄酒的DO和HSO含量下降幅度最大，其次是至尊500，而至尊300最小。這表明不同瓶塞對葡萄酒瓶內(nèi)的微氧環(huán)境的變化產(chǎn)生了影響，這可能進(jìn)一步影響葡萄酒的品質(zhì)。

2.2 不同透氧率的瓶塞裝瓶后葡萄酒的顏色參數(shù)及總單體花色苷含量分析

2.2.1 不同透氧率的瓶塞裝瓶后葡萄酒的顏色CIELab參數(shù)值及總單體花色苷含量比較

采用CIELab體系監(jiān)測葡萄酒的顏色及總單體花色苷含量變化[15]，結(jié)果見表4。由表4可知，由于花色苷的存在，赤霞珠干紅葡萄酒和貴人香干白葡萄酒之間存在顯著的顏色差異。而不同瓶塞的使用使得葡萄酒的色澤發(fā)生了輕微的變化，就赤霞珠干紅葡萄酒而言，與使用經(jīng)典瓶塞的葡萄酒樣品相比，使用至尊系列的葡萄酒樣品L*值顯著較高（P＜0.05），而a*值和b*值顯著較低（P＜0.05）。這表明透氧率高的瓶塞的使用使得葡萄酒的色澤亮度降低，且向紅色和黃色的方向變化，這些結(jié)果與觀察到的氧氣對葡萄酒色澤的影響是一致的[16-17]。在貴人香干白葡萄酒中也觀察到了類似的現(xiàn)象。研究表明，適宜的微氧化可以增強(qiáng)葡萄酒的顏色強(qiáng)度，同時衍生出新的花青素類物質(zhì)，但這似乎與葡萄酒中本身的酚類含量有關(guān)[18-19]。雖然不同透氧率的瓶塞對葡萄酒的顏色產(chǎn)生了一定的影響，但肉眼幾乎不能區(qū)分。

表4 葡萄酒樣品CIELab參數(shù)與總單體花色苷含量Table 4 CIELab parameters and total monomeric anthocyanin contents of wine samples

2.2.2 總單體花色苷含量與ClELab顏色參數(shù)之間Pearson相關(guān)性分析

干紅葡萄酒的色澤主要取決于花色苷的組成和含量，而它們與其他化合物的相互作用在很大程度上決定了成熟葡萄酒中觀察到的顏色變化[19]。對總單體花色苷含量與ClELab顏色參數(shù)之間進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果見表5。由表5可知，a*值、b*值、Cab值和hab值與總單體花色苷含量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），而L*值與之呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），這表明花色苷的含量越高，葡萄酒越紅，色澤越飽和，亮度越低。由表4可知，赤霞珠干紅葡萄酒（經(jīng)典瓶塞）中的總單體花色苷含量顯著低于其他兩種葡萄酒（P＜0.01），這表明不同透氧率的瓶塞對葡萄酒的總單體花色苷含量產(chǎn)生影響，即透氧率越高，花色苷損失越多。這與彭昕等[20]的研究結(jié)果一致。

表5 總單體花色苷含量與ClELab各參數(shù)之間Pearson相關(guān)性分析Table 5 Pearson correlation analysis between total monomeric anthocyanin contents and ClELab parameters

2.3 使用不同透氧率的瓶塞對葡萄酒感官品質(zhì)的影響

瓶儲24個月后，對葡萄酒樣品進(jìn)行感官品評，結(jié)果見表6。由表6可知，使用至尊系列瓶塞的葡萄酒的感官得分優(yōu)于經(jīng)典瓶塞，而至尊500與至尊300之間無明顯差異，這一現(xiàn)象在赤霞珠干紅葡萄酒中更為明顯。就色澤而言，使用經(jīng)典瓶塞的赤霞珠干紅葡萄酒樣在澄清度和色度方面均得分最低，而3款貴人香干白葡萄酒之間并無較大差別，這與用CIELab法測得的結(jié)果一致，這可能歸因于氧氣對干紅葡萄酒中花色苷的影響。在香氣方面，使用至尊500瓶塞的葡萄酒質(zhì)量最佳，至尊300次之，最差的是經(jīng)典瓶塞，這與大部分葡萄酒中揮發(fā)性物質(zhì)含量的變化是一致的，其中經(jīng)典瓶塞在香氣濃度的表現(xiàn)上較為出色，這與香氣感官分析的結(jié)果一致。而在口感上，三者差異不大。

表6 葡萄酒樣品的感官分析結(jié)果Table 6 Sensory analysis results of wine samples

2.4 不同透氧率的瓶塞對葡萄酒香氣的影響

2.4.1 使用不同透氧率的瓶塞的葡萄酒香氣描述詞的差異分析

對瓶儲24個月的供試葡萄酒樣進(jìn)行感官描述并量化為M值，其值反映該種香氣對酒的影響程度，M值越大，影響越大，反之，則越小[21]。本實(shí)驗(yàn)通過分析三種瓶塞共有的香氣和M值相對較大的香氣種類來比較不同透氧率的瓶塞對葡萄酒香氣的影響，結(jié)果見圖2。

由圖2可知，在赤霞珠干紅葡萄酒中，紫羅蘭和桑葚的香氣最為濃郁，而在貴人香干白葡萄酒中，洋槐花和蜂蜜的香氣最為濃郁。這表明不同種類葡萄酒之間的香氣存在顯著差異。然而，相似的是，大部分香氣描述詞的M值均在使用經(jīng)典瓶塞的葡萄酒樣中最高，即赤霞珠干紅葡萄酒中除黑醋栗、肉豆蔻香料、橡木和皮革外的其他香氣種類以及貴人香干白葡萄酒中除玫瑰、香蕉、香草和烤面包外的其他香氣種類。總的來說，使用不同透氧率瓶塞的葡萄酒在香氣特征上表現(xiàn)出了顯著差異，主要體現(xiàn)為使用透氧率較大的經(jīng)典瓶塞的葡萄酒樣的各類香氣更為濃郁，這表明不同的微氧環(huán)境會影響葡萄酒的香氣濃度及香氣感知[22-23]。

2.4.2 赤霞珠干紅葡萄酒揮發(fā)性香氣成分分析

對3種不同透氧率瓶塞裝瓶后赤霞珠干紅葡萄酒中的香氣定性、定量分析，結(jié)果見表7。由表7可知，共檢測出30種揮發(fā)性香氣成分，包括4種醇類、11種酯類、8種有機(jī)酸類、1種萜烯類和6種酚類。

酯類是赤霞珠干紅葡萄酒中最豐富的香氣化合物，約占總香氣物質(zhì)含量的60%左右，并在瓶儲過程中表現(xiàn)出了顯著上調(diào)。該類物質(zhì)通常是在陳釀過程中產(chǎn)生的，為葡萄酒提供果香和花香[24]，并使葡萄酒的香氣趨于平衡[25]。大多數(shù)酯類物質(zhì)（11種中的9種）在裝瓶后12個月內(nèi)顯著增加，而在12～24個月內(nèi)有所下降，這可能是由于瓶內(nèi)氣體通過瓶塞與外界氣體交換引起的。此外，醇類中的主要成分-異戊醇也表現(xiàn)出了與多數(shù)酯類物質(zhì)相似的變化趨勢，而正辛醇和正壬醇則逐漸減少甚至消失。有機(jī)酸類物質(zhì)的變化相對復(fù)雜，就總含量而言，其在整個瓶儲過程中呈下降趨勢，其中，辛酸和癸酸的變化與總有機(jī)酸含量變化一致，而己酸、肉豆蔻酸和棕櫚酸在陳釀的過程中其含量呈上升趨勢最后保持穩(wěn)定。值得注意的是，油酸在使用經(jīng)典瓶塞的葡萄酒中產(chǎn)生并持續(xù)存在，這表明不同的微氧環(huán)境可能會影響其代謝。揮發(fā)性酚類物質(zhì)在瓶儲過程中表現(xiàn)出先上升后下降的變化規(guī)律，僅水楊酸甲酯表現(xiàn)出了整個過程的持續(xù)升高。此外，在供試葡萄酒樣品中，僅監(jiān)測到一種萜烯類物質(zhì)，即角鯊烯，其在瓶儲過程中顯著上升。

總的來說，經(jīng)瓶儲后葡萄酒中的醇類、酯類、萜烯類和揮發(fā)性酚類物質(zhì)均顯著上調(diào)，而有機(jī)酸類物質(zhì)則顯著下調(diào)。使用不同透氧率瓶塞對葡萄酒中的揮發(fā)性香氣物質(zhì)影響較小，但也表現(xiàn)出了一定的趨勢，即醇、酯和揮發(fā)性酚類物質(zhì)在使用透氧率較低的至尊系列的葡萄酒樣品中增加更為顯著，這表明透氧率較低的瓶塞有助于葡萄酒中香氣成分的保留和積累。然而，這似乎與香氣感官分析結(jié)果相矛盾，這可能是由于不同透氧率的瓶塞引起的微氧環(huán)境的變化使得香氣的釋放存在差異，而造成感官上的差異，需要進(jìn)一步通過感官組學(xué)研究進(jìn)行探究。

3 結(jié)論

本研究探究了3種不同透氧率的瓶塞在瓶儲過程中引起的微氧環(huán)境變化對葡萄酒感官品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，使用不同透氧率的瓶塞造成了葡萄酒瓶內(nèi)微氧環(huán)境的差異變化，從而影響了其部分感官特性，且相較于干白葡萄酒而言，其在干紅葡萄酒中表現(xiàn)更為顯著。總的來說，相較于透氧率較高的經(jīng)典瓶塞，透氧率較低的至尊系列瓶塞在色澤和香氣復(fù)雜性方面均表現(xiàn)更為出色，而在香氣感官評價中，經(jīng)典瓶塞表現(xiàn)出了更加濃郁的香氣。但在口感方面，三者并無顯著差異?？偟膩碚f，不同透氧率瓶塞在瓶儲過程中引起的微氧環(huán)境變化對葡萄酒的影響與氧氣對葡萄酒的影響基本一致，但并不足以引起明顯的感官質(zhì)量的差別，瓶塞性能對不同葡萄酒的感官質(zhì)量的影響有待未來進(jìn)一步探究。