种苗扩繁与生产技术岗位

王军

　　1　引言

　　挥发性酚对多种食品和饮料（包括葡萄酒）的气味特性有贡献。其对烟熏食品的风味和吸引力尤其重要，历史上应用木柴烟熏是防止食物变质的一种有效方式（烟中的挥发性酚具有抗菌和抗氧化特性，有助于食品保藏（主要是肉和鱼），特别是与干制腌和制结合使用。）。用木材（尤其是橡木）制作的木桶或容器常用于葡萄和酒精饮料的陈酿和储存，挥发性酚是从烘烤橡木中萃取得到的最重要的感官化合物。葡萄酒中的挥发性酚可能由来源于葡萄中的前体物质通过微生物或化学过程转化而形成。许多强效挥发性卤代酚对葡萄酒香气不利，它们来源于外源的添加物。

　　2　结构和化学性质

　　挥发性酚为低分子量芳香醇（从化学角度来说，芳香指的是苯环的芳香族化合物的结构，而不是气味或香气。），在反应性上与其他酚具有某些相似性。挥发性酚包括酚及其烷基、甲氧基、乙烯基、烯丙基、醛（表1）和卤化物等取代基的衍生物。挥发性酚由于带有羟基，因此具有氢键结合能力。但受环上不同取代基的影响，总体来说具有中等的疏水性（例如，愈创木酚logP = 1.3，溶解度 = 15.3g/L，而4-乙烯基愈创木酚logP =2.2，溶解度 = 3.0 g/L）。与葡萄酒中的其他酚类化合物相比（例如，多酚和羟基肉桂酸（HCAs）），挥发性酚的浓度要低得多，且简单的邻二元酚（即儿茶酚）非常少，说明这类化合物不太可能在氧化过程（通过醌的形成）中发挥作用。除亲电芳香取代反应外，挥发性酚通常是稳定的分子，尽管活性官能团能够进行通常的酶促转换（即醛和烯烃的减少），并且它们能够结合形成酚-O-糖苷（可能会被水解）。基于不同挥发性酚的疏水程度，它们可能会被吸附到如木材、酵母细胞壁或酒糟，或用于改善葡萄酒品质的固相多聚体的疏水表面。

　　3　葡萄酒中的浓度和感官影响

　　葡萄酒中的挥发性酚浓度在μg/L-mg/L（高于阈值）的范围内，并且能赋予葡萄酒烟熏味、药物味/清洁剂气味、香草味、香料味和皮革味（表1）。酚羟基的存在对苯环型物质的气味有很大影响，羟基化酚较其甲基化取代物（甲苯）具有更低的阈值。与羟基相关的环取代基位置对这些化合物的香气特性及感觉阈值具有重要的作用。例如，羟基的间位单烷基取代（如间苯甲酚）较邻位和对位单烷基取代具有更低的嗅觉阈值，且不同的同分异构体及不同的烷基链长度（如4-甲基愈创木酚与丁子香酚）其气味描述也不同。相较而言，邻位卤代化合物比其同分异构体或甲基化取代物通常有更低的阈值，且气味特征取决于它们的取代模式。

　　4　葡萄酒中的来源及对挥发性酚轮廓的影响

　　（1）橡木储存

　　一些挥发性酚，包括苯酚、愈创木酚、紫丁香酚、香草醛、甲苯酚和丁子香酚（表1），是在储存时从与葡萄酒接触的烘烤橡木中（如橡木桶、橡木片或橡木板）萃取得到的。这些化合物由木质素的热降解产生，通常在合适的浓度时对葡萄酒香气具有积极贡献。与此类似，加热其它含有木质素的食品（如烤咖啡或烤花生、啤酒和威士忌的麦芽烘焙）会产生对这些食品的气味特性具有贡献的挥发性酚（这些化合物天然存在于木材燃烧的烟中，并赋予烟熏食品以独特的风味。例如，泥炭火用于苏格兰威士忌生产的麦芽烘焙，以产生浓度低至mg/L的o-、m-和p-甲苯酚。这些化合物对猪场和奶牛场的“畜场”气味同样重要。）。烘烤橡木时的加热程度（即橡木桶的烘烤度，表2）和时间会影响葡萄酒中的木质素降解产物的水平，葡萄酒的酒精度、桶龄、橡木原产地以及橡木板材的风干处理同样也有影响。一般来说，干红葡萄酒会进行橡木接触处理，但白葡萄酒却很少进行这样的处理，‘霞多丽’、‘赛美蓉’和贵腐白葡萄酒则是例外。表3列出了橡木处理的葡萄酒中常见的挥发性酚的浓度范围。

　　（2）发酵–来自于葡萄果实糖苷态的释放

　　在烘烤的橡木中经由木质素降解形成的化合物也天然存在于木材燃烧的烟中。因此，当葡萄被葡萄园附近的丛林大火（野火）的烟污染后，挥发性酚能够在葡萄酒中产生令人不愉悦的香气和风味特性（药物味、烟熏味、灰余味）。在靠近易发丛林大火或森林大火地带的酿酒葡萄产区，如澳大利亚、北美和南非的部分地区，烟污染是最受关注的问题。最初，关注的焦点是挥发性化合物本身，且愈创木酚和4-甲基愈创木酚被看做是烟污染的标志化合物，但发现这些化合物在橡木处理过的葡萄酒中浓度更高（例如，比较表3和表4）。进一步研究发现，源自烟的其他挥发性酚能够在葡萄叶片或浆果中以糖苷态形式存在。这些非挥发性糖苷态酚能储存在葡萄果实中，在发酵或储存过程中被酸或酶水解，随后将挥发性化合物释放到葡萄酒中。由于口腔中微生物的作用，这些糖苷态化合物能够在口腔中被释放出来（因此能够经后鼻腔被感知），外源挥发性化合物被葡萄浆果糖苷化现象以及在发酵和储存（或酶解）过程中的释放，已被延伸至在葡萄园中人为将橡木提取物使用到葡萄植株的研究中。

　　（3）发酵–羟基肉桂酸的代谢

　　挥发性酚也能通过酵母对源于葡萄的物质的作用而产生，这是酿酒师所面临的一个巨大挑战。葡萄酒中羟基肉桂酸的代谢产生“Brett”异味化合物，如来自4-乙烯基衍生物的4-乙基酚（4-EP）和4-乙基愈创木酚（4-EG）（表1），它们和木质素高温分解过程中形成的少量形成鲜明的对比。前体酸下游的路径包括羟基肉桂酸的酶促脱羧（通过酿酒酵母（S acchar omyces）或酒香酵母（Brettanomyces），由p-香豆酸和阿魏酸分别生成4-乙烯基酚（4-VP）和4-乙烯基愈创木酚（4-VG）（表1），随后通过酒香酵母还原乙烯基形成4-EP/4-EG。尽管取决于葡萄品种和葡萄酒风格，“Brett”腐败化合物的相对浓度通常反映了前体酸的浓度。通常，4-EP与4-EG的比例约为8:1。这些化合物表现出叠加效应，尽管由于其它挥发性酚的存在或因为掩盖作用，例如异戊酸和异丁酸，预测其感官影响非常复杂，但它们是“Brett”味的主要贡献者。表3显示了不同葡萄酒中与“Brett”相关的挥发性酚的浓度，在木桶陈酿阶段，高浓度的乙基取代物是酒香酵母活动的特殊标志。在这个阶段（同时也在进行苹乳发酵），葡萄酒对“Brett”腐败非常敏感，这是因为SO2浓度低，氧气进入缓慢，以及潜在的不良卫生条件，特别是老旧木桶。

摘译自《Under s tanding winechemistry》