酿酒葡萄品种改良岗位
甜白葡萄酒以其高糖分、低酸度和复杂香气著称，但过度氧化问题严重影响其品质稳定性。甜白葡萄酒的氧化问题是酿酒工业长期面临的技术难题，其本质是酒体中多酚类物质与氧气发生酶促或非酶促反应，导致色泽加深、香气和风味发生变化。氧化反应的链式往往启动于破碎的细胞释放出多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD），在氧气存在下催化邻苯二酚类物质转化为醌类化合物，醌类进一步与氨基酸、蛋白质发生缩合反应，生成棕色聚合物，导致酒体呈现琥珀色甚至棕褐色。值得注意的是，甜白葡萄酒中的高糖分还会通过美拉德反应加速褐变，该反应在加热或长期储存时尤为显著，产生焦糖、太妃糖等非典型香气，掩盖了原有的蜂蜜、柑橘等典型风味。氧化对甜性葡萄酒香气的影响具有选择性，首先导致萜烯类化合物（如香叶醇、里那醇）的氧化降解，使花果香减弱；随后苯甲醇、苯乙醇等芳香醇转化为醛类物质，产生类似坚果或雪莉酒的氧化气息。更严重的是，含硫氨基酸在氧化过程中分解生成硫醇，这种含硫化合物阈值极低（约 10ng/L），会赋予酒体令人不悦的橡胶或腐烂蔬菜气味。
现代酿酒工艺中，防止氧化的技术手段主要包括物理屏障和化学调控，惰性气体保护（如充氮或氩气）可有效减少酒液与氧气接触，而添加亚硫酸盐（30-50mg/L 游离 SO₂）则通过清除自由基抑制氧化酶活性，但游离 SO₂会与萜烯类香气物质（如橙花醇）结合，导致花果香减弱。添加游离 SO₂的葡萄酒对身体健康有一定的危害，过量 SO₂进入人体后，需通过亚硫酸盐氧化酶转化为硫酸盐排出。长期摄入可能加重肝脏代谢压力，尤其对肝功能不全者不利，且可能引发哮喘发作、皮疹或呼吸困难。美国 FDA 要求所有含 SO₂超过 10mg/L 的食品标注警示语，且世界卫生组织和国际葡萄与葡萄酒组织对亚硫酸盐的使用制定了监管限制；此外，酿酒师也担心在果汁和葡萄酒中过多使用SO₂会影响葡萄酒的质量，带来令人不愉快的风味。因此人们急需寻找新的抗氧化剂来替代或减少葡萄酒中SO₂的用量。研究表示在葡萄酒中使用VC，GSH和Man或可代替SO₂作为抗氧化剂，且国际葡萄与葡萄酒局(OrganizationInternationale de la Vigne etduVin,OIV)已将GSH和Man作为葡萄酒的可添加剂。VC通过自身氧化消耗氧气，减少葡萄酒的氧化，GSH可使白葡萄酒的抗氧化能力提高 2-3 倍，且 GSH 能有效抑制 VC 降解产物的不良影响。葡萄皮渣多酚作为副产物提取物，对 DPPH 自由基的清除率随浓度升高而增强，但高浓度会导致酒体颜色加深和收敛感增强，原因是多酚类物质与酒中的蛋白质、金属离子结合，形成大分子复合物。
近年来消费者越来越喜爱半甜葡萄酒，国内外很多研究人员对提高半甜葡萄酒的品质进行了很多研究，但是对于瓶装后添加抗氧化剂对半甜葡萄酒品质的研究较少，再加之SO₂添加导致的健康问题，添加天然抗氧化剂对葡萄酒瓶储存中品质的影响急需阐明。‘小芒森’是一个厚皮、果串松散的葡萄品种，成熟晚，糖分高，酸度适中。最明显的香气是成熟的桃子、蜂蜜和肉桂，‘ 小芒森’可以生产高品质的甜型和半甜型葡萄酒。通过添加GSH、Man、VC和COS抗氧化剂，分析瓶储一段时间后半甜白葡萄酒的抗氧化指标、颜色指数、多酚类物质、氨基酸含量、挥发性香气物质含量及感官品质的差异，阐明不同抗氧化剂对葡萄酒品质的影响，确定最优抗氧化剂的搭配及其添加量，为提高半甜葡萄酒品质提供操作依据。
1 材料和方法
1.1 材料
试验所用葡萄品种‘小芒森’栽培于山西农业大学果树研究所酿酒葡萄品种圃，葡萄于 2011 年定植，独龙蔓“厂”字型立架栽培，周年常规管理，可溶性固形物含量高于25%时进行采摘酿造半甜葡萄酒。
1.2 试验处理
将添加入不同抗氧化剂的半甜葡萄酒进行瓶装储存，加入不同抗氧化剂处理分别为：①不加抗氧化剂空白处理（CK）；添加SO₂20 mg/L(S*)；②添加SO₂10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L（分别编号为S-1、S-2、S-3）；③添加GSH 10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L（分别编号为G-1、G-2、G-3）；④添加Man 10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L（分别编号为M-1、M-2、M-3）；⑤添加VC 50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L（分别编号为V-1、V-2、V-3）；⑥添加COS 50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L（分别编号为C-1、C-2、C-3）。
1.3 试验方法
1.3.1 DPPH自由基清除率的测定
参照Kmi等的方法并稍作修改：将不同浓度的待测酒样中加入含有DPPH的甲醇溶液中，得到3 mL的反应体系后振荡混匀，在25 ℃下避光放置半个小时后于波长517 nm下测定其吸光度。
1.3.2 羟自由基清除率的测定
参照Liu等的方法，将不同浓度的待测酒样与FeSO4溶液和水杨酸溶液混合后再加入H2O2溶液，得到6 mL的反应体系后振荡混匀，在37 ℃下水浴1 h，于波长510 nm下测定其吸光度。
1.3.3 葡萄酒色度的测定
由于氧化产生的深色聚合物，半甜葡萄酒的色度是确定氧化程度的重要指标，可以用其来判断一瓶葡萄酒的氧化程度及质量好坏。用分光光度计测量波长为420 nm的分光光度值。
1.4 感官评定
参照国标GB15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》，组成10人评定小组，品评组成员由山西农业大学葡萄酒专业的学生及老师组成，要求这些学生没有基本味觉、嗅觉缺失并且嗅觉良好，前期进行酒鼻子记忆及香气描述训练培训，感官评定试验在葡萄酒品尝室进行，每种酒样重复两次，在标准品酒杯中倒入30 mL酒样，供试酒样进行随机编号和排序。根据视觉赋值20分，其中颜色和澄清度分别10分；嗅觉赋值30分，香气种类和浓郁度分别15分；味觉赋值50分，酒体平衡度和风味表现各20分，没有缺陷10分，综合评分比较不同处理后半甜葡萄酒感官差异。
1.5 统计分析
每个处理重复3次，最终结果以平均值表示；实验所得数据均采用数理统计软件IBM SPSS Statistics 19版处理，利用Excel软件、Hiplot科研绘图平台及SIMCA软件作图。
2 结果与讨论
2.1 不同抗氧化剂对白葡萄酒抗氧化性影响
图1A为不同浓度抗氧化剂下白葡萄酒DPPH自由基清除率；图1B为不同浓度抗氧化剂下白葡萄酒DPPH自由基清除率；图1C为不同浓度抗氧化剂下白葡萄酒羟还原力；图1D为不同浓度抗氧化剂下白葡萄酒OD420值；图1E为不同浓度抗氧化剂下白葡萄酒中总酚含量；图1F为不同浓度抗氧化剂下白葡萄酒总类黄酮含量
瓶装白葡萄酒对溶解在葡萄酒中的氧气十分敏感，储存过程中极易发生非酶促褐变，与红葡萄酒不同的是其颜色透亮，颜色更易受褐变影响。如图1所示为‘小芒森’葡萄酒在瓶储存6个月后，不同浓度抗氧化剂对葡萄酒抗氧化性的影响。DPPH自由基是最常用的自由基之一，用以测评各种酒样中的抗氧化能力，半甜白葡萄酒存储6个月后，不同浓度抗氧化剂作用下，瓶装白葡萄酒DPPH自由基率均高于对照（如图1A），添加VC的半甜葡萄酒的 DPPH 清除率显著高于其它抗氧化剂处理，高浓度SO2处理的酒样DPPH 清除率能够明显高于Ck，相同浓度的GSH处理DPPH 清除率高于Man处理。Piergiorgio Comuzzo等在白葡萄酒中也得出相同的结果给，VC对清除氧和自由基方面非常有效。
羟自由基是体内一种重要的活性氧，具有极强的得电子（氧化）的能力，能够导致很多病理变化，酒样中羟自由基清除率能够反映抗氧化作用的效果。如图1B所示，添加不同抗氧化剂下葡萄酒中羟自由基清除率的差异，不同浓度GSH和Man处理的酒样羟自由基清除率均高于SO2处理和Ck，其中使用GSH 20 mg/L和Man 20 mg/L处理后的半甜葡萄酒羟自由基清除率较高，分别为53.73%和52.70%。如图1C所示为不同抗氧化剂处理半甜葡萄酒储存6个月后还原力表现，高浓度的抗氧化剂能够明显提高半甜白葡萄酒的还原力，30 mg/LSO2处理的酒样还原力最高，其中20mg/LMan处理相比20mg/LMan还原力提高幅度大。OD420用于衡量白葡萄酒的色泽，是评估白葡萄酒色度深浅的一个重要量化指标。如图1D为不同抗氧化剂处理半甜葡萄酒瓶储6个月后OD420值，随GSH处理浓度升高OD420值降低， COS处理剂随浓度增加OD420值升高，可能与COS处理剂存在颜色相关，GSH、Man、VC可以明显提升颜色参数，但高浓度SO2处理可以明显降低OD420值。
酚类和类黄酮物质是重要的抗氧化剂，能够减缓葡萄酒的氧化过程，有助于保持葡萄酒的色泽、香气和风味等。如图1E和1F分别为不同抗氧化剂处理半甜葡萄酒瓶储6个月后总酚和总类黄酮含量，处理剂可以延缓葡萄酒总酚和总类黄酮的氧化，其中VC处理下葡萄酒中总酚和总类黄酮含量均较高，酒样中总酚和总类黄酮含量均随SO2处理浓度的升高而升高。白葡萄酒中的多酚类物质与羟自由基清除率呈显著正相关，在不同抗氧剂处理下，GSH 20mg/L和Man 20mg/L处理后的半甜葡萄酒总酚含量较高，相比对照分别增加9.25%、13.90%。在添加富含 GSH 的非活性干酵母可显著提高刺梨酒的抗氧化能力，且总酚和总黄酮均显著高于对照组，GSH抗氧化能力效果显著。
2.2 不同抗氧化剂下半甜葡萄酒感官评价
不同抗氧化剂处理的半甜葡萄酒进行感官评价，评分结果如图2所示，经过GSH、Man和VC处理的酒样评分高于对照。GSH作为一种强抗氧化剂，能够优先与葡萄酒中的氧气或其他氧化剂发生反应，减少葡萄中的酚类物质被氧化的比例，经GSH处理的酒样在酒体平衡度度方面均优于对照组。Man（M-1）处理后颜色保持原本较浅的颜色，香味浓度和酒体复杂度表现出比空白对照组更佳。Man可以与白葡萄中的酚类物质发生物理或化学相互作用，通过氢键等方式与酚类物质结合，阻止酚类物质之间的聚合反应，减少因聚合而导致的颜色变化，这种结合可能会改变酚类物质的存在状态和光学性质，使得葡萄酒在视觉上呈现出更加稳定和明亮的色泽，且较低浓度的Man抗氧化剂更能促进白葡萄酒中儿茶素和表儿茶素物质表现出涩味，提升葡萄酒酒体的复杂度。VC的添加会增加葡萄酒的平衡度，在香味浓度和风味味方面没有突出表现，它可以减缓酚类物质被氧化聚合形成醌类物质，从而避免葡萄酒颜色向更深的色调发展，保持白葡萄酒原本较浅的色泽，如淡黄色或黄绿色。感官评定认为，GSH、Man对葡萄酒的感官特性进行改善，而壳聚糖在诸多方面均低于对照组，故壳聚糖不适用于半甜葡萄酒的抗氧化处理。
3 结论
添加抗氧化剂的葡萄酒样的羟自由基和DPPH自由基清除率均显著提高，谷胱甘肽、甘露聚糖和壳寡糖对于清除羟自由基有一定的潜力。不同浓度的谷胱甘肽和甘露聚糖的添加均延缓了表儿茶素和儿茶素的降低的速度，对酒体部分多酚类物质具有保护和延缓降低的作用。从感官评定来看，经低浓度处理的谷胱甘肽、甘露聚糖、抗坏血酸的酒样对延缓储存期间瓶装半甜葡萄酒的氧化、提升葡萄酒的品质具有显著效果。综合分析表明，低浓度的谷胱甘肽和甘露聚糖对延缓储存期间瓶装半甜葡萄酒的氧化、改善半甜葡萄酒品质有显著效果。