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LWT：微氧化处理时机和添加速率对赤霞珠葡萄酒颜色稳定性和色度特征的影响
发布时间：
2025-01-23
来源：
葡藤匠心网
微氧化处理时机和添加速率对赤霞珠葡萄酒颜色稳定性和色度特征的影响
期刊：LWT（6.0）
发表日期：2021年
研究摘要
本研究评估了六种微氧化（MOX）处理（在不同时间和速率下施加氧气）对赤霞珠葡萄酒花青素、花青素衍生色素和色度特征的影响。氧气在苹果酸-乳酸发酵（MLF）前以0或20 mg O₂/L/月的速率施加，在MLF后以0、4.5或9 mg O₂/L/月的速率施加。瓶陈6个月后的LC-MS分析表明，花青素衍生化合物的形成与乙醛（ACH）水平相关。当ACH水平增加时，涉及ACH的化合物（如B型葡萄素）形成增强；否则，形成不涉及ACH的化合物（如A型葡萄素、皮诺亭和直接加合物）。尽管葡萄酒在MLF后过滤，但在MLF后MOX期间仅观察到ACH浓度略有增加，且仅在先前接受MLF前MOX的葡萄酒中出现。当在MLF前后以最高速率进行MOX时，葡萄酒产生更高的黄色成分（b）和色调（hab），这些CIELab参数与黄烷基-吡喃花青素高度相关。结果表明，为稳定葡萄酒颜色，建议在MLF前后进行MOX。
研究背景
酚类化合物及其反应产物是影响红葡萄酒感官特性和质量的关键因素。葡萄酒酿造和陈酿过程中，酚类物质的变化会影响葡萄酒的颜色、口感等特性，进而影响其品质。
MOX技术旨在模拟橡木桶中缓慢的氧气吸收过程，在红葡萄酒酿造中被广泛应用，被认为可改善葡萄酒颜色、稳定性、口感、香气等特性，但低氧环境也可能促进有害酵母生长。MOX分为MLF前（pre-MLF MOX）和MLF后（post-MLF MOX）两种，多数研究认为pre-MLF MOX对稳定葡萄酒颜色更有效，但二者对颜色稳定的具体影响及与葡萄酒颜色的关系尚不明确，且同时比较不同时间和速率MOX处理的研究较少。
本研究旨在评估MLF前、后及前后组合的不同氧气添加速率对赤霞珠葡萄酒颜色稳定性、酚类成分和色度特征的影响，为葡萄酒酿造中MOX技术的应用提供科学依据。
研究内容
1. 酿酒和处理
图1. MLF前和MLF后MOX的实验设计和葡萄酒处理总结
图2. 氧气输送系统的实验装置、氧气测量系统和MLF前MOX和MLF后MOX的采样技术
2. 采样
3. 分光光度分析
4. 二氧化硫
5. 溶解氧分析
6. 乙醛的高效液相色谱分析
7. 单体和聚合物酚的反相HPLC（RP-HPLC）分析
8. 聚合物色素的LC-MS/MS分析
9. 统计分析
研究结果
1. 微氧化对乙醛、二氧化硫和溶解氧的影响
在post-MLF MOX期间，接受pre-MLF MOX和未接受的葡萄酒ACH水平无显著差异，但接受pre-MLF MOX的葡萄酒有增加趋势，在第30天和120天有边际差异。此前研究表明酵母可诱导ACH产生，但本研究中葡萄酒在MLF后过滤，未发现未接受post-MLF MOX的葡萄酒ACH增加，与部分前人研究结果一致，但与其他研究存在差异，说明ACH测量、酵母存在与否及MLF前后微氧化的关系仍需更多研究。
图3. （A）不同MLF后MOX水平处理葡萄酒中SO2的演变；（B）不同处理葡萄酒乙醛的演变
post-MLF MOX期间，所有处理的SO₂水平在开始5天内增加，可能是由于加SO₂后罐内混合，之后持续下降，20 pre-9post处理在54-103天SO₂显著降低，这可能增强了类黄酮聚合，表现为花青素减少、溶解氧增加、hab和b增加以及黄烷基-吡喃花青素增加。6个月瓶陈时，由于装瓶时添加SO₂，各处理SO₂水平再次增加，但无显著差异。接受pre-MLF MOX的葡萄酒SO₂水平较低，可能与ACH测量有关，低SO₂水平的葡萄酒ACH水平较高。
图4. （A）含和不含MOX的葡萄酒在MLF前溶解氧的演变；（B）MLF前后不同MOX水平的葡萄酒中溶解氧的演变
pre-MLF MOX期间，通氧葡萄酒的DO持续增加，未通氧的增加速率低，10天后处理间无显著差异，可能是DO测量变异性大。post-MLF MOX期间，除20 pre-9post处理外，其他处理的DO降至10 μg/L以下，与其他研究结果不同，可能与20 pre-9post处理中SO₂显著降低有关，SO₂减少可能降低了氧气消耗能力。
2. 微氧化对颜色稳定性的影响
pre-MLF MOX结束时，MOX葡萄酒中B型葡萄素和乙基加合物百分比增加，其他化合物相对百分比降低，黄烷基-吡喃花青素无显著差异。6个月瓶陈时，仅接受post-MLF MOX的葡萄酒中A型葡萄素、皮诺亭和直接加合物百分比增加，这与ACH水平变化有关，过滤后的葡萄酒仅接受post-MLF MOX时ACH未增加，所以形成不涉及ACH的花青素衍生色素。接受pre-MLF MOX的葡萄酒在post-MLF MOX期间ACH水平较高，促进了涉及ACH的化合物（如B型葡萄素）形成，同时乙基加合物百分比显著降低，可能是其参与了进一步稳定反应形成吡喃花青素和黄烷基-吡喃花青素加合物。黄烷基-吡喃花青素在接受MLF前MOX的葡萄酒中百分比增加，20 pre-9post处理最高，与前人研究结果部分一致，说明MOX对葡萄酒色素的影响因起始葡萄酒和MOX条件而异。
图5. 用不同的MLF后MOX率处理葡萄酒的花青素衍生色素，有和没有MLF前MOX
接受MLF前后MOX的葡萄酒单体花青素水平较低，这是由于花青素不稳定，形成更复杂色素，此前多项研究也观察到MOX过程中单体花青素损失。
表1. 葡萄酒的单体花青素、聚合色素和聚合酚
表2. 葡萄酒的选定酚类参数的单因素方差分析
3. 微氧合对色度特性的影响
pre-MLF MOX结束时，20 pre葡萄酒的红色成分（a）和饱和度（Cab）值显著低于No pre样品；post-MLF MOX结束时，仅接受post-MLF MOX的处理与No pre-No post处理相比，饱和度和红色成分值降低，而pre-和post-MLF都进行MOX的20 pre-9 post处理中a和Cab值增加；6个月瓶陈时，各处理间之前的CIELab值差异消失，但出现新参数差异，20 pre-9 post处理的葡萄酒黄色成分（b）和色调（hab）显著高于其他葡萄酒。此前研究对pre-MLF MOX对葡萄酒色度特征影响的结果不同，本研究中不同处理的结果差异可能与葡萄酒酚类成分、MOX速率、酵母存在与否及瓶储时间有关。
表3. 葡萄酒CIELab参数的单因素方差分析
4. CIELab参数与PLSR对花青素和花青素衍生色素的RP-HPLC和LC-MS/MS分析之间的关系
图6. 6个月瓶龄的偏最小二乘回归分析：（A）相关负荷，（B）单体花青素和花青素衍生色素与CIELab参数之间的关系
通过PLS回归分析发现，前两个维度可解释近79%的预测矩阵方差，葡萄酒因MOX时机不同沿第一成分分离。未接受pre-MLF MOX的处理与单体花青素、A型葡萄素、皮诺亭和花青素与黄烷醇的直接加合物产物相关，No pre-9 post处理与亮度（L）相关；接受pre-MLF MOX的处理沿负第一潜向量分布，20 pre-No post和20 pre-4.5 post处理与色度（Cab）和红色成分（a）相关，与丙酮加合物和B型葡萄素有关，20 pre-9 post处理与色调（hab）和黄色成分（b）高度相关，与黄烷基-吡喃花青素化合物和B型葡萄素化合物有关，锦葵色素-3-葡萄糖苷-乙基-儿茶素加合物在描述葡萄酒差异中重要性较低。结果表明，接受MLF前后MOX且速率最高的葡萄酒色调（hab）值较高，颜色差异主要由黄烷基-吡喃花青素水平解释，其在20 pre-9 post处理中百分比最高，与其他处理差异显著。此前研究发现色调（hab）主要由葡萄素B解释，本研究表明除葡萄素B外，黄烷基-吡喃花青素也对色调有影响，且20 pre-No post和20 pre-9 post处理中黄烷基-吡喃花青素百分比最高，乙基连接（乙醛介导）聚合产物百分比最低，可能表明一些乙基加合物转化为更稳定的黄烷基-吡喃花青素。
研究意义
本研究表明MLF前和/或后不同速率的MOX对赤霞珠葡萄酒色度特征和颜色稳定性有影响。MLF后过滤的葡萄酒在至少进行pre-MLF MOX时ACH水平有一定增加，仅post-MLF MOX时ACH浓度无增加。花青素衍生化合物的形成与ACH水平相关，ACH增加时形成涉及ACH的化合物，否则形成其他化合物。6个月瓶陈后，色调（hab）和黄色成分（b）在MLF前后以最高速率进行MOX时有显著差异，且与黄烷基-吡喃花青素高度相关，后者在接受MLF前MOX的葡萄酒中百分比增加。
研究结果为酿酒师提供了稳定赤霞珠葡萄酒颜色的方法，建议在MLF前后进行MOX，并监测DO和ACH。未来研究应探讨MLF前后不同速率通氧对葡萄酒感官特征的影响，以更好理解MOX的全面影响，这有助于优化葡萄酒酿造工艺，提高葡萄酒品质，推动葡萄酒行业发展，为葡萄酒酿造过程中的微氧化处理提供了重要参考依据。
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