Food Chem：真空蒸馏法脱醇葡萄酒：挥发性与非挥发性组分及感官分析

真空蒸馏法脱醇葡萄酒：挥发性与非挥发性组分及感官分析

期刊：Food Chemistry（9.8）

发表日期：2025年12月

 

 

 

研究摘要

 

本研究采用真空蒸馏法（VD）制备白葡萄酒、桃红葡萄酒与红葡萄酒的部分脱醇葡萄酒（PDW）和完全脱醇葡萄酒（DW），分析脱醇处理对葡萄酒理化指标、色泽、挥发性组分及感官特性的影响。脱醇处理显著提升了葡萄酒的密度、总浸出物、甘油含量、总酸及挥发性酸含量，同时降低了pH值。完全脱醇葡萄酒（DW）的色泽发生可感知变化（ΔE≥3），其中红葡萄酒完全脱醇样品的ΔE值最高（24.33）。葡萄酒总香气物质含量随脱醇程度逐步降低（PDW损失72%~80%，DW损失89%~94%）。感官评价结果显示，脱醇处理后，白葡萄酒与桃红葡萄酒的清新花香、红葡萄酒的清新果香、白葡萄酒与桃红葡萄酒的甜度、葡萄酒的灼热感及桃红葡萄酒的酒体饱满度均有所下降，而红葡萄酒的色泽强度、蒸煮蔬菜味，以及白葡萄酒与桃红葡萄酒的酸度有所提升。PDW与DW的白葡萄酒、红葡萄酒仍保留了原酒的整体接受度，桃红葡萄酒的接受度则有所下降。总体而言，真空蒸馏法可高效制备符合法定酒精度限值的脱醇葡萄酒，本研究明确了脱醇处理对葡萄酒品质的影响规律，为优化脱醇葡萄酒产品质量提供了理论依据。

 

 

 

研究背景

 

全球无醇葡萄酒市场呈现大幅增长态势，预计2024至2034年年复合增长率达10.4%，行业规模将从2024年的27亿美元增长至2034年末的约69.7亿美元。欧盟（EU）与国际葡萄与葡萄酒组织（OIV）已对脱醇葡萄酒和部分脱醇葡萄酒作出法定定义：脱醇葡萄酒实际酒精度不超过0.5% vol，部分脱醇葡萄酒实际酒精度高于0.5% vol且低于该类葡萄酒最低法定酒精度。随着脱醇葡萄酒需求与消费量不断增长，加之相关产品法规标准逐步完善，在脱醇过程中保留葡萄酒的挥发性与非挥发性组分及感官特性，生产高品质产品已成为行业迫切需求。

目前，葡萄酒发酵后脱醇技术广泛应用的主要包括：热法（如真空蒸馏VD、旋转锥柱SCC、传统蒸馏）、膜分离技术（如纳滤NF、反渗透RO、渗透蒸馏OD、透析），以及上述技术的组合工艺（如反渗透耦合渗透蒸馏、反渗透耦合透析）。不同脱醇技术在乙醇去除过程中对葡萄酒品质的影响存在差异，主要取决于葡萄酒种类、操作条件（时间、温度、压力、膜孔径等），以及香气/挥发性化合物的理化性质及其在脱醇过程中与其他组分的相互作用。此外，近年研究已围绕多种脱醇技术展开，但制备的脱醇葡萄酒酒精度均高于0.5% vol，不符合脱醇葡萄酒/无醇葡萄酒的法定要求。

因此，本研究采用真空蒸馏法，依据法规标准限定的酒精度阈值，制备酒精度≤0.5% vol的脱醇葡萄酒与6% vol的部分脱醇葡萄酒。本研究以红、桃红、白三种葡萄酒为原料，采用真空蒸馏法制备脱醇与部分脱醇葡萄酒，探究乙醇去除对脱醇葡萄酒品质的影响，重点评估脱醇处理对葡萄酒理化指标、色泽特征、挥发性组分的影响，并对各类脱醇葡萄酒的感官特性进行系统评价。

 

材料和方法

 

2.1.葡萄酒样品

三款被称作原酒/对照酒（OW）的葡萄酒用于脱醇处理：雷司令白葡萄酒（13.13% vol）、黑皮诺桃红葡萄酒（12.92% vol）、梅洛红葡萄酒（13.15% vol）。

 

2.2.实验装置与脱酒精条件

德国海道尔夫仪器有限公司的Hei-VAP工业型旋转蒸发仪被用于葡萄酒脱醇处理。真空蒸馏（50 mbar真空压力、50℃水浴），制备PDW（乙醇6% vol）、DW（乙醇≤0.5% vol），每组试验重复2次。

2.3.物理化学分析

2.4.色泽分析

2.5.GC-MS分析

2.6.感官分析

 

2.7.统计分析

 

结果与讨论

 

3.1.脱醇葡萄酒的酿酒学参数

脱乙醇处理对白、桃红、红三种葡萄酒理化特性的影响如表1所示。体积损失随乙醇去除量的增加而上升，部分脱醇葡萄酒（PDW）的平均体积损失约为15.4%~19.9%，完全脱醇葡萄酒（DW）为33%~35.6%。

白、桃红、红葡萄酒的密度均从原酒（OW）到部分脱醇酒、再到完全脱醇酒呈显著且持续的上升趋势。这种升高主要源于乙醇和水分被去除后产生的浓缩效应，使非挥发性化合物的浓度大幅提高。总干浸出物含量随脱乙醇处理显著增加：白葡萄酒（OW：22.05 g/L→PDW：27.23 g/L→DW：37.00 g/L）、桃红葡萄酒（OW：17.30 g/L→PDW：22.35 g/L→DW：29.25 g/L）、红葡萄酒（OW：24.60 g/L→PDW：30.45 g/L→DW：39.90 g/L）。还原糖含量同样显著上升，白葡萄酒尤为明显。桃红葡萄酒因原糖含量本就较低，还原糖无明显变化。红葡萄酒则完全不含还原糖。脱醇葡萄酒的甘油含量显著上升，但甘油对酒体黏度与口感的提升作用相对有限。

所有类型葡萄酒的总酸（TA）均显著升高（以白葡萄酒为例：OW 6.88 g/L→DW 10.05 g/L），主要由蒸馏后有机酸的浓缩效应导致。与此同时，pH值小幅但显著下降（如白葡萄酒：OW 3.00→DW 2.70），这与总酸升高、酸碱平衡发生改变的规律一致。挥发酸含量在PDW酒中无显著变化，但在DW酒中显著上升（如红葡萄酒：OW 0.6 g/L→DW 0.9 g/L）。脱醇处理后，所有葡萄酒中的酒石酸、苹果酸、乳酸等有机酸浓度均发生显著变化。具体而言，脱乙醇处理对白、红葡萄酒的苹果酸浓度无显著影响，但桃红DW酒的苹果酸含量较OW从0.80 g/L升至1.05 g/L。白、桃红、红葡萄酒的乳酸含量随脱乙醇处理显著上升，酒石酸在白、桃红葡萄酒中显著升高，红葡萄酒则无明显变化。

 

 

 

3.2.脱醇葡萄酒的色泽特征

脱乙醇处理后，白、桃红、红葡萄酒的色泽特征均发生显著变化，结果如表2所示。所有葡萄酒的褐变指数（420 nm吸光度）均大幅上升，说明黄色素含量增加，这主要由处理过程中的浓缩效应与氧化反应导致。白葡萄酒的褐变指数从原酒的0.10吸光单位（AU）升至脱醇酒的0.17 AU，桃红葡萄酒从0.17 AU升至0.29 AU，红葡萄酒从2.88 AU升至4.24 AU。桃红与红葡萄酒在520 nm（红色素）、620 nm（蓝色素）处的吸光度显著升高，白葡萄酒无明显变化。这是因为蒸馏去除乙醇后，红、桃红葡萄酒中的辅色作用增强，提升了520 nm与620 nm处的吸光值，而白葡萄酒不含花色苷，因此不受影响。

色泽强度随脱乙醇处理呈上升趋势：白葡萄酒从0.13AU升至0.15AU、再到0.22AU，桃红葡萄酒从0.27AU升至0.36AU、再到0.50AU，红葡萄酒从7.82AU升至8.83AU、再到10.61AU。

所有酒样的PDW与DW亮度值（L*）均显著下降，酒体外观更暗沉。白葡萄酒的黄度值（b*）显著上升，红绿色轴值（a*）下降，说明相较于原酒，白葡萄酒向绿色调偏移。相反，桃红葡萄酒的a*与b*值均上升，红色调与黄色调更浓郁，红葡萄酒的a*与b*值则均有所降低。代表色彩饱和度的色度值在脱醇白葡萄酒与桃红葡萄酒中上升，色泽更鲜艳，红葡萄酒的色度值下降，可能是辅色作用被破坏所致。白葡萄酒与桃红葡萄酒的色调角显著减小，表明感官色泽发生小幅偏移，脱醇红葡萄酒的色调角仅略有上升。总色差值（ΔE*）是衡量色泽变化可感知程度的指标，脱醇葡萄酒的ΔE*显著升高：白葡萄酒4.08，桃红葡萄酒7.60，红葡萄酒24.33。本研究所有样品ΔE*均≥1，说明原酒与脱醇酒的色泽差异可被人眼识别，二者外观存在显著视觉区别，表2中的模拟色块也进一步验证了这一点。脱醇过程中的色泽变化，不仅源于乙醇与水分去除产生的浓缩效应，还与辅色作用被破坏、氧气摄入和二氧化硫消耗导致花色苷衍生色素形成，以及pH值小幅偏移有关。

 

 

 

3.3.脱醇葡萄酒的挥发性组分特征

本研究共分析23种挥发性化合物，评估脱乙醇处理对白、桃红、红葡萄酒香气轮廓的影响。表3汇总了关键挥发性化合物的检测结果，图1展示了总香气损失随乙醇含量降低而逐步加剧的趋势。白葡萄酒中，PDW仅保留27.9%的总香气物质，损失率72.1%，DW仅保留10.6%，损失率达89.4%。桃红葡萄酒中，PDW保留23.0%的总香气（损失77.3%），DW酒仅保留8.8%（损失91.2%）。红葡萄酒中，PDW保留20.3%的总香气（损失79.7%），DW酒仅保留6.3%，损失率高达93.7%。

 

 

 

所有类型葡萄酒的高级醇含量随乙醇去除大幅下降。白、桃红、红葡萄酒PDW的异丁醇含量分别下降80.4%、81.1%、85.8%，DW中均未检出。所有酒样的PDW中，3-甲基丁醇含量下降78%~79%，DW中同样未检出。PDW的2-甲基丁醇与1-己醇含量分别下降83%~88%、74%~78%，DW中均未检出。值得注意的是，2-苯乙醇含量不受脱乙醇处理的显著影响。

对果香与花香起关键作用的酯类物质含量大幅下降。乙酸乙酯是所有葡萄酒中含量最高的酯类，白、红葡萄酒PDW中分别下降81.4%、94.6%，DW中未检出，桃红葡萄酒的乙酸乙酯在PDW与DW中均完全流失。丙酸乙酯（78%~84%）、异丁酸乙酯（84%~87%）、丁酸乙酯（76%~98%）、乙酸2-甲基丁酯（79%~87%）、己酸乙酯（93%~95%）、乙酸己酯（68%~88%）等酯类在PDW中显著下降，DW中完全消失。乙酸异戊酯、辛酸乙酯、苯乙酸乙酯、癸酸乙酯在PDW与DW酒中均完全流失。相反，2-羟基-4-甲基戊酸乙酯、琥珀酸二乙酯、乙酸苯乙酯在DW中仍保留原含量的20%~40%。

影响葡萄酒风味平衡与口感的挥发酸含量呈中度下降。白葡萄酒中，异戊酸、己酸、辛酸、癸酸在PDW与DW制备过程中无显著变化。桃红葡萄酒中，异戊酸、己酸、辛酸含量不受影响，DW的癸酸含量显著下降（87.8%）。红葡萄酒中，辛酸含量在PDW中下降40.8%，DW酒中下降64.6%，己酸含量在PDW中下降32.2%，DW中下降46.2%。脱乙醇处理对所有酒样的异戊酸含量均无影响。

 

 

 

本研究计算了各化合物的气味活性值（OAV），结果如表4所示。由表4可知，23种定量挥发性化合物中，有15种在至少一种酒样中含量高于气味阈值（OAV＞1）。这类物质是构成葡萄酒整体香气的核心组分，也是评估脱乙醇处理影响的关键指标。整体来看，PDW中有8种化合物OAV＞1，包括3-甲基丁醇（果香、花香、化学香）、2-苯乙醇（果香、花香）、乙酸乙酯（果香、香脂香）、己酸乙酯（果香、脂香）、琥珀酸二乙酯（果香、花香、奶油香）、异戊酸（奶酪香、汗臭、酸败香）、己酸（奶酪香、脂香）、辛酸（酸败香、青草香、尘土香）。深度脱醇处理影响显著，DW中仅2-苯乙醇、琥珀酸二乙酯、异戊酸、己酸、辛酸的OAV＞1。酯类与高级醇等挥发性物质的大量流失，导致葡萄酒核心的果香与花香减弱，而这两类香气是葡萄酒香气复杂度的关键。脂肪酸和琥珀酸二乙酯在DW中的留存现象表明，部分香气组分更耐乙醇洗脱去除。

 

 

 

3.4.脱醇葡萄酒的感官特征

如图2所示，PDW与DW的感官评价结果表明，乙醇去除对多项感官属性产生显著影响。白葡萄酒（图2a）经脱醇处理后，色泽强度、蒸煮蔬菜味、陈化花香、苦味与酸度显著升高，而甜度、酒体饱满度与灼热感显著降低。清新果香、苹果香、柑橘香、桃香、陈化果香及整体接受度等属性未受脱醇处理的显著影响。

桃红葡萄酒（图2b）的感官差异更为显著。乙醇去除使色泽强度、陈化花香、陈化果香与蒸煮蔬菜味评分显著上升。清新花香、清新果香、酒体饱满度、灼热感及整体接受度显著下降。有趣的是，DW桃红葡萄酒在红色水果香（樱桃、树莓）、酸度、苦味与涩感等指标上的评分与原酒相近，而PDW的上述指标评分更低。

红葡萄酒（图2c）的原酒与PDW、DW在整体接受度、色泽强度、甜度、酸度、清新花香、青草味、苦味、涩感及酒体饱满度上评分相近。尽管乙醇含量降低，但涩感与苦味未出现显著差异，这可能与复杂的基质效应有关，包括pH值、残糖与酚类组成，这些因素可强烈影响感官感知，并可能掩盖乙醇的作用。此外，乙醇浓度影响单宁的溶解性与聚集状态，乙醇含量降低可能促进大分子单宁沉淀，而这类单宁通常与更强的涩感相关。本研究未测定单宁浓度，因此其对涩感的作用尚不明确，有待后续研究验证。

但红葡萄酒的陈化花香、红色水果香（樱桃、树莓）、蒸煮蔬菜味与橡木相关风味随乙醇去除显著增强。部分脱醇红葡萄酒在黑樱桃香、李子香与陈化果香等感官指标上与原酒相近，而DW的上述指标评分高于原酒。与原酒相比，白葡萄酒与红葡萄酒的PDW、DW样品整体接受度评分相近，品评人员认为，尽管脱醇过程中部分挥发性化合物流失，但两类脱醇酒仍具备良好的饮用价值。

 

 

 

为进一步明确白、桃红、红葡萄酒在不同脱醇程度下挥发性物质流失与感官属性变化的规律，本研究对定量数据进行主成分分析（PCA）。前两个主成分PC1与PC2分别解释总变异的40.41%与33.19%（图3）。原酒与多数香气化合物及感官属性（如酒体饱满度、灼热感、甜度、清新花香、清新果香）密切相关，分布于PC1正半轴，而PDW与DW样品聚类于PC1负半轴，说明脱醇处理使其挥发性组成与感官轮廓发生显著偏移。

具体而言，OW-Red在PC1正半轴上独立成组，其特征为高含量的关键酯类（乙酸乙酯、乙酸异戊酯、异丁酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯）与脂肪酸（辛酸、癸酸），这些物质与清新果香、清新花香、甜度、灼热感及酒体饱满度呈强相关。与之相反，PDW-Red、DW-Red向PC1负半轴与PC2正半轴偏移，表明酯类带来的果香显著降低，而青草味、蒸煮蔬菜味、涩感等欠佳风味相对增强。

白葡萄酒与桃红葡萄酒的原酒样品分布于PC1正半轴、PC2负半轴，特征为高含量的酯类（丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸己酯、癸酸乙酯）与脂肪酸（己酸、癸酸），关联清新果香、清新花香、甜度与酒体饱满度等感官属性。而白、桃红葡萄酒的PDW与DW样品聚类于PC1负半轴，表现为挥发性酯类流失，感官向陈化花香、陈化果香偏移，说明脱醇处理降低了葡萄酒的清新感。

 

 

 

结论

 

真空蒸馏是制备PDW与DW的高效可行技术。与原酒相比，脱醇葡萄酒的理化指标存在显著差异（p≤0.05），具体表现为密度、总浸出物、甘油、总酸与挥发酸含量升高，pH值显著降低。此外，PDW与DW的420 nm吸光值（AU 420 nm）更高、色泽强度更大、亮度值（L）更低。在色泽参数方面，白、桃红脱醇酒的色度与b*升高，红葡萄酒则呈下降趋势。DW的ΔE*显著升高，白葡萄酒4.08、桃红葡萄酒7.60、红葡萄酒24.33，表明色泽变化可被人眼感知。

乙醇去除显著降低挥发性物质含量，且流失程度随乙醇含量降低而加剧，白、桃红、红完全脱醇酒的总香气损失率分别达89.4%、91.2%与93.7%。感官评价显示，脱醇处理后，白、桃红葡萄酒的清新花香，红葡萄酒的清新果香，白、桃红葡萄酒的甜度，以及葡萄酒的灼热感、桃红葡萄酒的酒体饱满度评分均下降，而红葡萄酒的色泽强度、白与桃红葡萄酒的蒸煮蔬菜味及酸度评分上升。白、红葡萄酒的PDW与DW整体接受度与原酒相当，桃红DW的整体接受度则随乙醇去除显著下降。这表明白、红葡萄酒的脱醇产品仍具备良好的饮用价值，即便脱醇过程中流失了部分特征挥发性物质。