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Food Chem：司棋亚娃葡萄酒的化学、颜色与感官演化：葡萄冷冻及酵母和苹果酸乳酸菌共接种的影响
发布时间：
2026-08-03
来源：
葡萄研究
司棋亚娃葡萄酒的化学、颜色与感官演化：葡萄冷冻及酵母和苹果酸乳酸菌共接种的影响
期刊：Food Chemistry（10.4）
发表日期：2026年
研究摘要
司棋亚娃（Schiava）葡萄主要含有芍药素-3-O-葡萄糖苷，这与葡萄酒中的色素不稳定有关。本研究的主要目标之一是测试葡萄冷冻能否增加葡萄色素的提取，和/或葡萄酒中的颜色稳定性。评估变量为：（1）葡萄是否冷冻；（2）有或无发酵浸泡的发酵；（3）与酿酒酵母接种，或与非酿酒酵母共接种。还评估了葡萄冷冻与苹乳发酵之间的潜在相互作用。没有发酵浸泡，冷冻葡萄葡萄酒表现出“淡粉色”、“粉色/鲑鱼”（视觉效果）、“坚果/杏仁”、“热带/香蕉”（香气）等特征。虽然葡萄冷冻使葡萄汁中芍药素-3-O-葡萄糖苷的初始含量更高，但储存后葡萄酒并未发现显著差异。葡萄冷冻的比色参数仍受到正面影响。游离花青素的特征无法单独准确反映葡萄酒的颜色，其他相关因素也很重要。
研究背景
“司棋亚娃”是意大利南蒂罗尔地区的本土红葡萄品种，种植历史可追溯至16世纪，近三十年间已从产区总面积的68%缩减至8%。该品种集中种植于海拔400-500米的温暖通风区域，尽管种植规模持续收缩，但产区选址优化推动了果实品质的稳步提升。
司棋亚娃葡萄的特征花青素为芍药素-3-O-葡萄糖苷，这是其衍生葡萄酒色泽偏浅、稳定性差的核心诱因，而果实本身高pH、低单宁的属性进一步加剧了瓶储过程中的颜色衰退。该品种酒款带有甜樱桃、红醋栗、杏仁与紫罗兰等典型香气，风格辨识度高，但产区外消费者认知度较低，普遍将其等同于低端日常餐酒，导致市场评价与售价均低于主流品种。
目前针对司棋亚娃葡萄酒化学特性与工艺调控的系统性研究较为匮乏。团队前期已开展装瓶前阶段的初步探索，证实冷冻处理等工艺可影响花青素提取与单宁组成，但瓶储过程中色泽、酚类与感官的长期演化规律，以及葡萄冷冻、发酵浸渍、酵母与乳酸菌共接种等工艺的交互作用仍不明确。
本研究采用全因子实验设计，系统考察三种工艺因子及其交互作用对瓶储1年后葡萄酒化学组成、色泽参数及感官特性的影响，并探究芍药素-3-O-葡萄糖苷的降解机制。
材料与方法
1. 基本酿酒参数
2. 比色分析
3. 分光光度分析
3.1. 比色分析
3.2. 游离花青素、共色素花青素和聚合物色素分数
4. 挥发性化合物的HS-SPME-GCxGC-ToF/MS分析
5. 非花青素多酚的UHPLC-MS分析
6. 花青素的UHPLC-MS分析
7. 感官分析
研究结果
本研究将数据分为无果皮浸渍W桃红酒、果皮浸渍R干红酒两大模块，分别讨论葡萄冷冻（F/NF）、共接种（Af/AMf）的单独效应与交互作用，最后统一解析芍药素-3-O-葡萄糖苷全周期降解规律。
3.1. 葡萄冷冻及共接种剂类型对未进行发酵浸渍（W）葡萄酒的化学成分和感官属性的影响
MFA模型前两轴解释50.85%总方差，样品沿PC1（葡萄冷冻）、PC2（接种类型）清晰分为四组：W_F_Af、W_F_AMf、W_NF_Af、W_NF_AMf。
冷冻处理（F）样品pH、残糖显著更高；AMf共接种组完成苹乳发酵，苹果酸完全消耗、乳酸含量显著上升。未冷冻NF组总二氧化硫、干浸出物、溶解氧更高，抗氧化能力弱；冷冻提升总多酚，但组间差异幅度较小。
酚类单体：没食子酸仅在W_F_AMf显著升高，受冷冻、共接种双重交互影响；没食子酸乙酯、二氢山奈酚糖苷、漆黄素等在所有F冷冻样品含量提升；环状原花青素c-4、c-5、c-6指数NF组更高，证明环状多酚水溶性强，无需冷冻破壁即可浸出，非环状原花青素仅冷冻后大量释放。
冷冻W样品a红度、C色度、b黄度显著上升，酒体呈现暖粉鲑鱼色调；NF组L明度、色相角H更高，颜色浅淡、偏蓝调。冷冻组聚合色素占比大幅提升，共色素花青素无显著变化；游离花青素数值无法匹配肉眼观感——W组花青素总含量组间无显著差异，但冷冻酒视觉颜色更深，证实聚合色素是长期色泽稳定核心载体。
花青素组分层面，NF未冷冻样品以芍药素-3-O-葡萄糖苷、天竺葵素糖苷为主；冷冻样品富集酰化花青素（咖啡酰、香豆酰取代花青素），酰化基团可小幅提升色素稳定性，但储存一年后初始浸出优势完全消失，花青素浓度各组趋于一致。
冷冻工艺对香气提升作用远大于接种类型。W_F_AMf（冷冻+共接种）富含苯甲醛、苯乙醇、香叶醇，对应杏仁、花香特征；W_F_Af（冷冻单一酵母）富集丁酸乙酯、己酸乙酯、芳樟醇，热带香蕉、红色水果香气突出；未冷冻W_NF_Af高浓度甲硫醇，带来卷心菜、土豆不良硫味；W_NF_AMf己醇、乙酸含量偏高，酸味刺激感更强。
实验未观察到冷冻与苹乳发酵对香气的交互作用，与白皮诺同类实验结论相反，证明葡萄品种是香气交互效应决定性变量。
感官MFA解释42.6%方差，评审可清晰区分冷冻/未冷冻样品，但无法区分Af与AMf接种组。W_NF_Af：柑橘、木质香气、咸酸；W_NF_AMf：柑橘、热带花香；W_F_AMf：杏仁坚果香、淡鲑鱼粉色、微苦收敛；W_F_Af：红果、香蕉甜香、粉色酒体。无炭脱色处理的W组天然呈现桃红风格，印证司棋亚娃果皮色素极易轻度浸出。
3.2. 葡萄冷冻及共接种剂类型对发酵浸泡葡萄酒的化学成分和感官属性的影响
R组MFA前两轴解释49.72%方差，同样以冷冻为第一区分维度，浸渍大幅放大所有工艺差异，各项指标变化幅度高于W桃红组。
R_F_AMf（冷冻共接种）pH、酒精度、乳酸、总多酚最高；R_NF样品总SO₂、溶解氧偏高，氧化风险更大。果皮浸渍大幅提升总花青素，且组间出现显著差异：R_NF_AMf几乎所有游离、酰化花青素含量最高，但以瞬时共色素复合物为主，储存易分解；冷冻样品聚合花青素、吡喃花青素（葡萄素A）含量显著更高，长期储存色泽保留更好。
原花青素：冷冻促进三聚、四聚、五聚非环状原花青素提取；冷冻+共接种交互作用提升六聚环状原花青素c-6；NF组环状多酚占比依旧更高，与W组规律统一。
冷冻R样品ΔE总色差、ΔH色相差、C色度显著提升，红调（a）更强，呈现红宝石、砖红色；未冷冻R_NFL明度高，初期共色素显色鲜亮，但瓶储一年后褪色明显。分光数据证实：共色素仅短期增色，聚合色素才具备长期稳定能力；冷冻工艺通过增加多酚前体，促进储存过程中花青素-单宁聚合，缓解褪色。
R_F_Af冷冻单一酵母：丁酸乙酯、芳樟醇突出，黑胡椒辛辣、甘草、浓郁红果香气；R_F_AMf冷冻共接种：丁二醇、醛类丰富，干果、糖果甜香；R_NF_Af未冷冻单一酵母：乙酸、甲硫醇带来刺鼻香蕉异味、收敛涩感；R_NF_AMf未冷冻共接种：乳酸乙酯主导柑橘、浅鲑鱼淡红色。评审可完全分离R_NF_AMf样品，该组色泽最浅、果香单薄，市场观感最差。
3. 芍药素-3-O-葡萄糖苷降解核心机制
追踪从发酵汁→装瓶→储存1年三个阶段花青素含量（图5）：冷冻葡萄汁初始芍药素-3-O-葡萄糖苷远高于未冷冻；发酵后各组花青素大幅下降，瓶储12个月后浓度趋于均等，初始浸出量不决定最终储存色素浓度，低浓度下花青素降解速率自发放缓，表观稳定性提升。
通过降解标志物相关性分析推翻主流假说：芍药素花青素特征降解物香草酸与母质无显著相关，而马尔维丁标志物丁香酸高度相关，黄酮骨架化学断裂不是司棋亚娃褪色主要途径。主导褪色四大协同机制：
1.pH可逆结构变化：高pH促使花青素由红色黄烊盐转为无色查尔酮；
2.单宁聚合底物不足：品种天然低单宁，难以形成稳定高分子聚合色素；
3.物理吸附沉淀：芍药素-3-O-葡萄糖苷易被酵母、酒泥细胞壁吸附，发酵与陈酿过程随酒泥沉淀损失5%–10%，酰化花青素损失高达50%；
4.轻度氧化降解：未冷冻酒体溶解氧高，持续氧化破坏游离色素。
共色素复合物短期提升色泽，但无长期保护效果，无法解决瓶储褪色问题；冷冻仅增加聚合前体，延缓衰减，不能完全阻止花青素总流失。
研究意义
司棋亚娃葡萄酒的典型缺陷是贮藏后色泽衰退，该品种花青素以芍药素-3-O-葡萄糖苷为主，区别于多数红葡萄的锦葵素-3-O-葡萄糖苷。高pH、低单宁加剧其色泽失稳，褪色由多重机制共同驱动：pH改变花青素分子构型、单宁不足难以形成稳定共色/聚合色素、氧化降解、酒泥吸附沉淀。
试验发现，无论是否采用葡萄冷冻、酵母与乳酸菌共接种工艺，装瓶贮藏一年后酒中芍药素-3-O-葡萄糖终浓度仅由初始含量与降解速率决定，低初始浓度下降解更慢、表观稳定性更高。对花青素降解产物（花青素酮A、间苯三酚羧酸、香草酸等）分析表明，芍药素黄酮骨架断裂并非主要褪色途径，多数降解产物与锦葵素代谢标志物丁香酸相关性更高，说明骨架裂解仅起次要作用。
液相质谱仅检出游离花青素，无法捕获共色复合物、高分子聚合色素，这两类物质仍参与酒体色泽表现。芍药素易被酵母/酒泥吸附沉淀，是重要失色途径。
本研究证实环原花色素几乎不受冷冻、共接种工艺影响，仅受果皮浸提条件调控，可作为品种溯源特征标志物。后续可通过调pH、添加酿造单宁、筛选低β-葡萄糖苷酶菌株、调整果皮浸提工艺、模型酒模拟等手段，系统优化斯基亚瓦葡萄酒色泽稳定性。
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