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文献解读 1162 FRI：格拉西亚诺葡萄渣提取物作为二氧化硫潜在替代品的初步评价
发布时间：
2026-08-24
来源：
小葡喊你读文献啦 葡萄研究
文献解读 1162
格拉西亚诺葡萄渣提取物作为二氧化硫潜在替代品的初步评价
期刊：Food Research International（8.0）
发表日期：2026年
研究摘要
二氧化硫（SO₂）凭借抗氧化与抑菌性能，是葡萄酒酿造关键助剂，但对敏感人群存在健康风险，同时会带来感官缺陷，行业亟需开发天然替代物。本研究采用富含酚类的格拉西亚诺葡萄渣提取物（GPE），探究其完全或部分替代SO₂的可行性。设置6组微酿造试验：对照组（仅添加SO₂）、全GPE替代组、4组SO₂ GPE复配组M1 M4（SO₂占比依次为1/2、1/3、1/4、1/5）。检测葡萄酒常规酿酒参数，利用HPLC DAD分析酚类物质，GC MS解析挥发性组分。结果表明，对照组与纯GPE组苹果酸降解趋势接近；而SO₂与GPE复配组别自发苹果酸 乳酸发酵程度更高。纯GPE组的a*红色坐标、总多酚指数、总酚含量低于对照组，但酚类、挥发性物质整体轮廓与对照组较为接近，仅辛酸、总二苯乙烯含量更低。SO₂ GPE复配处理会显著改变葡萄酒酚类与挥发性物质组成。本初步研究表明，格拉西亚诺葡萄渣提取物具备作为酿酒SO₂替代品的潜力，同时可实现葡萄酒加工副产物资源化利用。
研究背景
二氧化硫凭借抑菌、抗氧化、结合羰基化合物的多重功能，长期在葡萄酒工业广泛使用。但过高SO₂会引发感官劣变，过敏体质人群接触后会产生过敏、代谢紊乱等不良反应，葡萄酒行业亟需寻找安全有效的天然替代方案。
富含酚类的农业副产物提取物因兼具抗氧化与抑菌活性，成为SO₂替代研究热点。葡萄皮渣是葡萄酒产业大宗副产物，契合循环经济发展理念。现有研究多在发酵结束后添加葡萄副产物提取物，规避酚类物质干扰酵母代谢；针对红葡萄醪发酵前添加提取物的相关研究较少，且格拉西亚诺葡萄本身酚类物质含量突出，但该品种果渣提取物用于发酵阶段替代SO₂尚未被研究。
本研究以丹魄葡萄醪为对象，在发酵前投加格拉西亚诺果渣提取物，设置完全替代以及不同比例部分替代SO₂的梯度试验，系统评价其对酿酒理化参数、酚类、挥发性物质的影响，评估发酵阶段使用该提取物替代SO₂的可行性，填补相关研究空白。
材料与方法
1. 格拉西亚诺果渣提取物（GPE）
2. GPE剂量的初步评估
3. 微型葡萄种植
4. 葡萄汁与葡萄酒中经典参数的测定
5. 通过HPLC-DAD测定葡萄酒酚类化合物
5.1. 利用固相萃取（SPE）制备葡萄酒样品以分析非花青素酚类化合物
6. HPLC-DAD色谱条件
7. 通过GC-MS分析葡萄酒挥发性化合物
8. 统计分析
研究结果
1. 基础理化与颜色指标
所有组别酒精发酵均可顺利完成。对照组与纯GPE组苹果酸降解程度低，复配M1 M4组别苹果酸显著下降、乳酸含量上升，说明SO₂降低后叠加GPE的抗氧化环境，有利于本土乳酸菌增殖，诱发自发苹果酸 乳酸发酵。M3、M4组pH升高，总酸度下降，但依然处于红葡萄酒合理pH区间。M2 M4的乙酸、挥发酸度上升，但均低于欧盟法定上限1.2 g/L，没有出现醋味缺陷。
复配组别M1 M4在SO₂添加量更低条件下，依然保留更高的游离SO₂，原因是GPE酚类充当牺牲抗氧化剂，优先清除活性氧、醌类物质，减少SO₂被氧化消耗，即“二氧化硫节约效应”。纯GPE组总多酚指数TPI、总酚、红色a*参数低于对照组，推测缺少SO₂保护条件下，酚类更易发生氧化与聚合沉淀。颜色强度CI数据显示GPE处理酒样颜色并未劣化，酚类共着色效应补偿单体花青素的损失。
2. 酚类物质组成
共定量14种酚类化合物，涵盖黄烷醇、酚酸、二苯乙烯。对照组与纯GPE组酚类物质整体组成差异较小；M1 M4复配组酚类轮廓发生明显改变。复配组别中儿茶素、表没食子儿茶素等单体黄烷醇含量下降，原花青素B1等聚合黄烷醇含量升高，说明体系内酚类向聚合形态转变，感官上会从苦味向收敛感过渡。
酚酸层面，对照组、GPE组的没食子酸、咖啡酒石酸含量更高；M1 M4酚酸整体水平降低。二苯乙烯类中，纯GPE组总二苯乙烯含量显著低于对照组；M3、M4则维持较高二苯乙烯水平。多元统计CDA可以把对照组、GPE组与M3 M4明显区分，热图与相关性矩阵证实单体酚与聚合酚存在显著负相关，反映复配体系推动酚类聚合转化。
3. 挥发性物质组成
共鉴定26种挥发性化合物，包括醇、酯、酸、羰基、萜类。纯GPE组约69%挥发性组分浓度与对照组无显著差异，整体香气轮廓得到保留。M1 M4复配组别挥发性物质变化明显：受自发苹果酸 乳酸发酵驱动，乳酸乙酯、琥珀酸二乙酯等细菌代谢生成酯类物质含量大幅升高；高级醇类如2 苯乙醇出现下降。
气味活度OAV分析，己酸乙酯、辛酸乙酯、异戊基乙酸酯、2 苯乙醇为各组主要香气贡献物质。M3 M4酯类总量提升，带来更多果香、发酵香气，但部分高级醇下降。CDA判别分析、层次聚类显示对照组与GPE聚集，M3 M4形成独立分组，M1 M2处于中间过渡位置。皮尔逊相关矩阵表明，细菌来源酯类与酵母合成的中链脂肪酸乙酯呈显著负相关，代表复配处理重塑葡萄酒挥发性指纹。
4. 综合多变量统计分析
针对常规酿酒参数数据集，CDA第一判别函数解释总方差98.70%，第二函数解释0.90%，二者合计解释99.6%方差。乙酸、总二氧化硫、游离二氧化硫、葡萄糖 果糖、总酸度是区分样本的核心变量；A620吸光度、CIELab颜色参数C贡献中等，乳酸区分能力较弱。M3、M4样本分布在坐标轴正向，对应乙酸、总二氧化硫水平高；GPE全替代组位于负向极值，该类参数水平最低；对照组、M1、M2聚集于原点附近，特征居中。热图聚类结果和CDA分组保持一致。皮尔逊相关矩阵显示苹果酸与乳酸呈极显著负相关，证实M3、M4组发生强烈自发苹果酸 乳酸发酵；pH与乳酸显著正相关，和总酸度显著负相关，符合生物降酸的化学变化规律。A420、A520、A620吸光度、颜色强度互相高度正相关，说明GPE处理酒样颜色提升来自全光谱均衡增加，推测与共着色效应有关。游离SO₂与总多酚指数无显著相关，但和a*红色坐标、A520吸光度显著相关，说明GPE提取物多酚有助于保护SO₂活性组分。
酚类物质CDA模型中，函数1、函数2分别解释73.50%、17.50%方差，合计91%。儿茶素、表没食子儿茶素、总二苯乙烯是第一函数主要驱动变量，反式白皮杉醇作用相反。对照组与GPE组拥有更高单体黄烷醇，M3、M4单体黄烷醇含量更低。热图聚类同样将对照、GPE划为一类，M3 M4为另一组，M1 M2处于中间。皮尔逊相关表明单体黄烷醇（儿茶素、表没食子儿茶素）与聚合原花青素B1显著负相关，证实SO₂ GPE复配体系推动酚类由单体向聚合形态转化；没食子酸和单体黄烷醇高度正相关，复配组中这类物质同步下降。
挥发性物质CDA总解释方差95.3%，第一主成分83%，第二12.30%。乳酸乙酯、异戊基乙酸酯主导第一判别函数，区分M3、M4样本；2 苯乙基乙酸酯、琥珀酸单乙酯主导第二函数，分开对照组 GPE与M1 M2。热图聚类把对照组、GPE归为同一簇，M3 M4独立成簇，M1 M2过渡。相关矩阵显示乳酸乙酯、异戊基乳酸酯、琥珀酸二乙酯互相极显著正相关，在M3 M4中同步积累，来源于细菌代谢；该类细菌代谢酯与酵母来源中链脂肪酸乙酯（辛酸乙酯、癸酸乙酯）呈强负相关。这代表降低SO₂并复配GPE，会重塑香气指纹，提升乳酸类发酵香气，降低部分果香型乙酯，但并不等同于品质劣变，而是形成差异化风格。
综合多变量分析证实：GPE完全替代SO₂的酒样化学轮廓最贴近传统SO₂对照组；随着GPE占比提升（M1→M4），样本特征逐步偏移，微生物驱动的代谢变化愈发明显。
研究结论
与M1-M4系列葡萄酒相比，对照组与GPE系列葡萄酒在酒精发酵过程中苹果酸的降解程度较低；而在M1-M4系列葡萄酒中，则观察到苹果酸的降解程度较高且乳酸积累量较大。这一现象可能与本土乳酸菌的响应差异有关，但需开展进一步的微生物学研究以确认该机制。就色泽参数而言，单独添加GPE或将其与SO₂联合使用均能维持色泽稳定性。然而，当SO₂被GPE完全替代时，需开展进一步研究以验证上述结论，因为此时CIELab参数a*、TPI值以及总酚含量均呈现较低水平。
酚类成分在对照组与GPE处理葡萄酒中呈现出相似的分布特征。然而，采用SO₂+GPE处理制备的葡萄酒在酚类成分上表现出更大的变异性，且与对照组及GPE处理葡萄酒存在明显差异。就挥发性成分而言，用GPE完全替代SO₂可保持主要香气特征，而联合处理则导致挥发性成分发生变化——具体表现为酯类增加、醇类、挥发性酸及羰基化合物减少。总体而言，这项初步研究表明，GPE作为一种替代SO₂用于葡萄酒酿造的潜在策略颇具前景；然而，仍需开展更大规模的中试及工业级研究，以充分验证其有效性。
文献解读 原文合集
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