欢迎您访问葡藤匠心网！
关注微信公众号：葡藤匠心、葡萄酒学报
获取更多信息
Curr. Res. Food Sci：不同瓶塞氧气透过性条件下长期陈酿红葡萄酒缩合单宁演变标志物的高级结构表征
发布时间：
2026-08-28
来源：
葡萄研究
不同瓶塞氧气透过性条件下长期陈酿红葡萄酒缩合单宁演变标志物的高级结构表征
期刊：Current Research in Food Science（7.7）
发表日期：2026年
研究摘要
红葡萄酒瓶储陈酿过程中缩合单宁（CT）会发生复杂氧化与重排反应，但真实陈酿葡萄酒基质复杂，单宁演变分子标志物的完整结构解析十分困难。本研究首次将巯基乙醇解、AcquireX™数据依赖采集、基于特征的分子网络（FBMN）结合t SNE算法的完整分析工作流，应用于真实17年瓶储红葡萄酒。实验设置四种氧气透过性存在差异的瓶塞，获得珍稀长期陈酿酒样，用于验证该分析流程对复杂葡萄酒基质中单宁演变标志物深度结构解析能力。本研究共注释得到139个缩合单宁演变标志物；依据Schymanski置信度分级，122个标志物达到2 3级，17个标志物为4级；其中72个标志物为首次报道，包含55个2 3级、17个3 4级标志物。这些标志物来源于单宁 单宁、单宁 花色素、单宁 吡喃花色素、单宁 芳香醛之间的相互作用，部分化合物氧化等级最高可达5。单变量方差分析、主成分分析PCA、层次聚类HCA等多元统计分析，揭示标志物丰度与瓶塞氧气透过性之间存在相关趋势。本研究证实这套可移植分析流程能够对长期陈酿红酒复杂基质中单宁演变标志物开展全面结构解析，为葡萄酒陈酿化学提供全新分子层面认识。
研究背景
瓶储陈酿型红葡萄酒的感官品质很大程度由多酚物质的化学演变所决定。缩合单宁（原花青素）由黄烷 3 醇单元聚合而成，在陈酿期间发生氧化、缩合、重排，参与形成各类聚合物，直接影响葡萄酒收敛感、苦味、颜色稳定性。
现有大量研究基于模型溶液、葡萄籽纯化提取物鉴定氧化标志物。然而，将模型体系结论迁移至真实葡萄酒样品存在巨大挑战：葡萄酒基质组分繁多，转化产物丰度低、结构多样，传统分析手段难以实现全面检测与结构解析。近年来，巯基乙醇解、UHPLC UHRMS结合分子网络的分析方法，在葡萄籽缩合单宁氧化标志物解析中取得良好效果，但该工作流尚未在真实长期陈酿葡萄酒上得到验证。
已有代谢组学研究利用这批17年陈酿酒样，探究瓶塞氧气透过率对葡萄酒整体化学轮廓的影响，但没有开展标志物的精细结构解析。本研究以这批珍稀酒样为对象，对单宁组分深度解析，获取各类单宁演变标志物的MS/MS碎片信息；同时探究标志物丰度和瓶塞氧气透过性的关联，补充前期代谢组学的分子机制解释。长期瓶储葡萄酒难以获得，可为短期加速老化实验无法模拟的单宁演变过程提供独特研究对象。
材料与方法
1.化学试剂与材料
2.葡萄酒样品
3.葡萄酒瓶盖
4.单宁分级通过SPE分离
5.化学解聚（硫代糖解作用）
6.UHPLC–UHRMS分析
7.化学计量学
8.统计分析
研究结果
1. 陈酿红葡萄酒中进化标志的特征分析
AcquireX™深度扫描相比传统DDA模式，显著提升MS/MS获取数量。迭代过程不断更新包含/排除列表，第一轮采集高丰度离子，后续迭代靶向低丰度组分，降低重复碎裂。MetGem生成分子网络与t SNE二维投影，把质谱碎片相似度高的分子聚类到一起，把复杂的成千上万质谱特征划分为化学性质相关的分子簇。
总共921个节点，636个节点形成24个聚类。t SNE保留局部结构关系，部分在分子网络中自环的同分异构体，在t SNE中聚合在一起，更便于同类标志物对比。
总共注释139个缩合单宁演变标志物，72个属于新发现物质；按照反应来源分为四大家族。
单宁 单宁相互作用标志物共53个。包含12类已知氧化标志物，以及22类新标志物。氧化等级从1一直到5，反映逐步脱氢形成新共价键。检测大量同分异构体，来自不同偶联位点与立体构型。裂解出现RDA、BFF、HRF特征碎片。部分高分子二聚、三聚标志物，带有亲核加成（巯基乙醇）碎片。部分新标志物带有额外羟基取代，对应更高氧化程度。
单宁 花色素相互作用标志物共41个。分为T A⁺（单宁进攻花色素）、A T（花色素进攻单宁）两大反应类型。既检测到文献报道的B型连接，也检测耐酸解聚的A型醚键连接；还检测到香豆酰葡萄糖取代的衍生物。同时发现4个新氧化型单宁 花色素加合物，带有额外羟基修饰。
单宁 吡喃花色素标志物共21个。包含已知Pinotin A类、Portisin类衍生物，以及6个新氧化修饰标志物。吡喃花色素是陈酿红酒重要稳定色素；本研究发现大量吡喃花色素再与单宁发生二次反应产物，部分带有羟基氧化修饰。
单宁 芳香醛相互作用标志物共24个，全部为新报道。分为松柏醛衍生系列，以及羟甲基糠醛醛类衍生物。碎片检测到亚硫酸氢盐加成特征丢失信号，证实陈酿过程SO₂参与该类加合物形成。
Schymanski置信等级统计：122个标志物达到2 3级（大概率/候选结构），17个标志物仅可给出确定分子式，为4级。
2. 按软木塞类型比较单宁演化曲线
ANOVA筛选得到212个具有显著性差异的质谱特征。HCA层次聚类结果显示，四种瓶塞可以明显分组：合成塞自成一簇；天然软木塞单独一簇；DIAM A与DIAM B聚类距离更近。PCA前两个主成分解释总方差72.63 %（PC1 60.26 %，PC2 12.37 %）。合成塞（高OTR）样本分布在PC1负向；天然软木塞分布PC1正向；DIAM A、B集中PC2负向。重复样品聚类紧密，说明分析重复性良好。
高氧气透过的合成瓶塞样品，高氧化等级的单宁 单宁、单宁 芳香醛、单宁 吡喃花色素标志物相对丰度更高。低透过DIAM A样品中，低氧化程度标志物占优势，体现低氧环境对单宁高级氧化存在抑制作用。单宁 花色素基础缩合产物，受瓶塞氧气影响不明显，说明这类反应更多是葡萄酒内在陈酿反应；但带有额外氧化修饰的该类衍生物，依旧在高氧瓶塞条件下富集。天然软木塞组内变异大，对应天然软木塞本身氧气透过率天然波动。
讨论：瓶塞氧气传递速率会调控单宁氧化演变轮廓。高氧气传入促进高级氧化修饰标志物积累；但本实验结论限定于本套17年陈酿酒样，不能直接推广到其他酒款、年份。本研究是探索性关联分析，仅说明相关性，不代表严格因果。
研究意义
本研究首次将巯基乙醇解 AcquireX™ FBMN t SNE完整工作流成功应用于真实长期陈酿红葡萄酒，实现复杂基质下缩合单宁演变标志物大规模解析，共得到139个标志物，其中72个为新发现，氧化等级最高可达5。分子网络可以依据碎片相似度，把不同反应路径来源的单宁演变产物有效分组，显著提升复杂多酚体系解析效率。17年瓶储葡萄酒中单宁发生大量氧化、缩合、重排反应，除已知吡喃花色素、A型连接聚合物外，还积累大量高分子、高度氧化的单宁衍生物，AcquireX迭代采集对捕捉这些低丰度后期氧化产物优势明显。
瓶塞氧气透过率和部分高级氧化标志物丰度存在相关：高氧气透过合成瓶塞样品中，高度氧化单宁演变标志物相对含量更高；低氧DIAM A瓶塞更多保留较低氧化水平的单宁结构；单宁 花色素基础缩合产物主要受葡萄酒内在陈酿驱动，氧化修饰版本仍受氧气条件调控；天然软木塞样本表现较大组内差异。
本研究样品数量有限，结果仅适用于这批17年赤霞珠 美乐混酿酒，不能直接外推到其他品种酒；实验得到的是相关性，还需要模型酒体系进一步确证因果。后续工作可以拓展更多年份、品种、酿造工艺酒样，对关键新标志物开发靶向定量方法，建立标志物与感官品质之间的关联。
推荐下载
