首页 > 分享 > FOOD BIOSCI：利用新产品或新工艺对佳美娜葡萄酒木材陈酿过程中酚类物质的演变进行了对比分析

FOOD BIOSCI：利用新产品或新工艺对佳美娜葡萄酒木材陈酿过程中酚类物质的演变进行了对比分析

花匠小妙招
2025-02-18 00:38

利用新产品或新工艺对佳美娜葡萄酒木材陈酿过程中酚类物质的演变进行了对比分析

期刊：Food Bioscience（5.2）

发表日期：2024.01

研究摘要

橡木桶陈酿是葡萄酒酿造中最具影响力的单元操作之一，它会影响葡萄酒的化学和感官特征。桶的高商业价值和较短的使用寿命刺激了允许桶重复使用的替代产品的开发。在这项研究中，比较了橡木桶刮削、添加ZigZag和添加BarrelStave对佳美娜葡萄酒酚类成分的影响。与在旧桶或刮木桶中陈酿的葡萄酒相比，在新橡木桶或装有ZigZag木制品（锯齿形嵌件）或BarrelStaves木制品（桶形嵌件）的橡木桶中陈酿的葡萄酒，香草酸、香兰素、鞣花酸和鞣花单宁的含量相似。后两种葡萄酒的黄烷醇含量较高。然而，在研究结束时，观察到不同处理之间葡萄酒酚类成分的差异减小。在感官上，在新橡木桶中陈酿的葡萄酒在嗅觉和味觉强度方面差异很大。在新橡木桶或装有锯齿形嵌件的旧橡木桶中陈酿的葡萄酒同样受到品酒师的青睐，因此支持使用替代橡木更新剂来延长橡木桶的使用寿命。

研究背景

葡萄酒在橡木桶中陈酿是生产高度复杂葡萄酒的基本工艺过程。橡木桶陈酿时，会发生微氧化，从而减少涩味并稳定葡萄酒的颜色。此外，木材为葡萄酒提供了各种挥发性物质、酚类化合物等。

酚类化合物从橡木桶到葡萄酒的转移取决于各种因素，例如植物种类，木材的干燥程度，烘烤的类型和时间，使用年限以及使用的方式。225 L波尔多橡木桶是葡萄酒行业最常用的传统规格。然而，其高商业价值和较短的使用寿命催生了各种替代形式，例如木片、锯末、木板、块状、立方体和橡木粉等，但也有人认为，使用替代形式的木材无法复制在新桶中长期陈酿葡萄酒的典型特征。

目前，将其他新开发的橡木基产品添加到旧桶的内部，或通过刮擦桶的内表面层再进行烘烤等被视为桶的更新方法。本研究旨在调查这些橡木桶更新系统对佳美娜葡萄酒酚类成分的影响。

研究内容

1. 材料

2. 仪器仪表

3. 程序

4. 一般分析参数

在第0天180天和第360天进行分析pH、可滴定酸度、挥发性酸度、游离二氧化硫和总二氧化硫、酒精浓度、残糖、溶解氧等。

5. 单体酚类化合物的HPLC-DAD分析

6. 品酒

7. 统计分析

研究结果

1. 一般化学特性

总体来说，经过360天的陈酿，葡萄酒的pH值和挥发性酸度有所增加，可滴定酸度有所下降，酒精含量、还原糖和总硫含量没有差异。来自新橡木桶的葡萄酒挥发性酸度值最高。溶解氧浓度均显著降低，直到接近零。

表1. 佳美娜葡萄酒在陈酿期间的一般化学参数

2. 类黄酮和非类黄酮酚类化合物的总浓度

通过HPLC-DAD色谱法，总共在葡萄酒中鉴定出20种低分子量酚类化合物：7种类黄酮类和13种非类黄酮类化合物（图1）。

不同处理的葡萄酒中低分子量酚类物质的总含量在60至240天之间增加（图1A）。特别是，在旧桶中陈酿的葡萄酒在240天后表现出最高的浓度。在300天和360天时，来自刮擦桶的浓度最高，而在带有锯齿形嵌件的橡木桶中陈酿的葡萄酒浓度最低。

在所有处理中，非类黄酮酚类化合物的比例相对于类黄酮化合物更大（图1B和C）。类黄酮在前两个月逐渐下降，然后逐渐增加，直到与初始值相似，但在旧橡木桶中陈酿的葡萄酒除外。从180天开始，来自刮擦和用过的橡木桶的葡萄酒的类黄酮含量最高，而在新橡木桶和带有桶形嵌件的桶中陈酿的葡萄酒的黄酮含量最低。至于非类黄酮化合物的总含量（图1C），在用过的橡木桶和带有两种嵌件的橡木桶中观察到了上升趋势。在300天和360天时，在新橡木桶中陈酿的葡萄酒非黄酮类化合物浓度最高。

图1. 佳美娜葡萄酒在与不同木材处理接触的整个陈酿过程中的低分子量酚类化合物总和：（A）总酚类化合物，（B）类黄酮类酚类化合物，（C）非类黄酮类酚类化合物

3. 单个类黄酮和非类黄酮酚类化合物的浓度

表2显示了HPLC-DAD在研究中定性定量的不同低分子量酚类化合物的含量。黄酮类化合物方面，360天内，不同葡萄酒的表儿茶素含量以不同的速度下降，而其余黄烷醇的含量相对于未陈酿葡萄酒逐渐增加。相比之下，与新木材（即两种嵌件和新桶）接触陈酿的葡萄酒相比，在用过的橡木桶中陈酿180天及以上的葡萄酒显示出更高浓度的表儿茶素和表没食子儿茶素。在陈酿60天及以上时，儿茶素含量显著增加。关于黄酮醇家族，差异不显著。此外，在一些葡萄酒样品中观察到某些黄酮醇的一些特定差异。例如，在最近两个采样日期中，来自新桶的葡萄酒呈现出最低的槲皮素含量和最高的芦丁浓度。

表2. 佳美娜葡萄酒在陈酿期间定量的低分子量酚（mg/L）

对于非类黄酮酚类化合物，360天中，咖啡酸和二苯乙烯的浓度显著下降，而其余在某个时间点显示出显著增加，但丁香酸除外，它几乎没有变化。大多在研究期间没有一致的浓度差异，但在最后表现出相似的浓度。尽管如此，一些葡萄酒还是呈现出一些值得注意的特征。例如最后抽样时用过的橡木桶中的葡萄酒对羟基苯甲酸、鞣花酸和香兰素含量最低，在新桶中陈酿的葡萄酒中原儿茶酸、对羟基苯甲酸、香草酸、鞣花酸和反式白藜芦醇糖苷含量最高。

4. 鞣花单宁浓度

图2显示了鞣花单宁的浓度。无论木材形式如何，研究中所有葡萄酒的鞣花酸含量（鞣花单宁酸水解后）都有所增加，但提取速率不同。

图2. 佳美娜葡萄酒在与不同木材处理接触的陈酿过程中的鞣花单宁含量

5. 感官分析

与新橡木桶接触陈酿的葡萄酒和用嵌件陈酿的葡萄酒相比，在旧橡木桶或刮木桶中陈酿的葡萄酒具有更大的香气强度和木质味。在涩味方面，在新桶、旧桶或带嵌件的橡木桶中陈酿的葡萄酒被认为比对照葡萄酒更涩，而在新的、刮擦的或带有桶形嵌件的橡木桶中陈酿的葡萄酒被认为比基酒更苦。最后，评估者更喜欢在旧桶中陈酿的葡萄酒，而最不喜欢来自刮擦和使用桶形嵌件的葡萄酒。

图3. 在接触不同木材处理后，佳美娜葡萄酒的感官参数和消费者偏好

6. 主成分分析

木材形式对葡萄酒酚类成分影响的分析表明，第一种成分占处理间方差的58.9%，而第二种成分占19.4%（图4A）。在新橡木桶中陈酿的葡萄酒表现出与带有桶形嵌件的橡木桶中陈酿的葡萄酒相似的行为，并且与在带有锯齿形嵌件的橡木桶中陈酿的葡萄酒有一定的相似之处。这种关系将基于香兰素、反式白藜芦醇糖苷、香草酸和鞣花酸的浓度。另一方面，在用过的橡木桶中陈酿的葡萄酒似乎与其他葡萄酒无关，这可能是因为它们含有较高浓度的类黄酮化合物。在研究期间，酚类参数变异性的49.3%和30%将分别由第一和第二成分解释（图4B）。此外，在该测定中，显示了与高酚含量相关的三个不同组。

图4.（A）木材形式对葡萄酒酚类成分影响的主成分分析；（B）酚类参数在研究期间变化的主成分分析；（C）偏最小二乘回归（PLSR），将不同低分子量酚类基团的含量与感官面板的响应相关联

7. 偏最小二乘回归

如图4C所示，因子1占分析参数的65.4%，而因子2占 14.7%。因此，小组成员确定的芳香成分将主要由羟基苯甲醛，特别是香兰素决定。另一方面，涩味与羟基苯甲酸的浓度密切相关，而苦味则与羟基肉桂酯（反式桂酸）、鞣花单宁和黄烷醇有关。

讨论

第一个观察结果表明，无论形式如何，与橡木接触的葡萄酒的酚类浓度都会改变。

第二个观察结果表明，用于更新橡木桶的木材形式是葡萄酒中某些多酚可用性的基本因素。目前的结果使我们能够将研究中的葡萄酒分为两组：在没有新木材的橡木桶中陈酿的葡萄酒（用过的橡木桶和刮过的橡木桶）和在有新木材的橡木桶中陈酿的葡萄酒（新橡木桶和带有嵌件的橡木桶）。在陈酿过程中，在没有新木材的橡木桶中陈酿180天后，葡萄酒表现出最高的黄烷醇含量和零溶解氧。最有可能的是，持续使用木桶会导致木孔堵塞，从而减少氧气扩散到木桶中。相反，在其中香草酸和鞣花酸（及其各自的衍生物）、香兰素和鞣花单宁含量最低。与新木材接触的葡萄酒呈现出木材及其衍生物中存在的化合物含量更高。

第三个观察结果涉及所考虑的葡萄酒的一些感官发现：a）没有新木陈酿的葡萄酒的芳香性较低；b）处理葡萄酒（来自旧桶的葡萄酒除外）比对照更涩更苦，相互之间没有显著差异；c）消费者对可能被认为是极端的葡萄酒没有表现出偏好。

研究意义

该研究表明，在采用不同橡木桶更新系统陈酿的葡萄酒中观察到的酚类差异对于在新橡木桶中陈酿的葡萄酒来说非常具体。这些差异将与化合物的化学性质和陈酿时间显著相关。同样，黄烷醇、香草酸、香兰素、鞣花酸和鞣花单宁是可以区分不同木材橡木桶陈酿葡萄酒的化合物。陈酿结束时酒之间酚类差异降低，这使得这些替代形式可以在葡萄酒陈酿中得到更广泛的应用。与未陈酿的葡萄酒相比，使用橡木陈酿的葡萄酒会产生嗅觉和味觉差异。此外，在新橡木桶中陈酿的葡萄酒和用锯齿形嵌件陈酿的橡木桶陈酿的葡萄酒同样受到品酒师的青睐，从而支持某些更特殊的橡木更新剂的替代使用。