酚类物质对葡萄酒品质的影响
2012-04-12贺晋瑜
贺晋瑜
(山西省农业科学院果树研究所,山西太谷030815)
酚类物质是一类结构复杂、品种繁多的化合物[1],在这些化合物的分子结构中都含有酚官能团,是构成植物体重要的物质[2]。对于葡萄来讲,酚类物质是其在生长发育代谢过程中产生的重要次生代谢产物,是很重要的一类生物活性物质,具有很高的营养价值,被称为葡萄酒保健的标识[3]。大量的研究发现,存在于葡萄酒中的酚类物质,按结构划分,大致可分为类黄酮和非类黄酮2 类[4]。常见的类黄酮有黄酮类、花色苷、单宁;非类黄酮主要是酚酸类和芪类化合物白藜芦醇。
1 葡萄酒中主要的酚类物质
葡萄酒中主要的酚类化合物包括酚酸类、花色苷、黄酮类、单宁,另外还有芪类化合物白藜芦醇。酚类物质的构成及其含量在不同酿酒葡萄品种之间差别明显,即使在相同品种及其酿制的酒中,酚类物质的构成及含量也会由于外界条件的不同而有变化,诸如立地条件、栽培技术、气候因素及酿造工艺等都是一些主要的影响因子,可以作为葡萄酒产地的重要鉴定指标之一[5]。
1.1 酚酸类
葡萄酒中的酚酸类物质是酚类物质中的一种,从化学结构来说,都有一个苯核,大多为对羟基苯甲酸与肉桂酸的衍生物[6]。资料显示,在葡萄酒中含量较高的酚酸类物质主要包括没食子酸、咖啡酸、龙胆酸、丁香酸、香豆酸。葡萄酒中的酚酸类物质可与糖、有机酸以及各种醇以酯化形式存在[7],遇碱可水解成游离态的酸。在葡萄果实中,约有1/5~1/4 的酚酸以游离态形式存在,也有与花色素和酒石酸结合在一起存在的酚酸[8],因此,在葡萄酒中可同时发现游离态的酚酸和结合态的酚酸。由于葡萄品种的多种多样,生长发育环境的千差万别、酿造工艺的不尽相同,致使在葡萄果实及葡萄酒中所含有的酚酸总量和游离态酚酸的比例存在明显差异[9]。
1.2 黄酮类
在自然界中,黄酮类物质是酚类物质中存在范围最广、分布形式最普遍、存在数量最大的一类。在红葡萄酒中有85%以上的多酚物质属于黄酮类[1]。根据分子结构不同,黄酮类物质主要有黄酮、黄酮醇、黄烷酮、黄烷酮醇、异黄酮、黄烷醇。葡萄酒中最常见的黄酮类物质有黄酮醇和儿茶素。黄酮醇在红葡萄酒中的含量约为20~100 mg/L[10],主要以糖苷的形式存在[11];其对白葡萄酒的颜色影响很小,较容易氧化。在葡萄中黄酮类物质主要来源于葡萄皮、葡萄籽及果梗。儿茶素(黄烷醇类的衍生物)在红葡萄酒中含量为0.27~70.14 mg/L[12],其能够有效清除体内自由基,具有抗癌、抗衰老及保护心血管作用。在葡萄果实中,儿茶素类物质主要包括儿茶素、表儿茶素、原矢车菊素,这类物质在葡萄种子中含量最多。
1.3 花色苷
酚类物质中的花色苷是由花色素与葡萄糖结合形成的一类糖苷[13],其在植物的花、果实和茎叶等器官中普遍存在,是一种水溶性植物色素,它的存在决定着植物及果实的色彩。花色苷由于结构稳定性差,很容易受物理和化学因素的影响而发生变化,进而影响显色效果。在植物体中,不同的pH 值对花色苷色泽程度有显著影响,在酸性环境中花色苷呈现红色,在碱性环境中花色苷呈现蓝色,在中性或近中性的环境中花色苷呈现无色。花色苷有5 种[14],在葡萄生产中,不同品种与不同栽培条件都会直接影响浆果中各种花色苷的含量及比例,从而对葡萄酒的色度和颜色稳定性产生较大的影响。此外,花色苷根据结构可分为单葡萄糖花色苷和双葡萄糖花色苷2 类,二者的稳定性有明显差异,双葡萄糖花色苷比单葡萄糖花色苷稳定,同时也容易发生褐变,从而对葡萄酒的色调产生明显的影响[15]。
1.4 单宁
酚类物质中的单宁是一种能与蛋白质或植物中其他多聚体通过缩合或聚合作用形成性状稳定的物质[4],其构成了葡萄酒的“骨架”。单宁根据结构划分为水解性单宁和聚合性单宁2 类[2,4]。葡萄酒中的水解性单宁,大多来源于储存葡萄酒的橡木桶,其可以在酸性环境、碱性环境或有催化酶的作用下进行水解,一般呈淡黄色,具有最大收敛性[16],较聚合性单宁要涩;聚合性单宁呈黄橙色,其收敛性与聚合程度密切相关,总体上小于水解性单宁。单宁很容易氧化,在氧化条件下,对其他物质的氧化速度和程度具有减缓和推迟的作用,利用这种特性,可促进葡萄酒的成熟和醇香的形成,赋予葡萄酒醇厚的特点。
1.5 白藜芦醇
白藜芦醇是植物体内的天然活性物质,在葡萄属植物中含量相当高,它是葡萄属植物受到真菌侵染或紫外线照射等胁迫因素后产生的一种植物抗毒素[17],在葡萄皮中含量最高,可达50~100 mg/kg。从结构上分为顺式和反式,都可与葡萄糖结合,形成白藜芦醇苷,它以4 种形式存在于植物体内[18]。有研究表明,白藜芦醇具有防治心血管疾病和癌症、降低血脂、减少血小板凝聚等作用。葡萄酒中白藜芦醇含量既与葡萄品种及生长环境有关,也受其酿造工艺的影响[19],因此,其含量差异很大,在0.06~19.21 mg/L 之间。一般认为,欧洲种葡萄白藜芦醇含量比其他葡萄高,酿酒葡萄白藜芦醇含量比鲜食葡萄高,并且种植的生态环境也直接影响葡萄酒中白藜芦醇的含量。
2 酚类物质对葡萄酒品质的影响
2.1 对色泽的影响
花色苷对红葡萄酒色泽影响较大,而对白葡萄酒的色泽影响不大。红葡萄酒中的花色苷含量与成分,决定着色泽和色调的深浅[14]。由于花色苷的不稳定性,乙醇和糖都能与花色苷反应,所以,发酵过程对葡萄酒后期的色泽也有一定的影响。此外,葡萄酒中的单宁有助于稳定红葡萄酒的色泽,随着红葡萄酒的老熟,逐渐呈现出黄、黄红、棕黄、红和紫等颜色。
2.2 对香气的影响
葡萄酒风味主要由葡萄酒中的香味物质决定,香味物质也是衡量葡萄酒质量优劣的重要指标。这些香味物质主要是来源于葡萄酒中的挥发性酚类物质。一些挥发性酚一经酶解后就会变成游离态物质,这些物质就会显著影响葡萄酒的色泽、口感、气味等感官品质,例如,其中的大麻素具有类似香草的气味,而苯乙醇具有玫瑰的香气等。发酵和橡木桶储存是酚酸的另外一个来源,在发酵过程中,这些酚酸酯能够水解成相应的挥发性酚,这在一定程度上会影响葡萄酒的气味。例如,香草素能带来丁香的气味,而愈创木酚则可以增加甜味和烟味,但需特别注意的是一些污染微生物产生的愈创木酚带来的却是一些不良的异味。另外,橡木桶储存可以给葡萄酒带来一些类似坚果和香草的香气,但也需十分注意的是由于在生产中橡木桶一般重复使用,常常会产生一些如乙烯基苯酚等物质,会对葡萄酒的香气带来一定的负面影响[20]。
2.3 对口感的影响
葡萄酒是同时具有涩味、苦味和甜味的酒精饮料,其涩味和苦味多产生于葡萄酒中的酚类物质。儿茶素、原矢车菊素与聚合性单宁是红葡萄酒中涩味和苦味的主要来源,对葡萄酒口感的影响十分明显。由于它们的种类和含量存在明显差异,所以,对酒的涩度和硬度的影响也各不相同,进而形成了葡萄酒各自的特有风味。小分子单宁会与唾液蛋白结合,从而赋予葡萄酒独特的口感,而大分子单宁不与唾液蛋白结合,对口感几乎没有影响。从橡木桶中浸出的水解性单宁,对红葡萄酒的涩味与苦味也有一定的影响;葡萄酒中的酚酸也可赋予葡萄酒的苦味与风味。除了葡萄酒中的涩味和苦味外,酚酸对酒体和酒的协调感有直接影响,从橡木桶中浸出的肉桂酸等衍生物可以增加由酚酸类物质引起的苦味[21]。
2.4 对抗氧化性的影响
葡萄酒中的酚类物质使得葡萄酒具有很强的抗氧化性,这是由于多酚物质会参与氧化,同时酚类物质对氧化作用又既有促进又有抑制的双重效果。在葡萄酒中,酚类物质含量的多少决定着酒抗氧化性的强弱程度。红葡萄酒由于在酿造过程中经过了与皮渣和种子的共同浸渍,从而比其他葡萄酒获得了较多的酚类物质,与白葡萄酒相比,具有更高的抗氧化性。相关测定表明,在各类葡萄酒中,酚类物质含量和抗氧化性各不相同,其大小顺序为:红葡萄酒>桃红葡萄酒>白葡萄酒。另外,在葡萄酒酿制过程中,采用可以提高葡萄酒中酚类物质含量的生产工艺技术措施,能明显地提高葡萄酒的抗氧化性能。
3 小结
酚类物质是葡萄酒中的主要成分,它可与酒中的蛋白质、多糖相互作用构成葡萄酒色泽、口感、收敛性和硬度,同时也使葡萄酒具有了多种生理生化活性,具有很高的营养价值,对葡萄酒的风味特征和质量尤其重要。
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