橡木桶陈酿过程中葡萄酒有机酸的变化

张会宁，刘延琳 *，胡立志

（1.西北农林科技大学 葡萄酒学院，陕西 杨凌 712100；2.山西戎子酒庄有限公司，山西 乡宁 042100）

有机酸是一类含有羧基的化学物质，是葡萄酒酸度的重要决定因素。在葡萄的生长和成熟过程中，有机酸参与了糖酵解、三羧酸循环和糖原异生作用等过程，是葡萄酒中重要的呈味物质，其种类、含量及比例调节着葡萄酒的酸碱平衡，影响着葡萄酒的感官特性（味道、色泽和香气）和生物稳定性[1-4]。经过苹果酸-乳酸发酵之后，葡萄酒中主要的有机酸有酒石酸、莽草酸、乳酸、乙酸等。葡萄中的有机酸主要来自于葡萄浆果和发酵过程[2]，在线粒体中产生，储存在液泡中[5]。酒石酸是葡萄的特征酸，其含量决定着葡萄酒的pH值，从而决定了葡萄酒的颜色、氧化特性和微生物的稳定性，并影响了成品酒的感官品质和陈酿潜力[6]。EDWALDS T L等[7]发现在陈酿过程中，部分酒石酸和乙醇酯化结合成二酒石酸乙酯。DARTIGENAVE C等[8]研究了葡萄酒中有机酸的缓冲能力，得出酒石酸的缓冲能力最高。对葡萄酒中苹果酸含量进行分析，有助于判断酒质的优劣状况，SHIMAZU Y等[9]测定了多个酒样中有机酸含量，得出：苹果酸与酒石酸、总酸呈正相关，而与乳酸、乙酸、琥珀酸呈负相关，在葡萄酒有机酸体系中起重要作用。因为柠檬酸会随着苹果酸乳酸发酵过程进行消耗，所以葡萄酒中柠檬酸的含量会发生很大变化，相差1～10倍。而且，许多乳酸菌可以发酵柠檬酸，使其变成醋酸[2]。琥珀酸是酒精发酵的正常次级代谢产物，大部分来自于葡萄酒中糖分子的发酵作用。琥珀酸的味既酸又苦，是葡萄酒中最富于味觉反映的一种酸[2]。乙酸是葡萄酒储藏过程中的“晴雨表”，可以根据乙酸含量的多少判断葡萄酒储藏过程中感染细菌病害的程度[10]。乳酸是经过苹果酸乳酸发酵产生的，由于其酸味较苹果酸低且稳定性高，所以经过苹果酸-乳酸发酵的葡萄酒酸度降低、酒体更加稳定[11]。

本研究选取山西戎子酒庄地下酒窖的葡萄酒，采用高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC）检测葡萄酒橡木桶陈酿过程中有机酸的变化，确立出桶时有机酸的含量，从而为橡木桶陈酿过程中葡萄酒品质的研究开发提供一定的指导意义。

1 材料与方法

1.1 葡萄酒样品

山西戎子酒庄地下酒窖赤霞珠葡萄酒酒样：1号酒（A、B、C桶）；2号酒（B、D桶）。

A、B、C、D为来自不同厂家的橡木桶，1号酒与2号酒为不同批次酒。入桶前两种酒的理化指标见表1。

表1 入桶前两种酒的理化指标Table 1 Physicochemical indexes of two wines before entering oak drums

1.2 主要仪器

LC 1260高效液相色谱仪（四元高压梯度泵G131IA、自动进样器G1313A、柱温箱G1316A、检测器G1314B）：美国Agilent公司；PURIST超纯水机：美国密理博公司；KQ116超声波清洗器：昆山市超声仪器清洗有限公司；PB-10 pH计：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 有机酸测定高效液相色谱条件[12-13]

流动相：70g/L的磷酸氢二钾，14g/L的硫酸铵定溶至1 000mL，用硫酸调整pH值至2.1，温度20℃，检测波长210nm，流速0.8mL/min，进样量10μL。色谱柱HYPERSIL（150mm×4.6mm，5μm），2根。

1.3.2 数据分析软件

数据分析采用数据表示系统（data processing station，DPS）7.05软件。

2 结果与分析

2.1 有机酸的变化

如图1所示，随着橡木桶陈酿时间的延长，1号葡萄酒有机酸含量逐渐较少，并且在陈酿初期，3个月左右，有机酸变化最大，后期趋于稳定状态。1号葡萄酒有机酸从7.296g/L下降为6.167g/L（A桶）、6.200g/L（B桶）、6.249g/L（C桶），下降了14%～16%。并且，1号葡萄酒酒石酸从最初的3.179g/L下降为2.229g/L（A桶）、2.265g/L（B桶）、2.266g/L（C桶），下降了28%～30%；在前99d，有机酸减少了0.953g/L（A桶）、0.872g/L（B桶）、0.869g/L（C桶），由此，可以得出，葡萄酒在橡木桶陈酿期间，陈酿初期，3个月左右，有机酸变化最大，后期基本不变。

由图2可知，在葡萄酒橡木桶陈酿过程中，有机酸含量逐渐下降，并趋于稳定。在橡木桶陈酿的前99d变化较大，之后趋于平衡。2号葡萄酒有机酸从6.820g/L下降为5.948g/L（D桶）、5.943g/L（B桶），下降了12%～13%。其中，2号葡萄酒酒石酸从入桶时2.96g/L下降为2.199g/L（D桶）、2.231g/L（B桶），下降了24%～26%。乳酸、柠檬酸、乙酸等有机酸在橡木桶陈酿期间，含量保持稳定。乙酸维持在0.2～0.35g/L，维持一个较低的稳定含量，说明葡萄酒在橡木桶陈酿期间管理良好，没有感染细菌病害。

2.2 显著性分析

图1 1号葡萄酒有机酸含量的变化Fig.1 Change of organic acid from No.1 wine

图2 2号葡萄酒有机酸含量的变化Fig.2 Change of organic acid from No.2 wine

表2 1号酒显著性分析表Table 1 Variance analysis of the No.1 wine

对前99d的数据进行DPS分析可知，P=0.000 1＜0.05，因此存在显著性差异。由表2可知，在橡木桶陈酿的前99d，有机酸在5%显著水平上，除莽草酸无显著性变化，A桶一号酒20d与99d之间存在显著性差异；除莽草酸和柠檬酸无显著性变化，B桶一号酒20d与99d之间存在显著性变化；除莽草酸、乳酸、柠檬酸、乙酸无显著性变化，C桶一号酒之间存在显著性差异。因此，随着橡木桶陈酿时间的延长，酒石酸、总酸之间存在显著性差异，其他显著性差异不明显。

在5%显著水平上，1号酒陈酿20d时，A桶与B、C桶在酒石酸、莽草酸上存在显著性差异；1号酒陈酿39d时，A桶与B、C桶在总酸上存在显著性差异；1号酒陈酿99d时，A桶与C桶在酒石酸上存在显著性差异。因此，在陈酿相同葡萄酒时，A、B、C橡木桶之间存在差异，差异不明显。

表3 2号酒显著性分析表Table 3 Variance analysis of the No.2 wine

对B、D桶前99d的数据进行DPS分析可知，p=0.000 1＜0.05，因此存在显著性差异。由表3可以看出，在5%显著水平上，B、D桶2号酒20d与39d、99d在酒石酸上有显著性变化，其他显著性差异不明显；在2号酒陈酿20d、39d时，B桶与D桶在酒石酸上存在显著性差异，其他显著性差异不明显。所以，随着陈酿时间的延长，B、D桶显著性差异由明显变的不明显。

3 结论

在橡木桶陈酿过程中，有机酸含量不断下降，在陈酿前期变化较大，后期趋于稳定。变化最大的是酒石酸，其含量在1号葡萄酒下降了28%～30%、2号葡萄酒下降了24%～26%，乳酸、柠檬酸、乙酸等有机酸在橡木桶陈酿期间，含量保持动态稳定状态。通过显著性分析可知，在陈酿前期，有机酸（尤其是酒石酸）在不同时间、不同橡木桶之间存在显著性变化，随着陈酿时间的延长，显著性变化越不明显。

葡萄酒中丰富的有机酸，具有重要的保健功能。大量研究表明，有机酸具有抑菌、抗病毒、增加冠脉流量、抑制脑组织脂质过氧化物生成、消炎、抗突变、抗癌、软化血管、促进钙、铁元素的吸收、帮助胃液消化脂肪和蛋白质等生理功能[14]。对有机酸的分析可以确定葡萄的成熟度，控制葡萄酒酿造过程中不同时期（酒精发酵时期，苹乳发酵时期，陈酿时期等）的酸度[2，15]。对葡萄酒来说，无论是香气、花色素苷的变化，还是整体的口感，都与有机酸含量的变化息息相关，因此通过分析有机酸的变化，为葡萄酒品质的变化提供一定的数据指导意义。

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