葡萄酒酿造过程中内部因素对颜色稳定性影响分析

张珍珍，邓玉杰，赵艳，乔丹，武运（新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆乌鲁木齐830000）



葡萄酒酿造过程中内部因素对颜色稳定性影响分析

张珍珍，邓玉杰，赵艳，乔丹，武运*
（新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆乌鲁木齐830000）

摘要：以酿酒葡萄赤霞珠果实进行葡萄酒酿造，通过分光光度计检测葡萄酒中花色苷的吸光度、色度的变化来阐述红葡萄酒发酵过程中内部变化（SO2浓度、金属离子、酒精度）对葡萄酒颜色稳定性的影响。结果表明:随着SO2、金属离子度的不断增加，葡萄酒样品吸光度值逐渐降低，颜色逐渐变浅，SO2在40 mg/L浓度下的葡萄酒色度几乎没有变化，偏大则造成褪色。酒精度在10 %～12 %（体积分数）时，对果皮中的花色苷的浸提效果越好，色泽稳定性越好，葡萄酒的颜色加深。

关键词：葡萄酒；酒精度；SO2浓度；金属离子；颜色稳定性

*通信作者

葡萄酒品性高雅，并且营养成分比较丰富，有很强的保健作用，并且人们的生活消费水平在不断的提高，因此，人们在选购葡萄酒时考虑的首要因素是葡萄酒的品质特征[1]。

葡萄酒感观质量评价的一个重要标志就是色度[2]，也可通过其值的大小判断葡萄酒的氧化程度与质量的好坏。判断酿酒葡萄酒品质的指标性成分是葡萄酒中的花色苷、单宁、酸和香气成分[3]，葡萄酒中的色、香、味等重要品质由它们的含量和比例决定，葡萄酒的颜色就越深就说明花色苷、单宁含量越高，色度值也相应增大；反之，则色度值就会低[4]。通常会采用分光光度法准确测定葡萄酒的色度。葡萄酒在发酵、酿造和贮藏过程时，在酒液中会不断聚合及降解花色苷、单宁等酚类物质[5]，刚产出的葡萄酒由于花色苷还没有降解一般呈现出紫色或宝石红色。而在葡萄酒逐渐成熟过程中，随着花色苷的不断降解，葡萄酒在聚合单宁的作用下，色泽逐渐转变为砖红色[6-10]。在此过程当中时，人为是可以控制许多因素的。

本试验主要通过用分光光度计测定其吸光值，研究色度的变化在葡萄酒发酵过程中酒精度、SO2浓度及金属离子对总花色苷稳定性的影响，在此基础上可以相应地提出解决方法，葡萄酒中的色素可以最大限度地保留下来，从而为前期的发酵和后期的贮藏做准备，也可以有效地预防色素的衰退，提高葡萄酒的品质。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

以新疆地产赤霞珠（Vitis vinifera L.cv.Cabernet Sauvignon）果实（果实要求果粒饱满，大小一致，着色均匀等）为试材，在10 L玻璃发酵罐中进行酒精发酵与苹乳发酵，发酵温度控制在20℃～28℃，酵母N°FermicruVR50.2g/L；乳酸菌LactoenosB16Standard0.01g/L；酒精发酵7 d～10 d，苹乳发酵15 d～20 d，获得新鲜的葡萄酒液，酒样置于-40℃冰箱。

0.2mol/L磷酸氢二铵溶液、0.1 mol/L柠檬酸溶液、过氧化氢溶液（0.3 %）、磷酸溶液（25 %）、氢氧化钠标准溶液:C（NaOH）=0.01 mol/L、甲基红一次甲基蓝混合指示剂、6 %亚硫酸、FeSO4标准溶液、CuSO4标准溶液、9.7 %食用酒精。

1.2仪器设备

TU-181紫外-可见分光光度计：北京普希通用仪器有限责任公司；FA2104N电子天平：上海民桥精密科学仪器有限公司仪器有限公司；FE20 Plus pH计：上海梅特勒—托利多仪器有限公司；10 L玻璃发酵罐：四川省隆昌玻璃仪器厂。

1.3方法

1.3.1样品前处理

1.3.1.1不同梯度的SO2溶液配制

分别取200 mL试验酒样各5个放入烧杯内，然后在各个烧杯内分别加入6 %食用亚硫酸物质，把SO2溶液各按30、40、50、60、70、80 mg/L的浓度加入烧杯内，然后再将不同浓度酒样分别加入到9支螺口试管中，每支20 mL，最后放在20℃控温箱中贮存备用。

1.3.1.2不同梯度的Fe2+溶液配制

分别取200 mL的试验酒母液7个放入烧杯中，再各加入FeSO4，以使其为0、2.5、5、7.5、10、30、50 mg/L浓度的溶液，最后将其各浓度酒液分别加入到9支螺口试管中，每支20 mL，最后置于20℃控温箱中贮存备用。

1.3.1.3不同浓度的Cu2+溶液配制

各取200 mL试验酒母液7个放入烧杯内，再向其分别加入固定量的CuSO4试样，以使酒样分别达到2.5、5、7.5、10、30、40、50 mg/L的浓度，然后将其各浓度酒液以每支20 mL分别加入到9支螺口试管内，最后放在20℃控温箱中贮存备用。

1.3.1.4不同梯度的酒精溶液配制

各取200 mL各5个试验酒样放入容量瓶内，之后把样本按1、2、3、4、5标好号后再把计算好体积的99.7 %的食用酒精分别加入在各个容量瓶内，以使样本分别为10 %、11 %、12 %、13 %、14 %、15 %的酒精度，之后混匀再静止2 h后将样本添加到50 mL容量的螺口试管中，每个试管各加20 mL，前后重复8次后，最后放在20℃控温箱中贮存备用。

1.3.2测定方法

1.3.2.1试验酒母液的吸收波峰值的测定

母液吸收波峰值的可以从吸收光谱特性图判断。在波长420 nm～620 nm之间，用分光光度计测得每隔20 nm处母液样品的吸光度值得大小，再各测3组平行值，之后再以波长为横坐标，其吸光值的平均值为纵坐标，绘出试验酒花色苷的曲线图后其最优吸收值即为波峰处所对应的值[11]。

1.3.2.2颜色分析

在试验过程中，记录各阶段葡萄酒颜色的变化。

1.3.2.3吸光度值的测定

根据吸收光谱特性图，取最大吸收波长处测定的处理值。在最大波长下测定24、100、500 h的吸光度值，绘制成吸光度在最大吸收波长处的吸光度变化曲线。

1.3.2.4色度的计算

将配置好的分别各处理静止24 h后，在420、520、620 nm波长处分别测定其吸光值，各处理放回原处，继续静止；将各处理静止100 h后，取出再测量吸光值；各处理放回原处静止500 h后，同理测定500 h后的处理值。

计算各个处理的色度值，24 h的色度值与100 h色度值差值的绝对值为100 h色度变化值；同理计算500 h色度变化值。其变化值的大小反应稳定程度。变化值越大，表明越不稳定；反之，变化值越小，表明越稳定。

色度值计算方法：

色度=（A420nm+A520nm+A620nm）×10

2　结果与分析

2.1红葡萄酒的吸收波峰值的测定

红葡萄酒吸收波峰值的测定结果如图1所示。

图1　红葡萄酒吸收波峰值的测定Fig.1 Determination of peak value of the red wine absorption

由图1可知，红葡萄酒样品吸光度值在450 nm～520 nm波段不断增大，在520 nm时达到吸收峰值0.42，在520 nm～620 nm波段吸光度显著下降，当波长接近620 nm时，吸光度已接近于0.17，因此将检测波长确定为520 nm。

2.2不同浓度SO2处理对颜色稳定性的影响

2.2.1不同浓度SO2处理对葡萄酒颜色变化的影响

不同浓度SO2处理下对颜色变化的影响如表1所示。

表1　不同浓度SO2处理下对颜色变化的影响Table 1 Effect on the color change of SO2with differentconcentration

由表1可知，根据试验观察，目测随着SO2浓度的增加，样品的颜色逐渐变浅，即葡萄酒经SO2处理后可使葡萄酒褪色。

2.2.2不同浓度SO2处理对总花色苷吸光值的变化影响不同SO2浓度处理下的葡萄酒吸光值的变化如图2所示。

图2　不同SO2浓度处理下的葡萄酒吸光值的变化Fig.2 Changes in different concentration of SO2treatment of the absorbance value

由图2得，在520 nm处的吸光值随放置时间的延长呈逐渐增大趋势，说明SO2对葡萄酒中总花色苷含量影响的作用一直存在；随SO2浓度的增加，吸光度值越来越小，说明高浓度SO2对葡萄酒颜色有褪色的作用。

2.2.3不同浓度SO2处理对葡萄酒色度的影响

不同浓度SO2对葡萄酒色度的影响如图3所示。

由图3得知放置时间在24 h到100 h的时间内，各浓度处理的色度变化各不相同，但是40 mg/L浓度下的葡萄酒色度几乎没有变化，比较稳定。其余的都是逐渐增大，且变化相当；在24 h到500 h的变化范围内，各浓度下处理的色度均增大，40 mg/L浓度下的葡萄酒色度相对增加较少，说明SO2使得色度的变化值一直不断增大。所以，在SO2低浓度情况下，葡萄酒的颜色能达到较好的稳定性。

图3　不同浓度SO2对葡萄酒色度的影响Fig.3 Effect of different concentrations of SO2wine color

2.3不同浓度Fe2+处理对葡萄酒稳定性影响

2.3.1不同浓度Fe2+处理对葡萄酒颜色的变化影响不同浓度Fe2+对葡萄酒颜色的影响如表2所示。

表2　不同浓度Fe2+对葡萄酒颜色的影响Table 2 Effect of different concentrations of Fe2+on the wine colortable

由表2得出，Fe2+的浓度在不断的增加的同时，也逐渐加深了葡萄酒的颜色，即有铁离子存在时，紫色调增强，颜色加深。

2.3.2不同浓度Fe2+处理对总花色苷吸光值的影响

不同浓度Fe2+处理的葡萄酒吸光值随时间的变化如图4所示。

图4　不同浓度Fe2+处理的葡萄酒吸光值随时间的变化Fig.4 Different concentration of ion treatment Fe2+absorbance value with time

由图4得，Fe2+浓度越高，吸光度越大，说明金属离子Fe2+对葡萄酒颜色起促进作用，但通过观察颜色变化发现，颜色已转向紫色，已偏离花色苷本身的颜色，花色苷随葡萄酒放置时间的延长，变化不明显。

2.3.3不同Fe2+浓度处理对葡萄酒色度的影响

不同Fe2+浓度对葡萄酒色度的影响如图5所示。

图5　不同Fe2+浓度对葡萄酒色度的影响Fig.5 Effect of different concentration of Fe2+the wine color

由图5得知放置时间在24 h到100 h的时间内，各浓度处理的色度变化各不相同，但是5 mg/L浓度下的葡萄酒色度变化较小，比较稳定；在24 h到500 h的变化范围内，各浓度下处理后500 h葡萄酒的色度均呈现先降低后上升的趋势，但是在铁离子浓度为7.5 mg/L时变化量最小即最稳定。

2.4不同浓度Cu2+处理对葡萄酒花色苷稳定性影响

2.4.1不同浓度Cu2+处理对葡萄酒颜色的影响不同浓度Cu2+对葡萄酒颜色的影响如表3所示。

表3　不同浓度Cu2+对葡萄酒颜色的影响Table 3 Effect of different concentrations of Cu2+on the Winecolor table

由表3得出，同Fe2+一样，随着Cu2+的浓度的增加，有Cu2+存在时，颜色加深，紫色调增强。

2.4.2不同浓度Cu2+处理对总花色苷吸光值的影响

不同浓度Cu2+处理下葡萄酒对吸光值的影响如图6所示。

图6　不同浓度Cu2+处理下葡萄酒对吸光值的影响Fig.6 Effect of prolonged the absorbance value with the time of the different Cu2+ion treatment

由图6得，随着Cu2+离子浓度越大，吸光度值越大，也就是说，Cu2+离子浓度越大，葡萄酒总花色苷含量越大，而低离子浓度处理下的吸光度值随放置时间的延长变化趋势不明显。

2.4.3不同浓度Cu2+处理对葡萄酒色度的影响

不同Cu2+浓度对葡萄酒色度的影响如图7所示。

图7　不同Cu2+浓度对葡萄酒色度的影响Fig.7 Effect of different concentration of Cu2+on the wine color

由图7得知，Cu2+浓度在放置时间在24 h到100 h的时间内，各浓度处理的色度变化各不相同，但是5mg/L浓度下的葡萄酒色度变化较小，比较稳定；在24 h到500 h的变化范围内，7.5 mg/L和50 mg/L浓度的相对比较稳定，其中50 mg/L浓度的铜离子最稳定。

2.5不同浓度酒精度处理对葡萄酒花色苷稳定性影响

2.5.1不同酒精浓度处理对总花色苷吸光度值的影响

不同酒精浓度处理的葡萄酒的吸光度随时间的变化如图8所示。

图8　不同酒精浓度处理的葡萄酒的吸光度随时间的变化Fig.8 Changes of color of the wine different alcohol concentration

分析图8得知，10 %～12 %（体积分数）酒精度处理的酒样随放置时间的延长，吸光值有增加的趋势，即葡萄酒的颜色逐渐加深。反之而大于12 %（体积分数）浓度的酒精度处理的酒样是由先减少后略微增大的趋势，颜色变化极不稳定。

2.5.2不同酒精浓度处理对葡萄酒色度的影响

不同酒精浓度处理的葡萄酒对色度值的影响如图9所示。

由图9可知，放置时间在24 h～100 h的时间内，各酒精度度处理的色度变化各不相同，尤其在10 %（体积分数）和15 %（体积分数）的酒精度时葡萄酒色度比较稳定；在24 h～500 h的变化时间范围内，酒精度为13 %（体积分数）时色度的变化量相对增加较少，说明处于此酒精度的葡萄酒的色泽较稳定。

图9　不同酒精浓度处理的葡萄酒对色度值的影响Fig.9 Effect of different concentration of alcohol treatment on color wine

3　讨论与结果

二氧化硫用作抗氧化剂及抑菌剂作用在葡萄酒酿造中，是其必不可少的辅料[12]。由图2～图3得出葡萄酒在酿造中花色苷的含量、色度稳定性会被添加的SO2影响到。当SO2在低浓度时，色度变化和吸光度变化幅度较小，这时的花色苷处于比较稳定的状态。当SO2浓度升高时，花色苷与硫酸氢根离子发生缩合反应后使葡萄酒颜色衰退，并且由于SO2具有强还原性，因此氧化脱色的能力也随之而来。但是SO2的添加量若减少，杀灭其他杂菌的能力就不足以具备，因此建议SO2为40 mg/L的使用量比较合适。由表2～图6可知，随着金属浓度的增加，颜色加深，说明了铜和铁离子对葡萄酒颜色影响很大。当金属离子Fe2+、Cu2+浓度不断增加时，吸光度值增加，葡萄酒颜色也会逐渐加深，原因推测主要是金属离子和花色素上的氢基鳌合后，从而导致其色泽发生变化，并且含有铁、铜离子的情况下会有颜色腐败病的情况[13-15]，因此，为了得到鲜艳红色的葡萄酒，金属含量应该被控制。同样随着酒精度的增大，酒精在发酵的过程时，酵母和原花青素苷产生乙醛反应后会形成了单宁-花色素苷缩合物类的物质，从而稳定了葡萄酒的颜色[16]。但花色素苷的自结合和辅色素作用被乙醇浓度的增加减弱了，葡萄酒的颜也被降低了[17]。所以，葡萄酒在发酵过程时，酒精度在一定范围内酒精对花色苷的浸提效果比较好，低于或者高于一定的值浸提效果都不太理想。所以，由图7和图8得，酒精度在10 %～12 %（体积分数）时，对果皮中的花色苷的浸提效果越好，色泽稳定性越强，葡萄酒的颜色更红。

综上所述，花色苷是非常重要的天然色素，但其稳定性比较差，除易受酒精度、二氧化硫、金属离子等影响外，花色苷降解动力和降解机制学在不同因子作用下也不完全一样，对花色苷的降解机制以及花色苷稳定性的提高进行深入的研究是目前解决天然花色苷利用率低的有效措施。

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Analysis of the Factors Affecting the Stability of Anthocyanins Wine in Fermentation Process

ZHANG Zhen-zhen，DENG Yu-jie，ZHAO Yan，QIAO Dan，WU Yun*
（College of Food Science and Pharmacy，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830000，Xinjiang，China）

Abstract：Cabernet sauvignon fruit to conduct wine-making，mainly to elaborate red wine fermentation process internal change（SO2concentration，metal ions，alcohol）in wine color through spectrophotometer，the absorbance change color on wine color stability Impact.The results showed that:with the increasing SO2，metal ion degrees wine sample absorbance value decreased，faded，alcohol at 10 %-12 %（volume fraction）when，for peel anthocyanin extraction the better，the stronger the color stability，deepen the color of the wine.

Key words：wine；alcohol concentration；SO2concentration；metal ions；color stability

DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2016.05.005

基金项目:新疆农业大学校前期资助课题（XJAU201314）

作者简介:张珍珍（1984—），女（汉），副教授，博士，研究方向：食品质量与安全。

收稿日期：2015-10-14