葡萄酒产生苦味的影响因素

刘宗昭，卢丕超，王晓军，张如意，党国芳，谈明东

（1.新疆中信国安葡萄酒业有限公司，新疆玛纳斯 832200；2.新疆酿酒葡萄与葡萄酒工程技术研究中心，新疆玛纳斯 832200）

随着人们生活水平的提高，葡萄与葡萄酒在我国快速兴起，据中国统计年鉴（2016）统计，我国葡萄的总产量从2000 年的328.17 万t 增加到2016 年的1374.5 万t，其中2016 年葡萄产量约占我国水果总产量的5 %，仅次于苹果、柑桔和梨。在葡萄与葡萄酒产业快速发展的同时，消费者对葡萄延伸产品品质的要求也越来越高，葡萄酒苦味问题也变得日益突出。特别是在我国，苦味较重的葡萄酒难以被大部分消费者接受，严重阻碍了葡萄酒的发展。

苦味与酸、甜、咸味一样属于味觉，是啤酒、黄酒以及某些果酒特有的属性之一[1]。在红葡萄酒中较低的苦味会增加酒体的复杂性[2]，但过重的苦涩味将严重影响酒的质量，破坏酒体的平衡[3]；而在白葡萄酒中由于较低的单宁含量，一旦苦味稍强就会严重影响葡萄酒的质量并掩盖其品种特性。目前我国食品中的苦味研究主要集中于柑桔类果汁、茶叶以及啤酒中，在葡萄与葡萄酒中苦味研究很少有相关文献进行报道。为了更好的了解葡萄与葡萄酒中的苦味影响因素、合理的控制葡萄酒的苦味强度、酿造优质葡萄酒，本文从苦味产生机理以及葡萄酒中的苦味物质、苦味影响因素、苦味分析方法和脱苦工艺5 个方面进行了概述，最终以期为促进葡萄与葡萄酒产业的发展提供部分理论依据。

1 苦味产生的机制

通常在描述味感时我们会将苦、涩味联系在一起，但苦味不同于涩感，是一种感觉效应。苦味是指苦味物质被味蕾细胞上的苦味受体化学物质识别后产生电化学信号，进一步通过神经元传递至大脑味觉区域形成味感[4]。

舌的轮廓乳头、叶状乳头和菌状乳头均分布有苦味受体细胞，每个细胞中含有多种苦味受体（T2Rs）[5]。苦味物质与苦味受体T2Rs 结合，之后借助于胞内信使，使味觉细胞膜去极化，引发神经突触后兴奋，兴奋信号沿面神经、舌咽神经传递后，抵达味觉中枢，最终通过神经中枢整合产生苦味感知[6]。

目前研究发现，苦味物质有很多种化学结构存在，而不同类型的苦味化合物与苦味受体结合会产生类似的苦味。

2 葡萄酒中的苦味物质

大多数食品与饮料都带有苦味，如一些坚果、茶、咖啡、黑巧克力以及啤酒等，在葡萄酒中，酚类或者多酚类物质会产生苦味，且他们的苦味常常与涩味（收敛性）相结合，但并不是所有的酚类物质都具有苦味。在红葡萄酒中，含有大量的多酚类物质，其苦味的物质来源主要是由黄烷-3-醇及其衍生物引起的[7]，还包括黄酮醇、羟基肉桂酸和苯甲酸衍生物等物质。在白葡萄酒中酚类物质含量极少，但能明显的增强苦味。葡萄酒中的苦味物质还包含有许多其他的化学成分。丁涌波等[8]通过研究花椒精油的苦味成分发现，苦味可能是某些微量成分，或者微量成分之间以及微量成分与主成分之间的相互作用引起的。

2.1 酚类物质

酚类物质是一类大而复杂的化合物，对葡萄酒的感官特征和品质极其重要[9]。在葡萄酒中多酚类物质主要分为非类黄酮类和类黄酮两种[10]。目前针对酚类物质与苦味强度的关系观点不一，Peleg等[11]通过研究表明：表儿茶素比儿茶素苦味强，两者的苦味都强于原花青素三聚体；然而，Hufnagel等[7]随后又进行了类似的实验，结果表明，原花青素二聚体和三聚体的苦味强度要高于表儿茶素和儿茶素；此外，张英娜[12]在研究绿茶茶汤主要儿茶素呈味特性中发现儿茶素与表儿茶素苦味阈值均为860 μmol/L。一般来说，少数研究学者认为在葡萄酒中多酚的苦味随着分子量的增加而增加[7，13]，但是更多学者研究认为酚类化合物的分子量越大，苦味强度越低，特别是单体酚类物质苦味更强[14]。

2.1.1 类黄酮

类黄酮化合物按照苯环上取代基的不同可分为黄酮醇、黄酮、异黄酮、花色素以及黄烷醇等[15]。葡萄酒中存在的类黄酮物质主要是黄酮醇与黄烷醇（儿茶素），红葡萄酒中还包含花色苷等物质[16]，其中儿茶素可与无色花色素聚合生成原花色素（即缩合单宁）。

研究发现类黄酮类中的黄烷醇可以与舌头上的苦味受体结合产生苦味刺激[7]，Gawel 等[17]通过研究白葡萄酒苦味与口感发现苦味与黄烷醇显著相关，试验证明黄酮醇对葡萄酒中苦味的贡献极强，总羟基肉桂酸及其衍生物与苦味强度之间也呈正相关，但是由于黄烷醇与黄酮醇之间存在显著相关性，因此黄烷醇对苦味强度的贡献有待进一步探究。其中，张英娜发现茶汤苦味主要强度由儿茶素含量决定[12]。在酸度较低的葡萄酒中通常还存在一些苦味单宁，虽然单宁的苦味在微酸或中性溶液中表现突出，但在葡萄酒的酸度条件下，单宁的苦味不纯，常与涩味混淆，常常表现为苦涩味（收敛性）为主，甚至苦味被涩味所掩盖[18]。

类黄酮可以自由存在，也可以同其他的类黄酮、糖、非类黄酮发生聚合反应，以糖苷或酰基衍生物的形式存在[19]，有些专家认为麝香型芳香品种的苦味物质来源可能还包括一些萜烯糖苷类物质，但没有明显证据。

2.1.2 非类黄酮类

非类黄酮类物质结构简单，在不经橡木桶陈酿的葡萄酒中，主要的非类黄酮类物质是羟基肉桂酸和羟基苯甲酸及其衍生物[20]，包括：对羟基苯甲酸、香草酸、没食子酸。研究表明，向葡萄酒中加入某些单一的或者是混合酸时，如：咖啡酸（120 mg/L）、香豆酸（30 mg/L）及它们的混合物，对葡萄酒的口感并没有产生影响[13]。

2.2 高级醇

高级醇是指除乙醇以外的，具有3 个碳原子以上的一元醇类，如：正丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇等。异丁醇、酪醇的苦味持久性强，且阈值较低，其香味却十分柔和。在白酒与啤酒中，适量的高级醇会增加酒本身独特风味，过高的高级醇含量会严重影响其口感，产生令人不愉快的苦味[21]。葡萄酒中高级醇的浓度通常低于其阈值，故一般认为高级醇对酒苦味影响甚微。但在白葡萄酒中，黄平[22]研究发现苦味与异戊醇含量高和正丙醇含量偏少有关，且正丙醇、正丁醇的苦味强度较低，在酒中当正丙醇含量高于111 mg/L 时，酒体醇厚感明显增强，异戊醇香气独特，其在含量200 mg/L就能赋予葡萄酒以强烈的苦味[22]。

2.3 氨基酸

氨基酸指含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称，按照旋光性的不同可以分为D 型和L 型。大多数天然氨基酸都是L 型氨基酸，常常带有酸、甜、苦、咸4 种不同的味感，其中部分L 型氨基酸带有苦味。葡萄酒中较为常见的苦味氨基酸主要有组氨酸、精氨酸、酪氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、以及亮氨酸等[23]。由于氨基酸的浓度差辨别阈值（以阈值的5～10 倍浓度，改变浓度比例至可以清晰地辨别呈味强弱，以%表示）、刺激阈值都比较大，因此苦味氨基酸在葡萄酒中对苦味的贡献度往往较小。

2.4 多肽

研究表明，疏水氨基酸的种类、结构、排列顺序等都会不同程度的影响肽的苦味强度[24]。肽的苦味强度与疏水氨基酸的含量呈正相关[25]，与肽的分子量大小显著相关，如大豆蛋白的分子量只有在1000 Da 时，才会产生苦味。葡萄酒中的多肽组成十分复杂，能在一定程度影响葡萄酒的口感和香气。小分子多肽，是葡萄酒中的营养成分、功能性物质或葡萄酒的风味物质[26]，对葡萄酒感官、风味复杂性和多样性有显著影响[27]。不同组分的多肽物质对葡萄酒的感官影响也略有不同[50]，其中含有苯丙氨酸、酪氨酸和亮氨酸的多肽是葡萄酒苦味的主要来源。

2.5 醛类物质

醛类是葡萄酒芳香类物质中的重要组分，其中已有研究表明糠醛、二乙基烯醛、丁烯醛等苦味极重[28]，且在H2SO3、O2作用下乙醇会被转化为乙醛（尤其是在白葡萄酒酿造过程中），乙醛的产生会使葡萄酒闻起来带有刺鼻的气味，且尝起来略苦[29]。

3 葡萄酒中苦味的影响因素

葡萄酒的苦味不仅仅是由酒中的化学物质直接产生的，酒中一些成分之间的相互作用对酒的苦味也有很大的影响，包括酒精度。

3.1 酒精度

酒精对葡萄酒的口感具有双重影响[30]，一方面，当酒精含量较低时，酒精本身的甜味以及它具有可明显增强糖类甜味的特性；另一方面，酒精含量过高时会表现出强烈的酒精味，引起强烈的热感，增加令人不适的苛性感和苦感，并掩盖和抑制酚类物质引起的涩感[31]。Sokolowsky[32]研究发现，酒精度增加3 %vol 可以将酒中的苦味增大50 %，而向酒中添加1400 mg/L的儿茶素仅仅将原来的苦味强度提高了28%。Arnold 等[13]发现，在用儿茶素或者单宁酸作为酚类刺激物的干白模拟酒中，随着酒精度的增加，6 %vol 和7 %vol，苦味达到最大强度的时间点、最大强度值、苦味的持续时间以及时间-强度曲线下的面积都显示出明显的增大。Gawel[17]发现，乙醇与白葡萄酒中的其他物质相互作用会使白葡萄酒的苦味增加。此外Gawel 等[17]研究表明，酒精不仅会加强苦味，其本身也会引起一定程度的苦味。

3.2 糖、酸

葡萄酒的味感大部分决定于甜味、酸味以及苦味之间的平衡[18]。通过分析研究表明，果糖能显著地降低酒中的苦味强度和缩短苦味的持续时间[32]。与葡萄酒pH 值和乙醇浓度相比，多糖对口感影响较小，中等分子量的多糖主要影响涩感和黏度的差异[33]。

3.3 环境

葡萄酒的苦味强弱程度还与品尝时的环境有关，如温度、湿度以及品尝员的身体状态。另外，苦味强度与葡萄酒在口腔中停留的时间长短有着密切的关系，时间越长，苦味叠加效应越明显。同时唾液的流速也能影响到葡萄酒的苦味强度。当唾液的流动速率较低时，人体的感官需更长的时间才能感知到苦味的最大强度；并且，唾液流速低的人会比流速高的人苦味持续的时间更久。

3.4 挥发性物质

葡萄酒中含有的挥发性物质也能够影响苦味强弱。随着葡萄酒中挥发性物质含量的增加，葡萄酒苦味的持久度减小，其中水果类香气的增加会明显的降低酒的苦味[34]。此外，陈勇等[35]通过分析荔枝酒的芳香类物质、多肽以及氨基酸对苦味的综合表现发现，芳香类化合物是引起荔枝酒苦味的主要原因。

3.5 其他因素

有些白色葡萄品种本身会带有一定的苦味，如：琼瑶浆、玛珊和瑚珊。这些品种酿造的葡萄酒要比一般品种（霞多丽、长相思）酿造的葡萄酒苦味更强，且强度超出了葡萄本身酚类物质含量所能达到的苦味，但这些苦感，并没有带来不悦，而给葡萄酒带来了特别的韵味。酿造过程中，一些不当的方式也会引起苦味的加强，如：压榨力度过高，浸渍时间过长，以及重复品尝葡萄酒的叠加效应等等。葡萄酒中的微生物对酒的苦味强度也有一定的影响，被苦味病菌侵染后的山葡萄酒苦味增强，是因为苦味菌一般为多杆菌，能分解葡萄酒中的甘油成丙烯醛或没食子酸乙酯，这些物质通常会使得葡萄酒带有苦味[36]。葡萄酒的酒龄及陈酿方式也会一定程度的影响葡萄酒的苦味。一般来说，酒龄越短的葡萄酒其苦感越明显，其主要与单宁有关，葡萄酒越年轻，其单宁就越尖锐强硬，以致在口中苦感明显；但经过陈酿，酒中单宁变得柔化、圆滑，甚至收缩，这种硬涩的苦感会越来越减弱。经过橡木桶陈酿的葡萄酒，通常会产生苦感[37]，主要因为橡木桶本身或多或少会带有鞣花单宁（ellagitannin）；如果橡木桶烘烤过重，或者与酒体不符，会使酒中产生浓烈的烟熏味、烧烤味，这些气味均会增加酒中的苦感。

4 葡萄酒苦味强度评价方法

关于苦味强度的分析方法多种多样，随着现代技术的发展，苦味评价方法呈现出从主观到客观、体内到体外、定性到定量、传统到现代化、自动化的前进趋势[38]。

4.1 感官评价——苦味强度标度法

苦味强度标度法是目前较为常见的葡萄酒苦味评价方法：即首先用硫酸奎宁溶液对品尝小组成员进行苦味量化与培训，再对酒样进行苦味定量分析，以标准溶液为参照对象，在直线上标出相应位置，最终确定苦味强度[17]。该方法操作简单、评价结果直观，但是由于个人主观原因以及试验条件的限制，测量结果存在较大误差。

4.2 仪器分析——电子舌法

电子舌法是电化学与计算机模型结合的一种方法，这种方法主要通过分析已知的苦味物质在体系中物理化学性质的变化来评价其苦味强度[39]。与传统的人工感官法、化学检测法相比，电子舌具有客观性、快捷无损、准确、重复性好等优点，已成功应用于白酒、黄酒、葡萄酒、果酒以及饮料等产品的质量检测中[40]。但它实际感知的是苦味溶液离子强度、电信号等物理性质的变化，不能真正反映苦味的生理过程[41]。

4.3 其他方法

在苦味的产生机制中，钙离子从内质网释放到细胞质的过程是引起苦味感知的一个关键步骤。因此基于荧光技术的钙离子成像技术被引入并做为一种评估苦味的技术方法[42]。具体方法是使用苦味物质刺激制备好的含有苦味受体的细胞膜，并采用限制性膀蛋白酶、SDS-PAGEW 及免疫印记方法检测，同时通过放射显影图来定量G蛋白的活化程度，得到量效曲线，从而评价出不同苦味物质的强度[43]。

目前用于苦味测量的还有钙敏感受体法(CaSR 方法)[44]是以细胞作为主体，不需要考虑到测试样品的安全性，一旦方法成熟，可以对测试样品进行大量实验评价的方法，但该方法受到细胞自身条件（表达能力）的限制，如苦味有20 多种受体，在细胞上很难实现众多受体同时表达，这就需要分别培养表达不同受体的细胞，同时质粒的转染及细胞的培养也是一项繁琐的工作，需要耗费很大的财力和物力。尽管苦味分析技术近些年来发展很快，但是其在葡萄酒中寻找一种方便、简洁并精确的方法技术仍旧备受期待。

5 葡萄酒脱苦技术

果汁中脱苦技术繁多，最常见的主要有吸附脱苦法、酶脱苦法、掩蔽脱苦法以及膜过滤（超滤）法。其中，树脂吸附脱苦法是目前果汁生产中最常用的脱苦方法；酶脱苦法是比较理想的脱苦方法，具有不破坏果汁中的营养成分和风味，效果好，成本低等特点[45]，陈铭中等[46]通过对发酵青梅酒脱苦工艺优化发现，苦杏仁甙酶法脱苦法能够较好的脱除青梅酒中的苦味。然而，酶法脱苦还主要停留在实验室阶段，成品酶或菌种的筛选及培养的问题亟待解决[47]。添加苦味抑制剂法（苦味掩蔽法）也是生产上比较实用的一种方法，常用的抑制剂有蔗糖、新地奥明、β-环糊精等。杨意成[48]在研究绿茶饮料苦涩味中发现β-环糊精在0.4 %～0.6 %时能够有效地降低茶汤的苦涩味，并且不会造成茶汤中儿茶素类和黄酮类物质等有效成分的损失。膜过滤（超滤）法是一项新兴、节能的脱苦方法，研究发现超滤法能够有效的脱除葡萄酒[49]中的苦涩味物质，改善葡萄酒的口感。目前脱苦技术主要用于柑桔果汁[50]及柑桔类酒中，有关葡萄酒的脱苦技术相关报道较少。此外，一些新的脱苦方法，如：代谢法脱苦、超临界CO2脱苦、加热脱苦和基因工程脱苦等（左安连，2008）逐渐被用于果汁脱苦工艺中，而关于这些方法是否适用于葡萄酒中还有待进一步的研究探讨。

6 展望

近几年，随着国内葡萄与葡萄酒产业快速发展，葡萄酒中的苦味问题逐渐被人们所重视。苦，在葡萄酒中是必不可少的，但它需要与酒中其他味觉物质共同维持味感的平衡。一款优质的葡萄酒需要合理的控制其苦味强度，即保持其较好的醇厚感，又不引起味感的失衡。因此在葡萄酒酿造过程中如何确保葡萄酒味感（酸、甜、苦涩）的平衡至关重要。

迄今为止，在葡萄酒中大部分苦味研究仍完全依靠感官的方法，具有很大强度的主观性与个体差异性。随着体外分析方法的发展，苦味产生的机理也逐渐被人们所认知，苦味产生的机制通常被认为是苦味物质与苦味受体蛋白结合而产生的。但也有部分学者发现，有些苦味物质并不能与苦味蛋白结合却仍可以产生较强的苦味。在葡萄酒中特有的苦味物质产生苦味的机制仍需进一步研究。

使葡萄酒产生苦味的物质很多，红葡萄酒中的主导因子是单宁，而白葡萄酒中还包含有许多其他的物质。在不同品种的葡萄酒中主要苦味物质与苦味物质的贡献度有待进一步分析。另外，在葡萄酿造及储藏的整个过程中还有许多其他的因素也会使葡萄酒的苦味增强，如果皮浸渍、橡木桶陈酿等。因此，我们需要进一步的确定引起葡萄酒苦味的主要因素，然后在此基础上弄清楚这些物质是如何在口腔中反应最终产生苦味。通过这些理论知识，旨在研究出一种减弱甚至去除葡萄酒中不良苦味的方法，从而酿造出品质优良的葡萄酒。