无釉陶罐陈酿对贺兰山东麓‘赤霞珠’干红葡萄酒的影响

孙文静，吴明，张众，何曦，朱袁正鸿，王征，张军翔

1(宁夏大学 农学院，宁夏 银川，750021)2(宁夏食品检测研究院，国家市场监管重点实验室(枸杞和葡萄酒质量安全)，宁夏 银川，750021)3(宁夏大学 生命科学学院，宁夏 银川，750021)4(宁夏大学 食品与葡萄酒学院，宁夏 银川，750021)5(葡萄与葡萄酒教育部工程研究中心，宁夏 银川，750021)

发酵结束的葡萄酒需经过陈酿才可达到最佳的饮用状态[1]，陈酿过程中会经历氧化、聚合和共着色过程，陈酿后的葡萄酒在色泽、香气和口感方面都会发生变化[2-3]。陈酿的2个阶段通常是指容器中的微氧熟化和瓶储阶段还原[4]。在容器陈酿阶段，微量的氧气供给会导致葡萄酒发生生化反应，促进葡萄酒中黄酮类化合物之间的聚合和缩合反应，直接影响葡萄酒颜色的稳定性和涩感特征，微量的氧气会氧化硫醇，减少植物特征增加果味[5]，最终影响产品的理化和感官特性[6]。葡萄酒进入微氧化则可划分为结构化阶段(苹果酸乳酸发酵前后)、协调阶段、饱和阶段和过度氧化。协调阶段即通常说的陈酿，也就是单宁形成阶段结束后，其结构感开始变弱，葡萄酒变得柔顺更易饮用[4]。

橡木桶是传统葡萄酒陈酿容器，除了在一定程度上释放化学物质用以改善葡萄酒理化和感官特性外，最重要的特点是可以提供微氧熟化环境。橡木桶壁的微孔结构可与外界环境发生气体交换，稳定供氧使葡萄酒发生持续、缓慢的氧化反应等[1,7-8]。但是橡木桶的生产成本高昂，目前市售的225 L法国(欧洲)橡木桶平均价格约为9 000元，按平均使用3次计算，吨酒橡木桶的成本增加约为13 333元；其次橡木桶的使用寿命有限，一般为5年，且每批次的陈酿都会增加腐败酵母生长的可能性，比如众所周知的酒香酵母[9]。

鉴于此，Flextank公司模仿橡木桶的微氧特点，开发了具有一定微氧功能的高分子材料，如使用聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的容器：Flexcube和Flextank微氧罐，使用周期达20年并且能够实现精准持续控氧，对葡萄酒微氧陈酿效果良好，但是微氧罐维护成本高，氧气传感器和密封元件易老化，须定期检查更换[10]。

格鲁吉亚使用陶罐陈酿葡萄酒已有数千年历史。研究显示，经双耳陶罐陈酿的葡萄酒拥有含量较高的香草醛、烯醇类等物质，与橡木桶类似，同样具有透氧性[11]。作为烧制陶罐材料的黏土会赋予陈酿葡萄酒矿物和泥土的味道，增加风味复杂性[12]。但陶罐在现代葡萄酒生产中未能普及，主要由于陶罐烧制工艺、陶罐的脆弱质地、黏土配方等因素，限制了其在葡萄酒生产中的发展[13]。我国的白酒生产自古便广泛使用陶制容器，如陶坛、陶缸等[14-15]，具有较高的制陶技术水平。我国陶制品容器在葡萄酒陈酿中亦有应用潜力，但目前相关研究较少。本文以国产无釉陶罐为材料，与旧橡木桶和微氧罐对比，研究其微氧特性及陈酿对贺兰山东麓‘赤霞珠’干红葡萄酒品质的影响，为无釉陶罐在本土葡萄酒陈酿的应用中提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

酒样材料：2020年份‘赤霞珠’酿酒葡萄原料，采自贺兰山东麓西夏区宁夏君祥酒庄有限公司基地，采收日期10月3日。还原糖268 g/L，可滴定酸(以酒石酸计)5.1 g/L，pH 4.12，卫生良好，采用传统工艺酿造，经苹果酸-乳酸发酵后[16]，各项指标均符合国标要求，满罐储藏，环境温度为(18±2) ℃，相对湿度为(60±10)%。

陈酿容器：300 L国产无釉陶罐，四川自贡；1 000 L Flexcube微氧罐，产自澳大利亚；225 L旧橡木桶，(使用3次，5年)，产自法国；3种陈酿容器未设置平行。

试剂(均为分析纯试剂)：酚酞、无水葡萄糖、次甲基蓝，天津市科密欧化学试剂有限公司；NaOH，天津市大茂化学试剂厂；福林肖卡试剂，上海瑞永生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

TU-1901型双光束紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；ME104E型电子天平，德国Mettler Toledo公司；雷磁PHS-3C型pH计、雷磁JPSJ-605F型溶解氧测定仪、雷磁201型氧化还原电位复合电极，上海仪电科学仪器股份有限公司；Enology Y15葡萄酒全自动分析仪，西班牙Biosystems公司。

1.3 实验方法

1.3.1 不同陈酿容器处理

对结束发酵后的酒样进行为期2个月的稳定、澄清，测定原酒入桶前溶解氧、氧化还原电位、基本理化指标及颜色指标，然后以泵送方式分别转入无釉陶罐、微氧罐、旧橡木桶，进行微氧陈酿。陈酿环境温度为(15±2) ℃，相对湿度为(65±10)%。为保证葡萄酒品质，保持游离SO2含量在25 mg/L左右，定期取样检测。

1.3.2 溶解氧和氧化还原电位的测定

溶解氧测定仪和氧化还原电位复合电极分别浸入无釉陶罐、微氧罐、旧橡木桶，并在3种容器的上、中、下3个位置测定葡萄酒中溶解氧和氧化还原电位，每个位置测2次最后取6个数据的平均值。

测定周期：第1个月第1周每天测1次、第2周～第4周每3天测1次，第2个月每周测1次，第3个月～第9个月每2周测1次。

1.3.3 理化指标的测定

酒精度、可滴定酸(g/L，以酒石酸计)、挥发酸(g/L，以乙酸计)参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用实际方法》测定；单宁、总酚(g/L，以没食子酸计)参照文献[17]测定；pH通过雷磁PHS-3C型pH计测定；理化指标测定重复3次。

取样时间：分别在陈酿前、陈酿1个月、陈酿3个月、陈酿6个月、陈酿9个月取样。

1.3.4 葡萄酒颜色指标的测定

花色苷、色度、色调参照文献[17]测定，其中色度值=(A420 nm+A520 nm+A620 nm)×10，色调值=A420 nm/A520 nm[2]，颜色指标测定重复3次。

取样时间：分别在陈酿前、陈酿1个月、陈酿3个月、陈酿6个月、陈酿9个月取样。

1.3.5 感官分析

邀请14位葡萄酒专业品尝员(7名男性、7名女性，年龄为19～26岁，均具有2年以上品尝经验，且对贺兰山东麓葡萄酒较为熟悉)对陈酿3个月、6个月、9个月、12个月的葡萄酒如期进行盲品，对青椒味、果香味、果脯味、花香味、动物皮毛味、中药味、蘑菇味、坚果味、烘烤味、香料味共10种香气特征进行定量描述分析，打分范围为0～4分[18]。每种气味特征去掉2个最高分和2个最低分，以剩余10组数据进行分析。

1.3.6 数据统计分析

基本数据处理通过Microsoft Office 2019完成；数据平均值和标准偏差、单因素方差分析(Duncan检验)的计算通过R软件(ver,4.1.2)完成；折线图、雷达图通过Origin 2018b绘制。

2 结果与分析

2.1 三种容器陈酿对葡萄酒基本电化学参数的影响

2.1.1 溶解氧变化

溶解氧代表葡萄酒中溶解的氧气含量[19]，一定程度上代表容器的微氧特性。图1显示了3种容器陈酿葡萄酒溶解氧的变化。原酒入罐时带入大量氧气，具有很高浓度的溶解氧，随着陈酿进行，3种容器中葡萄酒溶解氧含量在第1周大幅下降，2周后渐趋平稳，稳定在0.3 mg/L以下，在30 d后溶氧量稳定在0.1～0.2 mg/L。溶解氧含量在1.5 mg/L内，葡萄酒可进行缓慢的微氧熟化，且酒体丰满肥硕并能贮藏较长时间[19]。微氧化的重要指标之一是氧气的进液速度等于或小于葡萄酒的氧气吸收率[20]，由此可避免溶解氧的积累所导致的葡萄酒氧化。陈酿前期无釉陶罐与旧橡木桶溶解氧变化曲线更为接近，均低于微氧罐，说明前期无釉陶罐与旧橡木桶有相似的透氧量；而随着陈酿进行，无釉陶罐与微氧罐溶解氧变化相似且均低于旧橡木桶。从溶解氧整体的变化趋势来看无釉陶罐较为平稳，说明无釉陶罐可创造更稳定的微氧环境。

图1 三种容器陈酿葡萄酒溶解氧的变化Fig.1 Changes of dissolved oxygen in wine aged in three containers

2.1.2 氧化还原电位的变化

氧化还原电位综合反应葡萄酒中各种物质氧化能力大小，高电位说明葡萄酒中存在较强的氧化反应，反之氧化性越弱[21-22]。图2显示了3种容器中葡萄酒陈酿过程中氧化还原电位的变化。陈酿的前20 d，3种容器中氧化还原电位迅速下降到最低值(18 mV)；陈酿1个月后，3种容器内氧化还原电位均有不同程度的升高，在40～50 d达到峰值，其中旧橡木桶中的电位为51.5 mV，即陈酿容器中葡萄酒进行较强的氧化反应；随后氧化还原电位下降，其中，微氧罐一直保持较高的电位；旧橡木桶电位下降幅度最大，无釉陶罐电位一直保持较低水平；陈酿9个月，3种陈酿容器中氧化还原电位有所浮动，微氧罐幅度变化较大；从陈酿前期氧化还原电位最高到陈酿后期，旧橡木桶与无釉陶罐的电位变化相近，其中无釉陶罐降至-1.7 mV，无釉陶罐内发生的氧化反应缓慢。氧化反应发生的越慢，再生聚合作用则越会增加葡萄酒中的氧化底物含量，此现象被认为是微氧化的积极作用[23]。在陈酿9个月的过程中，无釉陶罐氧化还原电位整体的变化趋势更为平稳，表明无釉陶罐具有更稳定的微氧环境。

图2 三种容器中葡萄酒的氧化还原电位随陈酿时间变化Fig.2 Changes of redox potential of wine in three containers with aging time

2.2 三种容器陈酿对葡萄酒基本理化指标的影响

图3为3种容器陈酿9个月中葡萄酒基本理化指标的变化。

a-酒精度；b-挥发酸；c-可滴定度；d-pH图3 三种容器陈酿9个月葡萄酒基本理化指标的变化Fig.3 Changes of basic physical and chemical indexes of wine aged in three containers for 9 months

旧橡木桶酒精度在陈酿3个月后有升高的趋势，第9个月升高至14.76%vol，而无釉陶罐、微氧罐较原酒则有所降低。乙醇与橡木桶的木质素具有更大的亲和力[24]，液体分子与羟基和羧酸基团结合，水分子通过橡木气孔散失，所以会出现陈酿后酒精度增加的情况，而无釉陶罐和微氧罐为人工材料，只出现了酒精的少量挥发。3种容器陈酿的葡萄酒挥发酸都呈升高的趋势，其中旧橡木桶陈酿的葡萄酒挥发酸升高较大，9个月后为0.65 g/L，与其他2种材料陈酿的葡萄酒有显著差异(P<0.05)。3种容器陈酿过程中pH呈下降趋势，但不同容器以及与原酒之间没有显著差异。无釉陶罐和微氧罐陈酿的葡萄酒可滴定酸与原酒相比无显著差异，但旧橡木桶有升高的趋势，并与原酒有显著差异。综上，3种容器陈酿对葡萄酒酒精度、可滴定酸、挥发酸、pH的影响相似，但无釉陶罐陈酿的葡萄酒理化指标变化表现得更加平稳。

2.3 三种容器陈酿对葡萄酒单宁、总酚的影响

陈酿期间，黄烷醇通过缩合和缩聚反应形成小分子单宁和多聚体，同时醇被氧化成醛，其中大量的乙醛会和单宁快速反应，形成聚合物或沉淀析出，减少葡萄酒的苦涩感[25-26]。微氧会使葡萄酒中的酚类化合物，如儿茶素、表儿茶素、类黄酮、花青素等发生氧化和聚合反应[27]。图4为不同容器陈酿期间总酚、单宁含量的变化。

a-总酚；b-单宁图4 三种容器陈酿9个月对葡萄酒总酚、单宁的影响Fig.4 Effects of nine months aging in three containers on total phenols and tannins in wine

随着陈酿进行总酚、总单宁含量整体呈现下降趋势，该结果与CHIRA等[26]研究一致。无釉陶罐陈酿的葡萄酒总酚在陈酿前3个月下降趋势较缓，3～6个月下降较快，6个月后保持相对平稳，9个月时与微氧罐保持统一水平。橡木桶与微氧罐陈酿的葡萄酒变化趋势基本相同，但橡木桶陈酿的葡萄酒在9个月后总酚降低幅度最低，并与其他2种容器有显著差异。3种容器陈酿葡萄酒的单宁趋势基本相同，1个月内下降幅度较大，在9个月后保持相对稳定，其中无釉陶罐陈酿的葡萄酒单宁保持更加平稳的下降速度。总体上，3种容器陈酿的葡萄酒总酚、单宁表现出基本相同的变化趋势和结果。

2.4 三种容器陈酿对葡萄酒颜色的影响

新鲜葡萄酒的颜色由单体花色苷影响，而陈酿葡萄酒中的花色苷在低pH下会与酚类辅色素发生辅色反应进而影响红葡萄酒色彩特性和颜色结构[3]。图5为 3种容器陈酿9个月葡萄酒颜色指标的变化。

a-花色苷；b-色度；c-色调图5 三种容器陈酿9个月葡萄酒花色苷、色度、色调的变化Fig.5 Changes of anthocyanins, chromaticity and hue of wine aged in three containers for 9 months

如图5-a所示，葡萄酒中花色苷含量总体呈下降趋势，旧橡木桶和无釉陶罐陈酿的葡萄酒在9个月下降幅度较小，而微氧罐下降幅度较大，从初始的656.33 mg/L下降至556.33 mg/L。3种容器陈酿的葡萄酒色调在9个月期间整体呈增加趋势(图5-c)。一般情况下，葡萄酒在成熟过程中花色苷含量降低而色调会逐渐增加[28]，研究表明花色苷含量下降越快，色调升高越快则葡萄酒稳定性越差，反之陈酿稳定性越好[29]，其中无釉陶罐陈酿的葡萄酒色调增加幅度最低，表明无釉陶罐具有稳定的陈酿特性。如图5-b所示，色度变化呈‘V’型，陈酿初期不断下降，旧橡木桶中色度下降最快，第3个月测定时到达最低点，而后逐渐升高，无釉陶罐和旧橡木桶陈酿的葡萄酒色度升高较快，前期葡萄酒色度显著降低，主要是游离花色苷减少的原因，后期色度的升高主要受到辅助呈色作用的影响[30]，在微氧的参与下，游离花色苷形成花色苷阳离子、乙醇被氧化为乙醛，并通过乙醛桥连接促进花色苷-单宁复合物、吡喃花青素等色素的形成[27]，使葡萄酒色度呈现后期增加的趋势[31]。本研究也表明了辅助呈色作用是一个循序渐进的过程，在进入陈酿容器3个月后对葡萄酒色度产生了影响，并且有陈酿时间越长葡萄酒色度越大的趋势。从颜色参数的变化来看，无釉陶罐表现出相对较好的陈酿稳定性。

2.5 三种容器陈酿对葡萄酒香气感官特征的影响

3种容器陈酿的葡萄酒分别于3、6、9个月品评，感官品尝结果见图6。

a-3个月；b-6个月；c-9个月图6 三种容器中不同陈酿时间感官品评香气强度打分雷达图Fig.6 Radar chart of aroma intensity scoring of three kinds of container for different aging times

从香气轮廓上看，随着陈酿进行，葡萄酒的总香气浓度增加。青椒味随着陈酿时间逐渐减弱，可说明3种容器均具有微氧陈酿效果[5]；花香和果香均有不同程度的降低，而果脯味、调料味和动物皮毛味有所增加。陈酿3个月时(图6-a)，无釉陶罐中花香、果香浓郁，青椒味表现突出；旧橡木桶陈酿的葡萄酒也保持较高的青椒味，同时烘烤味也强于其他2种容器；微氧罐陈酿的葡萄酒果香味为主，但各类香气强度表现较弱。陈酿6个月时(图6-b)3种容器中青椒味、果香和花香味减弱，果脯味、调料味略增加；无釉陶罐中的香气浓度逐渐高于旧橡木桶，而旧橡木桶中独特的烘烤味与其他2种容器相比则表现出了较高的辨识性；微氧罐中坚果味、动物皮毛味、蘑菇味和调料味增强，但香气浓度仍旧表现最弱。随着陈酿进行，9个月时(图6-c)无釉陶罐中葡萄酒表现出的感官特征优于旧橡木桶和微氧罐，坚果味、果脯味和调料味最浓并且果香表现最好；旧橡木桶中烘烤味有所增强、坚果味较突出，但花香、果香降低较快；微氧罐中的各类香气与无釉陶罐具有相似的感官轮廓，但香气浓度均弱于无釉陶罐。综上，3种容器陈酿的葡萄酒具有相近的香气演化规律，但无釉陶罐陈酿的葡萄酒表现出较高的果香味。

3 结论

陈酿9个月以来，3种容器陈酿过程中的葡萄酒均保持一定的溶解氧浓度，其中无釉陶罐更加稳定；从氧化还原电位的变化看，3种容器陈酿的葡萄酒均呈缓慢降低并保持平稳，无釉陶罐陈酿的葡萄酒最低，且具有相对最平稳的电化学变化趋势，能够创造更稳定的微氧环境。3种容器陈酿葡萄酒的总酸、pH变化无显著差异，无釉陶罐中酒精度最低而旧橡木桶在陈酿后期有所升高，无釉陶罐陈酿的葡萄酒，挥发酸显著低于旧橡木桶；3种容器陈酿的葡萄酒总酚、总单宁含量随着陈酿进行，其含量整体呈现下降趋势；花色苷含量逐渐降低、色调逐渐升高，但色度呈现先下降后上升的趋势似“V”型变化，在陈酿3个月时达到最低，后期呈逐渐升高趋势，无釉陶罐表现出更加稳定的颜色特征；3种容器陈酿的葡萄酒具有相近的香气演化规律，但无釉陶罐陈酿的葡萄酒表现出较高的果香味。

陶罐目前广泛应用于中国白酒的陈酿过程中，本研究明确了陶罐在红葡萄酒陈酿中的微氧特性以及对基本理化指标和感官香气的影响与橡木桶、微氧罐具有相似性，且表现更加稳定并具有较浓郁的果香。综上，陶罐可以应用于本土的葡萄酒陈酿生产。