橡木桶陳釀工藝對干紅葡萄酒質量風格的影響

許引虎，馮曉輝，陳少峰，薛 剛，4，李 輝，鄭國斌，4，李志軍，熊麗嬌

（1.安琪酵母股份有限公司，湖北宜昌 443003；2.甘肅紫軒酒業有限公司，甘肅嘉峪關 735100；3.湖北省宜昌市中心人民醫院，湖北宜昌 443003；4.湖北省酵母功能重點實驗室，湖北宜昌 443003）

橡木桶是釀造優質干紅葡萄酒的重要工具，干紅葡萄酒在橡木桶的陳釀過程中表現出了深刻而復雜的變化。首先，橡木桶賦予葡萄酒一些特殊的香味物質，使葡萄酒的香氣更加平衡協調；其次，由于橡木桶表面有微小的透氣孔，貯存在橡木桶中的葡萄酒處于一個“微氧環境下”，使色澤更加趨于穩定，口感變得圓潤[1]。最后，葡萄酒在橡木桶中經歷了一個自然澄清的過程，穩定性增強。

橡木桶中揮發性物質的萃取主要依賴于其自身含量的高低、貯存時間及葡萄酒成分。然而，由于微生物的作用，貯存過程中的這些萃取物也會發生一些轉變，調節它們在葡萄酒中的分布量[2]。同時，葡萄酒中的一些成分也被木桶和酒泥吸附，也影響了葡萄酒中揮發性物質的形成。另外，貯存在橡木桶中的葡萄酒，特別是再生的橡木桶，會產生乙烯基苯酚類物質，使葡萄酒產生不愉快的味道，它的來源一方面是微生物的作用，另一方面是酵母污染木桶使肉桂酸脫羧產生。這些過程導致了葡萄酒在橡木桶陳釀過程中的復雜性，最終影響了葡萄酒的質量。

目前，出于成本的考慮，出現了一些可替代的方法進行葡萄酒的陳釀，包括添加橡木片、橡木塊和微氧技術，創造一個近似于橡木桶的環境來貯存葡萄酒。這些新方法和新工藝的應用雖然能在不同程度上給葡萄酒帶來橡木風味，但在香味的純正度、優雅度以及和葡萄酒中其他物質的協調方面，與真正的木桶貯存還有一定的距離。

1 葡萄酒對橡木桶物質萃取的影響因素

通過對葡萄酒中添加酒精增加酒精度的方法來研究酒精對橡木桶中物質萃取的影響。Maga[3]檢測了美國橡木桶中順式/反式-橡木內酯（cis-/trans-oak lactone）分別在0%vol、10%vol、20%vol、40%vol和60%vol 酒精度的模式葡萄酒中的萃取量。結果表明，含橡木內酯最高的是酒精度為40 %vol的葡萄酒；同樣，Puech 發現來自保加利亞的夏橡木桶（Quercue sessilis）中酚醛類物質在酒精度為55%vol的模式葡萄酒的萃取量高于10%的葡萄酒。最新研究發現，葡萄品種對貯存在橡木桶中的葡萄酒中的物質萃取也有影響。Cerdan 等[4]研究了美樂（Merlot）和赤霞珠（Cabernet Sauvignon）兩個品種的不同酒精度和pH 值的葡萄酒在陳釀過程中橡木桶中揮發物質的萃取情況，其中美樂酒精度13.5 %vol，pH3.7；赤 霞 珠 酒 精 度 為12.3 %vol，pH3.45。結果發現，酒精度較高的美樂葡萄酒中萃取量高于酒精度低的赤霞珠葡萄酒。貯存8 個月后，美樂葡萄酒中香草醛上升到閾值之上，之后又下降，由于微生物降解成相應的乙醇，而赤霞珠葡萄酒中香草醛始終未達到閾值水平。另外，本研究也表明，相比酒精度，pH 值對橡木桶中物質的萃取影響很小。

釀造過程中添加的SO2也影響葡萄酒對橡木桶中物質的萃取，特別是帶有羰基基團的物質，Ancin 等[5]研究發現，SO2延遲了葡萄酒中5-羥基甲氧基糠醛、香草醛、丁香醛、及松柏醛物質的出現，但SO2本身不與糠醛和5-甲氧基糠醛結合，因為這兩種物質的羰基基團活性較弱。

2 橡木桶的成分對葡萄酒香氣的影響

橡木桶的成分主要取決于橡木的品種、產地、干燥方式、烘烤程度及橡木桶使用時間的長短。橡木品種傳統上用于陳釀酒精飲料的是美國美洲白橡木（Quercus alba）和法國盧浮橡木（Quercus sessilis）與夏橡木（Quercus robur）。前兩個品種主要用于葡萄酒的陳釀，而夏橡木主要用于白蘭地的陳釀。研究人員也對不同橡木的特征進行研究，結果表明，橡木的成分在不同的產地、品種和樹體差異上有不同的表現。因此，在制作橡木桶時，對橡木的品種和產地應綜合考慮。

一般來說，相比于法國橡木，美國的白橡木更容易使葡萄酒產生更多的順式-橡木內酯，一些研究也證實了這一結論。因此，可以用順式與反式橡木內酯的比例來區分美國橡木和法國橡木[6]。

橡木樹砍伐后首先進行干燥，這樣可以提高橡木的機械抗性。橡木板在自然干燥過程中，其揮發性物質的量發生變化，酚類物質和橡木內酯含量增加。在制成橡木桶之前，橡木板必須先加熱烘烤，通常有3 種類型的烘烤：輕度、中度和重度烘烤，這一過程對橡木桶成分的形成影響最大。熱處理使一些物質發生熱降解，產生大量的揮發性物質，呋喃類化合物由碳水化合物熱降解形成，揮發性酚類物質由木質素熱降解形成，橡木內酯來自酸的脫羧形成[7]。

3 陳釀時間對葡萄酒香氣成分的影響

研究葡萄酒在木桶陳釀過程中化合物的演變是非常重要的。再結合感官品嘗，可以決定葡萄酒在木桶中的最佳陳釀時間。葡萄酒從橡木桶中萃取物質的量可通過這些物質的釋放率來測定，而釋放出的物質會通過化學或微生物反應進一步轉化。比如，葡萄酒在木桶陳釀時間，呋喃乙醛通過微生物作用降解成乙醛，糠醛通過微生物或化學作用轉化成2-呋喃甲硫醇，同時，呋喃乙醛和糠醛乙醇轉化成相應的乙醚。短期的陳釀中從木桶萃取這些物質的量大于轉化量，所以含量上升；而在長期的貯藏中，萃取量小于轉化量，所以它們的含量降低，像糠醛和5-甲基糠醛在陳釀12 個月時達到了最大值，之后大幅度下降。另外，呋喃類化合物的閾值比較高，它們在葡萄酒中的量一般不會超過閾值，所以，盡管它們的含量比橡木內酯高，但對葡萄酒香氣組成并不重要。

酚乙醛類物質也通過微生物轉化成相應的乙醇。一些研究發現，酚乙醛類物質在陳釀10～12個月時達到最大值。這類物質中，香草醛是最重要的一種，因為它的閾值很低，對葡萄酒的香氣影響較大，與呋喃乙醛相似，香草醛在短期陳釀期間已有積累，一開始由于葡萄酒和木桶之間存在濃度差，所以萃取量較高，而隨著陳釀時間的延長，香草醛轉化成相應的香草醇，濃度下降或呈現波動的狀態。

相比于上述提到的物質，酚醇類物質是相對穩定的，因為在整個陳釀期間幾乎未發生變化。因此，它們的濃度依賴于萃取率。研究發現，4-甲基愈創木酚需要陳釀3 個月時間才能達到最大值，愈創木酚需要9 個月達到最大值。當陳釀時間延長時，酚醇類物質緩慢增加或保持不變。酚醇類物質具有烘烤味和辛香料味，在葡萄酒中一般達不到它們的閾值。然而，在像葡萄酒這種比較復雜的介質中，這類物質對葡萄酒香氣的影響是通過加和，協同或抑制等作用產生。

順式/反式橡木內酯在葡萄酒中以酸或酯的形式存在，并且之間有平衡性。Cerdan[8]等發現陳釀18 個月的2 次用的橡木桶中的這類物質的量低于文獻中報道的陳釀9 個月的初次用的橡木桶中的量，其差異源于橡木內酯的消耗。另一方面，這類物質在整個陳釀期有一個小的轉化，但不像呋喃類物質轉化的幅度大。順式橡木內酯是葡萄酒陳釀過程中最主要的揮發物，并且它的含量在閾值之上。

4 葡萄酒陳釀過程中乙烯基苯酚的形成

乙烯基苯酚對葡萄酒的香氣帶來不利的影響，因此，為了避免它的形成，特別對高質量的葡萄酒，研究它的形成機理特別重要。乙烯基苯酚，4-乙烯基苯酚和4-乙烯基愈創木酚都源于葡萄酵母污染所致。舊的橡木桶陳釀的葡萄酒中乙烯基苯酚含量較高，并且在陳釀的過程中含量上升，在新的木桶中，這類物質也會產生，含量較低。此外酒精度低的比酒精度高的葡萄酒容易使乙烯基苯酚產生，因為高酒精度會降低微生物的活性而抑制他們的形成。在舊木桶儲藏的葡萄酒產生的乙烯基苯酚物質在閾值之上。報道用熱水和蒸汽處理木桶不足以使污染的酵母和霉菌滅活，現在工作人員普遍認為有害酵母不能僅僅靠控制加工設備的衛生來實現，而是要更嚴格控制微生物、亞硫酸鹽和二甲基碳氫鹽的合理利用來達到目的[9]。類似的，Du-Toit 也對酵母中O2和SO2的形成進行了研究，建議如果判斷葡萄酒受到有害酵母的污染，應盡量減少O2的接觸，除去O2的同時檢查或調節游離SO2濃度在25～35 mg/L之間。

5 陳釀期間橡木桶和酵母酒泥對葡萄酒中揮發物質的吸附作用

木材的主要成分是纖維素、半纖維素和木質素，具有供電子能力和接受電子能力，使樹木呈現酸性特征，木質素有多個水解位點。這樣，樹木的結構和化學成分影響著葡萄酒的質量，它能吸附葡萄酒中的揮發性成分和其他物理化學物質。用法國橡木桶貯藏葡萄酒60 d，來比較橡木桶對葡萄酒中酯和醇類主要揮發性物質的吸附作用，結果發現，吸附達到平衡時，橡木桶吸附了葡萄酒中30 %～70 %的揮發性物質，乙酸辛酯的吸附量最大，其次是醋酸異戊酯、己酸乙酯、癸酸乙酯、2-苯乙醇和苯甲醛[10]。

酒精濃度增加時，己酸乙酯、辛酸乙酯、苯甲醛、2-苯基乙醇被橡木桶的吸附量也會減少，主要因為這些物質在葡萄酒中的溶解度增加。另外，實驗也發現在小分子酵母濃度增到0.1～0.5 g/L 時，極性的酯類物質更容易被吸附，另外一些香氣物質如2-苯基乙醇、苯甲醛，結果則相反[11]。這些現象可能是小分子香氣物質之間的吸附作用所致。所以，釀酒過程中應采取措施，增加介質中小分子酵母，比如帶酵母泥陳釀，調節香氣物質在葡萄酒和橡木桶中的分配，來影響整個葡萄酒在橡木桶陳釀期間的質量。

6 橡木桶替代品的應用探討

用橡木桶陳釀葡萄酒給生產上造成較高的成本，因此，近幾年，釀酒師正尋找了一些可替代的方法。要特別說明的是，在歐洲，這些方法在法律上是禁止采用的，其他葡萄酒生產國家法律上沒有相關規定，因此可以自由地選擇可替代的方法滿足葡萄酒的陳釀方式。

近幾年，通過向葡萄酒中添加橡木片來增加橡木香味是一種最常用的替代方法，因此把橡木片放進葡萄酒中而不是把葡萄酒放進橡木桶中，這樣，橡木的用料可降低60%。對采用美國橡木桶和法國橡木桶發酵的葡萄酒與不銹鋼罐發酵并添加橡木片的葡萄酒進行感官分析對比，發現相比橡木桶發酵的葡萄酒，添加橡木片給葡萄酒帶來很強的橡木味和比較強的苦味與收斂性，所以，一種葡萄酒采用哪一種技術釀造要根據葡萄酒本身的香氣結構來決定。葡萄酒對橡木片揮發性成分的萃取情況，還與橡木片的大小有關，添加大體積橡木片的葡萄酒中它的萃取率最高。微氧處理與添加橡木片結合，模擬類似橡木桶陳釀的條件對酒進行陳釀是另一種可替代的方法。

7 結論

葡萄酒在橡木桶的陳釀是一個復雜的生物化學過程，其變化依賴于諸多因素，其中一些需要更進一步的研究，因此，了解葡萄酒在陳釀過程中萃取橡木桶中的成分非常重要。這樣，就可以根據葡萄酒的類型匹配相應的橡木桶，有助于產品得到更好的質量提升。現在，應加快對傳統的橡木桶陳釀方法與添加橡木片、橡木條和微氧技術的替代方法處理的葡萄酒進行質量對比研究。