不同透氧率的瓶塞對瓶儲兩年葡萄酒感官品質的影響

張予林，翁皎潔，蘭 天，王 悅，李嘉寧，李彩虹，王云霞，孫翔宇，5

（1.西北農林科技大學 葡萄酒學院，陜西 楊凌 712100；2.西北農林科技大學 食品科學與工程學院，陜西 楊凌 712100；3.寧夏農產品質量標準與檢測技術研究所，寧夏 銀川 750002；4.銀川市綠化養護管理站，寧夏 銀川 750002；5.中國葡萄酒產業技術研究院，寧夏 銀川 750021）

適量的氧處理有助于葡萄酒的顏色、香氣及口感的發展，而過量的氧氣則會使葡萄酒感官質量下降[1]。因此在葡萄酒陳釀、儲運及貨架期氧的管理具有十分重要的作用。微氧條件對單寧的影響顯著[2]，在紅葡萄酒陳釀成熟過程中，單寧發生的顯著變化會對葡萄酒的顏色及口感產生影響[3]。葡萄酒不斷發展，各種各樣的包裝方式相繼出現，但瓶裝依然是其主要的包裝方式[4]。裝瓶過程中，不同的瓶塞對葡萄酒影響巨大[5]。葡萄酒瓶塞的種類大致分為三類：軟木類瓶塞（包括天然塞、復合塞和人工合成塞）、螺旋蓋、玻璃塞[4]。葡萄酒裝瓶后，不同瓶塞的透氧率直接影響了瓶內的微氧環境，故對葡萄酒陳釀過程的影響不同[6]。目前，已有少數研究證實了不同透氧率的瓶塞會對葡萄酒的品質產生影響[7-8]，但仍缺乏系統的研究。

本研究旨在探索葡萄酒瓶儲期間不同透氧率瓶塞（經典、至尊500和至尊300）對葡萄酒感官品質的影響，分別對葡萄酒的色澤、花色苷、揮發性香氣物質及感官品質的變化進行評估，以期為葡萄酒存儲過程中微氧環境的控制提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 實驗酒樣

本實驗所用葡萄酒樣品：寧夏銀川中糧長城云漠酒莊。

灌裝要求：在灌裝前，技術人員對灌裝線進行檢測，檢測項目包括：裝瓶總氧含量監測、打塞調整、真空設備/惰性氣體系統有效性檢測。灌裝過程使用Nomasense氧氣測量儀監控葡萄酒的溶解氧（dissolved oxygen，DO）和頂端空間游離氧（headspace oxygen，HSO）。對于兩種酒樣，灌裝前罐中溶解氧控制0.5 mg/L以下，確保灌裝后裝瓶總氧（DO+HSO）含量不超過3 mg/L，以確保最低氧氣攝入。赤霞珠干紅葡萄和貴人香干白葡萄酒基礎理化指標見表1。

表1 葡萄酒的基礎理化指標Table 1 Basic physicochemical indexes of wine

1.1.2 封裝瓶塞

針對赤霞珠干紅葡萄酒和貴人香干白葡萄酒兩種酒樣分別采用3種不同透氧率的諾瑪科高分子合成塞，三種瓶塞為經典系列、至尊500系列、至尊300系列。其材質均為低密度聚乙烯。透氧率在本研究中表示氧氣通過瓶塞進入葡萄酒瓶的速率，用[mg/（L·年）]來表示，瓶塞具體基本信息見表2。

表2 瓶塞基本信息Table 2 Basic information of bottle corks

1.1.3 化學試劑

乙腈、甲酸、2-辛醇（均為色譜純）：美國Sigma Aldrich公司；氯化鈉（NaCl）（分析純）：四川西隴科學有限公司。

1.2 儀器與設備

HPLC-20A高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）儀、QP2010Ultra氣相色譜-質譜聯用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）儀、Nomasense微量氧檢測儀、UV-1750紫外可見分光光度計：日本島津公司；RE-52AA薄膜旋轉蒸發儀：上海亞榮儀器有限公司；獅鼎SHB-Ⅲ循環水式多用真空泵：鄭州長城科工貿有限公司；TGL-18M臺式高速冷凍離心機：上海盧湘儀離心機儀器有限公司；XH-B型漩渦振蕩儀：無錫杰瑞安儀器設備有限公司；A.9901S真空抽濾器、AS 3120B超聲波脫氣機：天津奧特賽恩斯儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 含氧量檢測

使用Nomasense微量氧檢測儀對灌裝后葡萄酒中的DO和HSO含量進行為期兩年的監測[9]。

1.3.2 顏色CIELab參數值檢測方法

將葡萄酒樣經0.2 μm濾膜過濾后，采用2 mm光程玻璃比色皿，以去離子水作參比，用紫外分光光度計掃描酒樣在可見光區400～780 nm的吸收光譜，間隔1 nm。顏色CIELab參數參照李運奎等[10]對葡萄酒顏色的計算方法，選用10°觀察者視場，D65標準白光源。將吸收光譜中450 nm、520 nm、570 nm、630 nm波長處的吸光度值校正到1 cm光程后，計算顏色參數明亮度L*值（正值表示明亮，負值表示較暗）、紅綠色a*值（正值表示紅色，負值表示綠色）與黃藍色b*值（正值表示黃色，負值表示藍色），并進一步根據L*值、a*值和b*值計算色度（Cab值），色調（hab值）和色差（ΔE），其計算公式如下：

上式中下標“1”和“2”分別表示標樣和試樣。

1.3.3 單體花色苷分析

用0.2 μm濾膜過濾酒樣后，單體花色苷分析使用高效液相色譜儀測定[11]。HPLC色譜條件如下：Synergi Hydro-RP C18色譜柱（4.6 mm×250 mm）。流動相A：800 mL水、100 mL乙腈和25 mL甲酸，流動相B：400 mL水、500 mL乙腈和25 mL甲酸。洗脫程序：0～45 min，A相100%～65%，B相0～35%；45～46 min，A相65%～0，B相35%～100%；46～50 min，A相0，B相100%；50～51 min，A相0～100%，B相100%～0；51～55 min，A相100%，B相0。流速1 mL/min，柱溫30 ℃，檢測波長520 nm，進樣量20 μL。每個樣品重復3次。將所有單體花色苷含量相加得到單體花色苷總量，結果均以二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷計。

1.3.4 感官評價

由感官品評小組進行整體感官評價，感官品評小組由西北農林科技大學葡萄酒學院15名具有感官品評經驗的同學組成，根據百分制評價標準，從葡萄酒的外觀、香氣、口感及平衡/整體四個方面進行評價，詳細項目劃分和分值設置參考亞洲葡萄酒質量大賽標準，見表3。為了進一步明確不同瓶塞對葡萄酒香氣的影響，由葡萄酒感官分析專家培訓班成員（54人）對葡萄酒樣的香氣特征進行分析[12]，評價員需從葡萄酒標準香氣中選擇5～6個特征詞匯描述樣品香氣特征，并進行量化。最終量化強度值M（%）由品評小組對某一香氣特征詞匯的使用頻率F（%）和強度平均值I（%）表示，其計算公式如下：

表3 葡萄酒的感官品評標準Table 3 Sensory evaluation standards of wine

1.3.5 揮發性香氣成分測定

揮發性香氣成分測定采用攪拌棒固相萃取-氣質聯用（stir bar sorptive extraction-gas chromatography mass spectrometry，SBSE-GC-MS）技術[13]。

樣品前處理：取10 mL供試酒樣置于15 mL樣品瓶中，加入2 g NaCl，加入10 μL內標物2-辛醇（100 μL/L），放入攪拌轉子，密閉樣品瓶，置于磁力攪拌器上，室溫條件下進行萃取，轉子轉速1 100 r/min，萃取60 min。

GC條件：以高純氦氣（He）為載氣，流速1 mL/min。DB-WAX色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。升溫程序為：40 ℃維持3 min，4 ℃/min升至160 ℃，再以7℃/min升至230 ℃，保持8 min。連接桿溫度230 ℃，脫附流速45 mL/min，加熱閥溫度245 ℃，脫附管溫度270 ℃，傳輸線溫度255 ℃，冷阱捕集溫度-30 ℃，出口分流比為3∶1。

MS條件：全掃描，范圍為43～450 amu，每秒掃描1次。離子源溫度230 ℃，電子電離（electronic ionization，EI）源，電子能量70 eV，燈絲電流0.2 mA，檢測器電壓350 V。

定性定量方法：根據美國國家標準技術研究所（national institute of standards and technology，NIST）14質譜數據庫通過匹配度和保留時間并結合保留指數確定每個揮發性成分，并選擇與匹配度＞85%的化合物，然后使用內標法對葡萄酒樣品中的揮發性成分進行定量。

1.3.6 數據處理

采用Excel 16.4進行數據整合，采用SPSS 26.0軟件進行方差分析及多重比較。P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 不同透氧率的瓶塞裝瓶后葡萄酒中的微氧環境分析

葡萄酒裝瓶后，瓶內的微氧環境由DO和HSO兩部分組成。不同透氧率瓶塞葡萄酒裝瓶兩年內瓶內DO和HSO的變化規律見圖1。

圖1 葡萄酒樣品的頂端空間游離氧和溶解氧含量變化趨勢Fig.1 Change trend of headspace oxygen and dissolved oxygen contents in wine samples

總的來說，瓶內的DO和HSO含量呈下降趨勢，但在不同酒樣中的變化趨勢差異較大。由圖1A和圖1B可知，在赤霞珠干紅葡萄酒中，DO和HSO的變化趨勢在裝瓶后10～15 d內相似，瓶內的DO和HSO迅速下降，隨后下降速率減慢并逐漸趨于穩定。這與都振江等[14]對干紅葡萄酒瓶儲過程中DO變化規律的研究結果是一致的。由圖1C和圖1D可知，貴人香干白葡萄酒中，DO和HSO表現出了不同的變化規律。在裝瓶后一個月內，HSO呈緩慢下降趨勢，之后以較快的速率下降。由圖1D可知，貴人香干白葡萄酒中，DO則在裝瓶后的半個月內迅速下降，并在隨后一個月內以較為緩慢的速率持續下降，最后趨于一個穩定值。這表明不同類型的葡萄酒之間微氧環境的變化規律是不同的。

就不同透氧率瓶塞而言，表現出了對瓶內DO和HSO的差異影響。結果表明，在不同類型葡萄酒中，使用經典瓶塞的葡萄酒的DO和HSO含量下降幅度最大，其次是至尊500，而至尊300最小。這表明不同瓶塞對葡萄酒瓶內的微氧環境的變化產生了影響，這可能進一步影響葡萄酒的品質。

2.2 不同透氧率的瓶塞裝瓶后葡萄酒的顏色參數及總單體花色苷含量分析

2.2.1 不同透氧率的瓶塞裝瓶后葡萄酒的顏色CIELab參數值及總單體花色苷含量比較

采用CIELab體系監測葡萄酒的顏色及總單體花色苷含量變化[15]，結果見表4。由表4可知，由于花色苷的存在，赤霞珠干紅葡萄酒和貴人香干白葡萄酒之間存在顯著的顏色差異。而不同瓶塞的使用使得葡萄酒的色澤發生了輕微的變化，就赤霞珠干紅葡萄酒而言，與使用經典瓶塞的葡萄酒樣品相比，使用至尊系列的葡萄酒樣品L*值顯著較高（P＜0.05），而a*值和b*值顯著較低（P＜0.05）。這表明透氧率高的瓶塞的使用使得葡萄酒的色澤亮度降低，且向紅色和黃色的方向變化，這些結果與觀察到的氧氣對葡萄酒色澤的影響是一致的[16-17]。在貴人香干白葡萄酒中也觀察到了類似的現象。研究表明，適宜的微氧化可以增強葡萄酒的顏色強度，同時衍生出新的花青素類物質，但這似乎與葡萄酒中本身的酚類含量有關[18-19]。雖然不同透氧率的瓶塞對葡萄酒的顏色產生了一定的影響，但肉眼幾乎不能區分。

表4 葡萄酒樣品CIELab參數與總單體花色苷含量Table 4 CIELab parameters and total monomeric anthocyanin contents of wine samples

2.2.2 總單體花色苷含量與ClELab顏色參數之間Pearson相關性分析

干紅葡萄酒的色澤主要取決于花色苷的組成和含量，而它們與其他化合物的相互作用在很大程度上決定了成熟葡萄酒中觀察到的顏色變化[19]。對總單體花色苷含量與ClELab顏色參數之間進行Pearson相關性分析，結果見表5。由表5可知，a*值、b*值、Cab值和hab值與總單體花色苷含量呈極顯著正相關（P＜0.01），而L*值與之呈極顯著負相關（P＜0.01），這表明花色苷的含量越高，葡萄酒越紅，色澤越飽和，亮度越低。由表4可知，赤霞珠干紅葡萄酒（經典瓶塞）中的總單體花色苷含量顯著低于其他兩種葡萄酒（P＜0.01），這表明不同透氧率的瓶塞對葡萄酒的總單體花色苷含量產生影響，即透氧率越高，花色苷損失越多。這與彭昕等[20]的研究結果一致。

表5 總單體花色苷含量與ClELab各參數之間Pearson相關性分析Table 5 Pearson correlation analysis between total monomeric anthocyanin contents and ClELab parameters

2.3 使用不同透氧率的瓶塞對葡萄酒感官品質的影響

瓶儲24個月后，對葡萄酒樣品進行感官品評，結果見表6。由表6可知，使用至尊系列瓶塞的葡萄酒的感官得分優于經典瓶塞，而至尊500與至尊300之間無明顯差異，這一現象在赤霞珠干紅葡萄酒中更為明顯。就色澤而言，使用經典瓶塞的赤霞珠干紅葡萄酒樣在澄清度和色度方面均得分最低，而3款貴人香干白葡萄酒之間并無較大差別，這與用CIELab法測得的結果一致，這可能歸因于氧氣對干紅葡萄酒中花色苷的影響。在香氣方面，使用至尊500瓶塞的葡萄酒質量最佳，至尊300次之，最差的是經典瓶塞，這與大部分葡萄酒中揮發性物質含量的變化是一致的，其中經典瓶塞在香氣濃度的表現上較為出色，這與香氣感官分析的結果一致。而在口感上，三者差異不大。

表6 葡萄酒樣品的感官分析結果Table 6 Sensory analysis results of wine samples

2.4 不同透氧率的瓶塞對葡萄酒香氣的影響

2.4.1 使用不同透氧率的瓶塞的葡萄酒香氣描述詞的差異分析

對瓶儲24個月的供試葡萄酒樣進行感官描述并量化為M值，其值反映該種香氣對酒的影響程度，M值越大，影響越大，反之，則越小[21]。本實驗通過分析三種瓶塞共有的香氣和M值相對較大的香氣種類來比較不同透氧率的瓶塞對葡萄酒香氣的影響，結果見圖2。

由圖2可知，在赤霞珠干紅葡萄酒中，紫羅蘭和桑葚的香氣最為濃郁，而在貴人香干白葡萄酒中，洋槐花和蜂蜜的香氣最為濃郁。這表明不同種類葡萄酒之間的香氣存在顯著差異。然而，相似的是，大部分香氣描述詞的M值均在使用經典瓶塞的葡萄酒樣中最高，即赤霞珠干紅葡萄酒中除黑醋栗、肉豆蔻香料、橡木和皮革外的其他香氣種類以及貴人香干白葡萄酒中除玫瑰、香蕉、香草和烤面包外的其他香氣種類。總的來說，使用不同透氧率瓶塞的葡萄酒在香氣特征上表現出了顯著差異，主要體現為使用透氧率較大的經典瓶塞的葡萄酒樣的各類香氣更為濃郁，這表明不同的微氧環境會影響葡萄酒的香氣濃度及香氣感知[22-23]。

2.4.2 赤霞珠干紅葡萄酒揮發性香氣成分分析

對3種不同透氧率瓶塞裝瓶后赤霞珠干紅葡萄酒中的香氣定性、定量分析，結果見表7。由表7可知，共檢測出30種揮發性香氣成分，包括4種醇類、11種酯類、8種有機酸類、1種萜烯類和6種酚類。

酯類是赤霞珠干紅葡萄酒中最豐富的香氣化合物，約占總香氣物質含量的60%左右，并在瓶儲過程中表現出了顯著上調。該類物質通常是在陳釀過程中產生的，為葡萄酒提供果香和花香[24]，并使葡萄酒的香氣趨于平衡[25]。大多數酯類物質（11種中的9種）在裝瓶后12個月內顯著增加，而在12～24個月內有所下降，這可能是由于瓶內氣體通過瓶塞與外界氣體交換引起的。此外，醇類中的主要成分-異戊醇也表現出了與多數酯類物質相似的變化趨勢，而正辛醇和正壬醇則逐漸減少甚至消失。有機酸類物質的變化相對復雜，就總含量而言，其在整個瓶儲過程中呈下降趨勢，其中，辛酸和癸酸的變化與總有機酸含量變化一致，而己酸、肉豆蔻酸和棕櫚酸在陳釀的過程中其含量呈上升趨勢最后保持穩定。值得注意的是，油酸在使用經典瓶塞的葡萄酒中產生并持續存在，這表明不同的微氧環境可能會影響其代謝。揮發性酚類物質在瓶儲過程中表現出先上升后下降的變化規律，僅水楊酸甲酯表現出了整個過程的持續升高。此外，在供試葡萄酒樣品中，僅監測到一種萜烯類物質，即角鯊烯，其在瓶儲過程中顯著上升。

總的來說，經瓶儲后葡萄酒中的醇類、酯類、萜烯類和揮發性酚類物質均顯著上調，而有機酸類物質則顯著下調。使用不同透氧率瓶塞對葡萄酒中的揮發性香氣物質影響較小，但也表現出了一定的趨勢，即醇、酯和揮發性酚類物質在使用透氧率較低的至尊系列的葡萄酒樣品中增加更為顯著，這表明透氧率較低的瓶塞有助于葡萄酒中香氣成分的保留和積累。然而，這似乎與香氣感官分析結果相矛盾，這可能是由于不同透氧率的瓶塞引起的微氧環境的變化使得香氣的釋放存在差異，而造成感官上的差異，需要進一步通過感官組學研究進行探究。

3 結論

本研究探究了3種不同透氧率的瓶塞在瓶儲過程中引起的微氧環境變化對葡萄酒感官品質的影響。結果表明，使用不同透氧率的瓶塞造成了葡萄酒瓶內微氧環境的差異變化，從而影響了其部分感官特性，且相較于干白葡萄酒而言，其在干紅葡萄酒中表現更為顯著。總的來說，相較于透氧率較高的經典瓶塞，透氧率較低的至尊系列瓶塞在色澤和香氣復雜性方面均表現更為出色，而在香氣感官評價中，經典瓶塞表現出了更加濃郁的香氣。但在口感方面，三者并無顯著差異。總的來說，不同透氧率瓶塞在瓶儲過程中引起的微氧環境變化對葡萄酒的影響與氧氣對葡萄酒的影響基本一致，但并不足以引起明顯的感官質量的差別，瓶塞性能對不同葡萄酒的感官質量的影響有待未來進一步探究。