巴西Cerrado热带条件下Sauvignon Blanc两种接种发酵的挥发性成分与抗氧化相关测定：探索性化学表征

《Frontiers in Food Science and Technology》：Volatile profile and antioxidant-related measurements of two Sauvignon Blanc vinifications from the Brazilian Cerrado: an exploratory chemical characterization

　　

本探索性研究对巴西Cerrado单一葡萄批次酿造的两款Sauvignon Blanc葡萄酒进行了化学表征。T1采用Saccharomyces cerevisiae发酵，而T2采用S. cerevisiae与Hanseniaspora vineae共接种。每条件进行一次发酵，所报告的三重复为对同一批葡萄酒的重复分析测定。分析包括理化参数、Folin-Ciocalteu还原能力（Folin-Ciocalteu reducing capacity）、类黄酮含量、DPPH^•与ABTS^•+自由基清除试验、伏安法（voltammetry），以及游离和糖苷结合挥发性化合物的GC-MS（gas chromatography-mass spectrometry，气相色谱-质谱联用）谱分析。T2具有较高pH、较低总酸度和苹果酸以及较高乳酸浓度，表明分析时自发苹果酸乳酸发酵（spontaneous malolactic fermentation, MLF）更为进展。T1显示较高Folin-Ciocalteu响应，而T2显示较低DPPH^•和ABTS^•+ IC₅₀值及略高电化学指数（electrochemical index, EI）。由于无独立发酵重复，这些观察以描述性方式报告。GC-MS分析初步鉴定57种游离挥发性化合物，主要为酯类和醇类。2-苯乙基乙酸酯（2-phenylethyl acetate）的半定量内标当量估计在T2中较高（28.57 μg L^?1）。糖苷结合组分水解后初步鉴定19种化合物，包括萜类（terpenoid）、降异戊二烯类（norisoprenoid）和苯环类（benzenoid）相关化合物。因此，本研究提供了巴西Cerrado两种Sauvignon Blanc酿造工艺的初步、假设生成性（hypothesis-generating）化学表征。

研究背景方面，巴西葡萄栽培始于1532年，19世纪在欧洲移民推动下于Serra Gaúcha形成产业基础；近几十年来，巴西葡萄栽培向不同生物群系扩展，并在热带和亚热带高海拔地区发展出冬葡萄酒生产模式，采用双修剪分离营养生长与结果周期，使采收发生在秋冬季。巴西Cerrado因高太阳辐射、海拔和明显季节性成为新葡萄栽培前沿，这些环境和管理因素可能影响葡萄酒化学特征。Sauvignon Blanc源自法国Bordeaux和Loire，是重要白葡萄品种，在巴西分布于Campanha Gaúcha、Planalto Catarinense、Chapada Diamantina和Sub-middle S?o Francisco Valley等产区，其葡萄酒常被描述为具有草本和果香、酸度高和清爽特征。葡萄酒香气可分为初级、次级和三级香气；酒精发酵主要由S. cerevisiae完成，非Saccharomyces酵母可调节挥发性成分，其中H. vineae与乙酸酯类，尤其2-苯乙基乙酸酯产生相关，但其在混合发酵中的行为取决于菌株、接种方案、葡萄汁组成和发酵条件。问题在于，虽然热带葡萄栽培发展，巴西Cerrado尤其双修剪管理下的Sauvignon Blanc葡萄酒仍缺乏充分表征，关于不同接种条件下该地区Sauvignon Blanc化学特征的信息有限。因此，研究人员开展探索性化学表征，比较一种仅接种S. cerevisiae的酿造与一种共接种H. vineae和S. cerevisiae的酿造，综合理化、分光、伏安和GC-MS分析，重点关注挥发性成分和抗氧化相关测定。因实验设计限制，结果被描述性解释，并置于两种葡萄酒不同发酵后演化的背景中。该研究意义在于提供初步、假设生成性化学信息，为后续重复发酵和控制MLF研究奠定基础。

关键技术方法（不超过250字）：样本来自Quartetto Vinhos e Vinhedos酒庄位于Goiás Cerrado的Sauvignon Blanc单一采收批次，2024年7月采收60 kg，采用双修剪管理。T1接种S. cerevisiae（AWRI Rosa，20 g hL^?1），T2以H. vineae（HV205）与S. cerevisiae按9:1（m/v）共接种，总量20 g hL^?1，约15 °C发酵。分析采用FT-IR测定理化参数；Folin-Ciocalteu、AlCl₃比色法、DPPH^•和ABTS^•+清除试验、方波和差分脉冲伏安法；HS-SPME-GC-MS与SPE-GC-MS分析游离及糖苷结合挥发物，以保留指数和内标当量半定量。每条件仅一次发酵，三重复为分析重复。

研究结果如下。3.1 Physicochemical analyses of wines produced from the Sauvignon Blanc cultivar：通过FT-IR理化分析，T2的pH为3.46，高于T1的3.12；T2总酸度为6.00 g L^?1，低于T1的10.90 g L^?1；T2苹果酸为0.10 g L^?1，低于T1的4.50 g L^?1；T2乳酸为1.90 g L^?1，高于T1的0.40 g L^?1，表明T2分析时自发MLF更进展。T1和T2酒精含量分别为12.44%和12.90%，残糖分别为1.40和1.70 g L^?1，挥发酸分别为0.40和0.60 g L^?1，甘油分别为8.70和8.10 g L^?1。3.2 Treatment-associated differences in Folin-Ciocalteu reducing capacity, flavonoid content, and antioxidant-related measurements：3.2.1 Folin-Ciocalteu reducing capacity and flavonoid content：Folin-Ciocalteu还原能力T1为237.70 mg GAE L^?1，高于T2的166.47 mg GAE L^?1；总类黄酮T1为31.82 mg QE L^?1，T2为33.18 mg QE L^?1。由于Folin-Ciocalteu测定不特异于酚类且未测游离和总SO₂，差异不能仅归因于酚类组成。3.2.2 Antioxidant-related radical-scavenging and electrochemical responses：DPPH^• IC₅₀在T2为7.21 μL mL^?1，低于T1的8.36 μL mL^?1；ABTS^•+ IC₅₀在T2为3.78 μL mL^?1，低于T1的6.56 μL mL^?1；EI在T2为10.98 μA mV^?1，略高于T1的10.25 μA mV^?1。差分脉冲伏安显示约0.25、0.40和0.75 V处三个阳极过程，过程1a和2a具可逆特征，过程3a不可逆；鲜橙汁仅作抗氧化含有关照背景。3.3 Treatment-associated differences in the volatile composition of Sauvignon Blanc wines：3.3.1 Tentative identification of free volatile compounds in Sauvignon Blanc wines：通过HS-SPME-GC-MS和SPE-GC-MS，初步鉴定57种游离挥发性化合物，包括酯、内酯、醇、酮、醛、羧酸、酚类衍生物、含硫化合物和萜类相关化合物；31种为两种葡萄酒共有。T2中2-苯乙基乙酸酯半定量内标当量估计为28.57 μg L^?1，高于T1的1.53 μg L^?1；T1中2-苯乙醇为43.88 μg L^?1，高于T2的16.07 μg L^?1。其他检出物包括乙基丁酸酯、乙基己酸酯、乙基辛酸酯、乙基癸酸酯、3-甲基丁基乙酸酯、己基乙酸酯及多种醇、醛、酮、酸和含硫化合物。3.3.2 Tentative identification of glycosylated volatile compounds in Sauvignon Blanc wines：糖苷结合组分经SPE提取和酶水解后，GC-MS初步鉴定19种化合物，其中两种仅在T2检出；包括trans-linalool oxide异构体、geraniol、citronellol、p-menth-1-ene-7,8-diol、perilla alcohol、(E,E)-geranyl linalool、3-oxo-alpha-ionol、14-hydroxy-4,5-dihydro-beta-caryophyllene等萜类和降异戊二烯相关化合物，以及methyl salicylate和methyl 2,4-dihydroxybenzoate等苯环相关化合物；还检出乙酸和2-oxoglutaric acid及酮、呋喃酮相关化合物。

讨论部分总结：研究人员指出，理化差异主要与酸度参数相关，但每条件仅一次发酵且自发MLF在两种葡萄酒中进展不同，因此结果只能作为两种个体Sauvignon Blanc酿造的描述性和探索性比较，不能作为H. vineae所致效应的证据。自发MLF是主要混杂因素，T2较高pH、较低总酸度、较低苹果酸和较高乳酸与其更进展的MLF一致；但MLF通常不是新鲜白葡萄酒如Sauvignon Blanc所期望的，因为保持酸度是关键感官属性，因此不能直接说明H. vineae单独诱导该效应。非Saccharomyces酵母与乳酸菌相互作用虽被报道，但本研究未监测细菌群体、酵母持续性和相关代谢物。酒精含量与22 °Brix初始可溶性固形物相容，残糖低，表明两种酿造达到相似干终点。Folin-Ciocalteu响应较高未与更低自由基清除IC₅₀或更高EI一致，这与测定化学原理不同有关，但不能从这对样品得出因果或一般结论。挥发性方面，酯类和醇类较重要；2-苯乙醇与2-苯乙基乙酸酯的差异最明显，T2中2-苯乙基乙酸酯较高与既往H. vineae发酵研究报道一致，但该化合物仅为初步鉴定和半定量，且未证明感官差异。该模式与苯丙氨酸经Ehrlich途径转化为2-苯乙醇并进一步乙酰化形成2-苯乙基乙酸酯的代谢差异相容，但数据未证明直接代谢转化或因果关系。糖苷结合组分中萜类和降异戊二烯相关化合物提示惰性香气前体库，可能在发酵和陈酿中经酶或酸水解释放挥发性苷元，贡献香气复杂性；但无独立发酵且未研究酶或微生物机制，差异不能特异地归因于接种条件。结论翻译：本研究提供了巴西Cerrado双修剪制度下Sauvignon Blanc两种酿造工艺的探索性化学表征。两款葡萄酒在理化特征、Folin-Ciocalteu还原能力、类黄酮含量、自由基清除和电化学响应及挥发性成分方面存在差异。T2显示较低苹果酸和较高乳酸，表明分析时自发MLF更进展。半定量挥发性分析显示2-苯乙醇与2-苯乙基乙酸酯平衡存在明显差异。该模式与苯丙氨酸衍生高级醇和酯代谢可能存在差异相容，但未直接研究其机制。由于每条件仅一次发酵且葡萄酒MLF进程不同，观察到的模式不能特异地归因于H. vineae。因此，发现为初步和假设生成性。需重复发酵、控制MLF、微生物监测、关键挥发物定量验证和感官分析来检验可重复性和感官相关性。