葡萄 stalk 提取物对 Sauvignon Blanc、Chardonnay 和 Chenin Blanc 葡萄酒瓶储后化学与感官特性的影响：酚类富集、矿物元素变化及 SO2 调控作用

《Food Chemistry》：Grape stalk valorisation: Effects of grape stalk extract on the chemical and sensory properties of Sauvignon Blanc, Chardonnay, and Chenin Blanc wines after bottle ageing

　　

葡萄 stalk（grape stalk）是酿酒过程中除梗阶段产生的副产物，约占加工葡萄总重的3–7%，富含膳食纤维、蛋白质及酚类化合物（包括黄酮醇、黄烷-3-醇、酚酸、芪类和原花青素）。本研究制备了葡萄 stalk 提取物（crude extract，CE），对其抗氧化能力、酚类与单宁组成、无机矿物组成及木质纤维素含量进行了表征。随后，研究人员评估了葡萄 stalk 提取物（0.2 和 0.4 g/L）在 SO₂ 处理与无 SO₂ 条件下对 Sauvignon Blanc、Chardonnay 和 Chenin Blanc 葡萄酒瓶储14个月后化学、矿物及感官特性的影响。结果表明，葡萄 stalk 提取物提高了葡萄酒酚类含量和抗氧化能力，且抗氧化增益在14个月瓶储后得以保持。矿物元素响应具有品种依赖性和基质特异性。感官结果随品种和 SO₂ 管理方式而变化，SO₂ 仍是感官稳定性的主导因素。研究结果表明，葡萄 stalk 提取物可作为白葡萄酒的酚类与抗氧化富集成分，但不能替代 SO₂ 在瓶储期间的保护作用，其应用应作为与适当 SO₂ 管理相结合的补充策略，而非直接替代。

研究背景方面，葡萄 stalk 是酿酒除梗阶段产生的主要副产物，约占加工葡萄总重的3–7%，富含膳食纤维、蛋白质及酚类化合物（包括黄酮醇、黄烷-3-醇、酚酸、芪类和原花青素），已被用于动物饲料、植物蛋白浓缩物、膳食补充剂和天然防腐剂等领域。在酿酒实践中，整串发酵利用 stalk 可增加香气复杂性、颜色稳定性和口感，但 stalk 的直接引入也存在花色苷吸附导致颜色损失、涩感增加、甲氧基吡嗪和 C₆ 化合物带来的青草味以及 pH 升高和酒石酸降低等问题，且这些结果高度依赖品种、成熟度和浸提条件。相比直接引入 stalk，应用葡萄 stalk 提取物可实现更好的组成控制。已有研究在红葡萄酒中探索了葡萄 stalk 提取物作为 SO₂ 替代物的潜力，但白葡萄酒在不同 SO₂ 管理下经长期瓶储的影响研究仍十分有限。减少 SO₂ 依赖是现代酿酒学的主要目标之一，SO₂ 虽广泛用作抗氧化和抗菌剂，但与感官缺陷、还原性挥发物形成及敏感人群不良反应相关，法规限量也日趋严格。基于研究人员此前在 Sauvignon Blanc 陈酿中应用富含酚类的绿茶提取物所证明的酚类补充可行性，本研究将这一思路拓展至葡萄 stalk 提取物，首次在白葡萄酒中考察其在延长瓶储条件下的酿酒学和感官效应，支持酿酒副产物的循环利用。

研究人员开展了以下研究：制备葡萄 stalk 粗提物（CE）并进行组成表征，随后将 Chenin Blanc CE 以0.2和0.4 g/L的添加量应用于 Sauvignon Blanc、Chardonnay 和 Chenin Blanc 三种白葡萄酒，设置含 SO₂（游离 SO₂ 约45 mg/L）与无 SO₂ 两种管理条件，瓶储14个月后评估化学、矿物和感官特性。研究结论表明，葡萄 stalk 提取物提高了三种葡萄酒的酚类含量和抗氧化能力，且14个月瓶储后增益得以保持；提取物以品种依赖的方式影响矿物组成，反映基质特异性相互作用而非均匀的矿物富集；感官响应强烈依赖 SO₂ 管理，无 SO₂ 时较高添加量加剧苦味、涩感和褐变，而 SO₂ 可缓和这些效应并保持整体感官品质。因此，葡萄 stalk 提取物可作为白葡萄酒的酚类与抗氧化富集成分，但不能替代 SO₂ 在瓶储期间的保护作用，应作为与适当 SO₂ 管理相结合的补充策略。该研究的重要意义在于首次报道了葡萄 stalk 提取物在白葡萄酒延长瓶储条件下的酿酒学和感官效应，为酿酒副产物的增值化利用和减少 SO₂ 依赖提供了新见解。论文发表在《Food Chemistry》。

关键技术方法方面（不超过250字）：研究人员采用食品级乙醇–水（50:50，v/v）结合超声辅助提取制备葡萄 stalk 粗提物，经浓缩和冻干获得提取物粉末，并以模型酒溶液复溶进行表征；采用 Folin–Ciocalteu 法测定总酚含量（TPC），甲基纤维素沉淀法（MCP）测定单宁，ABTS 法测定抗氧化能力；采用高效液相色谱（HPLC）分析单体酚类和间苯三酚解聚法分析单宁组成；采用微波消解结合电感耦合等离子体串联质谱（ICP-QQQ-MS）测定无机矿物元素；葡萄酒经750 mL玻璃瓶螺旋盖封口后在16 °C瓶储14个月，由12名葡萄酒专业人员组成的感官 panel 对12项感官属性进行描述性分析；数据采用 ANOVA、Tukey's HSD 及主成分分析（PCA）和多因子分析（MFA）进行统计处理。葡萄 stalk 样品来源于新西兰 Hawke's Bay Wine Company 的 Sauvignon Blanc、Chardonnay 和 Chenin Blanc 葡萄，葡萄酒由2024年份 Hawke's Bay（Mangatahi）葡萄园果实酿造。

研究结果方面：3.1 葡萄 stalk 提取物表征。3.1.1 冷冻干燥葡萄 stalk 的物理特性与提取率：三种品种 stalk 水分含量为68–72%，粗提物得率为20–22%，冻干后保留特征性黄绿色，提示样品制备过程中热或氧化降解 minimal。3.1.2 葡萄 stalk 提取物的酚类、单宁与抗氧化能力：TPC 为120.0–170.3 mg GAE/g CE，MCP 单宁为170.9–302.4 mg ECE/g CE，ABTS 为267.4–412.0 mg Trolox/g CE，均以 Chenin Blanc 最高、Sauvignon Blanc 最低；MCP 单宁浓度超过 TPC，反映提取物中以聚合态缩合单宁为主，其在 FC assay 中响应较低。3.1.3 木质素、蛋白质与碳水化合物：可利用碳水化合物最为丰富（178.4–191.3 mg/g CE），Klason 木质素（12.6–14.2 mg/g CE）和蛋白质（3.30–5.15 mg/g CE）含量较低，表明在所应用提取条件下仅有限部分可回收。3.1.4 无机矿物组成：Chenin Blanc CE 中钾为优势宏量元素（52,913 μg/g CE），其次为磷、硫、镁、钙，痕量元素均低于40 μg/g CE，总检出矿物含量为71,689 μg/g CE。3.1.5 单体酚类含量：共定量10种单体酚类，(+)-catechin 最为丰富（3.44 mg/g CE），其次为 quercetin-3-O-glucuronide、procyanidin B1、(?)-epicatechin 和 gallic acid。3.1.6 单宁组成：间苯三酚解聚后单宁转化率约50%，平均聚合度（mDP）为5.84，延伸单元以(?)-epicatechin 为主（约77%），末端单元以(+)-catechin 为主（约16%），未检出 EGC。3.2 对葡萄酒化学与感官特性的影响。3.2.1 葡萄酒 pH、TA、游离与总 SO₂：瓶储后 pH 轻微升高（约3–4%），TA 下降，各品种内处理间无显著差异，CE 添加和 SO₂ 存在与否不影响酸度演变；含 SO₂ 处理中游离和总 SO₂ 显著下降，CE 添加不影响 SO₂ 保留。3.2.2 各品种与处理间的矿物组成：钾为优势宏量元素，Sauvignon Blanc 和 Chardonnay（约740–780 μg/mL）显著高于 Chenin Blanc（约470–500 μg/mL）；Sauvignon Blanc 中仅钾随 CE 添加显著变化；Chardonnay 中 CE 处理降低镁、钙及锰、铁、锌等痕量金属；Chenin Blanc 中钠、镁、磷显著较高，可能与树龄差异有关。3.2.3 葡萄酒颜色：CE 添加后 A420 升高，0.2 g/L 约升高10–11%，0.4 g/L 约升高23–26%；瓶储后所有处理 A420 均升高，无 SO₂ 对照褐变显著，SO₂ 有效抑制较高 CE 添加相关的褐变。3.2.4 总酚与单宁含量：发酵后 CE 添加显著提高 TPC 和单宁浓度；瓶储后 SO₂ 处理显著影响单宁保留，无 SO₂ 时单宁损失更大；SO₂ 保护下 CE 处理 TPC 相对发酵后有所增加，无 SO₂ 时则净下降。3.2.5 抗氧化能力：瓶储14个月后 CE 添加处理的 ABTS 抗氧化能力显著较高，且随添加量增加而增大；回归分析显示 ABTS 与 MCP 单宁（R² = 0.89）的相关性强于与 TPC（R² = 0.61）。3.2.6 陈酿后葡萄酒感官评价：Sauvignon Blanc 的感官差异主要与无 SO₂ 酒中香气品质、平衡度和品种典型性下降相关；Chardonnay 差异更明显，涉及香气和口感属性，无 SO₂ CE 处理香气品质、平衡度和口感品质显著降低，而 SO₂ 保护下0.4 g/L CE 处理颜色品质显著改善；Chenin Blanc 受 CE 添加和 SO₂ 缺失的感官影响较小，仅香气品质存在显著差异；PCA 和 MFA 显示 PC1/F1 为感官品质–氧化轴，PC2/F2 为酚类与抗氧化富集轴，SO₂ 保留是陈酿后感官稳定性的主导因素。

讨论部分总结：本研究结果与 Esparza et al.（2020）和 Nogueira et al.（2023）关于葡萄 stalk 提取物不显著改变 pH 或 TA 的报道一致，而与整串 stalk 浸渍导致 pH 升高和酒石酸降低的研究形成对比，说明完整 stalk 浸渍中的酸–酒石酸平衡变化不能直接推及 CE 添加。CE 添加后 TPC 增幅超过模型酒中 CE 组成计算值，提示酒基质中 CE 组分的协同相互作用；而低添加量下单宁增幅低于模型酒，可能反映单宁在酒基质中的部分解聚和/或瞬时络合。SO₂ 缺失时单宁损失更大，可能与氧化驱动的结构重排、聚合及单宁与蛋白质或多糖的非共价相互作用有关。感官结果表明，SO₂ 保护下酚类富集未使样品沿主要感官品质轴负向移动，而无 SO₂ 时 CE 添加与氧化标记和感官下降相关，说明单独酚类富集不足以阻止陈酿相关的氧化感官衰退。研究结论翻译如下：结果表明，葡萄 stalk 提取物提高了 Sauvignon Blanc、Chardonnay 和 Chenin Blanc 葡萄酒的酚类含量和抗氧化能力，且在14个月瓶储后保留较高水平；提取物还以品种依赖的方式影响矿物组成，反映基质特异性相互作用而非均匀的矿物富集；感官响应强烈依赖 SO₂ 管理，无 SO₂ 时较高葡萄 stalk 提取物添加量加剧苦味、涩感和褐变，而 SO₂ 缓和这些效应并保持整体感官品质。这些发现表明，葡萄 stalk 提取物可作为白葡萄酒的酚类与抗氧化富集成分，但不能替代 SO₂ 在瓶储期间的保护作用，其应用应被视为与适当 SO₂ 管理相结合的补充策略，而非直接替代。未来工作应聚焦于优化提取方法、添加量和葡萄酒基质相互作用，以最大化葡萄 stalk 提取物的效益，同时保持感官品质和适当的抗氧化管理。