抗坏血酸、富马酸和谷胱甘肽作为SO2替代物对红葡萄酒和白葡萄酒酚类组成的影响

《Beverages》：Impact of Ascorbic Acid, Fumaric Acid, and Glutathione as Alternatives to SO2 on the Phenolic Composition of Red and White Wine

　　

二氧化硫（SO₂）因其抗菌和抗氧化特性而广泛应用于酿酒。然而，摄入SO₂与敏感个体出现头痛和呼吸道问题等不良健康效应相关，促使研究者寻求更安全的替代品。本研究评估了抗坏血酸（ASC）、富马酸（FUM）和谷胱甘肽（GSH）作为SO₂潜在替代物对红葡萄酒和白葡萄酒酚类组成的影响，并提供了其保护局限性的机制见解。在红葡萄酒中，与对照相比，ASC、FUM和GSH导致花青素、黄酮醇和羟基肉桂酸浓度降低。这一降低归因于微生物控制不足和氧化副反应，例如ASC处理中的交叉效应（crossover effect），即在缺乏SO₂时允许过氧化氢生成，进而引起色素降解。在白葡萄酒中，FUM更好地保留了某些酚类基团，而ASC和GSH导致羟基肉桂酸减少。研究结果表明，ASC、FUM和GSH未能完全复制SO₂的抗氧化作用，导致酚类化合物损失。在所测试的替代物中，FUM在白葡萄酒中显示出最大潜力；然而，FUM有限的微生物保护作用提示其作为独立防腐剂使用时需谨慎。这些结果为ASC、FUM和GSH作为SO₂替代物的作用提供了新的见解。

论文解读：SO₂替代物对红白葡萄酒酚类组成的影响

二氧化硫（SO₂）在酿酒中具有不可替代的抗菌和抗氧化功能，长期被用于抑制腐败微生物、防止氧化褐变。然而，其摄入与敏感人群的头痛、呼吸道刺激等健康问题相关，且过量使用会损害葡萄酒的感官品质。因此，酿酒业界迫切寻找更安全、健康的替代策略。抗坏血酸（ASC）、富马酸（FUM）和谷胱甘肽（GSH）是食品工业中常见的抗氧化剂或酸度调节剂，具有作为SO₂替代物的潜力。此前研究多为单独或成对评估，缺乏在相同条件下对三者进行系统性比较，尤其在不同酒体基质（红/白葡萄酒）中对其酚类组成影响的对比证据。为此，研究人员以西班牙Tempranillo（红）和Tempranillo Blanco（白）两个葡萄品种为原料，通过微酿发酵（microvinification）同时评估ASC、FUM和GSH替代SO₂的效果。该研究发表于《Beverages》杂志。

研究人员利用来自西班牙拉里奥哈（La Rioja）ICVV实验葡萄园的葡萄，将其手动采收、破碎后，葡萄汁立即冷冻保存5个月。解冻后，将两种葡萄汁均匀分配至24个摇瓶中，分别添加SO₂（对照组，50 mg/L）、ASC（100 mg/L）、FUM（300 mg/L）和GSH（20 mg/L），并以商业酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）在20 °C下进行酒精发酵。随后采用高效液相色谱-二极管阵列检测器（HPLC-DAD）定量花色苷、黄酮醇、黄烷醇、酚酸（羟基苯甲酸和羟基肉桂酸）以及芪类化合物；利用酶法分析仪测定常规参数（如酒精度、pH、可滴定酸度、总酚指数、颜色参数等）；数据经方差分析（ANOVA）、Duncan多重比较和典型判别分析（CDA）进行统计处理。

3.1.1 Tempranillo红葡萄酒的酿酒参数：与SO₂对照相比，ASC、FUM和GSH处理组的酒精度和pH无显著变化，但L-苹果酸显著降低、L-乳酸和乙酸显著升高，表明这些替代物未能有效抑制乳酸菌和醋酸菌的增殖，微生物控制能力弱于SO₂。ASC处理组的CIELab颜色坐标（L*、a*、b*）显著升高，颜色更亮、更偏向红黄调。

3.1.2 Tempranillo Blanco白葡萄酒的酿酒参数：FUM和GSH组的酒精度略低于对照；FUM组的颜色强度（CI）和总酚指数（TPI）最高，ASC组的总酚含量最高；ASC和GSH组的乙酸含量显著升高，但仍在法定限值内。

3.2.1 Tempranillo红葡萄酒的酚类化合物：总花色苷、总黄酮醇和总羟基肉桂酸在ASC、FUM和GSH处理中均显著低于对照。ASC处理因交叉效应产生过氧化氢（H₂O₂），加速了花色苷降解；GSH单独使用也无法防止花色苷损失。总黄烷醇方面，ASC处理组含量最高，FUM和GSH与对照无显著差异。没食子酸（唯一检出的羟基苯甲酸）在对照中最高；芪类化合物在各处理间无显著差异。

3.2.2 Tempranillo Blanco白葡萄酒的酚类化合物：总黄酮醇在GSH处理中最低，ASC和FUM与对照无差异。FUM处理的总黄烷醇显著高于对照，这主要由原花青素B1和表儿茶素没食子酸酯贡献。羟基肉桂酸方面，ASC和GSH处理的反式咖啡酒石酸、咖啡酸、对香豆酸含量低于对照和FUM，提示这些处理中羟基肉桂酸发生了更强烈的氧化。芪类化合物中，GSH和FUM处理的反式白藜芦醇含量高于对照。

3.3 典型判别分析：对红葡萄酒和白葡萄酒的酚类数据进行判别分析，前两个判别函数分别解释了100%和99.8%的总方差，完全区分了四种处理（SO₂、ASC、FUM、GSH），证实不同添加剂对酚类组成产生特异性影响。

讨论指出，ASC在无SO₂条件下发生金属催化氧化，生成H₂O₂，不仅不能保护酚类，反而促进色素降解（交叉效应）。FUM对白葡萄酒中黄烷醇和芪类具有较好保留作用，但其抗菌能力有限，单独使用可能造成微生物腐败风险。研究结论表明，ASC、FUM和GSH均未能完全替代SO₂的抗氧化和抗菌作用，但FUM在白葡萄酒中展现出最大潜力；未来应探索与低剂量SO₂的组合策略，并进行感官评价和瓶储稳定性研究。该研究也存在局限：仅基于微酿规模、一个年份和两个葡萄品种，结果需谨慎外推。