延长浸皮过程中酚类物质的演变：采收成熟度对“橙酒”成分与颜色的影响

《Foods》：Phenolic Evolution During Extended Skin Contact: Effects of Harvest Maturity on “Orange” Wine Composition and Color

　　

延长浸皮将白葡萄酒转化为富含多酚的“橙酒”，然而采收成熟度与浸渍时长的最优组合尚未完全确立。本研究评估了在工艺成熟度和酚类成熟度两个采收阶段下，经1、3、6个月浸皮处理的长相思（Sauvignon blanc）和皇家姑娘（Feteasc? regal?）葡萄酒的理化性质、酚类物质及颜色特性的演变规律。酚类化合物采用高效液相色谱-二极管阵列检测/质谱联用（HPLC-DAD/MS）进行定量，总酚含量采用福林-肖卡试剂法（Folin–Ciocalteu，FCI）和总多酚指数（TPI）测定，颜色采用CIELAB色空间表征。果皮来源的单体酚类物质被快速萃取，而种子来源的低聚体（原花青素B2、C1）和鞣花酸则需要长时间的水醇溶液暴露。在酚类成熟的长相思中，6个月浸渍后总酚含量达到338.8 mg L?1，总黄酮为312.8 mg L?1，原花青素B2为91.7 mg L?1。在工艺成熟的皇家姑娘中，黄酮类物质从3个月时的266.8 mg L?1下降至6个月时的201.7 mg L?1。三因素方差分析（ANOVA）表明，品种、采收成熟度和浸渍时长对所有评价的酚类响应指标均具有显著主效应（均p < 0.0001），且存在显著交互作用；品种×成熟度对总酚酸的交互作用是唯一不显著的交互项（p = 0.071）。在工艺成熟的长相思中，从无浸皮对照到6个月处理，可滴定酸度由6.16 g L?1降至4.78 g L?1，pH由2.98升至3.32。探索性相关分析显示，可滴定酸度与pH呈负相关（r = ?0.830），苹果酸（MA）与L-乳酸（LA）亦呈负相关（r = ?0.901），但不暗示因果关系。在本研究条件下，1–3个月的浸渍通常可获得可观的酚类萃取量，同时限制6个月后出现的某些指标下降，尤其是在工艺成熟的皇家姑娘品种中表现明显。

论文解读

一、研究背景与问题

近年来，随着消费者对可持续、清洁标签和最低程度加工食品基质偏好的不断演变，全球酿酒行业日益关注低干预生产体系。在此背景下，古老的酿酒工艺正受到系统性的科学重新评估，其中最具代表性的是长时间浸皮白葡萄酒的生产——商业上俗称“琥珀酒”或“橙酒”。传统白葡萄酒酿造工艺严格限制液相与葡萄固形部分（果皮、种子和维管束）的接触，以避免萃取过多涩感或易氧化物质。而长时间浸皮白葡萄酒则涉及从一个月到数年不等的固液接触，使葡萄皮、种子乃至果梗在发酵及发酵后阶段持续被萃取，从根本上改变最终酒基的理化平衡和酚类结构。

延长浸皮过程中，随着发酵进行，酵母将糖转化为酒精，乙醇含量的升高降低了液体的极性，使其成为能够溶解疏水性和高分子量化合物的水醇溶液。因此，传统白葡萄酒酿造仅能萃取果汁中已存在的水溶性酚酸，而延长浸皮则能从固形果皮和种子中萃取出更广泛的多酚类物质。这些新建立的酚类结构决定了最终饮品的工艺质量和感官品质，包括理化稳定性、陈酿潜力、颜色、色调、澄清度、苦味和涩感等。

然而，延长浸皮过程中酚类物质的萃取潜力从根本上受采收时葡萄成熟度参数的影响，需要在工艺成熟度（可溶性固形物积累和可滴定酸度）与酚类成熟度之间实现精确匹配。目前，采收成熟度与浸渍时长之间的最优组合尚未完全确立，从经验性酿酒实践向预测性、工程化模型过渡，需要定量数据来阐明不同酚类组分和基质参数在整个浸渍过程中的变化规律。因此，本研究旨在系统评估品种、采收成熟度和浸渍时长对两种白葡萄酒理化及酚类特性的影响，包括各实验因素间的可能交互作用。

二、研究内容与结论

研究人员以2023年份采收于罗马尼亚东北部雅西产区雅西-科波乌葡萄园的长相思和皇家姑娘两个品种为材料，在工艺成熟度和高级酚类成熟度两个发育阶段进行人工采收。实验共设18个酒样，包括两个品种各自的对照处理。浸渍处理中，液相与固形葡萄渣按3:2（v/v）固定比例混合，置于27 L不锈钢发酵罐中，浸渍时长分别为1、3、6个月。对照处理在破碎后立即压榨，按传统白葡萄酒方式酿造。所有发酵均在10–12 °C温控条件下进行，使用商业酿酒酵母Zymaflore X5（Laffort，法国波尔多）以20 g hL^?1接种。每个处理设三次重复。

研究得出以下主要结论：延长浸渍并未导致所有酚类化合物的均匀增加，在部分工艺成熟处理中，单体酚类物质浓度在最终取样阶段出现下降，可能涉及氧化、聚合、沉淀或吸附于酒泥和果渣碎片等机制；而部分来自高级酚类成熟度采收的葡萄酒在长时间浸渍过程中维持了更高的酚类化合物浓度。品种间差异显著，但其幅度和方向取决于采收成熟度和浸渍时长。长时间固液接触还与酒液理化组成变化相关，包括多个处理中可滴定酸度降低和pH升高，这与浸渍过程中钾离子萃取和酒石酸氢钾沉淀等过程一致。1–3个月的中间浸渍时长在多个处理组合中表现出有利的酚类和颜色特征，而更长浸渍则产生化合物特异性和处理特异性响应，而非一致性改善。

三、关键技术与方法

本研究采用的主要关键技术方法包括：傅里叶变换红外光谱（FTIR）多参数分析仪（OenoFoss 2，FOSS Analytical，丹麦）测定常规酿酒参数；高效液相色谱-二极管阵列检测/质谱联用（HPLC-DAD/MS）定量酚类化合物，色谱分离采用Zorbax SB-C18反相柱，负离子模式质谱检测；CIELAB色空间方法测定颜色参数，采用SPECORD? 200紫外-可见分光光度计（Analytik Jena，德国）记录可见光谱；三因素固定效应方差分析（ANOVA）评估品种、采收成熟度和浸渍时长及其交互作用；皮尔逊相关分析和主成分分析（PCA）探索变量间关系及样本聚类结构。

四、研究结果

延长浸渍对葡萄酒一般理化参数的影响。 三因素方差分析显示，品种和浸渍时长对所有理化参数（除密度外）均有显著主效应。酒精强度未随浸渍时间线性增加，部分处理在6个月后出现轻微下降，研究人员推测可能是乙醇被固形果渣基质物理吸附所致。可滴定酸度持续下降而pH显著升高，例如工艺成熟的长相思从对照的6.16 g L^?1降至6个月时的4.78 g L^?1，pH从2.98升至3.32，这可能与果皮细胞壁中钾离子扩散并与酒石酸形成酒石酸氢钾沉淀有关。挥发酸度从对照的0.17 g L^?1（长相思）和0.10 g L^?1（皇家姑娘）逐渐上升至6个月时的0.65 g L^?1和0.62 g L^?1，但所有处理均远低于白葡萄酒1.20 g L^?1的法定上限，表明长达6个月的浸渍不会损害工业卫生或化学稳定性。

酒基质中酚类组分的分布与演变。 黄酮类（TFlav）和酚酸类（TPA）构成整体萃取谱的主要组分。对照酒样基线值极低，而浸渍处理在最初30天内即启动快速萃取阶段。工艺成熟的长相思在1个月时TPA达18.898 mg L^?1、TFlav达222.574 mg L^?1。峰值浓度出现在酚类成熟采收系列的6个月节点：SBMF6达到TPA 25.629 mg L^?1和TFlav 312.804 mg L^?1，总酚（TP）达338.792 mg L^?1，为全研究最高值。值得注意的是，工艺成熟的皇家姑娘在6个月时TFlav从3个月峰值的266.84 mg L^?1降至201.75 mg L^?1，而酚类成熟对应处理则持续维持或增加黄酮产量，表明延长树上成熟可能改变果皮细胞壁结构，释放保护性可溶性多糖，防止黄酮类物质聚合沉淀。

特定酚类标志物的动态变化。 香豆素衍生物秦皮乙素（esculetin）和鞣花酸（ellagic acid）在直接压榨对照中几乎不存在，可作为固形葡萄渣萃取的可靠指标。秦皮乙素在1–3个月内快速达峰（SBMF1为0.113 mg L^?1，SBMFCP为0.177 mg L^?1），随后在6个月时显著下降，表明其虽能快速从果皮外层细胞溶解，但在溶液中化学性质活泼，易降解或结合为大分子。鞣花酸则呈渐进且稳定的积累趋势，早期即达0.145 mg L^?1（SBMF1）和0.149 mg L^?1（FRMFCP），并在整个6个月期间保持稳定，证实固形基质经历缓慢持续的分解过程。

黄酮类和二苯乙烯类萃取。 在对照白葡萄酒中，黄烷-3-醇浓度可忽略不计。浸渍开始后，单体亚基如儿茶素和表儿茶素在1个月内迅速上升（SBMD1分别达22.926 mg L^?1和23.112 mg L^?1），反映低分子量黄酮类在早期高流动性水醇液体中的高溶解度。随着浸渍延长至6个月，出现明显的第二阶段萃取，原花青素B2和三聚体原花青素C1持续积累，在SBMF6中分别达91.709 mg L^?1和10.205 mg L^?1。皇家姑娘表现出不同的演变特征：其早期单体质量传递极为活跃（FRMD1儿茶素达28.168 mg L^?1），但复杂低聚体的最终积累较长相思保守（FRMF6中原花青素B2为66.670 mg L^?1），这可能与皇家姑娘果皮果胶基质较弱、细胞壁孔隙率较高有关。白藜芦醇异构体在对照中完全不存在，在浸渍过程中逐步出现，但常在中间阶段达峰后趋于平台或下降，这与该类化合物定位于果皮表层、易在长时间接触中氧化降解或吸附于酵母自溶物和果渣碎片有关。

参数间相关分析与主成分分析。 经Benjamini–Hochberg校正后，可滴定酸度与苹果酸正相关（r = 0.725，q = 0.003），L-乳酸与苹果酸负相关（r = ?0.901，q < 0.001）且与pH正相关（r = 0.847，q < 0.001）。总酚酸、总黄酮和总酚之间存在强正相关（r = 0.975–1.000），并与L-乳酸和pH正相关、与可滴定酸度和苹果酸负相关。FCI与TPI几乎完全相关（r = 1.000），但与HPLC定量酚类变量的相关性仅为中等（r = 0.469–0.480）。CIELAB参数与酚类组分的关联有限，仅黄度b与亮度L呈显著负相关（r = ?0.752，q = 0.002）。主成分分析前两个主成分解释总方差的85.28%，F1主要代表浸皮程度和酚类萃取量，将未浸渍对照与长时浸渍处理清晰分离。

溶剂分配与酸碱重组。 密封罐中长时间浸渍出现的轻微酒精下降可能源于乙醇被固形物截留，细胞壁糖类对水和乙醇的不等速结合改变了果皮孔隙率。可滴定酸度下降和pH上升指向钾离子从果皮细胞壁扩散并与酒石酸结合形成酒石酸氢钾沉淀的机制。苹果酸消耗与酚类积累之间的负相关关系指向共享的萃取驱动因素——细胞壁渐进降解，同时释放结合态多酚并加速液泡有机酸的释放与降解。品种×成熟度×浸渍时长三因素交互作用在所有主要酸参数上均显著，表明有机酸演变并非均匀的背景事件，而是由品种特异性组织架构、采收成熟度和接触时长共同决定。

黄烷-3-醇的空间定位与萃取演变。 果皮来源的单体在浸渍早期快速释放，种子来源的低聚体则需要长时间水醇溶剂暴露才能从木质化种皮中扩散。长相思表现出持续的二聚体和三聚体原花青素释放，符合该品种种子结构更木质化、单宁更丰富的特征；皇家姑娘则表现出果皮结合单体的显著早期释放，与其果皮果胶基质较脆弱和/或细胞壁孔隙率较高一致。

酚类稳定性与酒基质平衡。 工艺成熟处理在6个月时单体黄酮显著下降，可能因失去细胞天然保护后发生自氧化、酶促褐变或再吸附，残留果渣和酵母细胞壁可能充当天然澄清剂。酚类成熟处理抵抗了后期下降，高级成熟可能重构果皮细胞壁，促进可溶性结构多糖与黄酮同步释放，这些天然大分子通过空间位阻形成保护性结构屏障，防止单宁自聚集和单体黄酮结合、氧化或沉淀。发酵后立即压榨的对照中化合物水平趋于平台，但早期压榨的皇家姑娘对照保持了较高色值，表明及时物理分离可在有色单体色素因后期沉淀或再吸附而损失前将其有效保留。

五、讨论总结与研究结论

讨论部分指出，本研究观察到的萃取模式与酚类化合物在葡萄浆果中的分子特征和定位差异一致。果皮相关化合物（黄烷-3-醇、白藜芦醇、秦皮乙素）通常较早发生变化，而原花青素B2、C1和鞣花酸则在长时间固液接触中呈现更渐进的演变。长达6个月的浸渍并未导致所有酚类化合物均匀增加，部分工艺成熟处理中单体酚类浓度在最终阶段下降，可能涉及氧化、聚合、沉淀或吸附于酒泥和果渣碎片等机制。相反，部分来自高级酚类成熟度采收的葡萄酒在长时间浸渍中维持了更高的酚类浓度。品种间差异显著，但其幅度和方向取决于采收成熟度和浸渍时长。长时间固液接触还与可滴定酸度降低和pH升高相关，与钾萃取和酒石酸氢钾沉淀等过程一致。

研究结论为：在本研究条件下，浸渍时长应根据品种、采收成熟度和目标酒液组成来选择。1–3个月的中间浸渍时长在多个处理组合中表现出有利的酚类和颜色特征，而更长浸渍产生化合物特异性和处理特异性响应而非一致性改善。在确立普遍最优浸渍周期之前，仍需在更多年份和实验条件下开展进一步研究，并对所提出的化学机制进行直接测量验证。