[01355437]甘肃河西产区酿酒葡萄酚类物质差异对干红葡萄酒呈色的影响机制及其构效评价

1. 课题来源与背景 本课题来源于国家自然科学基金（31560451）。有研究发现,辅色反应可通过花色苷与辅色素间的相互作用形成一种“三明治”结构复合体,进而达到增强葡萄酒色泽、提高颜色稳定性的效果。特别是在新鲜红葡萄酒中,辅色作用可以贡献30%～50%颜色总量,而在陈酿葡萄酒中辅色作用也有8%～30%的颜色贡献,是一种天然有效提升红葡萄酒色泽的方法,并逐渐成为目前葡萄酒颜色的研究热点。酚类物质既是干红葡萄酒的重要组成化合物,也是主要的辅色素物质,对葡萄酒的颜色起决定性作用。本研究通过揭示酚类物质与干红葡萄酒呈色的构效关系和量效特点,完善葡萄酒颜色化学相关知识,为深化红葡萄酒色泽及稳定性的基础理论研究提供新的科研思路和实践依据。 2. 研究目的与意义 颜色作为干红葡萄酒重要的感官指标之一,提供了葡萄酒的品质、类型以及贮藏稳定性等特征,是影响葡萄酒质量和风格的重要决定因素。颜色的深浅和色调特性由葡萄酒中存在的呈色物质种类、状态和含量所决定。同时,色泽作为大多数消费者选择购买的基本依据,亦会影响到对葡萄酒其他品质特征的评价。同国外优质干红葡萄酒具有的浓郁色调相比,我国大部分葡萄酒都存在色度较浅、颜色稳定性不佳等问题,特别是在我国葡萄酒产业规模较大的西部内陆产区,上述现象多年来一直是制约当地优质干红葡萄酒品质提升的关键问题之一。研究认为,酚类化合物作为干红葡萄酒的重要物质,对葡萄酒的颜色起着决定性作用。通过花色苷与酚类辅色素的相互作用,可以达到增强葡萄酒色泽、提高颜色稳定性的效果,是一种天然有效提升红葡萄酒色泽的方法,并逐渐成为目前葡萄酒颜色研究的热点。因此,本项目以甘肃河西地区生产的酿酒葡萄为试材,采用模拟反应与量子化学计算相结合的方法,研究酚类物质对干红葡萄酒呈色的影响机制,明晰干红葡萄酒色泽与酚类物质的量效特点和构效关系,探明酚类物质的作用效果,阐明酚类物质对干红葡萄酒颜色的作用机理,为提升干红葡萄酒色泽和促进颜色稳定性奠定基础。 3. 主要论点与论据 通过本课题的研究,目前已形成如下成果： （1） 通过提取工艺的优化和测定方法的开发,建立了关于葡萄和葡萄酒中酚类物质（花色苷酚和非花色苷酚）的检测方法。 （2） 通过对甘肃河西产区不同成熟阶段酿酒葡萄,以及不同品种和年份葡萄酒中的酚类物质测定,明确了甘肃河西产区酿酒葡萄及葡萄酒产品酚类物质的组成情况及特点。 （3） 通过模拟实验体系,利用热力学和分子动力学模拟,对辅色过程中的作用力及效果进行评价,并借助光谱学手段分析了不同化学结构酚类物质在辅色反应过程中的相互作用情况。 （4） 通过比较模拟体系中花色苷与酚类物质的相互作用,研究了摩尔比,反应温度,pH值以及乙醇含量对辅色呈色的影响,结果表明,溶液的辅色效果不仅与参与反应的酚类物质结构有关,同时也与上述溶液环境因素相关联。 （5） 通过发酵前添加酚类物质,研究了辅色素在真实酿造条件下的表现,结果显示,添加酚类物质可提高葡萄酒整体颜色强度,造成视觉上可觉察的颜色改变,改善葡萄酒的色泽品质,并能减缓陈酿阶段葡萄酒中花色苷类物质的降解,起到稳定和维持葡萄酒色泽品质的作用。 4. 创见与创新 （1） 通过建立葡萄与葡萄酒中酚类物质（花色苷酚和非花色苷酚）检测方法,可在短时间内实现了样品的大通量测定。 （2） 通过对甘肃河西走廊产区不同成熟阶段酿酒葡萄,以及不同品种和年份葡萄酒的酚类物质测定,明确了河西产区酿酒葡萄酚类物质的组成情况及特点。 （3） 通过构建模拟反应体系,研究了酚类物质的辅色反应特性和颜色特征,比较并分析了不同结构的化学物质产生辅色效果的差异原因。 （4） 通过研究反应过程中的相关热动力学参数,明晰了不同辅色因子参与下的反应能量变化情况,并利用量子化学模拟手段,明确形成辅色复合体的主要驱动力。 （5） 通过在实际生产环境下的应用,进一步研究了酚类辅色素的作用效果。 5. 经济价值 项目的部分研究结果已应用于生产,取得了良好的应用效果,初步解决了甘肃河西产区葡萄酒产业发展的部分技术问题,具有一定的推广应用前景。 6. 历年获奖情况 项目资助发表的论文获中国酒业协会科学技术进步优秀论文一等奖。