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14.1 葡萄酒的化學(xué)成分

在葡萄酒的釀造過(guò)程中，酒精發(fā)酵將糖轉化為酒精，蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵將蘋(píng)果酸分解為乳酸；這兩種生物化學(xué)反應還生成多種發(fā)酵副產(chǎn)物。葡萄漿果的其它成分，如丹寧、色素、芳香物質(zhì)、礦物質(zhì)以及果膠物質(zhì)等，仍存在于葡萄酒中，但由于酒精的溶解特性和葡萄酒不停的變化，這些物質(zhì)的含量和存在的形式都有所變化。因此，葡萄酒的化學(xué)成分極為復雜，而且根據葡萄漿果本身的成分以及酒精發(fā)酵和蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵進(jìn)行的條件，微生物種類(lèi)，葡萄酒的釀造工藝和陳釀方式，葡萄酒的年齡等而有很大的變化（Castino，1988）。

目前，在葡萄酒中已鑒定出1000多種物質(zhì)，其中有350多種已被定量鑒定（Navarre,1998）。表14-1列出了葡萄酒的主要成分及其平均值。

但是，化學(xué)分析并不能表現葡萄酒的感官質(zhì)量。實(shí)際上，對葡萄酒的評價(jià)是通過(guò)它對我們的味覺(jué)、嗅覺(jué)、物理、化學(xué)和視覺(jué)刺激而進(jìn)行的，即各種刺激所形成的總體印象和在口中的持續性。所以，葡萄酒釀造師必須在葡萄酒釀造和陳釀的各個(gè)階段對葡萄酒的和諧性進(jìn)行實(shí)驗。即通過(guò)感官分析了解其產(chǎn)品；通過(guò)穩定性試驗和微生物試驗了解葡萄酒的穩定性。

而通過(guò)理化分析可以了解葡萄酒的類(lèi)型（各主要成分之間的平衡）；跟蹤葡萄酒的變化（揮發(fā)酸、蘋(píng)果酸、二氧化碳、鐵、銅和蛋白質(zhì)等）；葡萄酒的釀造質(zhì)量（二氧化硫、不正常的成分以及非葡萄的成分等）。

表14-1a 葡萄酒的主要成分及其平均含量_溶解氣體

表14-1b 葡萄酒的主要成分及其平均含量_揮發(fā)性物質(zhì)

表14-1c 葡萄酒的主要成分及其平均含量_固形物

表14-1d 葡萄酒的主要成分及其平均含量_有機酸

表14-1e 葡萄酒的主要成分及其平均含量_無(wú)機酸

表14-1f 葡萄酒的主要成分及其平均含量_礦物質(zhì)

14.1.1 主要成分

14.1.1.1 乙醇

葡萄酒中乙醇的含量一般為7-17％，但有的特殊葡萄酒，如加強葡萄酒、密甜爾等，乙醇含量可達23％。

葡萄酒中乙醇的含量用酒度表示，即在20℃的條件下，100L葡萄酒中所含有的純酒精的升數。

酒度對葡萄酒的質(zhì)量、貯藏和商品價(jià)值都有很大的影響。酒度越高，葡萄酒越濃烈，醇厚，干浸出物含量越高。

l    葡萄酒中酒精含量的高低直接與葡萄的成熟度有關(guān)：夏季天氣狀況良好、有利于成熟的年分，葡萄成熟度高，則葡萄酒的酒度高，質(zhì)量好。

l    當然，酒度并不是葡萄酒的唯一質(zhì)量因素。酒度的高低受葡萄酒的種類(lèi)和產(chǎn)地的影響。

l    此外，在帶糖的葡萄酒（包括半甜、甜和利口葡萄酒）中，酒度-糖-酸的平衡對酒的質(zhì)量起著(zhù)重要作用。

l    酒度的高低還影響葡萄酒的貯藏，酒度低的葡萄酒對一些酵母菌和細菌很敏感。

如果葡萄醪含糖量高，葡萄酒的自然酒度可以達到16％。但是，這種情況較少。這是因為酵母菌在這種酒精濃度下會(huì )停止活動(dòng)。雖然，在實(shí)驗室條件下，一些貝酵母（S.bayanus）菌系，可使酒度達到18%(V/V)（Ribereau-Gayon等，1982）。

14.1.1.2 糖

葡萄酒的糖是區別葡萄酒類(lèi)型的重要指標。根據有關(guān)規定，平靜葡萄酒可以根據含糖量的高低區分為干酒、半干酒、半甜酒和甜酒四種不同類(lèi)型(見(jiàn)本書(shū)1.5.3.1)。

但是，在生產(chǎn)干葡萄酒時(shí)，最好讓酒精發(fā)酵進(jìn)行徹底，因為如果含糖量高于2g/L，則葡萄酒容易變質(zhì)，特別是當葡萄酒必須進(jìn)行蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵時(shí)。

14.1.1.3 干浸出物

葡萄酒的干浸出物是指在一定的物理條件下葡萄酒中的非揮發(fā)性物質(zhì)的總和，包括游離酸及其鹽、丹寧、色素、果膠質(zhì)、糖、礦物質(zhì)等。

葡萄酒中干浸出物的平均含量為17～30g/L，主要受以下因素的影響：

l    葡萄酒的種類(lèi) 甜型葡萄酒干浸出物的含量高于干型葡萄酒，紅葡萄酒中干浸出物的含量高于白葡萄酒。

l    葡萄酒的年齡 在葡萄酒的貯藏過(guò)程中，由于色素的氧化沉淀、酒石酸氫鉀的沉淀以及酒精和水分的蒸發(fā)，葡萄酒中干浸出物的含量有所變化。

如果在葡萄酒中加入水、酒精，則葡萄酒的體積增加，干浸出物含量降低。因此，通過(guò)對葡萄酒中干浸出物含量的分析，可以知道葡萄酒是否攙水、攙酒精或加糖發(fā)酵。

14.1.1.4  總酸或滴定酸

葡萄酒中含有多種酸，特別是有機酸。它們或者以游離狀態(tài)，或者以酸性鹽（如酒石酸氫鉀）狀態(tài)存在，所有這些酸的酸性基團的總和就叫作葡萄酒的總酸。由于總酸量是通過(guò)用一定濃度的堿性溶液（通常為0.1mol/L·NaOH）滴定來(lái)計算的，所以又叫]滴定酸。

總酸決定著(zhù)葡萄酒的pＨ值，因此，決定了細菌是否能分解葡萄酒的成分。一定的總酸量可以抑制或推遲葡萄酒中微生物的活動(dòng)，從而有利于葡萄酒的貯藏。因此，歐洲經(jīng)濟共同體規定，佐餐葡萄酒的總酸量不能低于4.5g酒石酸/L或2.9gH_２SO_４/L。

總酸也是影響葡萄酒感觀(guān)質(zhì)量的重要因素之一。對于所有的紅葡萄酒，總酸量較低,則酒體柔和、圓潤，相反，如果總酸量過(guò)高，則酒體粗糙、瘦弱。對于白葡萄酒，大多數消費者則喜歡有較為明顯的酸度，有良好的清爽感。此外，總酸也能影響葡萄酒的顏色及其穩定性（李華，1987）。

一般情況下，葡萄酒的酸度約為其葡萄醪酸度的3/4。但如果葡萄醪酸度低，則在發(fā)酵過(guò)程中總酸增高；相反，則總酸降低，且降低的幅度與葡萄醪的酸度成正比（Neger等，1960；Ribereau Gayon等，1982）。

在酒精發(fā)酵過(guò)程中由于形成酸而使酸度升高；但在酒精發(fā)酵結束后，由于蘋(píng)果酸－乳酸發(fā)酵和酒石酸氫鉀的沉淀而使酸度降低。

14.1.1.5 揮發(fā)酸

揮發(fā)酸是葡萄酒中以游離狀態(tài)或以鹽的形式存在的所有乙酸系脂肪酸的總和。但揮發(fā)酸不包括乳酸、琥珀酸以及 CO_２和SO_２。

l    無(wú)病蟲(chóng)害的葡萄漿果制成的葡萄醪不含揮發(fā)酸。

l   在發(fā)酵過(guò)程中，可產(chǎn)生0.1～0.3g/L（以酒石酸表示）的醋酸，根據酵母種類(lèi)而有所差異。

l   正常情況下，在蘋(píng)果酸－乳酸發(fā)酵過(guò)程中，也能形成部分揮發(fā)酸，這是由于細菌分解酒石酸、糖、特別是戊糖而形成的。

l   這樣，葡萄酒中揮發(fā)酸的含量可達0.30～0.40g     H_２SO₂/L，但這并不意味著(zhù)葡萄酒就一定開(kāi)始變質(zhì)。

如果葡萄酒中揮發(fā)酸高于這一含量，則可能已經(jīng)感染細菌性病害，因為這是由于細菌分解還原糖、甘油、酒石酸等葡萄酒成分而造成的揮發(fā)酸含量升高。在有氧條件下，乙醇可在醋酸菌的作用下，被氧化為醋酸：

ＣＨ_３-ＣＨ₂ＯＨ＋O₂→ＣＨ_３-ＣＯＯＨ＋Ｈ_２Ｏ

因此，揮發(fā)酸含量是測定葡萄酒健康狀況的“體溫表”，因為它是發(fā)酵、貯藏管理不良留下的標記。通過(guò)揮發(fā)酸含量的測定，可以了解葡萄酒是否生病、病害的嚴重性以及預測貯藏的困難程度。

為了避免銷(xiāo)售變質(zhì)和劣質(zhì)葡萄酒，歐洲經(jīng)濟共同體規定了葡萄酒中揮發(fā)酸含量的最高限量：

l    對于白葡萄酒、桃紅葡萄酒和發(fā)酵不完全的葡萄汁，這一限量為0.88gH₂SO_４/L；

l    紅葡萄酒為0.98 gH₂SO_４/L。

灰霉菌的危害可引起葡萄原料產(chǎn)生揮發(fā)酸。此外，酵母菌可消耗揮發(fā)酸。所以，可在葡萄酒中加入正在發(fā)酵的葡萄汁，以降低其揮發(fā)酸的含量。

14.1.1.6 多酚

葡萄酒中的多酚主要是丹寧和色素。葡萄酒中的丹寧主要來(lái)源于葡萄漿果，此外，貯藏在橡木桶中的葡萄酒還含有來(lái)自橡木的丹寧。

葡萄酒中的色素來(lái)源于葡萄漿果，主要有兩大類(lèi)，即花色素苷和黃酮。在紅葡萄酒中，既含有花色素苷，又含有黃酮。而在白葡萄酒中則只含有黃酮。

葡萄中的花色素苷種類(lèi)很多，都是苯并吡喃的衍生物，主要有三大類(lèi)，即單糖苷、雙糖苷和?；苌?。在葡萄屬植物中，雙糖苷的存在與否受顯性基因控制，而且所有歐亞種（Ｖ．ｖｉｎｉｆｅｒａ）葡萄品種都是隱性純合體。所以通過(guò)檢測葡萄酒中是否含有雙糖苷(紙上層析法)，就可知該葡萄酒是用歐亞種葡萄品種還是其它葡萄或種間雜種釀成的（Ｒｉｂｅｒｅａｕ－Ｇａｙｏｎ等，１９８２）。

在葡萄酒的貯藏和陳釀過(guò)程中，丹寧和花色素苷不斷發(fā)生變化：氧化、聚合、與其它化學(xué)成分化合等?？諝猓ㄑ酰┐龠M(jìn)這些反應，而ＳO₂則抑制這些反應。

因此，在經(jīng)過(guò)貯藏和陳釀的紅葡萄酒中，多酚類(lèi)物質(zhì)以下列形式存在：

l        游離花色素苷；

l        花色素苷-丹寧復合體；

l        兒茶酸；丹寧的構成物；

l        分子大小各異的丹寧；

l        膠體復合物：多糖—丹寧、鹽—丹寧和聚合花色素苷等。

在葡萄酒的陳釀過(guò)程中，

l     一方面，花色素苷含量降低，葡萄酒的顏色變深。因為花色素苷被氧化分解，其分解物與丹寧化合，這樣的化合物顏色變深、更穩定。

l    另一方面，一部分丹寧被氧化，而使葡萄酒略帶黃色，一部分丹寧逐漸沉淀，還有一部分丹寧則形成大分子物質(zhì)，從而提高葡萄酒的感官質(zhì)量。葡萄酒的通氣能加速這些變化。

14.1.1.7 芳香物質(zhì)

在生葡萄酒中，應區別兩種香味，即果香和酒香。

l     果香，又叫一類(lèi)香氣或品種香氣，是葡萄漿果本身的香氣，而且隨葡萄品種的不同而有所變化。它的構成成分極為復雜，主要是萜烯類(lèi)衍生物。

l    酒香，又叫二類(lèi)香氣或發(fā)酵香氣，則是在酵母菌引起的酒精發(fā)酵過(guò)程中形成的，其主要構成物是高級醇和酯。

l    醇香，又叫三類(lèi)香氣,是在葡萄酒陳釀過(guò)程中形成的香氣，是生葡萄酒中香味物質(zhì)及其前身物質(zhì)轉化的結果。

A.  在某些葡萄酒中，這一轉化主要是氧化作用。

B.  而在大多數葡萄酒中，還原現象則是醇香形成的主要原因。已經(jīng)證明，在成熟的葡萄酒中，有的物質(zhì)只有在它處于還原態(tài)時(shí)才具有香氣。

C.  此外，葡萄酒中還含有一些不具香氣的雜多糖，但在葡萄酒的陳釀過(guò)程中，它們可通過(guò)緩慢的水解作用而釋放出具香味的糖苷配基（王俊玉，1987；Schreier，1979；李華，1992）。

14.1.1.7.1果香

果香是代表各品種葡萄酒、新酒和老酒的典型的香氣，因為它們是源于葡萄漿果的芳香物質(zhì)和在以后能釋放出揮發(fā)性物質(zhì)的物質(zhì)。這些物質(zhì)也能進(jìn)入未來(lái)葡萄酒的香氣。在能變化成揮發(fā)性物質(zhì)的成分中，典型的是能通過(guò)水解形成萜烯醇的萜烯；能經(jīng)酵母菌脫羧而形成醛、醇繼而形成酯的酚酸，這類(lèi)酯能使陳年葡萄酒帶有蜂蜜香或花香或果香。

為了獲得良好的果香，葡萄酒工藝師必須做到：

l    在原料的采收和機械處理時(shí)防止氧化；

l    促進(jìn)果香物質(zhì)的提取和在需要時(shí)的轉化（如在釀造白葡萄酒時(shí)的發(fā)酵前的果皮浸漬）；

l    在葡萄酒釀造過(guò)程中保護果香（較低的發(fā)酵溫度，在釀造白葡萄酒時(shí)使用芳香酵母；紅葡萄酒的二氧化碳浸漬等）。

14.1.1.7.2 酒香

酒香代表著(zhù)葡萄酒中的絕大部分氣味物質(zhì)，當然不包括酒精。它們主要源于化學(xué)反應及酵母菌的代謝。

在形成酒香的物質(zhì)當中，發(fā)酵副產(chǎn)物的作用并不都很穩定。發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的酯通常氣味不大，而且很易水解。但它們在白葡萄酒中可起積極作用。如果含量過(guò)高，則并不讓人喜歡。

而由酵母菌氮代謝形成的高級醇的作用則較大。其生成的量因酵母菌的種類(lèi)和菌系的不同和釀造條件，特別是溫度的不同而有所差異，可達8-540mg/L。但如果高級醇的含量超過(guò)300mg/L，則會(huì )使葡萄酒帶有生青味。

由酵母菌脂肪代謝而形成的脂肪酸可形成帶有花香和果香的脂肪酸乙酯。其比例決定于酵母菌活動(dòng)的條件。

在感官特性上，需陳釀的葡萄酒明顯地具有蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵特征。

最后，某些類(lèi)型的葡萄酒需在酒泥上陳釀。

發(fā)酵香氣對于葡萄酒不僅有質(zhì)上的差異，也有量上的差異。太強可使葡萄酒過(guò)于沉悶，太弱則使葡萄酒瘦弱、味短。所以要獲得優(yōu)良的發(fā)酵香氣，則必須對生化轉化進(jìn)行良好地控制，以防止：

l        品種香氣的消失

l        不良氣味物質(zhì)的出現（生青味、還原味及戊醇等）

l        雜菌的繁殖（帶來(lái)乙酰胺味，揮發(fā)酸味等）。

14.1.1.7.3 醇香

醇香的物質(zhì)非常復雜，這是因為：

l    醇香的形成是一個(gè)非常長(cháng)的變化過(guò)程，一方面，當葡萄酒在大容器中陳釀時(shí)，在有控制的有氧條件下進(jìn)行，另一方面，是葡萄酒在瓶?jì)韧耆珶o(wú)氧條件下進(jìn)行的。通過(guò)這些變化而形成了一些新的香氣（如林下灌草層氣味、動(dòng)物氣味等），而且有的氣味只是在開(kāi)瓶時(shí)才形成的；

l    它們只出現在適于陳釀因而濃厚、結構感強的葡萄酒中；

l    它們是葡萄酒包括揮發(fā)性物質(zhì)以外的其它成分深入的化學(xué)轉化（酯化、氧化還原作用等）的結果。

由生化作用形成的醛、醇和酯都在葡萄酒的香氣中起作用。

14.1.1.8 二氧化碳

在生化轉化完成時(shí)，葡萄酒被二氧化碳所飽和，其含量為2g/L左右。以后，葡萄酒的二氧化碳含量逐漸降低，貯藏溫度越高，貯藏容器越小，葡萄酒攪動(dòng)越頻繁，其降低的速度越快。

二氧化碳也影響葡萄酒的感官特性:

l    根據葡萄酒的種類(lèi)和品酒員的不同，二氧化碳的閾值為0.4-0.6g/L。

l    二氧化碳的酸度可使葡萄酒清爽，激發(fā)香氣，加強丹寧的澀味，同時(shí)能降低糖的甜味。

l    如果二氧化碳的含量達到1-1.1g/L，則就會(huì )出現刺口感。

因此，對于平靜葡萄酒，也建議調整其二氧化碳的含量：

l    干紅葡萄酒，0.2-0.4g/L,但是對于需長(cháng)期陳釀的干紅葡萄酒應降低其二氧化碳的含量；

l   白葡萄酒，0.4-0.7g/L,但對于含糖的葡萄酒應低一些。

l   在葡萄汽酒中，其二氧化碳的含量可達1.1g/L。

國際標準規定，可在葡萄酒中加入二氧化碳，但處理后的葡萄酒中二氧化碳的含量不能超過(guò)2g/L。

在起泡葡萄酒中，瓶?jì)鹊亩趸伎筛淖兤咸丫频淖兓较?，開(kāi)瓶后可形成串珠狀氣泡。