回學寬，王艷麗，祝賀，楊濤，邢艷霞*

（1.山東農業(yè)工程學院食品科學與工程學院，特色農產(chǎn)品采后品控與綜合利用實驗室，山東濟南 250100；2.中南林業(yè)科技大學，稻谷及副產(chǎn)物深加工國家工程實驗室，湖南長沙 410000；3.華澤集團有限公司，云南迪慶 674400）

葡萄酒是以葡萄為原料釀造的一種果酒，酒中含有多種多酚類物質，如兒茶素、花青素、白藜蘆醇、槲皮素等。多酚類物質具有抗氧化、抗衰老、抗炎癥、抗癌等功效。按照酚類結構，可以將葡萄酒中的酚類主要分為水解單寧、縮合單寧、復雜單寧。不同酚類對葡萄酒品質及功能的貢獻有顯著差異，這些差異會在一定程度上影響消費者的購買選擇。研究葡萄酒中分類的來源、種類以及其各自對品質或功能的貢獻對生產(chǎn)中葡萄酒酚類控制以及葡萄酒市場的健康發(fā)展具有重大的指導意義。

1 葡萄酒中酚類物質的分類

K.Frendenberg[1]按照單寧的化學結構，將酚類分為水解單寧和縮合單寧，隨后Haslam 將酚類相應的分為聚棓酸酯類（水解單寧及其化合物）和聚黃烷醇類（含縮合單寧及相關化合物）。聚棓酸酚類是指分子內具有酯鍵，屬于C6-C1 型酚類，酸、熱作用下不穩(wěn)定，易于水解；聚黃烷醇類酚是黃烷醇聚合物，具有C6-C3-C6 結構，酸、熱作用下不易水解。

1.1 水解單寧

水解單寧是單寧水解出來的產(chǎn)物，是指由棓酸或是棓酸衍生的酚羧酸與多元醇組成的酯在酸、堿和酶的作用下產(chǎn)生的多元醇和酚羧酸。水解單寧的主要類型包括兒茶素及鞣花酸，也叫聯(lián)苯三酚酯和鞣花酸酯，因為含有酯鍵，它們被稱為可水解的多酚[2]，葡萄酒中的水解單寧主要來自于橡木桶陳釀或釀酒過程中添加外源性酚類，也有少量來自于葡萄果皮或種子[3-4]。Kimura Y 等[5]發(fā)現(xiàn)在干燥的西梅果實中的提取物中有原花青素，可以進一步分解為兒茶素和表兒茶素，并且提取物表現(xiàn)出比綠原酸更強抗氧化活性。LEE YA 等[6]發(fā)現(xiàn)，原花青素對小鼠的糖尿病癥狀有一定的治療作用。

1.2 縮合單寧

縮合單寧主要來源于葡萄種子和果皮，是黃烷-3-醇聚合物，通常是由一類黃烷-3-醇及黃烷-3，4-二醇結構單元通過C4→C8（或C4→C6）鍵縮合而形成的寡聚或多聚物[2，7]。少量縮合單寧來源于陳化過程中的橡木桶。

Pellegrini 等[8]認為，紅酒中的酚類物質含量在橡木桶中存放，會從(1605.4±337.4) mg/L 增加到(2 057.3±524.0) mg/L，差異顯著，這證實了橡木桶陳化對葡萄酒酚類含量的顯著影響，同時也說明葡萄酒中酚類變化并不是單一不變，而是一個復雜的過程。但縮合單寧作為葡萄酒中的主要呈色物質，一般認為來源于葡萄原材料?？s合單寧根據(jù)其構成，又可以分為類黃酮物質（黃烷3 醇，flavonoids）、黃酮類物質（flavones）、花色苷類和黃烷醇類（flavanols，主要代表兒茶酚catechin）。類黃酮（Flavonoids）是植物重要的一類次生代謝產(chǎn)物，它以結合態(tài)（黃酮苷）或自由態(tài)（黃酮苷元）形式存在于水果、蔬菜、豆類和茶葉等許多食源性植物中。槲皮素（Quercetin）是最典型的類黃酮，其在C3 位羥基上結合糖分子即形成植物中普遍的成分-蕓香苷（蘆丁）。黃酮類化合物（flavonoids）是一類存在于自然界的、具有2-苯基色原酮（flavone）結構的化合物。它們分子中有一個酮式羰基，第一位上的氧原子具堿性，能與強酸成鹽，其羥基衍生物多具黃色，故又稱黃堿素或黃酮?；ㄉ帐腔ㄉ靥擒栈蟮漠a(chǎn)物，具有C6-C3-C6 結構，屬于類黃酮類物質，主要存在于釀酒葡萄（Vitis vinifera L.）的皮中和一些染色品種的果肉中。黃烷醇類物質是葡萄酒中最重要的成分之一，為葡萄酒提供苦味和收斂性的感官特征[9]。

2 酚類物質對葡萄酒風味品質的影響

2.1 對葡萄酒口感品質的影響

澀度、酸味和苦味是葡萄酒的三個重要口感品質。由于葡萄酒酚類與唾液蛋白反應，降低了唾液的潤滑特性，造成口腔黏膜摩擦系數(shù)增加，引起澀感[10]，一般飲料中，酚類濃度大于7.5×10-4g/mL 時，會讓人感到澀味，但酚類濃度小于3×10-4g/mL 時，會讓人感到無味。苦味則是一種神經(jīng)信號識別產(chǎn)生的味覺[11]。雖然對對味覺的感受能力因人而異，但實際上，人們對于澀味、苦味的愛好具有普遍性，苦澀味道對于產(chǎn)品的獨特口感起到關鍵作用。

2.1.1 水解單寧對葡萄酒口感品質的影響

（1）沒食子酸對葡萄酒口感品質的影響

沒食子酸屬于水解單寧。酚類澀味和苦味的原因及影響因素主要有酚類濃度、聚合度及化學結構。先前的研究認為酚類物質分子量在500 以上時才能沉淀蛋白，但實際上，兒茶素和棓酸的單體除了讓人感到酸味外，也能夠讓人感到澀味[12]，但相比較而言，沒食子酸為代表的水解單寧類對澀味影響小，有數(shù)據(jù)顯示，沒食子酸單體做感官試驗時，10 g/L 以上的沒食子酸才能感覺到澀感[13-14]。

葡萄的酚類物質主要存在于種子中。酚類在果梗中約占1%～3%，果皮中0.5%～2%，果核中3%～7%。粗略計算，酚類中，花色素占比10%，類黃酮類1.25%，兒茶素7.5%，黃烷醇低聚體12.5%，縮合單寧占比6.25%[15]。82%的兒茶素、73%的低聚原花色素存在于葡萄籽種，一般認為，酚類物質的澀味是隨著酚類物質分子量而增加的（包括水解性單寧和縮合型單寧）。由于葡萄中的酚類物質最豐富，且高分子水解單寧主要存在于葡萄種子中，而在葡萄皮中濃度較?。ㄆ咸哑ぶ兄饕歉呔酆隙瓤s合單寧）。所以，用葡萄渣釀酒（種子含量高），澀味重[16]。

葡萄種子的縮合單寧濃度高且聚合度小。種子縮合單寧的聚合度，如兒茶酚或表兒茶酚的聚合度（DP2-17），小于葡萄皮中的兒茶酚聚合度，且種子中縮合單寧的濃度低[17-19]。數(shù)據(jù)顯示，葡萄種子中的沒食子酸聚合酚含量在13-29%之間，確實要顯著性大于葡萄皮中的沒食子酸聚合酚（3-6%）。多數(shù)研究把這種現(xiàn)象的機理歸結為，種子中的沒食子酸聚合酚濃度高(13-29%)，且聚合度低(DP2-17)，縮合單寧（兒茶酚等聚合酚）含量低。Vidal等也認為，澀味與復雜酚類中的沒食子酸的聚合度與沒食子酸濃度呈正相關[13，20]。Robichaud 等也發(fā)現(xiàn)，沒食子酸增加可有效增加類黃酮酚的澀味及苦味，但是分子量比較大非類黃酮酚（以沒食子酸為單體的酚）濃度增加時，復雜酚類的澀味比苦味更明顯，這一現(xiàn)象在Vidal 等的研究中也得到證實[21]。所以，沒食子酸聚合酚聚合度高時，沒食子酸聚合酚的濃度的確要比其他酚類提高澀味要顯著，但同時，當沒食子酸聚合酚濃度高且聚合度低時，對苦味的貢獻值要大于澀味。

（2）鞣花酸對葡萄酒口感品質的影響

酚類物質在植物中是組成木質素的基本單元。在植物生物質解構過程中（陳化過程中），酚類化合物作為木質素組分的降解產(chǎn)物釋放到酒液中。陳化過程中會有水解單寧進入葡萄酒中，這些水解單寧包括鞣花酸為單體組成的水解單寧和沒食子酸水解單寧[22-25]，橡樹心材中還有含有水解單寧，主要為鞣花單寧，單體鞣花單寧主要包括vescalagin、castalagin、grandinin、roburin E。二聚體鞣花單寧主要包括robuin A、roburin B、roburin C、roburin D[26]。這些鞣花酸為單體組成的水解單寧也會影響葡萄酒的澀度，但澀味要比沒食子酸單寧弱，但顯著高于縮合單寧。

2.1.2 縮合單寧對葡萄酒口感品質的影響

（1）原花色素與花色素對葡萄酒口感品質的影響

Robichaud 等[4]的研究結果顯示，縮合單寧中的原花色素（以兒茶酚等為單體的縮合單寧）也能夠提供澀味和苦味，并且聚合物和單體均具有與水解單寧一致的特點，即聚合度越高、濃度越高，澀味越重；聚合度下降時，濃度與苦味呈顯著性相關。

單獨的花色素可以表現(xiàn)出純苦味或純澀味，但花色素聚合度較高時，確實表現(xiàn)出較強的澀味，但當聚原花色素聚合度達到7 時，澀味值達到最大，隨著聚合度增大，酚類逐漸失去水溶性而喪失澀味。而低聚體的花青素（四聚體的矢車菊素）與其他酚類物質一起，增加了苦味，所以有些學者認為，葡萄酒的苦味隨著酚類物質分子質量的增加而增加，他們還將原矢車菊素稱為苦味刺激劑[4，24-28]。

（2）黃酮（flavones）對葡萄酒口感品質的影響

一些研究顯示，黃酮類（黃酮、黃酮醇、二氫黃酮、二氫黃酮醇）物質對葡萄酒中的苦味有顯著影響[32-33]。Drewnowski A 等發(fā)現(xiàn)黃酮類物質會使葡萄酒產(chǎn)生苦澀的味道[33]，Rudnitskaya A 等用電子鼻測定了包括7 個苦味葡萄酒在內的31 個葡萄酒樣品，采用單因素方差分析評價了葡萄酒化學成分對苦味發(fā)生的影響。結果發(fā)現(xiàn)，苦味葡萄酒比非苦味葡萄酒含有更高濃度的酚類化合物（兒茶素、表兒茶素、沒食子酸、咖啡酸和槲皮素）[34]。María-Pilar Sáenz-Navajas 等選取了5 款澀味有顯著差異的葡萄酒進行研究，采用半制備型C18 -反相高效液相色譜法（C18-RP-HPLC）將提取液分離成9 個餾分，經(jīng)冷凍干燥、加水和感官處理后，由專門訓練的感官小組評估其口感屬性和澀味，結果表明黃酮醇(flavonol) 羥基肉桂酸(hydroxycinnamic acid) 和苯甲酸(benzoic acid) 類物質與苦味正相關[35]。Gonzalo-Diago 等研究了葡萄酒中所含的低分子量化合物及其感官貢獻之間的關系，發(fā)現(xiàn)黃酮醇類物質和兒茶素的含量、酒精度與苦味正相關[36]。尚未發(fā)現(xiàn)對葡萄酒其他品質的影響。

（3）黃烷醇對葡萄酒口感品質的影響

以兒茶酸為例，表兒茶酸比兒茶酸更苦。隨著兒茶酸聚合度的增加，葡萄酒的苦味逐漸減少，澀味逐漸增加。兒茶酚單體比二聚體、三聚體苦，澀味則相反；4-6 聚合兒茶酚比4-8 連接兒茶酚更能使葡萄酒產(chǎn)生苦澀的味道[27，29，31，37-38]。Hufnagel 等[32]研究發(fā)現(xiàn)，通過HPLC 及主成分分析方法分析紅酒內酚類物質，黃烷-3-醇類物質對澀味和苦味沒有特別重要的意義，這與以前大部分研究內容研究相反。他還認為，一系列羥基苯甲酸乙酯和羥基肉桂酸乙酯被鑒定為葡萄酒中的苦味化合物。

2.2 對葡萄酒風味的影響

葡萄酒的風味和典型性是通過葡萄酒的氣味決定的。目前葡萄酒中發(fā)現(xiàn)的香氣物質有800 多種，這些物質范圍從mg/L 到μg/L、ng/L[39-41]。通常認為，葡萄酒的典型香味物質主要來自葡萄品種，而其他因素如發(fā)酵產(chǎn)香或陳化過程中的香味主要起到輔助作用[42]。葡萄酒的品種香氣，主要包括甲氧基吡嗪類、異戊二烯、萜烯類等，這些物質主要來源于果皮和果肉[43-44]。發(fā)酵中的產(chǎn)香，主要通過微生物代謝過程中的糖和氨基酸代謝產(chǎn)生副產(chǎn)物，包括高級醇、酯類、脂肪酸，酵母類型和發(fā)酵條件是影響發(fā)酵香氣的主要原因。陳化過程中的香氣主要是來源于橡木桶的浸提過程，包括丁香醛、香蘭素（香草醛）等，香蘭素具有香莢蘭特征的香氣以及濃郁的奶香，是橡木桶進入葡萄酒體中的主要酚類物質，Isabelle 等[45]的研究證實，隨著陳化過程進行，葡萄酒中的香蘭素（縮合單寧）為單體的酚類顯著增加。

此外，葡萄酒中的香草醛（香草素）也來源于陳化過程，首先，木質素降解產(chǎn)生愈創(chuàng)木酚，愈創(chuàng)木酚與甲醛縮合生成香蘭醇，最后轉化為香草醛。所以葡萄酒陳化用的橡木桶一般要經(jīng)過烘烤，這樣可以加速橡木桶中木質素的分解及分解后衍生物（愈創(chuàng)木酚、香蘭素等）向葡萄酒轉移[46]。

2.3 對葡萄酒顏色的影響

顏色是葡萄酒一項非常重要的品質，有一些品酒師可以根據(jù)經(jīng)驗，判斷葡萄酒的顏色品質，預測味覺和嗅覺特性[47]。這主要是因為，葡萄酒的顏色主要是通過酚類物質作用產(chǎn)生的，而不同類型的酚類顏色的差異是由于酚類的化學組成不同而產(chǎn)生的，這些不同的酚類成分及濃度，恰恰也能反映葡萄酒的口感及風味。

2.3.1 花色素對葡萄酒顏色的影響

從1984 年開始，Glories[48]就提出了花色素是直接決定葡萄酒顏色的物質，而原花色素或其它類黃酮物質能夠決定顏色穩(wěn)定性[49]，尤其是在葡萄酒陳化過程中起到顯著性作用。葡萄酒的顏色受到陳化過程中的交聯(lián)的顯著性影響，天然花色素和其他色素在感官顏色感知時，起著非常重要的作用，比如黃色的色素，就是由于復雜的交聯(lián)引起的（花色素與其他的無色類黃酮共價鍵作用，引起的顏色變化現(xiàn)象[50]）。Cavalcanti 等[51]的研究結果認為，copigmentation 可以保護花色素C2 位置的flavyliumion受到攻擊，尤其是親核水分子的破壞，增加copigementation 后縮合花色素的穩(wěn)定性。另外，葡萄酒的花色素與非類黃酮類酚發(fā)生結合，且不同的非類黃酮類物質與花色素結合，copigmentation 效果不同。如Zhang Xin-Ke 等[54]的研究結果顯示，加入沒食子酸和鞣花酸單體的葡萄酒，花色素均與這些非類黃酮酚縮合，并且處理組顏色顯著優(yōu)于空白組，鞣花酸組顯著優(yōu)于沒食子酸組。Zhang B 等[55]的研究也證實了這一點，并且Zhang 等模擬了malvidin-3-O-glucoside 花色素與羥基肉桂酸和羥基苯甲酸的作用模型，認為羥基肉桂酸具有更好的copigmentation 效果，且主要是因為羥基肉桂酸具有更大的平面結構（planar structures）[56-57]。鞣花酸與肉桂酸都是橡木桶中常見的酚類，這也是橡木桶顯著作用于葡萄酒顏色品質的重要機理進展[52]。

2.3.2 類黃酮對葡萄酒顏色的影響

除了無色類黃酮外，呈色的類黃酮一般出現(xiàn)在黃酮、黃酮醇、異黃酮和雙黃酮中，它們及其苷類多呈黃色。這些物質中的酚羥基數(shù)目和結合位置對呈色有顯著影響，C3 位有羥基，一般為灰黃色，3’、4’位置上有羥基或甲氧基的黃酮類多呈深黃色，而且C3 加上3’、4’位置上有羥基可使顏色變得更深。呈色類黃酮與花色素結合時，隨著類黃酮聚合度增加，copigmentation 顏色越穩(wěn)定[51-53]。

3 葡萄酒中酚類物質對人體的影響

3.1 抗氧化功能

著名的“法國悖論”指出，紅酒中的多酚類化合物具有良好的抗氧化效果，預防心腦血管疾病和癌癥方面具有良好的效果。研究認為，苯環(huán)上任何一個氫被羥基取代即發(fā)生酚的抗氧化反應，葡萄酒中酚類的抗氧化能力主要與它們苯環(huán)上的氫被取代的容易程度有關。Schmatz等[58]研究葡萄酒對糖尿病人影響的動物試驗證明，白藜蘆醇、沒食子酸、槲皮素等多酚通過抗氧化活性影響糖尿病指標的主要作用顯著性為白藜蘆醇＞槲皮素＞沒食子酸，該試驗研究的結論認為，原花色素類物質由于其較弱的奪氫能力，具有較高的抗氧化活性。Neschadin 等[62]通過化學誘導動態(tài)核極化法對葡萄酒酚類的抗氧化機制也進行了研究，測定了兒茶素、表沒食子兒茶素、沒食子酸、沒食子兒茶素的抗氧化活性，認為水解單寧中，分子量越小，奪氫能力越強，即抗氧化能力越弱。

3.2 導致宿醉性頭痛（hangover headache）

在英國，消費者一直認為，飲用葡萄酒[16-17]比威士忌更容易發(fā)生宿醉性頭痛。也有些研究對比了紅葡萄酒與白葡萄酒的作用性質，發(fā)現(xiàn)白葡萄酒致酒精性頭痛的幾率顯著低于紅葡萄酒[18-19]。他們發(fā)現(xiàn)，紅葡萄酒是導致酒精性頭痛概率高發(fā)的酒，除了本身含有的酒精，主要是由于葡萄酒中含量較高的類黃酮物質。也有研究認為，葡萄酒中的多酚（phenol，平均含量2 160 mg/L[20]）是導致宿醉性頭痛的主因。Pattichis 等[60]的研究顯示，類黃酮物質可以促使人體內5-羥色胺（5-HT）釋放，而該物質是偏頭痛人群中樞神經(jīng)內的重要標記物，紅葡萄酒中類黃酮含量302.4 mg/L（占總酚比14%），白葡萄酒含量約為80 mg/L（占總酚比25%）[22]。

相關研究顯示，TRPV1 是宿醉性頭痛的主要作用通道蛋白，葡萄酒中乙醇促進三叉神經(jīng)末梢中的TRPV1 的表達或活性增加可能是酒精性頭痛的開啟第一步，接著由TRPV1 激活導致的Ca2+內流，進而刺激CGRP、SP 等神經(jīng)肽物質的釋放并傳導致至大腦皮質引起痛覺。圣草酚（Eriodictyol）是TRPV1 通道蛋白的拮抗劑，具有降低宿醉性頭痛的作用。而紅酒、威士忌中常見的丁子香酚（Eugenol）則是TRPV1 的一種非選擇性拮抗劑，丁子香酚可以通過抑制N-型鈣離子通道，減少鈣離子的內流而緩解宿醉性頭痛[61]。這些研究還顯示，作為原花色素中的兩種主要酚類，紅酒中的原花色素類物質具有較高的抑制宿醉性頭痛的潛力。

4 小結

綜上所述，葡萄酒酚類對葡萄酒的品質及功能影響顯著。相關研究顯示，葡萄酒酚類中的水解單寧（兒茶素、鞣花酸）對葡萄酒的澀感影響顯著，但鞣花酸物質對澀味的影響顯著低于兒茶素；風味中的主要物質來源于木質素降解后的縮合單寧中香草素；對顏色貢獻最高的為原花色素，同時該物質于鞣花酸結合后較穩(wěn)定。葡萄酒中的酚類具有較高的抗氧化性，尤其是原花色素類物質。但同時縮合單寧中的類黃酮類物質具有增加宿醉性頭痛的風險，相比較而言，原花色素類物質則具有通過調控TRPV1 通道緩解宿醉性頭痛的作用。本研究認為，從品質及功能的整體角度而言，葡萄酒酚類中的原花色素類物質具有較高的貢獻。為了平衡澀味及顏色的穩(wěn)定性，可于葡萄酒生產(chǎn)中控制以兒茶素為代表的水解單寧含量，提高澀味稍輕的鞣花酸比例。同時，可通過控制葡萄酒中類黃酮的比例，減少宿醉性頭痛的發(fā)生幾率。