趙 旭，張欣珂，陳新軍，張珊珊，何 非,*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，葡萄與葡萄酒研究中心，北京 100083；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部葡萄酒加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；3.新疆中信國安葡萄酒業(yè)有限公司，新疆 瑪納斯 832200）

人類釀造和飲用葡萄酒已經(jīng)有數(shù)千年的歷史。時(shí)至今日，葡萄酒已經(jīng)成為國內(nèi)外廣大消費(fèi)者喜聞樂見的酒精類飲品，在我國人民日常生活中的作用也日漸突出。2015年我國葡萄酒消費(fèi)量已經(jīng)超過16億 L，居世界第五位，其中葡萄酒進(jìn)口量已達(dá)到約5.6億 L，同居世界第五位。如此大的貿(mào)易差額，預(yù)示著國產(chǎn)葡萄酒產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速的發(fā)展與崛起，也帶來了前所未有的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。

外觀表現(xiàn)是葡萄酒感官品質(zhì)的重要組成，也直接影響著消費(fèi)者的選擇與評(píng)判，其中尤為重要的就是葡萄酒的顏色特征。紅葡萄酒顏色與其中花色苷的組成和含量有著密切的關(guān)系，也與其花色苷輔色效應(yīng)的強(qiáng)弱密切相關(guān)。輔色效應(yīng)是指溶液中花色苷分子與其他有機(jī)分子或金屬離子發(fā)生作用形成呈色的輔色復(fù)合體，不僅可以增加溶液中呈色花色苷的比例，還可以通過改變花色苷分子的構(gòu)象增加其在可見光光譜吸收（增色效應(yīng)），和/或增加其最大吸收波長（紅移效應(yīng)）[1]。在新鮮葡萄酒中，輔色效應(yīng)貢獻(xiàn)了紅色表現(xiàn)的30%～50%；在陳釀型紅葡萄酒中，輔色效應(yīng)對(duì)葡萄酒整體紅色的貢獻(xiàn)也達(dá)到了20%～30%[2]。更有研究表明，輔色效應(yīng)是陳釀紅葡萄酒中起關(guān)鍵呈色作用的聚合花色苷的合成前提步驟，因而對(duì)紅葡萄酒的顏色具有十分重要的貢獻(xiàn)作用[3]。

1989年，世界衛(wèi)生組織心血管疾病控制系統(tǒng)——“莫尼卡項(xiàng)目”的流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，盡管法國人在平日飲食中攝入大量膽固醇，但與英國人相比，法國人患心血管疾病的幾率反而更低，這就是著名的“法國悖論”。已有很多流行病學(xué)研究表明，極為可能是法國人對(duì)葡萄酒的日常消費(fèi)導(dǎo)致了此現(xiàn)象[4-6]。葡萄酒中豐富的酚類物質(zhì)造就了其卓越的活性功能[7]，迄今為止，已經(jīng)有不計(jì)其數(shù)的研究發(fā)現(xiàn)它們都具有獨(dú)特的生理活性功能，膳食多酚也逐漸成為廣大消費(fèi)者追求健康生活的代名詞：茶葉中由于含有豐富的兒茶素[8]（占干質(zhì)量的30%）而愈加在全球范圍內(nèi)流行；富含花色苷的紫甘薯、黑米、藍(lán)莓等也因其突出的營養(yǎng)功能在人類飲食中的比重不斷上升；洋蔥、甘藍(lán)以及蘋果是槲皮素的主要膳食來源[9]；黑枸杞、玫瑰花、沙棗等由于豐富的原花色素在近年來同樣受到追捧。而葡萄酒集多種酚類成分于一身[10]，紅葡萄酒中總酚質(zhì)量濃度可高達(dá)2 000～6 000 mg/L[11]，尤其是在歐洲某些國家，葡萄酒是類黃酮物質(zhì)最主要的膳食來源之一[12]。因此，葡萄酒在給消費(fèi)者帶來愉悅感官享受的同時(shí)，也在一定程度上對(duì)機(jī)體健康起到了促進(jìn)作用。

本文介紹了葡萄酒中花色苷輔色效應(yīng)的研究歷史、類型以及影響因素等，并對(duì)葡萄酒中酚類物質(zhì)的生物活性進(jìn)行了總結(jié)，以期為葡萄酒的生產(chǎn)和消費(fèi)提供一定的參考。

1 葡萄酒中酚類物質(zhì)的輔色效應(yīng)

1.1 輔色效應(yīng)的研究歷史

盡管輔色效應(yīng)在自然界中無處不在，但是人們發(fā)現(xiàn)和研究輔色效應(yīng)的歷史僅僅有100 年左右，中間歷經(jīng)無數(shù)科學(xué)家的艱辛探索才在今天有了較為清晰的認(rèn)識(shí)。自然界中許多植物豐富多彩的顏色都是由花色苷呈現(xiàn)的，然而它們展現(xiàn)出的顏色豐富度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過花色苷的種類。

1913年，德國化學(xué)家Willst?tter等[13]在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，向含花色苷（二甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷）的酸性溶液中添加本身無色的單寧或者沒食子酸后其顏色有顯著提升，同時(shí)展現(xiàn)出更多的藍(lán)色色調(diào)，這是對(duì)于輔色效應(yīng)現(xiàn)象的第一次報(bào)道。隨后Willst?tter繼續(xù)對(duì)不同植物中的花色苷開展了大量的研究，成為花色苷研究領(lǐng)域的奠基人之一。他提出紅色由花色苷的一種離子形式所貢獻(xiàn)，并猜測紫色與藍(lán)色色調(diào)的產(chǎn)生是離子化的花色苷在過堿性的環(huán)境中被中和形成了內(nèi)鹽所致。不久之后日本科學(xué)家Shibata等[14]對(duì)Willst?tter的猜測提出質(zhì)疑，認(rèn)為Willst?tter的假設(shè)不能夠解釋自然界植物中由花色苷帶來的復(fù)雜多樣的色彩；并通過實(shí)驗(yàn)證明金屬離子會(huì)影響花色苷的呈色，由此認(rèn)為是金屬離子與花色苷形成了不同的絡(luò)合物從而會(huì)呈現(xiàn)出不同的顏色。

1931年，英國學(xué)者Robinson等[15]發(fā)現(xiàn)溶液中存在的某些無色物質(zhì)通過與花色苷分子之間形成一種弱的相互作用從而影響花色苷的呈色，否定了Willst?tter的“內(nèi)鹽”假說，開創(chuàng)性地提出了輔色素的概念，輔色理論從此誕生。

1959年，Mitsui等[16]證實(shí)了花色苷通過與金屬離子之間形成一種相互作用進(jìn)而影響顏色表現(xiàn)，他認(rèn)為是花色苷分子與金屬離子形成了配合物。隨后陸續(xù)也有研究表明金屬離子確實(shí)能夠?qū)o色效應(yīng)產(chǎn)生影響[17-18]。20世紀(jì)70年代初，美國科學(xué)家Asen等[19-20]通過系統(tǒng)的研究也證實(shí)了輔色作用的存在，發(fā)現(xiàn)輔色作用會(huì)造成紅移和增色現(xiàn)象，并且首次觀察到了花色苷與花色苷分子之間的輔色作用，也稱為自締合。之后Hoshino等通過圓二色光譜[21]與核磁共振譜[22]證實(shí)了自締合作用的存在。1972年，日本學(xué)者Sait?等[23]首次發(fā)現(xiàn)了分子內(nèi)輔色：?；ㄉ諆?nèi)部的?；鶊F(tuán)與花色苷自身同樣能夠產(chǎn)生輔色效應(yīng)。

在輔色理論提出后的40 年內(nèi)，人們對(duì)于花色苷分子在水溶液中的平衡機(jī)制依然十分模糊。直到20世紀(jì)70年代末，Brouillard等[24-25]利用化學(xué)弛豫法建立了正確的花色苷分子在不同pH值溶液中的平衡與轉(zhuǎn)化機(jī)制，具體如圖1所示，為花色苷的進(jìn)一步深入研究作出了突出的貢獻(xiàn)。

葡萄酒作為富含花色苷與其他酚類成分的酒精飲料，輔色效應(yīng)對(duì)其顏色特征的表現(xiàn)十分重要。1974年，Somers等[26]對(duì)葡萄酒中的花色苷含量與酒的外觀顏色表現(xiàn)之間的關(guān)系作了研究，發(fā)現(xiàn)兩者的關(guān)聯(lián)度較差，說明單純以花色苷的含量來判斷酒的顏色是片面且不準(zhǔn)確的，還存在其他影響顏色的機(jī)制（如輔色作用、聚合作用等）。之后又有學(xué)者發(fā)現(xiàn)當(dāng)稀釋葡萄酒時(shí)，花色苷的濃度與吸光度并不符合“朗伯-比爾定律”，而是呈現(xiàn)出非線性的關(guān)系，這也是由于葡萄酒中的花色苷與其他物質(zhì)之間存在輔色效應(yīng)所致[27-28]。迄今為止，已有許多關(guān)于輔色效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)在葡萄酒領(lǐng)域展開和完成，葡萄酒成為輔色效應(yīng)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域，這不僅僅為葡萄酒的生產(chǎn)提供了一定的技術(shù)指導(dǎo)，也成為了促進(jìn)花色苷輔色效應(yīng)研究進(jìn)一步發(fā)展的有力助推器。

圖1 室溫條件下花色苷在不同pH值水溶液中的3 種平衡[29]Fig. 1 Conformations of anthocyanins in aqueous solution under varying pH[29]

1.2 輔色效應(yīng)的類型及化學(xué)本質(zhì)

圖2 輔色效應(yīng)的作用類型[31]Fig. 2 Typical types of copigmentation[31]

輔色效應(yīng)普遍存在于紅葡萄酒中，能夠使葡萄酒的色度更深、紫色色調(diào)更多[30]，是一種自發(fā)的、放熱的物理化學(xué)過程。參與輔色效應(yīng)的物質(zhì)被稱為輔色素或輔色因子，通過花色苷與輔色素之間形成堆疊狀態(tài)的立體空間結(jié)構(gòu)，從而起到穩(wěn)定呈色花色苷分子并增進(jìn)其呈色的作用。如圖2所示，根據(jù)作用方式不同可分為分子間輔色、分子內(nèi)輔色、自締合輔色、金屬絡(luò)合輔色4 種基本類型。

1.2.1 分子間輔色效應(yīng)

花色苷分子與其他非花色苷物質(zhì)之間的作用被稱為分子間輔色效應(yīng)，也稱之為狹義的輔色效應(yīng)。輔色效應(yīng)的作用力主要來源于氫鍵、疏水作用力以及范德華力[22]，而沒有共價(jià)鍵的參與。輔色素能夠保護(hù)紅色的花色苷烊鹽離子不被水分子攻擊，使溶液產(chǎn)生增色效應(yīng)，而紅移效應(yīng)是由于輔色素對(duì)紫色的醌式堿起到了穩(wěn)定作用[19,32]。更有研究發(fā)現(xiàn)花色苷的半縮醛形式同樣能夠作為輔色的主體[33]，只是對(duì)顏色表現(xiàn)幾乎沒有影響。大多情況下，輔色復(fù)合體中輔色素與花色苷的化學(xué)計(jì)量比為1∶1，意味著輔色素從一側(cè)對(duì)花色苷形成單面保護(hù)[34]。一般來說，輔色素應(yīng)具有富電子的π共軛體系，以利于在空間上與花色苷分子形成“π-π”堆疊狀態(tài)；此外，輔色素還應(yīng)為氫鍵供體或者受體（如OH和C＝O等）。由此看來，葡萄酒中的許多酚類物質(zhì)可以作為輔色素與花色苷形成輔色復(fù)合體，而其中黃酮和黃烷醇類成分由于具有三環(huán)核心結(jié)構(gòu)而成為酒中最有效的輔色素[31]。此外一些氨基酸、有機(jī)酸、多糖等也能參與輔色[1]。

1.2.2 分子內(nèi)輔色效應(yīng)

不需借助其他外來物質(zhì)，花色苷通過特殊的構(gòu)象對(duì)自身形成的保護(hù)被稱為分子內(nèi)輔色效應(yīng)，通常指芳香族?；ㄉ辗肿觾?nèi)部芳香族?；矫媾c花色苷烊鹽離子平面之間的相互作用[35]。在紅葡萄酒中，分子內(nèi)輔色效應(yīng)廣泛地存在于香豆酸?；涂Х人狨；ㄉ辗肿又?，這種自我保護(hù)機(jī)制的發(fā)生是由于花色苷分子中的糖基結(jié)構(gòu)在空間上具有一定的柔性，同時(shí)酰基化的香豆酸殘基和花色苷分子的發(fā)色團(tuán)相互靠近，產(chǎn)生的共價(jià)連接部分又會(huì)依賴π-π堆積和氫鍵等作用力進(jìn)一步靠近，從而使得其上所連接的酚酸基團(tuán)能夠折疊至與花色苷烊鹽離子平面垂直的平面上。對(duì)于具有酰化雙糖苷的花色苷來說，兩個(gè)?；鶊F(tuán)分布在糖苷配基的上下將其包裹在中間，形成所謂的“三明治結(jié)構(gòu)”[36]。有研究發(fā)現(xiàn)，分子內(nèi)輔色效應(yīng)對(duì)花色苷的保護(hù)效果要優(yōu)于分子間輔色[37]。

有趣的是，對(duì)于葡萄酒中的單?；ㄉ諄碚f，分子內(nèi)輔色與分子間輔色可能同時(shí)存在。花色苷的分子內(nèi)輔色會(huì)影響其他輔色素對(duì)花色苷的輔色作用，這其中既會(huì)通過分子內(nèi)輔色作用對(duì)其自身的顏色表現(xiàn)予以增強(qiáng)，也可能會(huì)參與分子間輔色作用的競爭而使其顏色表現(xiàn)減弱，綜合潛在的水分子攻擊對(duì)顏色表現(xiàn)的復(fù)雜影響，這一機(jī)制至今未被較為全面地分析與研究。

1.2.3 自締合輔色效應(yīng)

花色苷分子之間通過疏水作用力堆疊在一起，共同對(duì)抗水分子的攻擊，從而互相保護(hù)的機(jī)制被稱為自締合效應(yīng)[38]，實(shí)質(zhì)上是一種特殊的分子間輔色，只是“輔色素”為花色苷。Hoshino等[39]通過圓二色光譜發(fā)現(xiàn)，相互作用的花色苷分子之間垂直堆疊后形成空間螺旋結(jié)構(gòu)，并以左手螺旋構(gòu)象居多。與狹義上的輔色不同，花色苷的自締合會(huì)產(chǎn)生藍(lán)移效應(yīng)，意味著黃色色調(diào)加深；同時(shí)能夠降低水合平衡常數(shù)Kh，也就意味著能夠降低花色苷被水分子攻擊的風(fēng)險(xiǎn)；然而，酸解離平衡常數(shù)Ka也會(huì)增大，說明花色苷分子更容易向醌式堿形式轉(zhuǎn)化[40]。

通常認(rèn)為，花色苷在濃度較高（＞1.0 mmol/L）時(shí)會(huì)引起比較明顯的自締合效應(yīng)[2]，而在低濃度時(shí)則可以忽略不計(jì)。然而，González-Manzano等[41]通過對(duì)模擬紅葡萄酒體系的研究發(fā)現(xiàn)，50～600 mg/L的花色苷（不同結(jié)構(gòu)）能夠貢獻(xiàn)8%～60%不等的增色效應(yīng)。因此，考慮到新鮮紅葡萄酒中豐富的花色苷含量，自締合輔色效應(yīng)對(duì)其顏色的表現(xiàn)有著不可忽視的作用[42]。

1.2.4 金屬絡(luò)合輔色效應(yīng)

B環(huán)上具有鄰苯二酚或者連苯三酚結(jié)構(gòu)的花色苷能夠通過配位鍵與某些金屬離子（Mg2＋、Fe3＋、Al3＋）結(jié)合形成絡(luò)合物，進(jìn)而與其他輔色素產(chǎn)生分子間輔色效應(yīng)。這類輔色復(fù)合體中由于有金屬離子的參與而變得特殊，大多情況下金屬離子、花色苷與輔色素三者之間的化學(xué)計(jì)量比為2∶6∶6[43]，每個(gè)金屬離子與3 個(gè)花色苷相連，而連接到不同金屬離子上的花色苷之間以左手螺旋構(gòu)象堆積，此外，成對(duì)的輔色素同樣兩兩堆積呈現(xiàn)左手螺旋，插入到花色苷分子間的空位中并與花色苷形成右手螺旋構(gòu)象（圖3）。在用歐亞種葡萄（Vitis vinifera L.）釀造的紅葡萄酒中，二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷為最主要的色素，而具有鄰苯二酚或者連苯三酚結(jié)構(gòu)的花色苷（花青素-3-O-葡萄糖、花翠素-3-O-葡萄糖、甲基花青素-3-O-葡萄糖）含量較低，金屬絡(luò)合不太可能發(fā)生或者作用較弱，其對(duì)紅葡萄酒顏色的影響可能較小。

圖3 金屬-花色苷絡(luò)合物的一般結(jié)構(gòu)[43]Fig. 3 General structure of metalloanthocyanin[43]

1.3 輔色效應(yīng)的影響因素

影響輔色效應(yīng)的因素有很多，包括花色苷與輔色素的種類、濃度、介質(zhì)的pH值、溫度、離子強(qiáng)度以及乙醇濃度等，在不同體系與環(huán)境中的差別較大，探究其對(duì)輔色效應(yīng)的影響機(jī)制對(duì)花色苷呈色機(jī)理的進(jìn)一步研究及利用具有重要意義。

1.3.1 外界因素

對(duì)于輔色效應(yīng)來說，最佳溫度在20 ℃左右，溫度過高會(huì)破壞輔色復(fù)合體之間的弱相互作用，進(jìn)而破壞輔色作用，同時(shí)有利于聚合色素的形成[44]；在pH 1.0～7.0的介質(zhì)中，輔色效應(yīng)都能發(fā)生[45]，當(dāng)pH值在3.0左右時(shí)，輔色效應(yīng)最強(qiáng)，當(dāng)pH值高于3.0，由于更多花色苷轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色的甲醇假堿，減色效應(yīng)加劇，輔色效應(yīng)也隨之減弱[46]；一般來說，由于分子間輔色作用的發(fā)生，花色苷在水相系統(tǒng)中更加穩(wěn)定，隨著有機(jī)溶劑（乙醇等）濃度的升高，輔色效應(yīng)逐漸減弱[47]，因?yàn)橐掖嫉募尤胍环矫鏁?huì)破壞輔色復(fù)合體之間的氫鍵作用力；另一方面能夠影響分子的活化能，同樣會(huì)促使輔色復(fù)合體分解。但是也有一些研究表明適當(dāng)?shù)囊掖加欣谳o色效應(yīng)的發(fā)生[48]，關(guān)于乙醇對(duì)輔色效應(yīng)的影響還需進(jìn)一步研究；金屬離子（如鉀、銅、鐵等）對(duì)輔色效應(yīng)也有重要影響，一般來說，鉀離子質(zhì)量濃度的升高能夠增強(qiáng)輔色效應(yīng)[49]，從而加深葡萄酒的顏色，并且對(duì)pH值變化和溫度的升高表現(xiàn)出更強(qiáng)的穩(wěn)定性，但是當(dāng)質(zhì)量濃度超過0.5 g/L時(shí)則會(huì)對(duì)顏色產(chǎn)生負(fù)面影響。

1.3.2 不同輔色素的影響

顯而易見，由不同結(jié)構(gòu)的輔色素與花色苷產(chǎn)生的輔色效應(yīng)有所差異，并且提高輔色素的濃度能夠促進(jìn)輔色效應(yīng)[50]。在此，僅對(duì)葡萄酒中主要酚類輔色素的輔色效果進(jìn)行討論，其中包括類黃酮（黃烷醇、黃酮醇等）和非類黃酮（酚酸等）兩大類。

黃烷醇作為葡萄酒中的一類無色多酚，具有典型的鄰苯二酚結(jié)構(gòu)，含有大量酚羥基，單體與寡聚體均能夠與花色苷形成輔色復(fù)合體，對(duì)顏色起到穩(wěn)定作用[51-52]。黃烷醇由于具有非平面的空間結(jié)構(gòu)，其潛在能夠與花色苷分子形成疏水堆積的表面積較小，從而阻礙了花色苷分子靠近，所以一般來說，黃烷醇的輔色效果顯著弱于羥基肉桂酸和黃酮醇類物質(zhì)[53]，但其在葡萄酒中的含量較高，數(shù)量上的優(yōu)勢可能會(huì)彌補(bǔ)輔色能力上的缺陷，因此黃烷醇仍然是紅葡萄酒中十分重要的一類輔色素[54]。在單體黃烷醇中，表兒茶素的輔色能力強(qiáng)于兒茶素[55]，因?yàn)閺姆肿咏Y(jié)構(gòu)上看，表兒茶素相比兒茶素能夠更好地與花色苷形成“π-π”堆疊的空間結(jié)構(gòu)[42]。而對(duì)于聚合體來說，由于其分子體積較大，會(huì)阻礙花色苷分子的靠近，其輔色能力隨著聚合度的增加而逐漸降低。此外，有研究表明，以C4-C6鍵連接的原花色素二聚體的輔色能力強(qiáng)于C4-C8成鍵的二聚體，并且C3位置的沒食子酸酯化和B環(huán)上的鄰苯三酚結(jié)構(gòu)能夠增強(qiáng)輔色能力[56]。而乙烯基橋連的兒茶素二聚體的輔色能力強(qiáng)于直接相連的兒茶素二聚體，原因是乙烯基橋連后形成的三環(huán)核結(jié)構(gòu)提供了更大的極性表面，傾向于與花色苷形成更加緊密的復(fù)合體[57]。

黃酮醇是葡萄酒中的第三大類黃酮物質(zhì)，被普遍認(rèn)為是最有效的輔色素[58]。一般來說，槲皮素、山柰酚以及楊梅酮等都具有較強(qiáng)的輔色能力。Fanzone等[59]發(fā)現(xiàn)，二氫槲皮苷作為‘馬貝克’葡萄酒中最豐富的非花色苷單體酚，同樣能夠與花色苷形成輔色復(fù)合體，對(duì)新鮮葡萄酒的顏色有重要的貢獻(xiàn)作用。而Yan Qiuli等[60]發(fā)現(xiàn)，異槲皮苷是十分有效的輔色素，能夠增加溶液的紫色色調(diào)，并且能極大地提高花色苷的熱穩(wěn)定性和光照穩(wěn)定性。此外，糖苷被酰化的黃酮醇也具有出色的輔色能力[61-62]。然而，黃酮醇類物質(zhì)在葡萄酒中的含量較低，并且還會(huì)隨著陳釀的進(jìn)行而逐漸減少，因此其對(duì)葡萄酒的顏色保持可能難以起到突出的作用。但是黃酮醇作為比較理想的輔色素未來也許能夠以外源添加劑的形式應(yīng)用于葡萄酒生產(chǎn)中，已有研究表明發(fā)酵之前添加不但可以促進(jìn)花色苷的浸出，也會(huì)通過輔色效應(yīng)極大地提升葡萄酒的顏色[63]。

葡萄酒中酚酸類物質(zhì)按照結(jié)構(gòu)的不同可分為羥基苯甲酸和羥基肉桂酸兩大類，它們主要來源于葡萄果實(shí)[64]和橡木板材[65]，在浸漬、發(fā)酵以及陳釀的過程中不斷進(jìn)入到酒液中。羥基肉桂酸與羥基苯甲酸分別具有C6-C3和C6-C1骨架結(jié)構(gòu)，都能夠與花色苷形成“π-π”堆疊的輔色復(fù)合體。Zhang Bo等[66-67]結(jié)合外源輔色素添加實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)，葡萄酒中常見羥基苯甲酸的輔色能力大小表現(xiàn)為：丁香酸＞香草酸＞沒食子酸＞原兒茶酸＞p-羥基苯甲酸，常見羥基肉桂酸的輔色能力大小表現(xiàn)為：阿魏酸＞咖啡酸＞p-香豆酸，并且羥基肉桂酸類化合物的輔色效果普遍優(yōu)于羥基苯甲酸類，這可能是由于丙烯酸比甲酸具有更長的碳鏈，使得分子的柔性更強(qiáng)，在空間構(gòu)象上更有利于輔色素與花色苷的結(jié)合[68]。眾所周知，沒食子酸和鞣花酸作為單寧水解產(chǎn)物被允許合法地應(yīng)用到葡萄酒生產(chǎn)中來增強(qiáng)酒的陳釀能力，也有許多研究已經(jīng)表明它們具有良好的輔色效果[69-70]。Zhang Xinke等[71]通過工業(yè)規(guī)模的釀酒實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵前添加沒食子酸和鞣花酸可以提高輔色花色苷的比例，從而使葡萄酒在發(fā)酵結(jié)束直至陳釀12 個(gè)月的時(shí)間之內(nèi)，都會(huì)表現(xiàn)出更佳的顏色特征。此外，由酚酸衍生出的酯類[72]和醛類[73]物質(zhì)也有一定的輔色能力，但是要弱于其相應(yīng)的酚酸類物質(zhì)。

除上述酚類物質(zhì)之外，葡萄酒中還存在白藜蘆醇、香豆素、苯乙醇、木質(zhì)素與新木質(zhì)素等酚類成分[74]。白藜蘆醇和木質(zhì)素類含有兩個(gè)苯環(huán)，其余均只含一個(gè)苯環(huán)結(jié)構(gòu)，也都具有一定的輔色能力。但由于這些酚類物質(zhì)在葡萄酒中的含量極低，其對(duì)葡萄酒輔色效應(yīng)的貢獻(xiàn)往往忽略不計(jì)。

2 葡萄酒中酚類物質(zhì)的生物活性

酚類化合物以其豐富的生物活性功能而受到越來越多的關(guān)注，相關(guān)研究也不斷涌現(xiàn)。葡萄酒中的酚類物質(zhì)種類繁多，表1列舉了其中主要的酚類物質(zhì)及其生物活性。

表1 葡萄酒中主要酚類物質(zhì)分類及其生物活性Table 1 Classification and biological activity of the main phenolics in wine

2.1 類黃酮類

2.1.1 花色苷及其衍生物

紅葡萄酒中總花色苷質(zhì)量濃度范圍為3 0 0～800 mg/L[100-101]，隨著葡萄品種、釀造工藝、陳釀時(shí)間等不同有所差別。作為葡萄酒中含量最高的酚類成分之一，花色苷在很大程度上賦予了葡萄酒豐富的營養(yǎng)活性功能。在人體日常飲食中，花色苷是攝入量最大的類黃酮成分，高達(dá)180～225 mg/d[102]。已有很多流行病學(xué)研究表明富含花色苷的飲食對(duì)人體健康有諸多益處[103-106]，對(duì)多種疾病都有預(yù)防甚至治療的作用。在清除活性氧自由基、抑制低密度脂蛋白氧化和抗血小板凝集等方面，花色苷可能是葡萄酒中最有效的成分[107]。這極可能是因?yàn)榛ㄉ站哂休^高的抗氧化性能并且在葡萄酒中的含量非常豐富。由于桃紅葡萄酒的總花色苷含量較低，而在白葡萄酒中沒有花色苷的存在，它們的抗氧化活性明顯遜色于紅葡萄酒。

2013版《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》中對(duì)于花色苷的特定建議攝入量為50 mg/d[108]?；ㄉ沼扇梭w攝入后可以快速地被吸收，在1.6～2.5 h之內(nèi)即在血液中達(dá)到最高值[109]。然而花色苷的生物利用度卻很低（不到攝入劑量的1%）[110]，并且大部分在攝入6 h內(nèi)被排出體外。研究發(fā)現(xiàn)，盡管其在血液中的含量很少，花色苷卻能夠發(fā)揮出顯著的抗動(dòng)脈粥樣硬化和抗氧化能力。體內(nèi)的花色苷部分代謝為葡萄糖醛酸，它可以與多種有害物質(zhì)結(jié)合，隨血液通過腎臟排尿排出體外，發(fā)揮解毒作用[111]?；ㄉ盏奈赵趥€(gè)體之間的差異較大，可能是不同個(gè)體體內(nèi)花色苷代謝基因的表達(dá)或者活性不同所致[112]。

不同類型的羥基化和糖基化會(huì)影響花色苷的抗氧化活性?；ㄉ盏腂環(huán)C3’和C4’位羥基能提高抗氧化活性，由甲氧基取代后活性下降，而C5’位羥基反而會(huì)降低抗氧化活性[113]。糖基對(duì)花色苷抗氧化活性的影響較為復(fù)雜，一般認(rèn)為，花色苷的抗氧化作用是由其糖苷配基提供的，C3位點(diǎn)上的糖基數(shù)量越少，抗氧化活性越強(qiáng)[114]。然而，底物、催化劑和分散介質(zhì)種類的差異也會(huì)導(dǎo)致不同花色苷抗氧化能力的大小有所區(qū)別[115]，并且花色苷與其他酚類物質(zhì)之間可能存在協(xié)同效應(yīng)[116-117]，同時(shí)存在會(huì)表現(xiàn)出更大的活性。

除此之外，聚合花色苷也表現(xiàn)出了顯著的抗氧化活性[118-119]，這也是紅葡萄酒在貯藏過程中單體花色苷含量下降迅速而酒的整體抗氧化活性變化不大的原因；因此紅葡萄酒在合理的貯藏條件下，其抗氧化活性一般不會(huì)隨著陳釀時(shí)間的延長而降低太多。

2.1.2 黃烷醇類

黃烷醇類物質(zhì)通常作為次生代謝產(chǎn)物分布在高等植物體內(nèi)，是類黃酮中較為復(fù)雜的一類，包括黃烷-3-醇單體（如兒茶素、表兒茶素以及棓兒茶素等）和原花色素（縮合單寧），主要的飲食來源包括葡萄酒、茶葉、可可制品以及多種水果和蔬菜，已有許多臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)富含黃烷醇的飲食有利于人身健康[120-121]。在紅葡萄酒中，黃烷醇的總質(zhì)量濃度高達(dá)1～5 g/L[122]，其中原花色素占到黃烷醇類物質(zhì)的絕大部分，而單體黃烷-3-醇質(zhì)量濃度僅在40～120 mg/L之間[123]，以兒茶素類為主，并且在白葡萄酒與桃紅葡萄酒中的質(zhì)量濃度更低。不同黃烷-3-醇單體的活性存在差異，有研究發(fā)現(xiàn)，過氧化氫自由基清除能力的大小表現(xiàn)為：兒茶素＞表兒茶素＞棓兒茶素[124]。此外，沒食子?；梢蕴岣呋钚訹125]。

與單體黃烷-3-醇發(fā)揮活性的原理有些差異，原花色素的生物活性功能主要基于以下3 個(gè)屬性：能夠與蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)合物[126]、能夠與金屬離子結(jié)合形成螯合物以及顯著的還原能力[127]。A型與B型原花色素都具有很強(qiáng)的抗氧化活性。酚類物質(zhì)的羥基基團(tuán)對(duì)于自由基的清除發(fā)揮著非常重要的作用，由于A型原花色素比B型額外多出一個(gè)C2—O—C7連鍵而失去一個(gè)羥基基團(tuán)；所以一般來說，在葡萄酒體系中，單體組成相同的B型原花色素清除自由基的能力強(qiáng)于A型原花色素[128]。此外，聚合程度也與抗氧化活性密切相關(guān)，氧化能力排序?yàn)椋喝垠w＞二聚體＞單體[129]，但是人體對(duì)于原花色素的吸收率隨著聚合度的升高而下降[130]，因此其在人體內(nèi)能夠產(chǎn)生的活性差異還有待進(jìn)一步研究。

2.1.3 黃酮醇類

黃酮醇的膳食來源十分廣泛，比如洋蔥、櫻桃、蘋果、西蘭花、甘藍(lán)、番茄以及紅葡萄酒等。由于具有獨(dú)特的活性功能，其對(duì)某些疾病有一定的治療作用而被作為許多藥物的有效成分[131-132]。

黃酮醇的活性往往比其相應(yīng)的黃酮物質(zhì)更強(qiáng)，因?yàn)樘擒栈蟮狞S酮損失了C環(huán)上的一個(gè)羥基。與花色苷類似，羥基的數(shù)量和位置共同決定了黃酮醇類物質(zhì)的生物學(xué)活性大小[133-135]。B環(huán)上的C3’,4’-鄰苯二酚結(jié)構(gòu)與高活性相關(guān)聯(lián)，因此相對(duì)于山柰酚和楊梅酮而言，槲皮素對(duì)于絕大多數(shù)自由基均表現(xiàn)出更強(qiáng)的清除活性[136]。此外，黃酮醇與其他多種酚類成分比如兒茶素[137]、白藜蘆醇[138]等之間也存在顯著的協(xié)同效應(yīng)，同時(shí)攝入后會(huì)共同發(fā)揮某種特定的生物活性，并產(chǎn)生“1＋1＞2”的作用。

2.2 非類黃酮類

2.2.1 酚酸

與類黃酮相比，酚酸作為小分子，被人體攝入后可以更加快速地被小腸吸收，除直接攝入酚酸之外，許多大分子酚類成分在腸道菌群的代謝作用下也能生成酚酸及其衍生物[139-140]。對(duì)于羥基苯甲酸而言，羥基的位置比其數(shù)量對(duì)活性的影響更為關(guān)鍵，鄰位二羥基往往具有更高的活性[141]。對(duì)于羥基肉桂酸而言，具有鄰位二羥基[142]和4-羥基-3-甲氧基[143]結(jié)構(gòu)會(huì)表現(xiàn)出更高的抗氧化活性，所以咖啡酸與綠原酸的活性要高于芥子酸、阿魏酸與香豆酸。并且它們通過中斷連鎖反應(yīng)獨(dú)立地發(fā)揮作用，而不與內(nèi)源性抗氧化劑發(fā)生協(xié)同反應(yīng)[144]。此外，酚酸的糖苷化、甲基化以及硫酸鹽化的衍生物同樣存在一定活性，但一般比其自由形式的酚酸活性更弱[145]。

2.2.2 芪類

白藜蘆醇作為一類最重要的芪類物質(zhì)因其廣泛的生物活性功能而倍受關(guān)注。日本科學(xué)家Takaoka于1939年在白藜蘆的根部首次分離得到[146]，之后根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)和植物來源將其命名為白藜蘆醇。1992年，研究人員在葡萄酒中首次發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇[147]，但是直到Jang等[148]提出了白藜蘆醇的抗癌潛力之后，整個(gè)科學(xué)界才真正開始對(duì)白藜蘆醇產(chǎn)生了濃厚興趣，相關(guān)研究在全世界范圍內(nèi)大量展開，報(bào)道文獻(xiàn)以指數(shù)形式飛速增長[149-150]。

白藜蘆醇有順式和反式結(jié)構(gòu)，在紅葡萄酒中以反式為主[151]，產(chǎn)生于葉表皮和漿果果皮中。因此，根據(jù)葡萄酒生產(chǎn)工藝的不同，其中白藜蘆醇的含量也有較大的差異，一般而言是紅葡萄酒＞桃紅葡萄酒＞白葡萄酒，這主要與果皮浸漬時(shí)間的長短有關(guān)[152]。

盡管白藜蘆醇表現(xiàn)出獨(dú)特而又卓越的生理活性功能，但科學(xué)界依然對(duì)其功效存在一定爭議。首先，關(guān)于白藜蘆醇活性功能的研究大部分以體外實(shí)驗(yàn)或者動(dòng)物實(shí)驗(yàn)為主，同時(shí)攝入劑量較高，缺乏充分完整的臨床醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)和安全性能評(píng)估[153]，并且其在葡萄酒中的質(zhì)量濃度極低，在0.176～4.403 mg/L之間不等[154]，而人體由食物直接攝取白藜蘆醇后的生物利用度又較低[155]。Xiang Limin等[156]也發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇對(duì)葡萄酒抗氧化活性的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)小于其他酚類物質(zhì)，且葡萄酒在用10 倍的白藜蘆醇強(qiáng)化后，其抗氧化活性與原酒相比并沒有顯著的提升。因此，期望通過飲用葡萄酒而攝入足量白藜蘆醇以達(dá)到其保健功效不太現(xiàn)實(shí)，其在葡萄酒中的營養(yǎng)功能可能被高估，近年來也受到越來越多的質(zhì)疑。不過，若富集之后作為藥物或是保健食品中的有效成分，白藜蘆醇確實(shí)具有廣闊的開發(fā)、利用前景。

3 結(jié) 語

本文總結(jié)了葡萄酒中主要酚類物質(zhì)的輔色效應(yīng)和生物活性。輔色效應(yīng)的重要性引發(fā)了廣泛的關(guān)注和深入的研究，迄今為止，影響輔色效應(yīng)的因素，尤其是對(duì)相關(guān)酚類物質(zhì)的輔色能力已經(jīng)有了較為全面的認(rèn)識(shí)；然而，目前對(duì)輔色機(jī)制的探索絕大部分以二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷為輔色的主體，并且大多集中于分子間輔色效應(yīng)，而對(duì)于自締合效應(yīng)與歐亞種釀酒葡萄中大量存在的?；ㄉ盏姆肿觾?nèi)輔色效應(yīng)卻缺乏系統(tǒng)、深入的研究。葡萄酒中酚類物質(zhì)卓越的生物活性毋庸置疑，但對(duì)其研究大多停留于單個(gè)酚類物質(zhì)的體外實(shí)驗(yàn)或者動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，而葡萄酒作為多種酚類的集合體，對(duì)人體能夠產(chǎn)生的實(shí)際影響以及機(jī)制，如何科學(xué)地飲用葡萄酒仍亟需進(jìn)一步研究。