葡萄酒的陈酿过程涉及一系列复杂的物理化学反应,最终决定其感官品质与市场价值。在此过程中,色泽由鲜亮的紫红色逐渐转变为沉稳的砖红色,香气由一级果香发展为复杂的陈酿香气,这些变化受到贮藏环境中温度与氧气2个关键因素的调控[1-2]。马瑟兰(Marselan)作为我国重点推广的酿酒葡萄品种,其陈酿特性与品质演化规律的研究尚处于发展阶段,系统探讨温度与氧气双因子对其品质影响的深层机制具有重要意义[3-4]。

以往研究多关注单一因子或短期变化,对温度与氧气交互作用下色泽与香气成分的系统性演变,特别是其分子转化机制与最终感官后果的关联性分析仍显不足[5-6]。色泽的稳定性不仅取决于花色苷单体的含量,更与吡喃型花色苷及聚合色素的生成与结构密切相关[7-8]。同样,香气轮廓的重构是酯类水解、高级醇积累及氧化产物生成等多路径平衡的结果[9-10]。然而,这些化学变化如何具体影响葡萄酒的感官属性,以及其与抗氧化能力的关联,仍需深入探索。

因此,本研究以马瑟兰干红葡萄酒为对象,通过构建温度与氧气双因子控制模型,旨在:a)阐明贮藏条件对色泽参数、花色苷组分转化及聚合色素形成的深层影响;b)揭示挥发性香气物质的重构规律并与感官属性进行关联映射;c)评估贮藏过程中抗氧化能力的变化趋势;d)综合化学与感官数据,构建马瑟兰葡萄酒陈酿品质的综合评价体系,为产业实践提供精准调控策略。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

实验所用酒样为2023年份产自河北沙城产区的马瑟兰干红葡萄酒。为保障实验起始条件一致,所有酒液均取自同一发酵批次,并于发酵结束后进行统一的澄清与稳定性处理。其基本理化指标为:酒精度13.0%vol,总酸含量为(以酒石酸计)5.85 g/L,pH值为3.62,游离二氧化硫含量为28 mg/L。完成基础分析后,将酒样分装于500 mL的棕色玻璃瓶中备用。

实验所需甲醇、乙醇均为色谱纯规格,美国Fisher Scientific公司;用于定量的37种组分的混合脂肪酸甲酯(C4～C24)标准品及内标物4-甲基-2-戊醇(色谱纯),德国Dr.Ehrenstorfer公司;ABTS试剂盒,上海碧云天生物技术有限公司。

1.2 仪器与设备

UV-1800紫外可见分光光度计,日本岛津公司;1260 Infinity Ⅱ高效液相色谱仪、7890B气相色谱仪、5977B质谱检测器,美国安捷伦公司;CM-5色彩色差仪,日本柯尼卡美能达公司;ZHS-100HC高精度恒温培养箱,上海喆图公司;e2695凝胶渗透色谱(gel permeation chromatography,GPC)系统、2414示差折光检测器,美国Waters公司。

1.3 实验方法

1.3.1 实验设计

本研究采用双因子完全随机设计方案。温度设置:设定4 ℃(低温,L)、15 ℃(常温,R)、30 ℃(高温,H)3个梯度。所有酒样分别存放于3台独立设置的高精度恒温培养箱(温度控制精度为±0.1 ℃)中。各培养箱均采用PID智能控温系统,通过内置温度传感器实时监测并自动调节,确保各贮藏环境的温度波动范围严格控制在±1 ℃之内。

1.3.2 氧气调控

根据低氧(low oxygen,LO)条件(满贮,顶空体积<2%)模拟工业标准中最佳隔氧贮藏条件;中氧(medium oxygen,MO)条件(半贮,顶空体积50%)模拟自然陈酿的典型氧气暴露水平;高氧(high oxygen,HO)条件(定期通氧)模拟加速氧化或不当贮藏的极端情况。设定3种不同的氧气接触条件:满贮:a)将酒液灌装至距瓶口约1 cm处,随即旋紧瓶盖密封,此处理顶空体积小于2%,定义为低氧(LO)条件;b)半贮:每瓶定量灌装250 mL酒液(顶空体积占比50%),旋盖密封,定义为中氧(MO)条件;c)定期通氧:对满贮瓶每月进行1次开瓶操作,并向瓶内通入无菌空气5 min,随后重新密封,定义为高氧(HO)条件。总贮藏时长为12个月,分别于贮藏开始的第0、3、6、12个月末进行取样与分析。每个实验处理组合均设置3个平行样本。

1.3.3 颜色指标检测

基础色度参数采用紫外可见分光光度计,选取1 mm 光程的比色皿,依次测定酒样在420、520、620 nm 波长下的吸光值。色度计算为A520与A420之和,色调则计算为A420与A520的比值。

1.3.4 色彩空间分析

使用色彩色差仪,在D65标准光源和10°观察角条件下,测量酒样的明度(L*)、红绿值(a*)和黄蓝值(b*),进一步计算彩度(C)和色调角(h°)按公式(1)和公式(2)计算:

(1)

(2)

1.3.5 花色苷组分解析

利用高效液相色谱进行分析。色谱柱为ZORBAX SB-C18(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相A为水-甲酸-乙腈(87∶10∶3,体积比),流动相B为水-甲酸-乙腈(40∶10∶50,体积比);采用梯度洗脱程序;检测波长设定为520 nm。以此对主要的单体花色苷(如二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷)及其衍生物(如Vitisin A)进行定性与定量分析。

1.3.6 聚合色素分析与平均聚合度(mean degree of polymerization,mDP)测定

参照SONG等[11]的方法并稍作修改。采用GPC系统,配备示差折光检测器和Styragel HR色谱柱,以脱气的无水四氢呋喃为流动相,流速为0.8 mL/min。基于聚苯乙烯标准品绘制标准曲线,并计算酒样中色素的平均聚合度。

1.3.7 挥发性成分检测

采用顶空固相微萃取与GC-MS技术进行分析。前处理:精确量取8 mL酒样置于20 mL顶空样品瓶中,加入1.5 g氯化钠及10 μL质量浓度为100 mg/L的内标物(4-甲基-2-戊醇)溶液,随后密封。萃取过程:将样品瓶置于50 ℃水浴中平衡10 min,随后使用50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头(美国Supelco)于相同温度下进行顶空吸附萃取,时间为40 min。GC-MS条件:气相色谱仪与质谱检测器相连。色谱柱为DB-WAX(60 m×0.25 mm×0.25 μm)。柱箱升温程序:初始温度40 ℃保持3 min,以4 ℃/min的速率升至230 ℃,并保持10 min。进样口温度为250 ℃,运行于不分流模式。离子源温度230 ℃,电子轰击能量70 eV,质量扫描范围m/z 35-350。

1.3.8 化合物鉴定与定量

首先通过比对NIST 17标准质谱库并结合标准品的保留指数进行定性鉴定。定量分析则采用内标标准曲线法进行绝对定量,部分物质采用内标法进行半定量计算。为确保定量准确性,针对主要目标化合物绘制了标准曲线,其线性相关系数(R2)均大于0.99,加标回收率控制为85%～115%,表明该方法准确可靠。

1.3.9 总抗氧化能力测定

采用ABTS法,参照试剂盒说明书进行操作。简要步骤如下:将ABTS工作液在室温下避光反应12～16 h后,用无水乙醇稀释至其在734 nm波长下的吸光值为0.70±0.02。取稀释后的ABTS工作液200 μL与10 μL待测酒样或Trolox标准品于96孔板中,混匀后室温避光反应6 min,于734 nm下测定吸光度值。以Trolox作为标准品绘制标准曲线,结果以微摩尔Trolox当量每升(μmol TE/L)表示。

1.3.10 定量描述性感官分析

参照ISO 13299—2016《感官分析-方法学-建立感官剖面一般导则》标准[12],组建由10名(5男5女,年龄25～45岁),所有品评员均通过基础味觉、嗅觉识别测试,并具有2年以上葡萄酒感官品评经验。经过培训的品评小组。培训内容包括识别马瑟兰葡萄酒的典型香气和口感特征,并对强度标度进行统一。对贮藏0、6、12个月的关键处理组(4 ℃-LO,15 ℃-LO,30 ℃-LO,15 ℃-HO)酒样进行评价,品评在专用的感官分析室内进行。品评员针对“红色水果香”、“黑色水果香”、“花香”、“植物气息”、“酒香”、“醇厚感”、“酸度”、“涩感”、“氧化味”、“醋味”10个属性在0～10分线性标度上进行强度评价,其中0表示“完全感知不到”,10表示“强度极高”。每个酒样均重复品评3次,结果取平均值。

1.4 数据处理

所有实验数据均以“平均值±标准差”的形式表示。采用IBM SPSS Statistics 26软件,运用双因素方差分析检验贮藏温度与氧气条件对各项指标的显著性影响,并借助Duncan’s多重比较方法分析不同处理组间的差异显著性(设定P<0.05为显著水平)。利用SIMCA 14.1软件进行主成分分析。采用Origin 2024软件进行皮尔逊相关性分析并绘制相关性热图,同时完成其他图表的绘制工作。

2 结果与讨论

2.1 色泽特性、聚合色素形成与抗氧化能力的综合演变

2.1.1 颜色参数与花色苷组成的动态变化

如表1所示,贮藏条件对马瑟兰葡萄酒的色度与色调产生了显著影响(P<0.01)。在整个12个月的贮藏期内,所有实验组的色度值均呈现持续性下降,而色调值则稳步上升。贮藏实验结束(12个月),4 ℃-LO处理组的颜色变化幅度最小。与之形成鲜明对比的是,30 ℃-LO与15 ℃-HO处理组的变化最为剧烈,其色度分别损失了50.4%和56.0%,色调值则分别攀升至1.20和1.35,直观地反映出酒液的颜色强度大幅减弱,且色彩属性明显从红紫色域偏向橙黄色域。

HPLC对花色苷组成的分析进一步揭示,酰基化花色苷[如二甲花翠素-3-O-(6-p-香豆酰)葡萄糖苷]的降解速度明显快于其非酰基化对应物。在贮藏的中期阶段(3～6个月),本研究在15 ℃和30 ℃条件下观测到吡喃型花色苷(以Vitisin A为代表)的生成量达到一个峰值。高温与高氧条件下色度下降、色调升高的趋势与近期文献报道一致。例如,兰惠晶在研究瓶装葡萄酒时也发现,室温贮存显著加速了总花色苷的降解和色调值的升高,其动力学变化与本研究中马瑟兰葡萄酒的表现高度吻合[13]。此外,本研究中观测到的吡喃型花色苷(如Vitisin A)在陈酿中期出现峰值的现象,与张波等[14]文章中涉及的模型相符,该模型指出在陈酿初期至中期,花色苷的环加成反应会因适度的热力学条件而得到促进,形成Vitisin等衍生物,这是颜色由紫色向砖红色转变的关键步骤。Vitisin A在贮藏后期(6～12个月)的快速下降,除参与聚合色素形成外,也可能发生氧化降解或进一步转化为其他吡喃型花色苷衍生物。具体见表2和表3。

2.1.2 聚合色素生成与平均聚合度分析

为深入探究颜色稳定性的分子基础,本研究采用GPC分析了贮藏末期酒样中的色素聚合情况。结果(表4)表明,贮藏条件对色素的聚合状态产生了显著影响(P<0.01)。

4 ℃-LO处理组的mDP最低(2.1),表明其色素组分仍以低聚物为主。相比之下,30 ℃-LO和15 ℃-HO处理组的mDP分别显著升高至3.8和4.2,说明高温和高氧条件明显促进了花色苷与黄烷-3-醇等单体的聚合反应,形成了更多高分子质量的聚合色素。聚合色素占比的变化趋势与mDP相符,从初始的15.2%最高升至58.9%,进一步证实了在剧烈贮藏条件下,酒体颜色更多地由这些结构更复杂、更稳定的聚合色素所主导。这从分子层面解释了色调升高和颜色稳定性变化的化学本质。

本研究中高温高氧组mDP显著升高(最高达4.2),与ERIK等[15]采用GPC-MS联用技术对陈年葡萄酒色素的研究结论一致,该团队明确指出高温和高氧暴露是驱动黄烷-3-醇与花色苷发生缩合反应,形成高聚合度色素(mDP>4)的关键环境因子。此外,本研究还发现聚合色素占比与色调呈强正相关(R2>0.85),这进一步在分子层面验证了即随着陈年进行,颜色的稳定性越来越依赖于高分子量聚合色素的形成,而非单体花色。

2.1.3 总抗氧化能力的演变及其与色泽参数的关联

由表4可知,葡萄酒的总酚含量、总抗氧化能力及色素聚合状态在贮藏过程中均发生显著变化(P<0.05)。4 ℃-LO处理组保留了最高的总酚含量(2 650 mg/L GAE)与抗氧化能力(11 520 μmol TE/L),而30 ℃-HO处理组的各项指标均最低相关性分析显示,总抗氧化能力与总酚含量(R2=0.91,P<0.01)及总花色苷含量(R2=0.87,P<0.01)均呈显著正相关。这表明,在陈酿过程中,具有抗氧化能力的酚类物质的降解与转化,是导致葡萄酒健康功能属性下降的直接原因。相关性分析显示,总抗氧化能力与总花色苷含量(R2=0.87,P<0.01)及总酚含量(R2=0.91,P<0.01)均呈显著正相关。这表明,在陈酿过程中,具有抗氧化能力的酚类物质(包括花色苷)的降解与转化,是导致葡萄酒健康功能属性下降的直接原因。高温和高氧通过加速这些酚类物质的氧化与聚合,不仅改变了酒的颜色和口感,也降低了其生理活性。

相关性分析显示,总抗氧化能力与总花色苷含量及总酚含量均呈显著正相关。这一发现与王舒伟等[16]的研究结论完全吻合,他们在系统评估多种红葡萄酒的陈酿潜力时指出,酚类物质的氧化与聚合是导致其自由基清除能力(ABTS法)下降的直接原因,而单体花色苷和低聚原花青素的保留是维持葡萄酒体外抗氧化活性的物质基础。

2.2 香气组成的重构行为与化学动力学原理挥发性香气成分的变化规律

2.2.1 关键风味物质的含量变化

通过GC-MS分析,共鉴定出65种挥发性化合物。表5列举了其中对感官品质具有决定性作用的若干代表性物质的定量分析结果。进一步基于以下原则筛选代表性物质进行详细讨论:a)在不同贮藏条件下气味活度值(odor activity value,OAV)变化显著,能够反映陈酿过程中的香气演变规律;b)属于不同化学类别(酯类、醇类、酸类、萜烯类、羰基化合物),覆盖主要的香气贡献类型;c)与感官属性的相关性高(基于后续相关性分析结果);d)在葡萄酒香气研究中具有公认的重要性,如乙酸异戊酯(强烈果香)和苯乙醇(花香)等。根据上述原则,筛选出8种代表性香气活性物质进行详细讨论。这8种物质涵盖了果香贡献者(乙酸乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯)、花香贡献者(芳樟醇、苯乙醇)、醇香贡献者(异戊醇)以及氧化异味贡献者(乙酸、乙醛),能够较为全面地反映马瑟兰葡萄酒陈酿过程中的香气演变特征。

酯类物质的普遍减少:所有检测到的酯类化合物其浓度在贮藏过程中均呈现下降态势,且下降幅度与温度和氧气水平呈正相关。对于赋予酒样香蕉、苹果等新鲜果香特征的乙酸异戊酯和己酸乙酯而言,其对贮藏条件表现得最为敏感,在15 ℃-HO环境下,其损失率超过了90%。导致这一现象的主要化学机制是酸催化水解反应。

高级醇组分的变化呈现分化特征。异戊醇作为含量最高的高级醇,其质量浓度在贮藏过程中持续上升,从初始的125 500 μg/L增至30 ℃-HO条件下的165 000 μg/L,增幅达31.5%。这可能与酯类水解后的产物释放、结合态风味前体物质的缓慢水解有关[17]。

与之相反,苯乙醇作为具有玫瑰花香特征的高级醇,其含量在贮藏过程中呈现下降趋势。初始含量为18 500 μg/L(OAV=1.85),在4 ℃-LO条件下12个月后降至17 800 μg/L(OAV=1.78),变化较小;但在15 ℃-HO和30 ℃-HO条件下,其含量分别降至11 200 μg/L和9 500 μg/L,OAV降至1.12和0.95,已低于或接近感官阈值。这表明苯乙醇在氧化条件下易发生降解,导致其花香贡献减弱。

脂肪酸与乙醛含量的急剧攀升:乙酸与乙醛的浓度在氧气充足的条件下出现了爆发式增长,这是葡萄酒发生氧化败坏的明确化学信号。其核心生成路径是乙醇的氧化代谢途径。在15 ℃-HO处理组中,乙酸的最终质量浓度已达到1 255 mg/L,远超其感官感知阈值。值得注意的是,这些异味物质的积累已远超其感官感知阈值。乙酸的感官阈值约为 300 mg/L[18],而15 ℃-HO处理组中其质量浓度(1 255 mg/L)已达阈值的近2倍,这直接导致了令人不悦的尖锐“醋味”。乙醛的感官阈值极低,约为100～125 μg/L[19],本研究中15 ℃-HO组乙醛质量浓度(68.5 mg/L)为其阈值的数百倍,从而成为“氧化味”(类似烂苹果气息)的主导性贡献者。这种浓度与阈值的定量关系,从感官生理学层面解释了高温高氧组感官品质严重劣化的根本原因。乙酸的大量积累除乙醛氧化途径外,还可能来源于乙醇的直接氧化、乙酸乙酯等酯类的水解,以及在高温高氧条件下可能发生的微量醋酸菌代谢活动。

萜烯类物质的快速降解:能够代表品种特有花香的芳樟醇与香叶醇,其含量出现了急剧下降。这些分子结构中富含不饱和键的化合物非常容易发生环氧化、水合等一系列化学反应,从而导致其香气活性的丧失。

酯类物质在高温高氧条件下显著下降,在30 ℃及以上温度时,乙酸酯和乙酯的水解速率常数可提高3～5倍,从而导致果香特征的快速衰减[20]。此外,乙醇在金属离子催化下氧化为乙醛,并进一步氧化为乙酸,是氧化型陈酿的化学核心[21]。萜烯类物质芳樟醇和香叶醇在模拟氧化条件下会发生环氧化和水合反应,生成无香气的二醇类化合物,从而解释其香气活性的丧失[22]。

2.2.2 关键香气化合物的气味活度值

为更精确地评估挥发性成分对感官品质的实际贡献,本研究计算了所鉴定出的65种挥发性化合物的OAV[23]。感官阈值的选取遵循以下原则:a)优先采用葡萄酒体系中的测定值;b)若无葡萄酒体系数据,则采用乙醇水溶液(10～12%乙醇)体系中的测定值;c)若上述两者均无,则采用水体系或空气体系数据,并在表中注明。所有阈值均标注参考文献来源。本研究进一步计算了关键香气化合物的OAV,结果如表6所示,共列出了19种挥发性物质(OAV≥1)。

由表6可知,初始酒样中酯类物质的OAV普遍较高,是“水果香”属性的核心贡献者。经过12个月贮藏,在4 ℃-LO条件下,这些酯类的OAV虽有下降但仍远高于1,故果香特征得以保留;而在15 ℃-HO和30 ℃-HO条件下,其OAV急剧衰减,己酸乙酯OAV从2 516分别降至642和360,乙酸异戊酯从1 580分别降至205和80,导致果香强度大幅减弱。

萜烯类物质中,芳樟醇和香叶醇的OAV在初始时略高于1(1.05和1.17),在陈酿后迅速降至1以下,表明其花香贡献非常脆弱且在氧化条件下几乎完全丧失。β-大马士酮作为重要的水果甜香贡献者,其OAV从8.40降至30 ℃-HO条件下的0.95,已低于感官阈值。

羰基化合物中,乙醛的OAV在氧化条件下急剧攀升,从125增至825,成为压倒性的主导异味。乙醛的感官阈值极低(100 μg/L),其质量浓度在15 ℃-HO和30 ℃-HO条件下分别达到68.5 mg/L和82.5 mg/L,为阈值的685倍和825倍,成为“氧化味”(类似烂苹果气息)的主导性贡献者。

脂肪酸类物质中,乙酸的OAV在初始时为1.51(采用300 mg/L阈值),在15 ℃-HO和30 ℃-HO条件下分别升至4.18和4.73,直接导致令人不悦的尖锐“醋味”。而丁酸和己酸的OAV在氧化条件下反而下降,可能与酯化反应或进一步氧化有关。

OAV分析从机理层面清晰地揭示了马瑟兰葡萄酒在陈酿过程中从“新鲜果香、花香”向“氧化味”转变的化学本质:果香贡献者(酯类)OAV急剧下降,花香贡献者(萜烯类、苯乙醇)OAV降至阈值以下,而氧化异味贡献者(乙醛、乙酸)OAV呈指数级增长。

2.3 感官品质的演变及其与化学组分的关联

为将化学成分变化与最终的饮用体验直接联系,本研究进行了定量描述性感官分析。选取的4个关键处理组(4 ℃-LO、15 ℃-LO、30 ℃-LO、15 ℃-HO)涵盖了从新鲜到严重氧化的完整品质范围,足以建立化学成分与感官属性之间的有效关联模型。

感官分析结果如图1所示,贮藏条件和时间对葡萄酒的感官轮廓产生了决定性影响。初始酒样在 “红色水果香”“黑色水果香” 和 “花香” 属性上表现出最高强度。4 ℃-LO 酒样在 12 个月后,其果香和花香属性虽有减弱,但保留最为完整,且几乎未出现 “氧化味” 和 “醋味”。15 ℃-LO 酒样的果香减弱,但 “酒香” 和 “醇厚感” 有所提升,呈现出传统陈酿风格的雏形。30 ℃-LO 和 15 ℃-HO 酒样则表现出严重的感官劣化,“氧化味” 和 “醋味” 成为主导属性,其 “果香”“花香” 几乎消失。

为量化这种关联,进行了皮尔逊相关性分析并绘制热图(图2)。结果显示:“红色水果香”“花香” 与酯类物质(己酸乙酯、乙酸异戊酯)和萜烯类(芳樟醇)含量呈显著正相关(R2>0.99);“氧化味” 和 “醋味” 与乙酸、乙醛含量呈显著正相关(R2>0.94);“涩感” 与平均聚合度(mDP)和聚合色素占比呈显著正相关(R2>0.98),说明聚合度更高的色素可能与口腔中的涩感物质有协同作用。

本研究中 “果香” 与酯类、萜烯类物质的强相关性,通过 GC-MS和感官分析对年轻红葡萄酒香气轮盘的构建结果相互印证,将乙酸酯和乙酯定义为‘水果香’属性的关键贡献者[24],而 “氧化味” 与乙酸、乙醛的也是相互关联的[25]。这些相关性有力地证实了实验室测定的化学指标能够准确预测葡萄酒的感官品质,将微观分子变化与宏观感官体验紧密联系在一起。

2.4 色泽、香气与感官演化的内在关联:基于主成分分析

为了从整体上评估不同贮藏条件对葡萄酒的综合影响,本研究选取了 5 个关键化学指标(色度、色调、总酯、总酸、mDP)和 2 个核心感官属性(果香、氧化味)进行了主成分分析。结果显示(图3),第一主成分(PC1)与第二主成分(PC2)共同解释了99.3% 的原始数据方差,表明该模型能有效反映不同贮藏条件下马瑟兰葡萄酒的品质差异。

PCA清晰地将所有样本依据其陈酿程度与品质状态进行区分。PC1(方差贡献率达 97.4%)是代表葡萄酒 “陈酿程度/品质趋向” 的核心维度。所有样本点的分布轨迹均呈现出从左至右移动的趋势,这表明随着贮藏时间的延长,葡萄酒从“品质优良”(左:高酯、高色度、高果香、低酸、低氧化味)逐渐转向“品质劣化”(右:高酸、高色调、高mDP、高氧化味、低酯)。位于PC1最左侧的是初始样本以及4 ℃-LO处理组的样本,位于PC1最右侧的则是15 ℃-HO和30 ℃-HO处理组的样本。色度、总酯、果香与PC1呈负相关,而色调、总酸、mDP、氧化味与PC1呈正相关,进一步证实了PC1作为“新鲜-氧化”陈酿主轴的核心意义。PC2(方差贡献率为1.9%)则可能反映了不同类型的老化风格,15 ℃-HO样本在PC2上得分较高,与色调和氧化味关联更强;而30 ℃-LO样本在PC2上得分相对较低,与总酸关联更强。

主成分分析的结果直观地证实,贮藏环境的温度与氧气条件共同决定了马瑟兰葡萄酒在陈酿主轴上的具体位置及其演变速度与方向。本研究进一步提出,第一主成分(PC1)得分可作为马瑟兰葡萄酒陈酿状态与氧化程度的有效预测指标。当 PC1 得分>2.0(基于本模型估算)时,预示着酒样已显著偏离新鲜状态并出现不可逆的氧化劣变趋势。这为产业实践提供了重要启示:通过监测色度、色调、总酯、总酸等有限且易得的化学指标,即可利用该模型预测葡萄酒的感官品质走向,实现对陈酿过程的精准监控与风险管理,避免因贮藏条件不当导致的经济损失。

3 结论

本研究从分子水平上证实,马瑟兰葡萄酒的陈酿是一个由温度与氧气协同驱动的、多路径并行的复杂过程。色泽演变遵循“单体降解-衍生转化-聚合稳定”的路径,其中聚合色素的生成(mDP升高)是颜色稳定的关键;香气演变则遵循“酯类水解-氧化产酸-品种香衰减”的路径。总抗氧化能力随活性酚类物质的消耗而下降。同时通过感官品评与化学计量的结合,系统建立了马瑟兰葡萄酒化学指标与感官属性之间的定量关联模型。明确了酯类和萜烯类是果香、花香的物质基础,而乙酸和乙醛是氧化缺陷味的直接来源,聚合色素的增加可能与涩感增强有关。本研究为马瑟兰葡萄酒的贮藏管理提供了精准的调控策略。欲保持其新鲜果香、花香和生理活性,必须采用低温(如4 ℃)、严格隔氧贮藏。若为发展陈酿复杂性,也需在常温(约15 ℃)、微氧环境下审慎进行,并严格规避高温(>25 ℃)与过度氧化,以防不可逆的感官劣变。

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Study on patterns of colour and aroma evolution during ageing of Marselan wine under controlled storage conditions and research on correlation with sensory quality

ZHANG Lizhi1*,ZHOU Miao2,LI Peipei3

1(School of Chemical Engineering,Yinchuan University of Energy,Yinchuan 750100,China)

ABSTRACT This study comprehensively investigated the synergistic effects of temperature and oxygen on the aging quality of Marselan wine and established intrinsic links between chemical composition and sensory attributes.A two-factor experimental design was employed to systematically examine the dynamic changes in color parameters(color intensity,hue,anthocyanin composition,polymeric pigments),volatile compounds(analyzed by GC-MS),and total antioxidant capacity(determined by ABTS assay)of wine samples over a 12-month storage period under different temperature(4 ℃,15 ℃,30 ℃)and oxygen exposure levels[low oxygen(LO)-full storage,medium oxygen(MO)-half storage,high oxygen(HO)-periodic oxygenation].Quantitative descriptive sensory analysis was conducted for comprehensive evaluation.The results revealed that elevated temperature and high oxygen conditions significantly accelerated the chemical aging process of the wine.Regarding color,total anthocyanin content decreased,while the proportion of polymeric pigments increased,and the hue value rose from 0.58 to 1.35.Gel permeation chromatography results indicated that the mean degree of polymerization(mDP)in the high-temperature,high-oxygen group reached 4.2,significantly higher than that in the low-temperature,oxygen-limited group(2.1).Concerning aroma,ester and terpene contents decreased by 82.0% and 86.7%,respectively,while acetic acid and acetaldehyde contents increased by up to 214% and 340%.Total antioxidant capacity was positively correlated with total phenolic content(R2=0.91).Principal component analysis(PCA)showed that the first principal component(97.4%)represented the aging axis from ‘fresh’ to ‘oxidized’.Sensory analysis demonstrated that ‘fruity’ and ‘floral’ attributes were positively correlated with ester and terpene concentrations,whereas ‘oxidized’ and ‘vinegary’ notes were significantly associated with acetic acid and acetaldehyde levels(R2>0.89).These findings indicated that temperature and oxygen collectively regulated the evolution of sensory quality in Marselan wine by promoting hydrolysis,oxidation,and polymerization reactions.This research provides a theoretical foundation and practical reference for the precise aging management of wine based on chemical mechanisms.

Key words Marselan wine; aging mechanism; polymeric pigments; sensory attributes; antioxidant capacity

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.045924

引用格式：张丽芝,周苗,李佩佩.贮藏条件调控马瑟兰葡萄酒陈酿过程中色泽与香气演变的规律研究及感官品质关联性研究[J].食品与发酵工业,2026,52(16):280-289.ZHANG Lizhi,ZHOU Miao,LI Peipei.Study on patterns of colour and aroma evolution during ageing of Marselan wine under controlled storage conditions and research on correlation with sensory quality[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(16):280-289.

第一作者：硕士,副教授(通信作者,E-mail:zlz1201@163.com)

基金项目：2024年宁夏自治区教育厅高等学校科学研究项目(NYG2024267)

收稿日期：2026-01-26,改回日期：2026-03-27