化学与生活

带你一起了解葡萄酒中的有趣问题

作者:杉杉

导读:

葡萄酒是最接近大自然的产物之一,也是人与自然和谐共处的完美体现,因其悦目的外观、芬芳的香气、复杂多变的口感而风靡全球。每当你拿起一瓶葡萄酒时,是否会存在疑惑,葡萄酒的标签中为何有二氧化硫?葡萄酒中的沉淀物是什么?葡萄酒为什么会有色泽的差异?每当你喝一口葡萄酒时,是否会存在疑惑,为什么干红葡萄酒喝起来有涩嘴的感觉?同时,除了外观颜色外,白葡萄酒与红葡萄酒的区别是什么?上述的所有问题,都离不开化学,下面小编将对以下问题进行解释。

正文:

一、葡萄酒的介绍

葡萄酒是以鲜葡萄果实或葡萄汁为原料,经全部或部分发酵酿制而成的,含有一定酒精度数的发酵酒。葡萄酒主要成分包括水、乙醇、酸、酚类化合物和芳香物质等,葡萄酒中的微量成分中含有多种氨基酸和矿物质,适度饮用葡萄酒对调节人体新陈代谢、促进血液循环、防止胆固醇增加具有良好的作用。

二、葡萄酒的分类

  1. 按含糖量(以葡萄糖计)分类:甜(>45 g/L)、半甜(12 g/L~45 g/L)、半干(4 g/L~12 g/L)、干(≤4 g/L)四种。

图1  按含糖量进行红葡萄酒的分类

  1. 按颜色分类:白葡萄酒(White Wine,主要由果肉没有颜色的葡萄品种酿造而成,颜色一般为淡黄色或者接近无色)、桃红葡萄酒(Rose Wine,颜色介于白葡萄酒和红葡萄酒之间,由带皮的红葡萄混合酿造)、红葡萄酒(Red Wine, 由紫色、黑色或者酒红色果的葡萄酿造而成,带有单宁,口感通常带有涩味,保存期较长)三种。

图2  按颜色进行红葡萄酒的分类

三、葡萄酒为何会存在二氧化硫?

当你购买葡萄酒时,你会发现其外标签上的原料与辅料一栏中标示有二氧化硫(SO2)的字样。二氧化硫是一种国内外常用的食品添加剂,在葡萄酒酿造过程中,由于葡萄中自然存在硫酸盐化合物,当葡萄经过压榨、发酵和贮存等过程时,这些硫酸盐会转化为二氧化硫。同时,为了防止酒的氧化,延长酒的保质期,商家需向酒中加入一定量的二氧化硫,用于抑菌抗氧化[1]

图3  葡萄酒外标签

四、葡萄酒中的沉淀物是什么?

每当你拿起一瓶葡萄酒时,你会发现,瓶中会有一些固态沉淀物。固态沉淀物主要分为三种:①酒石酸结晶(又叫酒石),由于葡萄酒中存在酒石酸,当在温度偏低时,会与酒中的钾离子结合,并以晶体形式析出,生成酒石酸结晶;②酒泥或酒渣,包括酒精发酵结束后死去的酵母细胞等;③酚类化合物等物质。葡萄酒在贮存过程中,酚类物质会发生氧化反应,形成一些固态化合物并积聚在酒瓶底部。值得注意的是,上述这三类对人体和葡萄酒的品质都是无害的,可以放心饮用。

图4  酒石酸的分子式(左图)与红葡萄酒瓶塞上的酒石酸结晶(右图)

然而,当葡萄酒受到细菌、霉菌、醋酸菌(acetobacter)等微生物污染或是储存不当时,可能产生不同于上述三种情况的云雾状或絮状沉淀,因漂浮于酒液,使其浑浊、不透光。出现这类情况的葡萄酒基本已经变质,不可再饮用。

图5  葡萄酒絮状沉淀

五、葡萄酒喝起来为什么会涩嘴?

葡萄酒中的的涩嘴主要是由于“单宁”的作用,单宁(tannin)是红葡萄酒的灵魂[2]。从化学概念来讲,单宁是一种带负电荷的活性分子,红葡萄酒中的单宁分子量一般在500~3000之间。同时,单宁是葡萄果实中最丰富的酚类物质,主要存在于葡萄的果皮、种子和果梗中,不仅直接地影响葡萄酒的色泽、风味、品质、稳定性和陈酿潜质,而且单宁在葡萄酒中还有沉淀蛋白质、提高结构感、抗氧化、抗自由基、稳定色素、抗菌、防止还原味和光味的作用,是组成红葡萄酒涩味的重要成分。

图6  葡萄酒中单宁的来源

按照单宁的化学结构,将酚类分为水解单宁(hydrolyzable tannins)和缩合单宁(condensed tannins)[3]-[4]。水解单宁是单宁水解出来的产物,是指由棓酸或是棓酸衍生的酚羧酸与多元醇组成的酯在酸、碱和酶的作用下产生的多元醇和酯。缩合单宁主要来源于葡萄种子和果皮,是黄烷-3-醇(flavan-3-ol)聚合物,通常是由一类黄烷-3-醇及黄烷-3,4-二醇结构单元通过 C4→C8(或 C4→C6)键缩合而形成的寡聚或多聚物。

图7  葡萄酒中水解单宁(左图)与缩合单宁(右图)的结构[2]

六、葡萄酒为什么会有色泽的差异?

色泽是进行红葡萄酒品质鉴别的最直观感受,花色苷作为红葡萄酒颜色的物质基础,制约着红葡萄酒的色度呈现。花色苷是一种具有2-苯基苯并吡喃结构的糖苷衍生物,是植物界广泛分布的一种水溶性色素。在生产工艺、pH等条件因素相当的情况下,红葡萄酒呈现的色度与花色苷的含量呈正相关。作为一种类黄酮物质,花色苷具备清除人体内自由基的能力,在抗衰老、预防心脑血管疾病上可起到重要作用,是红葡萄酒中必要的有效成分。因此,花色苷含量是品鉴红葡萄酒品质的关键指标之一。

图8  花色苷的骨架(左图)与葡萄酒中色泽对比(右图)

七、白葡萄酒与红葡萄酒的区别?

除了外观颜色以外,红葡萄酒和白葡萄酒之间的最重要区别是是否存在单宁。白葡萄酒是将葡萄原汁与皮渣进行分离后,用葡萄汁发酵制成,所以,白葡萄酒的灵魂是酸(Acid。在品酒过程中,单宁分子和唾液蛋白质发生的化学反应,会使口腔表层产生一种收敛性的触感[5],人们通常形容为“涩”。如果说“酸”是白葡萄酒的个性,那么,“涩”就是红葡萄酒的个性。

图9  白葡萄酒与红葡萄酒的对比

总结:

每当你拿起一瓶葡萄酒时,利用上述的化学知识,你会对葡萄酒有了深入的认识。单宁是红葡萄酒的灵魂,而酸是白葡萄酒的灵魂。花色苷作为红葡萄酒颜色的物质基础,制约着红葡萄酒的色度呈现。最后,小编提醒各位,红酒虽好,但要适量,过度则伤身。

参考文献:

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