葡萄酒综述

葡萄酒的真伪鉴定第一组指导老师：沈喜海（河北科技师范学院化学系应用化学0801班）摘要：本文综述了葡萄酒的文化、营养成分及价值，葡萄酒的成分全部来自于葡萄，现已知道的600余种成分，这些物质都是人体生长发育所必须的，对人体有益处的成分。并对目前国内外鉴别葡萄酒质量优劣、真伪的先进方法作了概述。关键字：葡萄酒；营养价值；真伪；鉴别1葡萄酒文化概述“一串葡萄是美丽，静止与纯洁的，但它只是水果而已；一但压榨后，它就变成了一种动物，因为它变成酒以后，就有了动物的生命。”红酒一般是红葡萄酒的简称。酿制红酒的时候，葡萄皮和葡萄肉是同时压榨的，红酒中所含的红色色素，就是在压榨葡萄皮的时候释放出的。就因为这样，所有红酒的色泽才是红的。如果酿制白葡萄酒，则只是压榨葡萄肉并进行酿制。葡萄酒的酿制一般经过除梗→破碎→发酵→榨汁→发酵→除渣→熟成→装瓶等工艺过程。由于葡萄酒中各种有机、无机物质的存在和葡萄酒鲜美的风味，使它不仅成为一种营养丰富的饮料，而且在适量饮用的条件下，还能防治各种疾病，增强人体健康。2葡萄酒的主要成分红酒的成分相当复杂，它是经自然发酵酿造出来的果酒，它含有最多的是葡萄果汁，占百分之八十以上，其次是经葡萄里面的糖份自然发酵而成的酒精，一般在百分之十至百分之十三，剩余的物质超过1000种，比较重要的有300多种。红酒其他重要的成分如酒酸，果性，矿物质和单宁酸等。虽然这些物质所占的比例不高，却是酒质优劣的决定性因素。质优味美的红酒，是因为它们能呈现一种组织结构的平衡，使人在味觉上有无穷的享受。葡萄酒不仅是水和酒精的溶液，它有丰富的内涵：(1)水是葡萄酒的主要成份。葡萄酒中的水，是葡萄植株的根系从土壤中直接吸收的，是生物学纯水。它也是葡萄酒中其它物质的载体，正是这些物质，才使每一种葡萄酒具有其个性和风格。(2)酒精即乙醇，它是酵母菌利用葡萄浆果中的糖进行发酵的主要产物。葡萄酒中酒精的含量通常为7-16%(V/V)，但一些自然甜型葡萄酒和加强葡萄酒的酒精含量可达到23%(V/V)。酒精是葡萄酒香气和风味物质的支撑物，它也使葡萄酒具有醇厚和结构感。(3)糖和甘油，葡萄酒中的糖通常是浆果中未经发酵的部分。干型葡萄酒的含糖量低于4g/L，而甜型葡萄酒中的含糖量可达到80g/L或更高。甘油是酒精发酵的主要副产物，其含量通常为5-12g/L。糖和甘油都可使葡萄酒具圆润和肥硕感。(4)葡萄酒中的酸主要有两大类：葡萄浆果本身的酸：酒石酸、苹果酸和微量柠檬酸；发酵产生的酸：乳酸、琥珀酸和醋酸等。葡萄酒含酸量过低，则口味平淡，贮藏性差；相反，含量过高，则酒体粗糙、瘦弱。因此，葡萄酒中酸的成份和含量可影响葡萄酒的协调感和贮藏性。(5)丹宁和色素，在红葡萄酒的酿造过程中，由于对果梗、果皮和种子的浸渍作用，使存在于其中的丹宁和色素溶解在葡萄酒中，其含量通常为1-5g/L。丹宁可影响葡萄酒的结构感和成熟特性；而色素则主要影响葡萄酒的颜色。其它物质，在葡萄酒中，还含有很多其它的物质，如酯类、高级酯、脂肪酸、芳香物质、多种矿物质(包括微量元素)、微量的二氧化碳、三氧化硫以及多种维生素(VB1、VB2、VB6、VB12、Vc、Vh、Vp等)和各种氨基酸。3直接感官鉴别3.1从执行标准上判断质量按照我国食品标签标准的规定，葡萄酒的标签上应该标注该产品所执行的标准。目前葡萄酒行业执行的标准有3种：第一种，是国家标准gb/t15037—94《葡萄酒》，该标准要求产品是以葡萄或以葡萄汁为原料，以全部或部分发酵酿制而成的，酒精度大于或等于7%(v/v)，并规定了其他一些要求。按照此标准生产出的葡萄酒是真正意义上的葡萄酒。第二种，是行业标准qb/t1980-94《半汁葡萄酒》，它所限定的产品是以大于或等于50%葡萄原酒经调配而成的非原汁葡萄酒，这类产品中掺入了数量不等的水、酒精和添加剂。第三种，是以q开头的企业标准，目前执行这类标准的产品的质量相差非常悬殊，有些企业的标准制定得高于国家标准，而有些企业特别是一些小企业，制定的标准则远远低于国家标准和行业标准的要求，根本就是为劣质酒“量体裁衣”而制定的。3.2从酒精度的高低上判断质量酒精度是葡萄酒标签中必须标注的内容。按照葡萄酒标准的规定，葡萄酒酒精度不应低于7%(v/v)，正常工艺加工的葡萄酒的酒精度应该在11%(v/v)左右，一些特殊的产品可在7%~24%(v/v)之间。当葡萄酒中的酒精度小于7%(v/v)时，一个原因可能是葡萄原料质量太差；另一个原因就是根本没有用葡萄进行发酵，这两个原因都是导致葡萄酒质劣的原因。另外，酒精度太低，使葡萄酒的保质期受到影响，很难保证质量。3.3从感官特征上判断质量外观：好的葡萄酒的外观应该澄亮透明（深颜色的酒可以不透明），有光泽，其颜色与酒的名称相符，色泽自然、悦目；质量差的葡萄酒，或混浊无光，或颜色与酒名不符，没有自然感，或色泽艳丽，但有明显的人工色素感。香气：葡萄酒是一种发酵产品，它的香气应该是葡萄的果香、发酵的酒香、陈酿的醇香，这些香气应该平衡、协调、融为一体，香气幽雅，令人愉快；质量差的葡萄酒则不具备这些特点，或有突出暴烈的水果香（外加香精），或酒精味突出，或有其他异味，使人嗅而生厌。口感：任何一个好的葡萄酒其口感应该是舒畅愉悦的，各种香味应细腻、柔和，酒体丰满完整，有层次感和结构感，余味绵长；质量差的葡萄酒，或有异味，或异香突出，或酒体单薄没有4化学鉴定法4.1IRMS和SNIF-NMR法在人工、天然和生物合成过程中，产物分子具有特殊的同位素比例，即所谓的“同位素签字”。在生命科学领域，研究的重要同位素有13C/12C、18O/16O、2H/1H、15N/14N、34S/32S，这些稳定同位素的比例受土壤、空气、水、纬度、气候、温度、湿度、降雨等因素的影响。另外，植物在光合作用过程中，因其新陈代谢的差异，也会影响物种的同位素签字。因此，可以用同位素比值来鉴别具有相同化学成分而来源不同的物质和示踪产品的原产地。同位素比质谱仪技术是以气体分子形式作为分析成分，这些气体分别是CO2、CO、H2、N2、SO2，它们是在生物燃烧过程、高温分解、平衡过程中产生的，然后导入到MS中分离出一个给定元素的同位素形式（13C/12C、18O/16O、2H/1H、15N/14N、34S/32S）。IRMS技术可以进行少量样品的同位素测定和区分，精确测量同位素含量；而SNIF-NMR技术可以确定同位素在分子中的具体位置。因此，这些不同来源的C是否被混合，只要通过比较同位素13C/12C的比值，就可以很容易知道结果，因为混合后的产物与天然的产物在这个比值上是有区别的。4.1.1葡萄酒发酵前外加糖的检测根据光合作用途径的不同，植物被分成C3和C4两大类，大多植物，包括葡萄、甜菜橘子、大米等都属于C3植物，它们固定大气中的CO2，通过1,5-二磷酸核酮糖的羧基连接2个分子的磷酸核酮糖，该过程伴随着很强的同位素作用。另外一类C4植物，包括甘蔗和玉米，通过固定磷酸烯醇式丙酮酸的羧基生成草酸，在这个过程中几乎没有同位素变化。葡萄酒中的同位素以13C/12C、18O/16O、2H/1H为主，在葡萄汁发酵前，添加外源糖或利用来源于不同产区的原料进行发酵，都会影响发酵后酒精和水分子中氘(D)的分布，氘同位素会在以下4个位置重新分布：甲基位甲基位(CH2DCH2OH)、次甲基(CH3CHDOH)、羟基位(CH3CH2OD)和水分子(HOD)，这种分布特点被称为点特异性同位素分布。研究表明，酒乙醇分子中甲基位(D/H)Ⅰ含量在很大程度上取决于发酵糖的氘含量，它代表着糖的植物来源。因此，利用SNIF-NMR技术分析乙醇分子中不同位点的2H含量，可鉴别原料种类以及葡萄酒在发酵前是否添加了外源物质（如甜菜糖、甘蔗糖、玉米糖等）。4.1.2鉴定葡萄酒中的水来源与外源水相比，植物自身水分子中18O含量相对比较高，如自然界水中18O/16O的比值一般在-8左右，而白葡萄酒中18O/16O在-1.5左右，如果在酿造期间外加水，则18O/16O的比值会降低。因此，通过测定葡萄酒中水分子18O/16O的比值，可鉴别葡萄酒在生产过程中是否添加了外源水。目前，测定18O/16O的比值主要利用IRMS技术，IRMS技术是一种快速、精确度非常高的检测同位素方法。4.1.3原产地鉴定植物中同位素的分布与植株吸收的水分、地理气候位置以及植物生物化学过程有着密切联系。因此，不同产区植物含有不同的同位素含量，在其被发酵之后，酒中乙醇分子和水分子中的同位素含量会发生相应变化。据研究报道，乙醇分子中甲基位的氘含量在很大程度上取决于发酵糖的地理和生物起源，而次甲基位(D/H)Ⅱ含量更多地取决于发酵基质的氘含量，受葡萄生产地的气候情况（如降雨量、光照强度等）影响。因此，在某些情况下，利用SNIF-NMR技术可检测出酿酒原料的地理起源。4.1.4年份酒鉴定年份酒的鉴定原理是根据不同年份由于气候因素的差异，由此会影响葡萄酒中乙醇和水中同位素的变化，如某年雨量比较大，则植物自身含有的水分中18O含量相对就比较低。因此，通过分析不同年份样品中同位素的含量，即可判断该样品的生产年份。IRMS和SNIF-NMR化学方法在年份酒鉴定方面的应用主要在葡萄酒领域，从1990年起就被国际葡萄与葡萄酒组织(O.I.V)作为国际通用的一种葡萄酒分析方法，欧共体(EC)在1990年第2676号法规中也介绍了这种方法，经过几年的研究，欧盟建立一个“葡萄酒数据库”，记录不同年份、不同地区、不同品种的葡萄酒同位素信息，通过分析酒样中各同位素的含量，然后与数据库中的数据进行比对，即可判断出该酒样的生产年份。4.2“铯-137”鉴定法相比“碳-14”鉴定法，法国国家科学研究院波尔多-格拉迪尼昂核子研究中心(CENBG)的研究员菲利普休伯特早在2002年实验的“铯-137”鉴定法，可能更现实一些。这种鉴定方法是利用伽马射线透过酒瓶去探测葡萄酒中的“铯-137”（第一颗原子弹爆炸以来的产生的人造同位素），不需要打开酒瓶，不破坏收藏价值。休伯特说：“如果你拿来一瓶陈年老酒—比如说1860年的，但探测到了‘铯’，马上就可以告诉你，这瓶酒是假的。”但除了不需要打开酒瓶，“铯-137”鉴定法的局限性与“碳-14”鉴定法基本相同。4.3质子束鉴定法波尔多-格拉迪尼昂核子研究中心的另一位研究员哈维吉冈则研究出一种质子束鉴定法，即利用粒子加速器所产生的质子束探测酒瓶玻璃的化学成分，通过分析玻璃的化学成分判断出产年代及产地。比如1920年~1957年的大多数法国葡萄酒的墨绿色酒瓶，玻璃中含有来源于摩洛哥锰矿的锰元素，如果那瓶1945年的拉菲的酒瓶不含锰元素，就可以断定属于赝品。据该研究中心2008年9月发表的公报，他们已建立起自1859年以来的80款不同年代波尔多红酒酒瓶所含化学元素的数据库，包括10家顶级酒庄黄金年份(有1890、1892、1929、1945、1961、1982、1990、2000等年份)的酒瓶。专门经营陈年老酒的英国古董酒公司已与该中心建立合作关系，并在波尔多联合成立一家面向私人客户的葡萄酒鉴定机构，名字叫“VinCert”。但是，严格地说，质子束鉴定法只能确定酒瓶的真伪，酒瓶里装的东西是真是假，恐怕还得做一次“铯-137”或“碳-14”鉴定。4.4添加物鉴定法对于防不胜防的假冒名酒，以生产钞票防伪印刷油墨起家、并提供酒标防伪系统解决方案的瑞士SICPA公司董事尼尔库普兰曾在《滗酒器》杂志(2007年第7期)发表一篇雄文—《打击非法贸易的斗争》，提出一个近乎开玩笑的设想：“除了在容器上做记号外，也可以在酒瓶内将符合‘通用安全标准’(GRAS)的添加物加进葡萄酒，以便检测内容物是否假冒或稀释。然后用一个手持式探测器，将可疑内容物与真品样本进行比对分析，5秒钟之内就能获得结果。隐形油墨、防伪标记、射频识别和酒标数据库系统都有潜在的薄弱环节。”5结论葡萄酒是含有几百种且具有不同浓度组分的复杂混合物，其中主要成分是乙醇、水、甘油、糖分、有机酸、盐分，而芳香醇、氨基酸和酚类物质以较低的浓度存在。葡萄酒