红葡萄酒颜色的研究
红葡萄酒色泽是影响葡萄酒感官质量的的重要指标之一，如何稳定红葡萄酒的色泽一直是葡萄酒酿造工艺技术关注的焦点。
红葡萄酒中的呈色物质主要是花色苷，它是决定红葡萄酒色泽的主要因素。此外，还有许多其它的酚类物质影响葡萄酒的颜色和口感。葡萄酒的感官质量在一定程度上取决于葡萄中酚类物质的含量。其中花色苷赋予了红葡萄酒的红色，在新鲜红葡萄中的含量约为200～500mg/l。欧亚种葡萄红色品种中的花色苷主要是二甲花翠素（malvidin）、花翠素（delphinidin）、甲基花青素（paeomidin）、3′—甲花翠素（paeomidin）、花青素（cyanidin）的3—葡萄糖苷，红葡萄中所含花色苷的种类与品种有关，二甲花翠素单葡萄糖苷是在除欧洲葡萄外的其它葡萄种及其杂种中起主要作用，所以常依据是否含花色素双糖苷判断酿造葡萄酒的原料是欧洲种还是美洲种以及杂交种酿造的。mazza认为红葡萄酒之中的花色苷含量与组成，与葡萄的种类、品种、成熟度、季节、地理位置、产量都有关系；即使是同一种内的不同品种之间，花色苷的组成与分布也很复杂，并使品种具有其颜色特征。ortega-meder等认为同一品种在不同年份和不同地区栽培，其花色苷的组成是完全相同的。利用花色苷在葡萄中的组成右进行品种分类。
2．1栽培因素
葡萄浆果中花色苷的含量和种类决定着红葡萄酒红色的深浅，葡萄中花色苷的浓度是红葡萄酒酿制中一个非常重要的果实质量因子。葡萄果实花色苷的积累始于转熟期，同糖在果实中的积累密切相关。果皮中的糖可能对花色苷和其它酚类物质起调节作用，但是黄酮类化合物，特别是黄酮醇类在葡萄皮中的含量远低于花色苷。然而wicks等的研究发现，可溶性碳水化合物和果皮中酚类物质（包括花色苷）之间无相关性。
气候条件、栽培条件对花色苷的形成与积累影响很大。zimman等的试验表明，对红葡萄酒颜色成分影响最大的是产地因素。产地的地理位置、气候条件、栽培技术等影响颜色物质的成分。光照，低温促进花色苷的形成。spayd等的研究也表明光照和温度影响果皮中总的单体花色苷浓度，裸露在阳光下的浓度都增加。无直射光处的红色葡萄品种，果皮颜色浅，花色苷含量低。对果穗遮阴并不影响果实中糖、酸和钾的积累，但影响花色苷和酚类物质的增加，其成熟果实中花色苷和酚类物质含量较叶片遮阴的低，比正常光照下的更低；对果穗遮阴、叶片遮阴以及全树遮阴都会使成熟果实的花色苷和酚类物质的含量下降，并严重影响葡萄酒的风味和香气。黑品乐（pinotnoir）果实裸露在阳光下，能增加果皮中酚类物质浓度，但对花色苷浓度影响不大。一些研究表明，葡萄生长在充足阳光下比生长在遮光下积累的酚类物质多。高氮会抵制花色苷的形成，过多施氮常常导致果实的着色不良。keller等对光和氮对花色苷的质量非常重要，在转熟期遮阴3周，会降低葡萄皮中酚类物质的积累；在花期重施氮会加剧光照不足所带来的负作用。因此过量的追施氮会使花色苷的积累下降，从而影响所酿造的葡萄酒质量。葡萄花色苷和总酚含量决定着原料的质量，可将其作为确定葡萄成熟期的指标。
充足的阳光和适度限制灌水都有利于酚类物质的积累。在葡萄转熟期后的水分供应对葡萄浆果中的红色物质积累有一定的影响，水分亏缺，花色苷前体物的含量增加较多；过量灌水花色苷前体物的含量较低。转色期之后停止水分供应，能使葡萄酒中的花色苷含量增加，也使黄酮类物质的含量增多。sipioro等对赤霞珠(cabernetsauvignon)葡萄在转色前后停止灌水进行了比较研究，在转色期前停止灌水的果实在发酵中所提取的花色苷多，但是在发酵结束后，花色苷的损失也多；在新酒中，转色前或后停止灌水的果实在延长果皮浸渍时间（浸渍30d）的情况下，都可以增加葡萄酒中总酚含量、降低单体花色苷浓度，增加葡萄酒颜色的稳定性。sipioro等的实验还表明，延长果皮浸渍时间比果实转色前后灌水调节对葡萄酒中总花色苷和总酚含量的影响更大。
疏叶和疏花对葡萄浆果的颜色也有影响。果实转色后疏去部分叶片（33%和66%），欧亚种葡萄赤霞珠浆果中花色苷含量明显增加，葡萄酒质量也显著提高。开花后疏去欧亚种内比奥罗（nebbiolo）50%花序，使果皮中的花色苷和类黄酮类物质的浓度增加的同时，可溶性固型物的含量也提高，但浆果质量和葡萄皮质量增加不大。
总之，在葡萄浆果的生长发育过程中，光、温、水、肥等对果实内含物积累起着重要作用，它们影响葡萄浆果的质量，决定着葡萄酒的品质。在一定程度上，栽培因素对葡萄酒酿造更为重要，“葡萄酒质量七分在于原料，三分在于工”工之说的依据就在于此。
2．2加工过程中的因素
2．2．1花色苷的变化
葡萄酒的颜色最初源于发酵过程对葡萄皮中花色苷、单宁的浸渍，但是在发酵、陈酿、贮存等过程中葡萄酒色泽和成分等均发生着生化和化学变化。一般新酒中的颜色主要是由单体花色苷组成，贮存过的葡萄酒的颜色绝大部分是由寡聚体和多聚体色素决定。ribéreau-gayon认为红葡萄酒新酒的颜色主要是由花色苷的浓度、ph、二氧化硫浓度和辅色素等决定。在酿酒过程中，通常，葡萄中的花色苷类物质只有一小部分（大约20%）溶于葡萄酒中。在发酵结束后，又有一部分花色苷不可避免的损失掉，花色苷的损失比率与葡萄酒的加工过程有关。酵母菌和葡萄酒中的固形物都可以固定花色苷，使它变成无色物质；酒精破坏了花色苷辅色素；花色苷和单宁类聚合形成无色的聚合物，以及在酿酒过程中ph的改变使各种花色苷平衡改变等都是红葡萄酒颜色下降的原因。另在研究表明，在发酵后，红葡萄酒颜色的下降是花色苷不断聚合，单体花色苷的减少造成的。颜色的稳定性与花色苷的种类有关，花色苷的衍生物可以大大地提高花色苷的稳定性；乙烯苯基花色素-3-糖苷的好，并且ph对花色苷衍生物的影响很小。
在酒精发酵过程中，葡萄中的酚类物质转移到发酵液中，这些酚类物质决定着葡萄酒的颜色质量，也影响葡萄酒颜色的稳定性。发酵条件，如发酵温度、浸渍时间、皮/葡萄汁比率都影响花色苷和其它酚类物质在葡萄酒中的含量。带籽发酵槿添加葡萄籽对红葡萄酒的颜色稳定有帮助。种子之中酚类物质含量很高，也是葡萄酒中单宁来源的主要途径，它们对红葡萄酒的颜色和风味起重要的作用。
低温浸渍果皮发酵后，用聚乙烯基吡咯烷酮（poly-vinylpyrrolidone）澄清的葡萄酒有很好的颜色。浸渍温度是影响花色苷含量和颜色的重要因子，发酵结束后增加液体的温度和延长浸渍时间，都可以增加花色苷前体物的浓度，并且发酵后增温能提高辅色素物质的含量。gómez-plaza等人对果皮浸渍4d、5d、10d进行了实验，表明了延长浸渍时间对加深红葡萄酒的颜色有利。他们认为延长果皮的浸渍时间能很好地提取果皮中的酚类物质，在罐装时，葡萄酒的色度很好；浸渍10d的葡萄酒在储存一年后，有很好的色度、很高的花色苷含量和多聚体成份物质，葡萄酒的感官质量也高。bakker在发酵液的含糖量为5.5°(baumé)时去除果皮，然后继续发酵2.5d至终止与发酵液用8次，每次10分钟的回流处理，并带皮发酵5d至终止进行了比较，后者的总色素、总酚和有机酸提取量都高于前者。sipioro等的试验也说明了延长果皮浸渍时间对红葡萄酒颜色的重要性。尽管有一些研究认为长时间的浸渍果皮对葡萄酒中最终花色苷含量没有直接的关系，有一些花色苷可能被沉淀或形成无色的物质，但它毕竟能够获得高浓度花色苷的葡萄酒。sims等人认为长时间的浸渍可能对葡萄酒前期贮存中色素的聚合和颜色的稳定有利，当然这一点与葡萄的品种有关。
浸渍、温度等发酵条件影响葡萄酒中花色苷组成，而花色苷组成和浓度影响葡萄酒的颜色。而果实中花色苷的组成和含量（与品种和成熟期有关）和果皮浸渍对葡萄酒的颜色影响很大。在带皮发酵过程中单宁和其它多聚酚的水平也在提高，而且单宁进入发酵液是伴随着花色苷的浸提进行的。单宁的增加有利于花色苷的稳定，也就有利于葡萄酒颜色的稳定，但过多的单宁会使葡萄酒带有苦涩味。长时间浸渍会导致葡萄酒的苦涩味加重。
2．2．3环境因素的影响
红葡萄酒在橡木桶中陈酿，随着时间的延长红色下降，黄色成份增加，随着氧化作用的发生，蓝色辅色素类物质趋于稳定。颜色的稳定与花色苷和其它酚类物质的聚合程度有关。贮藏条件影响葡萄酒中花色苷的组成和浓度，从而影响葡萄酒的颜色。gonzáles认为温度、光、氧气对葡萄酒的颜色影响很大。在葡萄酒生产过程中，20%酚类物质的丢失，是由于葡萄酒与空气接触引起酚类物质的氧化所致。发酵前葡萄汁通氧，会导致桑娇维塞（sangiovese）葡萄酒中红色素、花色苷和总酚含量下降。桑娇维塞（sangiovese）葡萄酒贮存过程中，人为加氧可以降低葡萄酒中酚类物质含量，增加红色多聚体成份的浓度。通气能够加强色素氧化作用而使酒色变浅。carta-gena等的研究表明，在较低温度下（20℃），贮存葡萄酒时入射光对葡萄酒颜色稳定性的影响大于氧浓度对颜色的影响；当温度较高时（45℃），贮酒容器内上部空间内氧的含量和光一样成为主要的影响因子。在较低温度下贮存葡萄酒有利于提高红葡萄酒的颜色质量。ph值与温度的相互作用与颜色的稳定性有关，高ph值的葡萄酒贮存在高温条件下，葡萄酒很容易褐变。sims等也认为较高的ph会导致葡萄酒褐变，降低红葡萄酒颜色。贮酒容器上部空间越大，褐变越严重。李培环等人的试验表明，酸度大、酒度较高时有利于花青素在酒中的溶解；而酸度、酒度的大小对单宁在酒中的含量影响较小。
往葡萄酒中加一定量的抗氧化剂，有利于色素在酒中的溶解、保存，在发酵前，往红葡萄的葡萄汁中添加辅色素可以增加红葡萄酒的颜色。在红色葡萄酿酒品种listannegro和negramoll的葡萄汁中添加咖啡酸(caffeicacid)可以使这两个品种酒的红色明显加深；在发酵结束后，使listannegro酒的颜色提高25%~45%（520nm处的吸光值），negramoll葡萄酒的颜色提高13%~75%；在陈酿过程中，红色的增加甚至超过100%。darias—martin等研究儿茶酸(catechin)和咖啡酸对cannry岛主栽品种listannegro的颜色影响发现，儿茶酸可以提高葡萄酒色度10%（520nm处的吸光值），而咖啡酸可以使红色提高60%。darias-martin等的试验表明，咖啡酸对红葡萄酒颜色的稳定和防止氧化有重要作用。增加有机酸的含量可以增加红葡萄酒颜色的稳定性。
颜色提取酶的应用，可以提高葡萄酒中色素物质的含量，提高色度，并且在葡萄酒的贮存过程中，增加了葡萄酒颜色的稳定性。色素提取酶rapidaseregisterdeexcolor以5g/hl的量加入红葡萄品种shiraz的果汁中，可以使葡萄酒的色度提高22.1%；研究表明rapidaseregisterdeexcolor可以在酿酒业中广泛地应用于增加葡萄酒的颜色。红色提取酶trenolincolor(erbsloehbeveragetechnology,geisenhein,germany)可以增加葡萄酒中色素物质的提取量，促进多酚类物质和单宁的稳定性，有利于红葡萄酒颜色的稳定。zimman等在葡萄汁进入发酵的1d加入色素酶rapidas(dsmfoodspecialitiesusa,charlotte,nc),对葡萄酒进行分析后发现，色素提取酶rapidas没有增加红葡萄酒的色度，但增加了花色素前体类物质的含量。在红葡萄酒的陈酿过程中，颜色的稳定性取决于是否形成色素多聚体—花色素前体产物（已知为缩合单宁或单宁类物质）。
gil等用转外源离析酶基因的酵母菌发酵，可以增加红葡萄酒中自由的各被糖苷束缚的风味物质、颜色、酚类物质等，其效果达到甚至超过商业化的红色浸提酶。另外，一些果胶酶（如vinozymg）可以明显地提高port葡萄酒的色度。吕尚松认为在葡萄汁中添加0.025%~0.03%的果胶酶有利于蛇龙珠葡萄酒颜色的浸提。
添加单宁产品既可以保护已有的天然色素，又可以补充葡萄酒中缩合单宁不足。添加单宁对葡萄酒色素的稳定作用主要表现在两个方面，一是，单宁具有抗氧化作用，可以防止色素的氧化，而且能提高来自葡萄原料的天然单宁稳定天然色素的可能性，能更好地保护葡萄酒的自然颜色；二是，单宁可与色素形成稳定的单宁—色素复合物，防止色素的聚合沉淀，单宁—色素复合物对氧和二硫化碳更为稳定。商品化的葡萄酒配制专用优质单宁产品trs(taniraisin)和vvr(vitanilvr)既可以保护红葡萄酒的颜色又可提升葡萄酒的醇厚口感和酒体的结构，并且不会对葡萄酒产生负面的影响。不同的单宁产品对葡萄酒颜色的影响不同，sims等采用乙醛acetaldehyde)和商品化单宁酸(“winetanin”,acetochemicalco.,flushing,ny)和单宁（“naturalgrapetannic”,成份未知，winesinc.,akron,oh）对园叶葡萄的红葡萄酒进行了比较试验，结果发现，用乙醛处理的葡萄酒的褐化程度轻，红色色度增强，花色苷与单宁多聚化的影响不大，但葡萄酒的色度增加；而单宁使葡萄酒的褐化加重，但对色度、花色苷—单宁多聚物几乎无影响。
sims等在发酵后往园叶葡萄的红葡萄酒中添加葡萄酒澄清剂酪蛋白（casein）、pvpp(polyvinyl--polypyrrolidone)、明胶（gelatin）,研究葡萄酒中酚类物质的水平、颜色、稳定性及感官特征。结果发现酪蛋白和pvpp特别是pvpp能减少葡萄酒中总酚含量和多聚酚类物质的浓度，降低红葡萄酒的颜色；pvpp还能减少红葡萄酒中的棕色色调，并对红葡萄酒的感官指标影响很大；而明胶对红葡萄酒中的酚类物质成分、颜色、感官特性等的影响很小。不溶性的ppo（polyphenoloxidase多酚氧化酶）是从葡萄汁的沉淀中分离出来的，它不能氧化种子中二聚体酚和多聚体单宁,但它能使赤霞珠葡萄皮中存在的联苯酚的色素下降，二聚体酚和多聚体单宁对葡萄酒中整体色素的降低有一定的抵制作用。发酵过程中，在常规量添加so2的情况下，ppo酶能间接降低花色苷类物质的含量。co2处理对红葡萄酒的颜色也有影响，圆叶葡萄品种noble和regale在压榨前用co2气体处理36～48d，从处理到装瓶6个月，装瓶后8周对葡萄酒进行分析，结果表明，用co2气体处理的葡萄酒的ph值升高、挥发酸的含量也有所升高，但酚类物质、酒精、颜色等都比对照的低。增加so2的浓度，可以增加发酵过程中花色苷类物质的提取量；在葡萄酒成熟过程中，所有的葡萄酒会失去一部分红色而增加褐色色度，但没有添加so2的葡萄酒比添加so2的葡萄酒褐化更严重。
总之，葡萄酒的颜色与多种因素有关，主要因素是葡萄品种、气候、成熟度、ph值、温度以及加工过程中对葡萄酒进行的各种处理和陈酿条件等。
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