螺旋藻强化赤霞珠葡萄酒的营养与感官特性：功能性成分增效及抗氧化活性研究

《AUSTRALIAN JOURNAL OF GRAPE AND WINE RESEARCH》：Enhancement of Nutritional and Sensory Properties of Cabernet Sauvignon Grape Wine: Incorporation of Arthrospira platensis

本文首次系统研究了螺旋藻（Arthrospira platensis, AP）作为天然强化剂对赤霞珠葡萄酒营养成分、酚类化合物（如没食子酸、白藜芦醇、槲皮素等）及抗氧化能力（DPPH/ABTS法）的增强作用，通过主成分分析（PCA）和感官评价证实0.1% AP添加量可优化酒体色泽与风味，为功能性葡萄酒开发提供新策略。

　　

1. 引言

葡萄（Vitis vinifera L.）作为古老栽培水果，富含多酚类抗氧化剂（如羟基肉桂酸盐、芪类、黄酮类）。螺旋藻（AP）作为一种丝状蓝细菌，具有高蛋白、维生素、矿物质及抗氧化成分，近年来作为功能性食品添加剂受到关注。本研究首次将AP纳入赤霞珠葡萄酒发酵过程，探究其对葡萄酒理化性质、生物活性成分及感官特性的影响。

2. 材料与方法

2.1 样品制备与发酵

2022年9月于土耳其加济安泰普省采收赤霞珠葡萄（25 °Brix），经去梗破碎后添加亚硫酸钾灭菌，接入酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）发酵12个月。实验设4组：对照组（0% AP）及0.1%、0.2%、0.4% AP添加组，发酵后装瓶储存。

2.2 理化与生物活性分析

采用pH计、滴定法、折光仪测定pH、酸度、糖度（°Brix）及酒精度；福林酚法测定总酚含量（TPC，以没食子酸当量计）；HPLC定量没食子酸、白藜芦醇、槲皮素、原花青素、绿原酸；DPPH和ABTS法评估抗氧化活性（以Trolox当量计）；凯氏定氮法测蛋白质；原子吸收光谱法测矿物质（Fe、Cu、Zn、Ca）。

2.3 色泽与感官评价

使用色度仪（CIELAB系统）测定L^*（明度）、a^*（红绿值）、b^*（黄蓝值），分光光度计检测420 nm（黄色）、520 nm（红色）、620 nm（蓝色）吸光度。感官评价由30名培训人员按9分制喜好度评分外观、香气、风味与色泽。

3. 结果与讨论

3.1 理化特性动态变化

AP添加显著调控葡萄酒pH与酸度。对照组pH由初始3.65降至30天时的3.52，而0.4% AP组升至3.75，表明AP的有机酸及多肽成分具有缓冲作用。酸度在0.4% AP组第7天达峰值0.84%，最终维持在0.81%–0.84%，符合优质红葡萄酒标准（0.60%–0.90%）。酒精度在0.4% AP组第7天最高（13.28% vs 对照组12.66%），且AP组残留糖度更高，提示AP可能通过提供氮源促进酵母代谢。

3.2 酚类化合物增效与稳定性

AP显著提升总酚含量：0.4% AP组在第7天达4107.9 mg·GAE/L，而对照组下降至1898.3 mg·GAE/L。关键酚类物质浓度随AP添加量增加：

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  没食子酸在0.4% AP组第20天达249.6 mg/L（对照组83.4 mg/L）；
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  白藜芦醇在0.4% AP组第20天为397.5 mg/L（对照组82.8 mg/L）；
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  槲皮素在0.4% AP组第30天升至299.9 mg/L（较对照组增长近10倍）。
  AP可能通过蛋白质-多酚相互作用保护酚类免受氧化降解。

3.3 抗氧化活性与营养成分强化

0.4% AP组DPPH自由基清除活性最高（6.12 mg·TE/mL），ABTS活性达6.16 mg·TE/mL，显著高于对照组。蛋白质含量从对照组0.71%升至0.4% AP组1.47%。矿物质富集效果明显：铁（0.68→2.78 mg/L）、锌（未检出→1.60 mg/L）、铜（0.05→0.35 mg/L）。AP的藻蓝蛋白及多酚协同作用增强抗氧化能力。

3.4 色泽调控与感官接受度

AP添加增强葡萄酒色泽强度：0.2% AP组在520 nm吸光度最高（2.508），表明红色调增强；620 nm吸光度随AP浓度上升（0.4% AP组为0.682），源于藻蓝蛋白的蓝色贡献。感官评价显示0.1% AP组综合评分最高，而0.4% AP组因色素与香气过强接受度略降，但仍在可接受范围内。

3.5 多变量分析验证

主成分分析（PCA）显示前两主成分贡献率达99.9%，明确区分AP处理组与对照组。0.4% AP组与抗氧化指标及酚类物质高度相关，证实AP对葡萄酒化学组成的显著影响。

4. 结论

螺旋藻（AP）作为天然强化剂可显著提升赤霞珠葡萄酒的营养价值与功能性，包括酚类化合物富集、抗氧化活性增强、矿物质与蛋白质含量提高。0.1% AP添加量在感官接受度与功能强化间取得最佳平衡，为功能性葡萄酒开发提供可行路径。未来需进一步研究AP组分在陈酿过程中的稳定性及生物利用度。