科学与文化:野火给葡萄酒和酿酒师带来了严峻的问题

2017 年 10 月一个愉快的夜晚，酿酒师艾丽莎·雅各布森 (Alisa Jacobson) 和她的朋友们在她朋友位于纳帕南部的酒厂采摘了最后一粒赤霞珠葡萄。他们正在利用晚上凉爽的温度，这有助于减少对水果的损害。那天晚上晚些时候，宜人的夜晚空气变得刺鼻——雅各布森惊讶地闻到从她卧室窗户飘来的烟味，尽管她的雷达上只看到了远北加利福尼亚州圣罗莎的野火。

一场新的火灾爆发了——这是加州历史上最大的火灾。被称为塔布斯火灾，它从纳帕县蔓延到圣罗莎，在半夜跳过美国 101 号高速公路，在它被控制之前烧毁了近 37,000 英亩土地，造成 22 人死亡，5,000 多座建筑物被毁，其中一半家。像乔尔·戈特酒业 (Joel Gott Wines) 酿酒副总裁雅各布森 (Jacobson) 这样的酿酒师感受到火灾的影响，不仅对他们的家园迫在眉睫，而且对他们的生计也造成了威胁。撤离令解除数月后，该地区逐渐恢复正常。然后酿酒师开始在他们的葡萄酒中检测到烟雾。

灰烬精华

暴露在烟雾中的葡萄会吸收化学物质，这些化学物质会改变——有时会破坏——所得葡萄酒的味道和气味。这种所谓的“烟雾污染”已成为业界日益关注的问题。雅各布森说，烟雾中的化学物质会掩盖葡萄酒的味道和香味。“你可以闻到香气的异味，就像篝火一样，当你品尝它时，它就像一个烟灰缸，”她说。“吐或吞咽后，它会持续几分钟。”

但并非所有葡萄酒都受到如此严重的影响。葡萄种植者、酿酒师和研究人员对野火烟雾的复杂而持久的影响感到惊讶。植物生理学和微生物发酵的变幻莫测，以及风和其他因素的影响加起来，使污染成为一种不可预测和难以捉摸的现象。究竟什么时候暴露在烟雾中会毁掉一批酒是不确定的。科瓦利斯俄勒冈州立大学的酿酒师伊丽莎白·托马西尼 (Elizabeth Tomasini) 说：“仅仅因为你的葡萄园里有烟雾，并不意味着你会在葡萄酒中品尝到它。”“两种烟气化合物含量相同的葡萄酒味道可能会大不相同。这很棘手。”

自 2017 年以来，几乎每年都会给美国西部带来破纪录的火灾。2019 年，Jacobson 和其他行业代表与 Tomasini 和其他研究人员联手组建了西海岸烟雾暴露工作组。该小组的目标是开发工具来测试、处理和理想地防止烟味破坏葡萄酒。也许迄今为止最大的惊喜是这种污点的复杂性。值得信赖的酿酒技术，例如过滤或使用蛋清去除不需要的化学物质，未能消除野火的痕迹。“有很多技术可以解决酒厂的其他问题，所以我认为我们能够解决它，”雅各布森回忆道。“令人惊讶的是，烟味很难去除。”

有问题的配对

十多年来，澳大利亚研究人员一直在努力解决污染问题。大约 15 年前，澳大利亚阿德莱德大学 (University of Adelaide) 的酿酒师 Kerry Wilkinson 在参观一家酿酒厂时，首先从酿酒师那里听说，他们的葡萄酒在水果暴露于附近规定的燃烧过程中产生的烟雾后尝起来发灰。“有人告诉我们，葡萄本身看起来不错，而且果汁没有烟味，”威尔金森回忆道。“但是一旦他们开始发酵，就会出现这种独特的气味和灰白色的表面。”

威尔金森曾研究过葡萄酒中的其他种类的烧焦气味，这些气味是由在烤橡木桶中陈酿的葡萄酒有意引入的。烘烤过程将一种名为木质素的木质聚合物分解成挥发性化合物。发酵反应将糖附着在这些芳香化学物质上，将它们转化为称为糖苷的可溶性形式，从而在成品酒中产生类似丁香或香草的辛辣味。“知道化学反应后，我想到了野火烟雾化合物也发生了类似的事情，”威尔金森说。

事实上，她在葡萄本身中发现了类似的化学过程。野火燃烧树木中的木质素并产生对植物有毒的挥发性酚。为了保护自己，葡萄藤通过将这些芳香化合物与糖类结合来做出反应。一旦结合，这些结合的化学物质可溶于水并且可以被代谢或运输出细胞。结合版本的烟雾化学物质不再具有挥发性，因此很难通过气味或味道来检测它们——这意味着被烟雾污染的葡萄可能与未暴露在烟雾中的葡萄看起来没有什么不同。但在发酵过程中，酵母酶会破坏这些键，再次释放酚类物质，使葡萄酒呈现灰暗、烟熏味。

Wilkinson 说，酚与糖结合的过程出奇地快——暴露一两个小时会导致烟雾污染。烟雾不仅会在水果表面留下残留物。即使在去除皮之后，如在酿造白葡萄酒的过程中，葡萄果肉中的糖结合酚也可能存在问题。威尔金森和她的学生是第一个发现烟雾会对田间葡萄藤及其生产的葡萄酒产生重大影响的人 (1)。他们发现，长时间暴露在烟雾中也会导致更严重的污染。

尽管将烟雾化合物与糖结合的酶在植物物种中很常见，但污染问题似乎是葡萄独有的。化学反应可能在其他植物中发生的不同，或者水果或蔬菜在夏末已经收获，那时野火通常会突然爆发。“从来没有人说过他们有被烟熏过的花椰菜或橙子，”威尔金森说。“我们已经做过将烟熏到草莓和樱桃番茄上的实验，但没有看到同样的污点。”

复杂化学

野火引起的化学物质究竟是如何以及何时注入这种有害污染的，仍然是个谜。

葡萄酒含有数百种产生风味的化合物，这些化合物因葡萄品种、土壤、生长条件(如温暖)、发酵过程等而异。这些因素会引入目前与葡萄酒污染相关的相同化学标记，特别是在西拉或设拉子等葡萄酒中。加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学的分析化学家 Wesley Zandberg 说：“这些葡萄自然会产生非常高水平的酚类物质。”“葡萄酒专家可能会称其为胡椒味或辛辣味，这被认为是这些品种的一个有吸引力的特征。”

确定这些天然存在的化学物质的“正常”水平对于了解火灾后水平是否升高至关重要。“我们没有很好的基线数据，”赞德伯格说。“每个品种或地区的正常情况是什么?现在，我们正在查看数据以了解水平是正常还是升高——如果升高，是否足以在酿酒时导致下游出现问题?”

Wilkinson 的研究已经确定了某些烟雾污染标志物，例如愈创木酚和 4-甲基愈创木酚。但她说，没有完整的清单。由于这些化合物也天然存在于未受污染的葡萄酒中，因此烟雾可能不是因为它增加了挥发性化合物，而是因为增加的数量会阻碍其他风味，Zandberg 说，他正在研究由烟雾引起的葡萄酒中的化学变化 (2)。“也许暴露在烟雾中确实会在葡萄酒中加入烟熏味的化合物，”他说，“但也许它也阻止了原本会存在的有益风味的形成。”

烟雾标记也可能因野火而有所不同。尽管所有木材都含有木质素，但其结构因物种而异，因此树种会影响烟雾的化学成分。空气中的水分、火的温度、风向、与火的距离以及其他因素都会影响特定的野火是否会导致酒被烟熏。例如，在 2020 年，灾难性的火灾席卷了加利福尼亚和俄勒冈州的酿酒区，烟雾向北飘到不列颠哥伦比亚省的葡萄园。但即使在纳帕，某些口袋也没有受到影响，加州大学戴维斯分校的酿酒学家和分析化学家 Anita Oberholster 解释说。“地形、风向和其他因素都有影响，”她说。“这很难预测。”

最近附近火灾产生的新鲜烟雾对葡萄酒构成的风险最大。挥发性酚类物质会在一天内开始在大气中分解，从而降低污染风险。赞德伯格目前正在比较来自美国和不列颠哥伦比亚省的受烟熏污染的葡萄酒和葡萄，以了解烟龄及其传播距离如何改变这两个地区的葡萄酒受到的影响。

在俄勒冈州，Tomasini 检查了这个谜题的感官部分。如果葡萄酒天然含有与烟气相同的酚类物质，那么这些风味的浓度是否会导致消费者无法接受该产品的临界点?Tomasini 说，他们目前正在开发实验，包括对暴露在烟雾中的葡萄酒和添加了烟雾标记物的葡萄酒样品进行受控口味测试，以确定专业品酒师何时可能认为葡萄酒“受污染”。

他们的团队将这种感官分析与化学测试相结合，以查明产生问题风味的分子。Tomasini 说，以这种方式同时分析感官方面和化学成分是至关重要的，因为受污染的葡萄酒的问题与感知和化学成分一样多。“这不仅仅是关于烟雾化合物，还有其他所有东西，”她说。“葡萄酒是艺术与科学的完美结合。”

筛选解决方案

一个迫切需要答案的行业希望找到预测这些因素何时收敛的方法。雅各布森说，种植者和酿酒师之间的合同涵盖了其他类型的问题，例如真菌污染。但是目前还没有办法确定一批葡萄是否会生产出受污染的葡萄酒。结果，种植者可能会发现过于谨慎的酿酒师拒绝水果，因为该地区有烟。或者酿酒师可能会购买一批水果，然后发现他们的葡萄酒卖不出去。

2020 年，另一个历史性的火灾季节于 8 月中旬开始，当时大多数葡萄品种尚未收获。Oberholster 收到了来自酿酒师的大量请求，他们希望帮助分析葡萄和葡萄酒样品以获取烟味证据。“考虑到火灾发生的时间和严重性，”她说，“问题的严重程度是巨大的。”

即使附近大火肆虐，大流行蔓延，奥伯霍尔斯特和她的同事还是通过使用气相色谱法和质谱法分析了数千个样本，这些方法昂贵且费力，处理一个样本需要 30 分钟到一个小时。Oberholster 还在 Zoom 上举办了数十场信息会议，以帮助受影响的人了解问题以及他们可以尝试减轻哪些问题。例如，许多人认为，在烟雾暴露期间打开洒水器清洗葡萄会有所帮助。但是威尔克森和其他人发现，给葡萄浇水可能只会对灰烬沉积物产生影响，而不是烟味。“这些化合物很快就会进入葡萄，即使在暴露期间清洗也无济于事，”威尔克森说。

去除暴露在烟雾中的表皮也不行——无论如何，这对于红葡萄酒来说不是一个可行的解决方案，因为表皮赋予了饮料的红宝石色调。Oberholster 说，用不同的酵母菌株进行的实验也没有取得太大的成功。酿酒师熟悉的一些过滤技术可以提供帮助，包括膜过滤、反渗透和涉及活性炭或牛奶蛋白的处理，这些技术已经用于去除葡萄酒中的苦味化合物。但这些处理方法不仅能去除烟雾污染化学物质。“如果葡萄酒没有受到严重影响，这些方法效果很好，但它们缺乏特异性，”奥伯霍尔斯特说。“即使你去除了烟熏味，它们也会降低葡萄酒的整体质量。”

根据 Oberholster 的说法，目前，该行业的最佳解决方案仍然是感官解决方案。她建议种植者小批量生产葡萄酒来测试葡萄是否会产生烟味——并利用他们的结果与酿酒师讨论是否收获以及减轻火味的方法。

威尔金森、赞德伯格和其他人正在试验涂层化合物，例如一种名为高岭土的粘土，它主要是包裹葡萄以帮助防止烟雾渗入皮肤。这些已经普遍用于樱桃、苹果和其他农产品，但到目前为止，研究人员在烟熏葡萄上取得的成功有限。

雅各布森说，补救措施至关重要。当野火迫在眉睫时，行业工人争先恐后地保护自己的生命和财产;他们通常无法到达自己的田地，更不用说在田地工作，以保护或收获葡萄。“我们必须弄清楚如何酿造没有烟味的葡萄酒，”她说，“但我们还必须弄清楚如何在野火威胁下生活和工作。”