孫樹(shù)霖，劉政海，張 麗

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 軟件學(xué)院，山西 晉中 030801）

釀酒葡萄果實(shí)品質(zhì)決定釀造葡萄酒的品質(zhì)，其中酚類(lèi)物質(zhì)是葡萄酒最重要的風(fēng)味物質(zhì)之一，包括總酚、單寧、黃酮類(lèi)、花色苷等，不僅影響葡萄酒的口感、顏色，還決定葡萄酒的一些生理活性功能[1]。研究不同品種果實(shí)成熟期不同部位酚類(lèi)物質(zhì)含量，對(duì)明確當(dāng)?shù)蒯劸破咸逊N植采收以及提高葡萄酒品質(zhì)具有重要的指導(dǎo)意義。釀酒葡萄果實(shí)中酚類(lèi)物質(zhì)含量受品種、地域以及環(huán)境等因子的影響。目前我國(guó)栽培的釀酒紅葡萄主要有赤霞珠、美樂(lè)、西拉、蛇龍珠、品麗珠、玫瑰香等[2]。赤霞珠起源于波爾多，釀造的葡萄酒顏色深、單寧強(qiáng)勁，酒體結(jié)構(gòu)感強(qiáng)，且赤霞珠葡萄有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，可在不同條件下茁壯生長(zhǎng)，且表現(xiàn)良好，現(xiàn)已在世界各地廣泛種植[3-4]。對(duì)賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)葡萄調(diào)查發(fā)現(xiàn)，總酚物質(zhì)含量為赤霞珠＞美樂(lè)＞蛇龍珠[5]。釀酒葡萄果實(shí)中果皮和種子的酚類(lèi)物質(zhì)含量遠(yuǎn)超過(guò)果肉中含量，葡萄酒中的酚類(lèi)物質(zhì)也主要通過(guò)浸漬果皮和種子中的酚類(lèi)物質(zhì)[6]。黃土高原葡萄產(chǎn)區(qū)光線充足，晝夜溫差大，在該地區(qū)栽培的美樂(lè)葡萄表現(xiàn)出高糖、高酸、高酚類(lèi)物質(zhì)[7]。蔣寶等[8]對(duì)品麗珠果實(shí)基本理化指標(biāo)及多酚組成和含量進(jìn)行檢測(cè)，表明不同地形對(duì)品麗珠葡萄果皮中酚類(lèi)物質(zhì)含量有一定的影響。赤霞珠、美樂(lè)、品麗珠為黃土高原地區(qū)的主栽釀酒品種，對(duì)地區(qū)釀酒葡萄成熟期的采收沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)，本研究通過(guò)系統(tǒng)分析果實(shí)基本品質(zhì)和不同部位酚類(lèi)物質(zhì)含量，科學(xué)描述與評(píng)價(jià)葡萄成熟期品質(zhì)，為黃土高原地區(qū)不同釀酒葡萄品質(zhì)判斷提供方法，可作為農(nóng)戶種植釀酒葡萄品種的參考，為指導(dǎo)釀酒葡萄采收提供理論依據(jù)，提高地方葡萄酒品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

釀酒葡萄品種美樂(lè)（Vitis viniferaL.cv.Merlot）、品麗珠（Vitis viniferaL.Cabernet Franc）、赤霞珠（Vitis viniferaL.cv.Cabernet Sauvignon）：栽培于山西省太谷縣任村鄉(xiāng)，均為20年生葡萄，為‘廠’字形立架栽培。將達(dá)到生產(chǎn)成熟的葡萄進(jìn)行果實(shí)采樣，采樣通過(guò)對(duì)角線法則選取9棵葡萄樹(shù)，每棵樹(shù)分別需要在陰面和陽(yáng)面的葉幕外層、結(jié)果部位居中的果穗上進(jìn)行采果，每穗果在果穗上中下位置各選取3粒無(wú)病蟲(chóng)害無(wú)霉變的果粒，利用冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室。重復(fù)采樣時(shí)選取不同的葡萄樹(shù)。

甲醇、乙醇、正丁醇、氫氧化鈉、亞硝酸鈉、碳酸鈉、氯化鋁、鹽酸（均為分析純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；兒茶素、單寧酸（均為色譜純）：美國(guó)Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV1902雙光束紫外分光光度計(jì)：上海勤酬衡器有限公司；Z 326K型離心機(jī)：上海賀默儀器科技有限公司；JEB2002電子天平：上海蒲春計(jì)量?jī)x器有限公司；ATAGO PAL-1數(shù)顯折射儀：上海葉拓科技有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 不同品種釀酒葡萄成熟期品質(zhì)評(píng)價(jià)

對(duì)成熟期果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行如下測(cè)定：

平均粒質(zhì)量：對(duì)采樣后的葡萄稱量；可滴定酸（titrable acid，TA）含量：采用NaOH 滴定法測(cè)定；總可溶性固形物（total soluble solid，TSS）：采用數(shù)顯折射儀測(cè)定。果皮比重：稱量30粒果實(shí)質(zhì)量后，將30粒葡萄皮和種子進(jìn)行分離，稱量30粒葡萄果皮質(zhì)量，果皮質(zhì)量與果粒質(zhì)量比值即為果皮比重；種子比重：稱量30粒果實(shí)質(zhì)量后，將30粒葡萄皮和種子進(jìn)行分離，稱量30粒葡萄種子質(zhì)量，種子質(zhì)量與果粒質(zhì)量比值即為種子比重；出汁率：稱100 g不帶果蒂的果粒將其在自封袋中充分破碎，利用紗布過(guò)濾，測(cè)得的汁液質(zhì)量與果?？傎|(zhì)量之比即為葡萄出汁率。

1.3.2 主成分分析

主成分分析法是研究指標(biāo)體系的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，然后利用降維思想把多指標(biāo)轉(zhuǎn)換成少數(shù)幾個(gè)相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)（主成分），減少了信息的交叉，分析評(píng)估結(jié)果更具有客觀性和準(zhǔn)確性。可從眾多酚類(lèi)指標(biāo)中找出品種間特征差異酚類(lèi)物質(zhì)，更客觀分析釀酒葡萄不同品種間酚類(lèi)物質(zhì)含量差異。

1.3.3 測(cè)定方法

總酚和單寧：通過(guò)Folin-Ciocalteu法測(cè)定；總類(lèi)黃酮：通過(guò)氯化鋁比色法測(cè)定；黃烷醇：通過(guò)香草醛-鹽酸法測(cè)定；原花色素：通過(guò)正丁醇-鹽酸法測(cè)定；花色苷：通過(guò)pH值示差法測(cè)定[7]。測(cè)定結(jié)果以鮮質(zhì)量計(jì)。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2016軟件進(jìn)行平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差等計(jì)算及柱形圖的制作，利用SAS9.0軟件進(jìn)行不同品種間品質(zhì)顯著性差異和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同釀酒葡萄果實(shí)基本成分比較

不同品種完全成熟的葡萄果實(shí)主要成分的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，赤霞珠成熟果實(shí)的平均單粒粒質(zhì)量為1.42 g，顯著低于美樂(lè)和品麗珠（P＜0.05）。三種釀酒葡萄間可溶性固性物含量差異不顯著（P＞0.05），但可滴定酸存在顯著差異（P＜0.05）。品麗珠和赤霞珠的果皮較厚，果皮比重顯著高于美樂(lè)，且品麗珠種子較大，其種子比重為6.15%，顯著高于其他兩個(gè)品種（P＜0.05）。三個(gè)品種間出汁率差異不顯著（P＞0.05），間于59.98%～61.38%。

表1 三種釀酒葡萄果實(shí)基本成分測(cè)定結(jié)果Table 1 Determination results of basal component of three wine grapefruits

2.2 不同釀酒葡萄果實(shí)果皮、果肉和種子中酚類(lèi)物質(zhì)比較

2.2.1 三種釀酒葡萄果實(shí)不同部位總酚含量比較

圖1 三種釀酒葡萄果皮、果肉和種子中總酚含量Fig.1 Total phenolic contents in skins,flesh and seeds of three wine grapes

對(duì)釀酒葡萄美樂(lè)、品麗珠、赤霞珠葡萄果實(shí)不同部位總酚含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1可知，赤霞珠果皮中總酚含量為28.82 mg/g，顯著高于美樂(lè)和品麗珠（P＜0.05）；且在種子總酚含量表現(xiàn)為赤霞珠顯著高于其他兩個(gè)品種（P＜0.05），分別比美樂(lè)、品麗珠高68.47%、110%。三個(gè)品種果實(shí)果肉中總酚含量差異不顯著（P＞0.05），含量間于2.33～2.53 mg/g。

2.2.2 三種釀酒葡萄果實(shí)不同部位單寧含量比較

單寧是葡萄酒品質(zhì)的重要骨架，三個(gè)釀酒葡萄品種果實(shí)不同部位單寧含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可知，赤霞珠果皮中單寧量含量最高，顯著高于美樂(lè)（P＜0.05），而美樂(lè)果皮中單寧含量為20.37 mg/g，顯著高于品麗珠（P＜0.05）；品麗珠果實(shí)果肉中單寧含量最高，為1.64 mg/g。赤霞珠種子中單寧含量與美樂(lè)差異不顯著（P＞0.05），但顯著高于品麗珠（P＜0.05）。

圖2 三種釀酒葡萄果皮、果肉和種子中單寧含量Fig.2 Tannin contents in skins,flesh and seeds of three wine grapes

2.2.3 三種釀酒葡萄果實(shí)不同部位總類(lèi)黃酮含量比較

三種釀酒葡萄果實(shí)不同部位總類(lèi)黃酮含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3可知，釀酒葡萄不同部位總類(lèi)黃酮含量差異明顯，且不同品種間果實(shí)不同部位含量差異顯著。美樂(lè)葡萄果皮中總類(lèi)黃酮含量為8.70 mg/g，顯著高于赤霞珠和品麗珠（P＜0.05），且赤霞珠顯著高于品麗珠（P＜0.05）。同樣，果肉中總類(lèi)黃酮含量表現(xiàn)為美樂(lè)顯著高于其他兩個(gè)品種（P＜0.05）。赤霞珠果實(shí)種子中總類(lèi)黃酮含量最高，為2.32mg/g，顯著高于品麗珠和美樂(lè)果實(shí)種子中含量（P＜0.05）。

圖3 三種釀酒葡萄果皮、果肉和種子中總類(lèi)黃酮含量Fig.3 Total flavonoids contents in skins,flesh and seeds of three wine grapes

2.2.4 三種釀酒葡萄果實(shí)不同部位黃烷醇含量比較

圖4 三種釀酒葡萄果皮、果肉和種子中黃烷醇含量Fig.4 Flavanols contents in skins,flesh and seeds of three wine grapes

黃烷醇主要為葡萄酒品質(zhì)提供苦澀味，具有抗氧化保健功能，且對(duì)提高葡萄酒的風(fēng)味具有關(guān)鍵作用。三種釀酒葡萄果實(shí)不同部位黃烷醇含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4可知，赤霞珠葡萄果皮中黃烷醇含量為41.19 mg/g，比美樂(lè)葡萄果皮中含量高24.40%（P＜0.05），比品麗珠高34.96%（P＜0.05）。三種釀酒葡萄果肉和種子中黃烷醇含量差異不顯著（P＞0.05），其中果肉中黃烷醇含量間于0.41～1.07 mg/g，種子中黃烷醇含量間于4.37～4.81 mg/g。

2.2.5 三種釀酒葡萄果實(shí)不同部位原花色素含量比較

原花色素是一類(lèi)由黃烷-3-醇通過(guò)C4-C8或C4-C6聚合而來(lái)的多聚體，對(duì)葡萄酒口感有較大影響。三種釀酒葡萄果實(shí)不同部位原花色素含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 三種釀酒葡萄果皮、果肉和種子中原花色素含量Fig.5 Proanthocyanidins contents in skins,flesh and seeds of three wine grapes

由圖5可知，在葡萄果實(shí)的果皮中含量較高，美樂(lè)葡萄果皮中原花色素含量為10.72 mg/g，分別比品麗珠、赤霞珠果皮中含量高96.70%（P＜0.05）、179.23%（P＜0.05）。三種釀酒葡萄果肉和種子原花色素含量均比較少，果肉中最高含量為0.042 mg/g，種子中最高含量為0.13 mg/g。三種釀酒葡萄果肉和種子中原花色素含量差異不顯著（P＞0.05）。

2.2.6 三種釀酒葡萄果皮中花色苷含量比較

紅葡萄酒中的顏色主要來(lái)源于葡萄果皮中的花色苷，花色苷不僅賦予紅葡萄酒顏色，還對(duì)酒體的收斂性、澄清度、穩(wěn)定性等有重要作用。三種葡萄釀酒果皮花色苷含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 三種釀酒葡萄果皮花色苷含量Fig.6 Anthocyanin contents in skins of three wine grapes

由圖6可知，赤霞珠葡萄果實(shí)完全成熟時(shí)果皮中花色苷含量最高為9.25 mg/g，顯著高于其他兩個(gè)品種（P＜0.05）。美樂(lè)與品麗珠果皮中花色苷含量差異不顯著（P＞0.05），分別為5.11 mg/g、4.23 mg/g。

2.3 三種釀酒葡萄果實(shí)不同部位酚類(lèi)物質(zhì)主成分分析

三種釀酒葡萄成熟果實(shí)不同部位酚類(lèi)物質(zhì)主成分分析結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，第一主成分和第二主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為100%，可以完全反映不同釀酒葡萄果實(shí)中酚類(lèi)物質(zhì)含量差異。第一主成分方差貢獻(xiàn)率為79.91%，在果皮中總酚、種子中總酚、果皮中單寧、果皮黃烷醇、花色苷權(quán)較大且為正數(shù)。第二主成分方差貢獻(xiàn)率為20.09%，在果皮總類(lèi)黃酮、果皮原花色素權(quán)較大且為正數(shù)。結(jié)果表明，果實(shí)中酚類(lèi)物質(zhì)含量與果肉中酚類(lèi)物質(zhì)含量相關(guān)性不大，且與種子中原花色素、種子中黃烷醇含量相關(guān)性不大，與果皮中酚類(lèi)物質(zhì)相關(guān)性較大，可作為不同釀酒品種酚類(lèi)物質(zhì)含量差異的主要指標(biāo)。

表2 三種釀酒葡萄果實(shí)不同部位酚類(lèi)物質(zhì)主成分分析結(jié)果Table 2 Principal component analysis results of phenolic substances in different parts of three wine grapes

對(duì)第一和第二主成分計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，赤霞珠在第一主分得分最高，為54.431分，且赤霞珠在第一和第二主分綜合得分也大于美樂(lè)和品麗珠，為82.272分，由綜合得分可以得出，在黃土高原地區(qū)三種釀酒葡萄酚類(lèi)物質(zhì)含量由高到低為赤霞珠＞美樂(lè)＞品麗珠。

表3 三種釀酒葡萄果實(shí)酚類(lèi)物質(zhì)指標(biāo)主成分得分結(jié)果Table 3 Principal component score results of phenolic indicators of three wine grapes

3 討論

葡萄酒的品質(zhì)取決于釀酒葡萄果實(shí)的品質(zhì)，其風(fēng)味與果實(shí)的糖酸比、酚類(lèi)物質(zhì)含量、香氣物質(zhì)濃度有決定性聯(lián)系[9-11]。酚類(lèi)物質(zhì)是釀酒葡萄在生長(zhǎng)過(guò)程中的此生代謝物，主要包括單寧、總類(lèi)黃酮、黃烷醇、原花色素等物質(zhì)，受釀酒品種、種植地域、當(dāng)年氣候等影響[12]。楊中等[13]為了建立釀酒葡萄品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，測(cè)定了釀酒葡萄品種的單果質(zhì)量、糖酸比、出汁率、維生素C、總可溶性固形物（TSS）、可滴定酸（TA）、風(fēng)味等9項(xiàng)加工品質(zhì)指標(biāo)。本試驗(yàn)中通過(guò)測(cè)定了三種常見(jiàn)釀酒紅葡萄成熟果實(shí)的平均果粒質(zhì)量、糖酸比、皮肉籽比重、出汁率以及酚類(lèi)物質(zhì)含量，能夠全面的分析這三個(gè)釀酒品種在黃土高原地區(qū)栽培條件下釀酒品質(zhì)。試驗(yàn)測(cè)得赤霞珠和品麗珠果皮比重較高，且品麗珠種子比重較高。

釀酒葡萄果實(shí)不同部位酚類(lèi)物質(zhì)含量不同，張娟等[1]對(duì)20個(gè)釀酒紅品種果實(shí)不同部位酚類(lèi)測(cè)定發(fā)現(xiàn)，果皮中酚類(lèi)物質(zhì)含量最高，果肉中最少，且不同品種間酚類(lèi)物質(zhì)含量存在顯著差異，與本試驗(yàn)中三個(gè)品種酚類(lèi)物質(zhì)含量以及主成分分析結(jié)果一致。為了建立綜合評(píng)價(jià)釀酒葡萄品種特性，張靈敏等[14]對(duì)三個(gè)釀酒品種多酚和抗氧化分析得出，康貝爾葡萄的酚酸和黃酮類(lèi)物質(zhì)含量較高。酚類(lèi)物質(zhì)一般分為非花色苷和花色苷酚，張軻等[15]分析釀酒葡萄不同時(shí)期非花色苷酚含量，表明了天山北麓產(chǎn)區(qū)5個(gè)釀酒葡萄品種的品種特性，直觀的反映了各品種在產(chǎn)區(qū)的表現(xiàn)，得出赤霞珠葡萄在天山北麓產(chǎn)區(qū)槲皮素類(lèi)物質(zhì)含量較高，與本試驗(yàn)中赤霞珠葡萄在黃土高原產(chǎn)區(qū)總酚含量較高一致。馬力文等[16]利用模型反推與葡萄酒品質(zhì)相對(duì)應(yīng)的氣象因子閾值和赤霞珠品質(zhì)氣象分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)法系發(fā)現(xiàn)總糖、總酸、糖酸比和單寧的模擬效果較好，均方根誤差（root mean square error，RMSE）較小?？傤?lèi)黃酮物質(zhì)在果皮和種子中含量較高，是葡萄酒品質(zhì)的關(guān)鍵因素[17]。代紅軍等[18]對(duì)赤霞珠不同時(shí)期果皮中總類(lèi)黃酮含量的分析證明，在果實(shí)完熟時(shí)期含量最高，且與苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸4-羥基化酶、4-香豆酸輔酶A連接酶活性密切相關(guān)。黃烷醇和原花色素是葡萄酒中重要的苦澀物質(zhì)，增加葡萄酒風(fēng)味，提高葡萄酒的抗氧化品質(zhì)[19]。OTTAVIANI J I等[20]利用8年的時(shí)間對(duì)黃烷醇和原花色素的研究證明，黃烷醇和原花色素在疾病風(fēng)險(xiǎn)降低、初級(jí)疾病預(yù)防和健康老化方面發(fā)揮重要作用，且可應(yīng)用特定于健康維護(hù)和初級(jí)疾病預(yù)防的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。本研究中分析證明赤霞珠、美樂(lè)、品麗珠葡萄果皮中黃烷醇和原花色素含量較高，可作為建立評(píng)價(jià)釀酒葡萄品質(zhì)的模型數(shù)據(jù)。紅葡萄酒的顏色主要來(lái)源于果皮，果皮中的花色苷不僅提供葡萄酒的顏色，對(duì)葡萄酒的澄清度、穩(wěn)定性等有重要作用[21]。研究表明[22-23]，不同地域不同環(huán)境下，同一品種花色苷含量存在顯著差異。葛謙等[24]研究五個(gè)釀酒葡萄品種花色苷組分含量，通過(guò)主成分分析法將6種成分簡(jiǎn)化為4種成分。本試驗(yàn)中通過(guò)主成分分析法將果實(shí)中酚類(lèi)含量主要差異簡(jiǎn)化為果皮和種子中酚類(lèi)物質(zhì)含量。

4 結(jié)論

結(jié)果表明，不同釀酒葡萄品種間果實(shí)果皮中酚類(lèi)物質(zhì)含量存在顯著差異，對(duì)酚類(lèi)物質(zhì)主成分分析表明，釀酒葡萄果皮和種子中總酚、單寧、總類(lèi)黃酮以及果皮花色苷、黃烷醇、原花色素等可以反映果實(shí)酚類(lèi)品質(zhì)，可作為不同釀酒葡萄酚類(lèi)物質(zhì)含量差異的比較，比較發(fā)現(xiàn)在黃土高原栽培條件下赤霞珠葡萄為酚類(lèi)含量比較豐富的品種，為地方種植釀酒葡萄品種提供理論依據(jù)，提高當(dāng)?shù)仄咸丫破焚|(zhì)。