張曉莉，王彥蕊，王國(guó)慶，雷娜娜

（1. 甘肅省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，甘肅 蘭州 730050；2. 蘭州理工大學(xué)，甘肅 蘭州 730050）

葡萄酒是以葡萄為原料，經(jīng)過(guò)發(fā)酵后產(chǎn)生乙醇的一種天然酒精類(lèi)飲品[1]。葡萄酒香氣優(yōu)雅和諧，營(yíng)養(yǎng)成分豐富，飲用適量葡萄酒不僅能有效預(yù)防心腦血管、癌癥、炎癥等疾病，還有美容養(yǎng)顏的功效[2-3]。因此，葡萄酒深受消費(fèi)者喜愛(ài)，已成為世界上消費(fèi)較廣泛的酒精性飲品之一，具有廣闊的市場(chǎng)前景[4-6]。

目前，中國(guó)葡萄酒主要分布在河北、天津、膠東半島、甘肅、寧夏、新疆、山西、東北和西南地區(qū)[7-8]。甘肅河西走廊地區(qū)是中國(guó)最早栽培葡萄和釀造葡萄酒的地區(qū)之一，具有悠久的釀酒歷史[9]。河西走廊地區(qū)葡萄酒產(chǎn)業(yè)于1983 年起步，歷經(jīng)30 多年的發(fā)展，已初步形成了一定的規(guī)模，擁有莫高、祁連、紫軒和國(guó)風(fēng)等具有一定規(guī)模的葡萄酒生產(chǎn)企業(yè)，盛產(chǎn)干紅葡萄酒、干白葡萄酒、冰紅葡萄酒、冰白葡萄酒等優(yōu)質(zhì)葡萄酒。然而，由于河西走廊葡萄酒產(chǎn)業(yè)化起步較晚，產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在產(chǎn)品缺乏典型性、葡萄品種與酒種過(guò)于單一、產(chǎn)地自然條件優(yōu)勢(shì)和優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄品種的潛質(zhì)未得到充分發(fā)揮等問(wèn)題[10-12]。

“三分釀造、七分種植”，葡萄酒的品質(zhì)70%源于葡萄。葡萄酒的品質(zhì)、風(fēng)格與葡萄的產(chǎn)地條件和品種密切相關(guān)，即使同一品種釀酒葡萄，在不同地域風(fēng)格也各異[13-17]。因此，選擇適于區(qū)域種植的優(yōu)良葡萄品種是葡萄酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，也是葡萄品種適應(yīng)性評(píng)價(jià)及推廣的重要依據(jù)[18-19]。通常對(duì)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)價(jià)需要將多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析后才能確定[20]。主成分分析是將多個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)不相關(guān)綜合指標(biāo)的一種降維的統(tǒng)計(jì)方法，是評(píng)價(jià)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的有效手段[21-25]。目前，主成分分析已廣泛應(yīng)用于各類(lèi)農(nóng)產(chǎn)品評(píng)價(jià)中，如藍(lán)莓[26]，獼猴桃[27]和葡萄[28]等。

以河西走廊地區(qū)主栽的10 種釀酒葡萄（赤霞珠、梅露輒、佳美、西拉、霞多麗、貴人香、雷司令、白玉霓、白彼諾、威代爾） 為研究對(duì)象，運(yùn)用主成分分析與聚類(lèi)分析對(duì)釀酒葡萄品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得出綜合評(píng)價(jià)得分，以期篩選出適合河西走廊地區(qū)種植和推廣的釀酒葡萄品種。同時(shí)，以上述釀酒葡萄為原料釀造葡萄酒，并對(duì)所釀造葡萄酒的品質(zhì)進(jìn)行分析，以期為河西走廊地區(qū)葡萄酒的生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

釀酒葡萄品種（赤霞珠、梅露輒、佳美、西拉、霞多麗、貴人香、雷司令、白玉霓、白彼諾、威代爾），均為2020 年定植于甘肅省武威市涼州區(qū)的葡萄園，2020 年9—10 月采集葡萄果實(shí)保存。2020 年釀造葡萄酒入罐貯藏，于2021 年9 月進(jìn)行分析檢測(cè)。

釀酒酵母和果膠酶，上海保藏生物技術(shù)中心提供；鹽酸、氫氧化鈉、葡萄糖、碘標(biāo)準(zhǔn)溶液、碘化鉀、淀粉、硼酸鈉、磷酸二氫鉀、無(wú)水檸檬酸、85%磷酸、硝酸、乙醇、甲醇（均為分析純），天津市大茂化學(xué)試劑廠提供；質(zhì)量濃度為1 g/L 的檸檬酸標(biāo)準(zhǔn)溶液、濃度為0.1 moL/L 的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液、質(zhì)量濃度為1 000 μg/mL 的鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液、質(zhì)量濃度為1 000 μg/mL 的銅標(biāo)準(zhǔn)溶液（標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)），壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司提供。

U3000 型高效液相色譜儀，賽默飛世爾公司產(chǎn)品；900T 型原子吸收分光光度計(jì)，鉑金埃爾默企業(yè)管理上海有限公司產(chǎn)品；CG-2014C 型氣相色譜儀，島津儀器蘇州有限公司產(chǎn)品；TLE204E 型分析天平，梅特勒公司產(chǎn)品；Milli-QGradient 型純水儀，Millipore 公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 釀酒葡萄品質(zhì)測(cè)定

選取各品種釀酒葡萄，除梗、取汁。參照《GB/T 15038—2006》標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定含糖量；參照《GB/T 19585—2008》 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定可溶性固性物、總酸和穗重；采用酸度計(jì)測(cè)定pH 值；成熟系數(shù)=含糖量/含酸量；潛在酒度按18 g/L 糖轉(zhuǎn)化為1 度酒精計(jì)算。

1.2.2 葡萄酒理化性質(zhì)測(cè)定

參照《GB/T 15038—2006》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)葡萄酒中酒精度、干浸出物、總糖（以葡萄糖計(jì)）、揮發(fā)酸（以乙酸計(jì)）、鐵、銅、檸檬酸、甲醇和二氧化硫進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 處理數(shù)據(jù)，運(yùn)用SPSS 28.0.1.1(15)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，采用R 包：Heatmap v1.0 版本對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同釀酒葡萄品質(zhì)指標(biāo)分析

河西走廊釀酒葡萄品質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 河西走廊釀酒葡萄品質(zhì)指標(biāo)

由表1 可知，10 種釀酒葡萄的品質(zhì)存在一定差異。在含糖量方面“威代爾”含糖量最高，達(dá)到247 g/L，顯著高于其他品種，而“白玉霓”含糖量最低，僅為186 g/L；其余品種含糖量均超過(guò)200 g/L。“威代爾”可溶性固形物含量為29.0%，潛在酒精度為13.7%，高于其他品種。“霞多麗”“白玉霓”總酸含量顯著高于其他品種，均超過(guò)8.0 g/L。各品種釀酒葡萄含糖量、可溶性固形物和總酸的均值分別為219.8 g/L，22.0%和7.67 g/L。河西走廊地區(qū)的釀酒葡萄可溶性固形物含量高，含糖量較高，質(zhì)量均符合《T/CBJ 4101—2019 釀酒葡萄》 一級(jí)要求，品質(zhì)優(yōu)良。

2.1.1 不同釀酒葡萄品質(zhì)變異程度分析

河西走廊釀酒葡萄品質(zhì)分析結(jié)果表明不同品種釀酒葡萄各項(xiàng)指標(biāo)存在較大程度的變異，變異系數(shù)波動(dòng)在2.26%~19.57%（見(jiàn)表2）。其中，穗重的變異系數(shù)最大為19.57%，數(shù)據(jù)變化范圍為135.2~250.3，其次為成熟系數(shù)，變異系數(shù)為9.97%，數(shù)據(jù)變化范圍為22.7~33.5。pH 值變異系數(shù)較低為2.26%，數(shù)據(jù)變化范圍為3.30~3.69。研究表明，河西走廊地區(qū)種植的這10 種釀酒葡萄品質(zhì)差異較大。

河西走廊釀酒葡萄品種品質(zhì)指標(biāo)分析見(jiàn)表2。

表2 河西走廊釀酒葡萄品種品質(zhì)指標(biāo)分析

2.1.2 不同釀酒葡萄品質(zhì)主成分分析

以特征值大于1，方差貢獻(xiàn)率大于80%為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)釀酒葡萄品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。

河西走廊釀酒葡萄主要理化指標(biāo)主成分的特征值和貢獻(xiàn)率見(jiàn)表3，主成分旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣見(jiàn)表4。

表3 河西走廊釀酒葡萄主要理化指標(biāo)主成分的特征值和貢獻(xiàn)率

表4 主成分旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣

由表3 可知，前2 個(gè)主成分累積貢獻(xiàn)率為83.058%，表明前2 個(gè)主成分能夠代表原來(lái)指標(biāo)的絕大部分變量信息。主成分載荷矩陣可以反映變量對(duì)相應(yīng)主成分的影響程度[29]。將所提取的主成分因子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)處理，表4 反映了釀酒葡萄品質(zhì)指標(biāo)與前2 個(gè)主成分的關(guān)系，第1 主成分方差貢獻(xiàn)率為64.38%，主要代表含糖量、潛在酒度、pH 值、可溶性固形物、成熟系數(shù)等指標(biāo)信息；第2 主成分方差貢獻(xiàn)率為18.678%，主要代表總酸、穗重等指標(biāo)信息。綜上所述，含糖量、可溶性固形物、總酸等是評(píng)價(jià)釀酒葡萄品質(zhì)的重要指標(biāo)。

2.1.3 不同釀酒葡萄品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)分析

釀酒葡萄綜合評(píng)價(jià)能夠簡(jiǎn)單、直觀地反映出品種的優(yōu)劣，從而可以篩選出品質(zhì)優(yōu)良的品種。以主成分f1、f2 的貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，得出葡萄果實(shí)的綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)模型為F=0.64φf(shuō)1+0.19φf(shuō)2。

葡萄各品種綜合得分見(jiàn)表5。

由表5 可知，河西走廊地區(qū)10 種釀酒葡萄綜合得分由大到小依次為“威代爾”“佳美”“白彼諾”“西拉”“貴人香”“雷司令”“赤霞珠”“梅露輒”“霞多麗”“白玉霓”。由表5 可知，“威代爾”“佳美”“白彼諾”綜合得分位居前3 名，具有較好的品質(zhì)。綜合得分越高，表明品種品質(zhì)較好，具有更好的推廣價(jià)值。

表5 葡萄各品種綜合得分

2.1.4 釀酒葡萄聚類(lèi)分析

河西走廊釀酒葡萄主成分分析圖見(jiàn)圖1。

圖1 河西走廊釀酒葡萄主成分分析圖

聚類(lèi)分析是研究樣本與指標(biāo)分類(lèi)問(wèn)題的一種統(tǒng)計(jì)方法，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域[30]。通過(guò)聚類(lèi)分析可以把樣本或指標(biāo)分為幾類(lèi)，使得類(lèi)內(nèi)個(gè)體具有較高的同質(zhì)性，類(lèi)間個(gè)體具有較大的差異性[31]。對(duì)10 個(gè)不同品種釀酒葡萄進(jìn)行主成分分析（圖1） 與聚類(lèi)分析（圖2），從主成分分析可以看出，“佳美”“赤霞珠”“梅鹿輒”分散程度較小，表明各指標(biāo)之間較為類(lèi)似，研究結(jié)果與圖2 聚類(lèi)分析結(jié)果一致。

河西走廊釀酒葡萄聚類(lèi)分析圖見(jiàn)圖2。

圖2 河西走廊釀酒葡萄聚類(lèi)分析圖

2.2 葡萄酒理化指標(biāo)分析

不同類(lèi)型河西走廊葡萄酒的主要指標(biāo)分析見(jiàn)表6。

由表6 可知，所釀葡萄酒中干紅葡萄酒和干白葡萄酒的總糖質(zhì)量濃度為1.9~27.4 g/L，冰紅葡萄酒和冰白葡萄酒的總糖質(zhì)量濃度為126.2~130.7 g/L，揮發(fā)酸質(zhì)量濃度為0.30~0.52 g/L，F(xiàn)e 質(zhì)量濃度為0.15~1.40 mg/L，Cu 質(zhì)量濃度小于0.1 mg/L，檸檬酸質(zhì)量濃度小于0.01 g/L，甲醇質(zhì)量濃度為75~170 mg/L。10 種釀酒葡萄的總糖質(zhì)量濃度量為186~247 g/L，所釀造葡萄酒的酒精度基本保持在10.8%~13.8%，酒精度含量遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求（《GB 15037—2006葡萄酒》酒精度≥7.0%）。河西走廊葡萄酒干浸出物為25.5~33.1 g/L，質(zhì)量濃度高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求（《GB 15037—2006 葡萄酒》 白葡萄酒干浸出物≥16.0 g/L，紅葡萄酒干浸出物≥18.0 g/L）。

表6 不同類(lèi)型河西走廊葡萄酒的主要指標(biāo)分析

不同品種釀酒葡萄所釀造的葡萄酒品質(zhì)不同。10 種釀酒葡萄中“威代爾”可溶性固形物含量為29%，潛在酒精度為13.7%，含糖量顯著高于其他葡萄品種，由“威代爾”所釀制的冰白葡萄酒的酒精度、鐵含量也顯著高于其他品種。

不同的生產(chǎn)工藝釀造的葡萄酒品質(zhì)亦不同。由表6 可知，與干型葡萄酒相比，冰葡萄酒的糖含量和干浸出物含量較高。這是因?yàn)樵卺勗毂咸丫茣r(shí)一般會(huì)推遲葡萄的采摘期，待葡萄凍成冰再采摘釀制。由于葡萄水分充分蒸發(fā)，葡萄濃縮且經(jīng)過(guò)水分子的冰裹，因此釀造的葡萄酒總糖含量和干浸出物含量較高。

3 結(jié)論

對(duì)河西走廊主栽的10 種釀酒葡萄和釀酒葡萄釀造的葡萄酒進(jìn)行品質(zhì)分析。研究表明，河西走廊釀酒葡萄可溶性固形物含量高，酸度適中，含糖量較高，釀酒葡萄質(zhì)量符合《T/CBJ 4101—2019 釀酒葡萄》一級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。河西走廊地區(qū)主栽的10 種釀酒葡萄綜合得分從大到小依次為“威代爾”“佳美”“白彼諾”“西拉”“貴人香”“雷司令”“赤霞珠”“梅露輒”“霞多麗”“白玉霓”。在10 種釀酒葡萄中“威代爾”可溶性固形物含量為29%，潛在酒精度為13.7%，其含糖量顯著高于其他品種，由“威代爾”所釀制的冰白葡萄酒的酒精度、鐵含量顯著高于其他品種，具有較好的推廣價(jià)值。

葡萄酒的品質(zhì)因葡萄品種和釀酒工藝而不同。研究表明由河西走廊種植的釀酒葡萄所釀造的葡萄酒干浸出物含量和酒精度含量均高于GB 《15037—2006 葡萄酒》標(biāo)準(zhǔn)要求。研究篩選出適宜河西走廊地區(qū)種植的釀酒葡萄，為河西走廊地區(qū)釀酒葡萄的種植、品種推廣和葡萄酒的釀造提供了科學(xué)依據(jù)。