何文兵,李 明,崔艷艷,張曉燕,付安軍,黃 鶴
酚類(lèi)物質(zhì)的含量和比例不僅影響葡萄酒的顏色、收斂性、澄清度和穩(wěn)定性等的感官品質(zhì),還決定著葡萄酒的抗氧化等生理活性功能[1?2],其抗動(dòng)脈粥樣硬化功效越來(lái)越受到人們的重視.
酚類(lèi)物質(zhì)在葡萄酒發(fā)酵和陳釀過(guò)程中的變化極其復(fù)雜[3?4].具有山葡萄典型特點(diǎn)的北冰紅葡萄,其品質(zhì)與栽培地氣候條件、土壤條件、地形條件及修剪整形方式等因素關(guān)系密切,而氣候條件、土壤條件對(duì)葡萄品質(zhì)起著決定性的作用,進(jìn)而影響著葡萄酒中酚類(lèi)物質(zhì)(花色素和單寧)及芳香物質(zhì)(包括游離態(tài)和結(jié)合態(tài))的含量,以及葡萄酒的品質(zhì)[5?9].鴨綠江河谷獨(dú)特的風(fēng)土條件為北冰紅葡萄的栽培提供了保障,合適的采收期影響葡萄漿果的特殊風(fēng)味,進(jìn)而影響著葡萄酒的商業(yè)價(jià)值.
本研究以鴨綠江河谷三個(gè)采樣點(diǎn)的五個(gè)不同采收期采摘的北冰紅葡萄為原料,分析不同采收期北冰紅葡萄果實(shí)不同部位總酚含量的變化規(guī)律,旨在確定該地區(qū)環(huán)境條件下北冰紅葡萄的最適采收期,對(duì)明確當(dāng)?shù)乇北t葡萄采收的依據(jù),不斷提升葡萄酒品質(zhì)具有重要的指導(dǎo)意義,為北冰紅葡萄相關(guān)產(chǎn)品在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供更多理論依據(jù).
1.1.1 主要儀器
紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(上海儀電分析儀器有限公司)、高速冷凍離心機(jī)(賽默飛世爾科技公司)、糖度計(jì)、數(shù)顯游標(biāo)卡尺(哈爾濱量具刃具集團(tuán)有限責(zé)任公司)、分析天平(梅特勒?托利多電子天平).
1.1.2 主要試劑
福林酚(分析純),樂(lè)美天德思特生物;石油醚、甲醇、無(wú)水碳酸鈉、一水和沒(méi)食子酸(以上試劑均為分析純),國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;液氮(99.9%),通化富氏氧氣有限公司.
1.1.3 試驗(yàn)材料
北冰紅葡萄,于2022 年采自集安市鴨江谷酒莊有限公司葡萄基地.取樣方法參考岳泰新[10]、李小龍[11]的方法,將所選擇的各葡萄山去除三排邊行后,按“S”字形隨機(jī)選擇植株采集,用冰袋低溫帶回實(shí)驗(yàn)室,在?40 ℃的冰箱內(nèi)儲(chǔ)存.采樣時(shí)間見(jiàn)表1.
表1 不同取樣地及取樣時(shí)間
1.2.1 基本指標(biāo)測(cè)定
(1)平均單粒果粒重量:采用分析天平進(jìn)行稱量,重復(fù)3 次.
(2)果??v莖、果粒橫徑及果型指數(shù):采用數(shù)顯游標(biāo)卡尺對(duì)采樣后的葡萄果粒進(jìn)行縱莖和橫徑的測(cè)量,重復(fù)3 次,并依據(jù)公式計(jì)算果型指數(shù).
果型指數(shù)=果實(shí)縱徑/果實(shí)橫徑.
(3)總可溶性固形物:采用數(shù)顯折射儀測(cè)量,測(cè)定時(shí)記好讀數(shù)以質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)表示可溶性固形物的含量.重復(fù)測(cè)定3 次,計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差.
1.2.2 總酚測(cè)定
參照趙紅等[12]的方法,采用福林肖卡法,并略有調(diào)整,總酚測(cè)定結(jié)果以沒(méi)食子酸(GAE)計(jì)[13].
(1)繪制沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線.將25.0 mg沒(méi)食子酸溶于10 mL 的60% 鹽酸甲醇溶液中,并用超純水定容至500 mL(現(xiàn)配),即為500 mg/L 沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液;配制不同濃度梯度的沒(méi)食子酸溶液(0 mg/L、50 mg/L、150 mg/L、200 mg/L、250 mg/L、500 mg/L).
分別吸取不同濃度沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液0.2 mL,使其與0.2 mL 福林酚試劑混勻靜置1 min 后,添加1 mL 的Na2CO(312%)后混合震蕩,用6.6 mL 的蒸餾水進(jìn)行定容,暗處避光反應(yīng)1 h,隨后在波長(zhǎng)765 nm 下測(cè)定吸光度,每個(gè)處理平行重復(fù)三次測(cè)定結(jié)果,以沒(méi)食子酸溶液濃度作為橫坐標(biāo),以吸光度作為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線.
(2)樣品預(yù)處理.葡萄皮樣品預(yù)處理:?40 ℃冷凍葡萄,立即剝?nèi)∑咸哑?,液氮冷凍粉碎成粉末裝于培養(yǎng)皿中,真空冷凍干燥24 h,取出裝于自封袋中,存放于?80 ℃冰箱中[14].
葡萄籽樣品預(yù)處理:?40 ℃冷凍葡萄,立即剝?nèi)∑咸炎?,使用粉碎機(jī)進(jìn)行葡萄籽的破碎,葡萄籽真空冷凍干燥24 h,并用0.18 mm孔徑(80 目)篩進(jìn)行篩選,將過(guò)篩的葡萄籽粉使用石油醚進(jìn)行脫脂,其比例1∶5,脫脂48 h,脫脂結(jié)束使用真空泵進(jìn)行抽濾,抽濾結(jié)束后在鼓風(fēng)烘干箱中將葡萄籽粉烘至恒重.
稱取0.1 g 北冰紅葡萄干粉于50 mL 離心管中(離心管要用錫箔紙包裹),加入20 mL料液比1∶20 的鹽酸甲醇溶液置于超聲波提取機(jī)中(溫度為30 ℃,功率為40 W)提取1 h,然后在4 ℃、5 000 rpm 的條件下進(jìn)行離心10 min,將上清液轉(zhuǎn)移至絲口瓶中[15],沉淀物重復(fù)進(jìn)行2 次上述提取過(guò)程,合并3 次上清液,用超純水定容至100 mL 備用.
標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1,所構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程y=0.001 4x?0.001(R2=0.999 3),說(shuō)明該標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)性較高.標(biāo)樣在0~500 mg/L內(nèi)有良好的線性關(guān)系,符合總酚的定量檢測(cè).
圖1 沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線
采用Excel 2010 軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,以SPSS 22.0 軟件進(jìn)行方差分析,并用Duncan顯著性差異檢驗(yàn).
由表2 可知,葡萄果實(shí)的平均單粒果粒重量隨著葡萄的成熟總體趨勢(shì)呈增長(zhǎng)狀態(tài),且相互間均存在顯著差異(p<0.05).整體上在T1~T2 時(shí)期迅速增長(zhǎng),T2~T3 時(shí)期趨于平緩,但北冰紅A 坡在T2~T3 時(shí)期呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),可能與測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的誤差有關(guān),也可能受到生長(zhǎng)環(huán)境變化的影響[16].葡萄果實(shí)成熟后期單粒果粒重差異不顯著,至T4、T5 時(shí)期,三個(gè)采樣點(diǎn)果型指數(shù)基本恒定,可能此時(shí)期果實(shí)已經(jīng)成熟,發(fā)育緩慢.
表2 不同采收期北冰紅葡萄的基本理化指標(biāo)
A 坡北冰紅葡萄果實(shí)在T5 時(shí)期總酚含量達(dá)到1.53±0.01 g,高于同一時(shí)期的B 坡和A/B坡,原因在于A 坡所處地理位置的光照強(qiáng)度和溫度高于其他坡,其外部環(huán)境條件更有利于果實(shí)的生長(zhǎng).有研究表明,若在葡萄開(kāi)花期溫度低于14 ℃會(huì)導(dǎo)致受精不好,子房大量脫落,影響果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量[17].
葡萄果實(shí)的可溶性固形物的百分含量隨著葡萄的成熟總體呈先快后慢的增長(zhǎng)模式,且相互間均存在顯著差異(p<0.05).T2~T3 時(shí)期上升幅度最大,表明此階段是果實(shí)向生理成熟轉(zhuǎn)變的重要時(shí)期,至T4、T5 時(shí)期,三個(gè)采樣點(diǎn)果實(shí)中可溶性固形物含量最高.而黃競(jìng)等[18]對(duì)不同采收期“野釀2 號(hào)”毛葡萄酒理化特征和芳香組成的含量研究中發(fā)現(xiàn),隨著采收期的延長(zhǎng),毛葡萄中的總糖增多,與該試驗(yàn)A 坡、B 坡的含量變化結(jié)果相符,但A/B 坡T5 時(shí)期的可溶性固形物含量偏低,可能受當(dāng)時(shí)采收期所處位置競(jìng)爭(zhēng)性雜草和濕度狀況的影響.
可溶性固形物含量的增加主要是葡萄植株其他部分所積累的物質(zhì)向果實(shí)運(yùn)輸而導(dǎo)致的[19].大部分中晚熟葡萄品種,因生長(zhǎng)期較長(zhǎng)和糖分的長(zhǎng)時(shí)間積累,所以到采摘末期含糖量相對(duì)較高[20],而葡萄在發(fā)育的不同時(shí)期(花芽分化、開(kāi)花過(guò)程和果實(shí)發(fā)育及轉(zhuǎn)色后期),其酚類(lèi)物質(zhì)的累積及含糖量的增長(zhǎng)等生命過(guò)程,又與氣溫密切相關(guān),高溫對(duì)含糖量的提高和含酸量的減少都有促進(jìn)作用[21],同時(shí)高溫也引起了水果中有機(jī)酸和可溶性固形物濃度的減少.
北冰紅葡萄是釀制冰酒的重要原料,葡萄果實(shí)的糖含量積累變化規(guī)律的研究尤為關(guān)鍵[22],其糖分水平與葡萄的采收期和成熟度有著直接關(guān)系,影響葡萄酒質(zhì)量.
葡萄果實(shí)的大小及內(nèi)含物對(duì)其在收獲期間的質(zhì)量有重要影響.北冰紅葡萄T1?T2 果粒的生長(zhǎng)速度很快,果實(shí)橫縱徑增長(zhǎng)較為明顯.在此過(guò)程中,不僅果粒的大小發(fā)生變化,果實(shí)也發(fā)生著從綠到紫的變化[23].本試驗(yàn)研究北冰紅釀酒葡萄果實(shí)在生長(zhǎng)期各品質(zhì)的變化與張穩(wěn)穩(wěn)[24]所研究的“北紅”和“北玫”生長(zhǎng)過(guò)程中的質(zhì)量指標(biāo)的變化規(guī)律是一致的.
由表2 可知,果形指數(shù)大約在0.99~1.05 之間,表明北冰紅葡萄屬于圓型果實(shí).果形指數(shù)隨果實(shí)不斷成熟,變化趨勢(shì)不明顯,且北冰紅A 坡和北冰紅B 坡不同時(shí)期的果形指數(shù)不存在顯著性差異,所以本研究中果形指數(shù)不作為最適采收期的參考標(biāo)準(zhǔn).
測(cè)試了不同時(shí)期、同一采收地不同坡度北冰紅葡萄(皮和籽)的總酚,北冰紅A 坡、B坡和A/B 坡.測(cè)定結(jié)果如圖2 所示.
圖2 不同采收期北冰紅葡萄中總酚含量變化趨勢(shì)
由圖2 可知,整體看來(lái),隨著采收期的延長(zhǎng)總酚含量逐漸升高,且存在顯著差異(p<0.05).其中圖2(a)從生長(zhǎng)階段到成熟階段,總酚含量的累積趨勢(shì)是:下降?上升?下降?上升.圖2(b)總酚含量積累趨勢(shì)呈逐漸增長(zhǎng)趨勢(shì).圖2(c)總酚含量積累趨勢(shì)呈先下降后上升的趨勢(shì).其中圖2(a)在T3 采收期總酚高于同一時(shí)期的其他坡,可能是由于A 坡的光照時(shí)長(zhǎng)高于其他坡,光照是植物生命活動(dòng)中的重要的生態(tài)作用因素,影響著葡萄漿果成熟過(guò)程中物質(zhì)的積累.而B(niǎo) 坡在T3 時(shí)期的采收環(huán)境條件未能達(dá)到葡萄生長(zhǎng)的最適條件,至T5 時(shí)期總酚累積含量才達(dá)到最高.圖2(a)與圖2(b)的對(duì)比表明日照時(shí)間對(duì)果實(shí)的大小、顏色和內(nèi)含物質(zhì)的形成都有很大的影響,且總酚含量隨采收期的延長(zhǎng)而增高,這可能是因?yàn)樵诔墒旌?,合成總酚的關(guān)鍵酶及調(diào)節(jié)因子的活性會(huì)有所提高,這對(duì)總酚的合成與積累有利[25],也可能與當(dāng)?shù)氐臍夂蛞蛩氐茸匀粭l件有關(guān),同時(shí)也受其自身品種屬性的影響[26].但不同坡度T5 時(shí)期的北冰紅葡萄果實(shí)(皮和籽)中總酚含量均達(dá)到最高,分別為88.48±4.76 mg/g、88.06±8.35 mg/g、78.34±3.67 mg/g,高于其他時(shí)期的總酚含量.
圖2(a)、圖2(b)、圖2(c)果籽中總酚含量的變化均呈先下降后上升的趨勢(shì).表明成熟末期葡萄皮中的總酚含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于果籽中的總酚含量.圖2(a)果皮中總酚含量與果皮+果籽中總酚含量變化趨勢(shì)一致.由此可見(jiàn)葡萄果皮總酚物質(zhì)的含量與該葡萄品種的成熟度和最佳采收期有關(guān).其中A 坡果皮在T3 時(shí)期和T5 時(shí)期總酚含量分別為57.64±9.17 mg/g和52.98±4.80 mg/g,而B(niǎo) 坡和A/B 坡在T5 時(shí)期最高總酚含量分別為65.64±9.44 mg/g、52.87±5.64 mg/g,可能由于A 坡的日照時(shí)長(zhǎng)和溫度高于B 坡和A/B 坡,導(dǎo)致A 坡北冰紅葡萄在T3時(shí)期已成熟達(dá)到采收的標(biāo)準(zhǔn),而B(niǎo) 坡和A/B 坡的葡萄還處于生長(zhǎng)發(fā)育的階段,由于溫度和日照時(shí)長(zhǎng)低于A 坡,所以生長(zhǎng)周期比A 坡長(zhǎng),到T5 時(shí)期才開(kāi)始成熟,達(dá)到采收的標(biāo)準(zhǔn).
酚類(lèi)物質(zhì)是葡萄漿果中重要的次生代謝產(chǎn)物,作為葡萄酒的“骨架成分”,影響葡萄酒的色澤、風(fēng)味和口感上的收斂性,是國(guó)內(nèi)外葡萄與葡萄酒研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn).本文以福林肖卡法測(cè)定鴨綠江河谷產(chǎn)區(qū)3 個(gè)采樣點(diǎn)的不同采收期北冰紅葡萄漿果的常規(guī)指標(biāo)及果皮、果籽中的總酚含量,探究時(shí)間和空間與北冰紅葡萄漿果中不同部位總酚含量變化規(guī)律,并結(jié)合其果實(shí)品質(zhì),評(píng)估栽培地點(diǎn)及取樣時(shí)間對(duì)釀酒葡萄的品質(zhì)的影響,為葡萄的進(jìn)一步加工及質(zhì)量評(píng)價(jià)提供了理論依據(jù).
研究結(jié)果表明:整體上果皮中總酚含量大于果籽中總酚含量,但不同采收期果皮與果籽中總酚含量大小不同,前期出現(xiàn)果籽中總酚含量大于果皮中總酚含量的情況,隨著采收期的延長(zhǎng),果皮中總酚含量遠(yuǎn)大于果籽的總酚含量;采收期影響果實(shí)品質(zhì),延遲采收期明顯提高了北冰紅葡萄大小、平均單果重和可溶性固形物含量;采收期影響果實(shí)總酚含量,不同采收期北冰紅葡萄中總酚的含量有較大差別,且同一階段的北冰紅葡萄,其果肉和果籽中的總酚含量也有較大差別,T5 時(shí)期的北冰紅葡萄總酚含量較高.
因此,在鴨綠江河谷地區(qū),適當(dāng)延長(zhǎng)收獲時(shí)間能明顯增加北冰紅葡萄的總酚及可溶性固形物的含量;達(dá)到提高酒質(zhì)量的目的.從而確定北冰紅葡萄的最佳收獲時(shí)期為T(mén)5.
本文僅對(duì)不同采收期的北冰紅葡萄漿果中總酚進(jìn)行了研究,后續(xù)將開(kāi)展對(duì)不同采收期的北冰紅葡萄漿果中酚類(lèi)化合物種類(lèi)及組成比例特征及其與抗氧化、抗癌及抗病毒等生理活性間的關(guān)系的研究,以期為北冰紅葡萄酒的品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)保健等方面的鑒定提供科學(xué)依據(jù).