基因與葡萄酒

基因組計劃在植物領域，不斷取得成果。最近，法國和意大利科學家宣布已經繪制出釀酒葡萄的遺傳密碼圖譜。葡萄基因組的測序為培育新的優質葡萄奠定了基礎。

葡萄基因組的內容

研究人員破譯的是法國主要釀酒品種黑皮諾葡萄的基因組，稱為PN40024，是從黑皮諾葡萄培育出來的穩定的葡萄種系，這種葡萄是制造勃艮第和香檳酒的主要原料。對PN40024的測序是由法國國家基因測序中心的遺傳學家潘特瑞克·溫克爾領導完成的。從理論上講，對這種葡萄的30000多個基因的測序分析有助于培育出味道更優美和更好地抗御病蟲害(比如霉菌)的優質葡萄。

釀酒葡萄是迄今為止第四種基因組得到完整破譯的開花植物，而就水果類植物而言，則是第一種。其他三種已破譯基因組的植物分別是大米、楊樹和擬南芥。分析發現，葡萄的與香味有關的基因數量是其他已完成基因測序植物的2倍，這意味著葡萄酒的香味可以追根溯源至基因的層面。而目前所有的葡萄酒都是由黑皮諾葡萄釀造而成的。

研究人員將PN40024葡萄的DNA分割成幾百萬個片斷并分別進行了測序，再利用計算機程序將基因編碼結合起來，從而得到了完整的基因組。結果發現，該葡萄基因組的30000多個基因中有許多都是用來制造賦予葡萄香味的萜類化合物和丹寧酸(共有大約5億個堿基對)，而且這一比例大大超過了其他植物。

研究人員此次專門研究了70～80個制造萜類化合物的基因，目的是在將來能夠通過基因改造產生優質葡萄品種。同時，葡萄基因組的測定有助于研究人員了解開花植物的一個關鍵進化過程，即大約2.5億年前雙子葉植物和單子葉植物的分化。此次測定的葡萄基因與小麥基因組對比表明，雙子葉植物的基因組有火規模復制的明顯特點和標記。

葡萄基因組測序的主要目標有兩個，一是開發出抗病蟲害的葡萄，二是培育出更有香味和甜昧的葡萄。但是，要完成這兩個目標，還有很長的路要走。僅僅是從基于基因組測序結果來開發抗病蟲的葡萄品種，也至少還需要10年的時間。而另一個目標，生產更有香甜味的葡萄，以釀造出更好的葡萄酒，恐怕更為困難。因為，像葡萄酒這樣的產品并非有優良基因品種就可以，還要涉及到釀酒技術和工藝。

所以，法國基因中心的研究人員簡恩·韋森巴奇指出，遺傳學家此次的研究成果和認識并不能替代進化學家和葡萄酒制造者長期以來的傳統觀點。他說：“我們能夠創造出具有不同香味的葡萄變種.但最終葡萄酒的品質則完全是另一回事。”

多種化學物質

葡萄基組的破譯最能引起關心和高興的應當是令球葡萄種植業和葡萄酒釀造業的從業人員，他們都急于減少代價高昂的植物疾病、增強葡萄酒香味，因為僅葡萄酒一項每年能為全球帶來大約2000億美元的收入。

當然，葡萄基因組的破譯為新的優質品種的培育提供了基礎。比如，研究人員發現，釀酒葡萄具有“與葡萄酒香味特征直接相關的”、龐大的基因“家族”，尤其是與丹寧酸和萜烯密切相關。后兩者是葡萄中的重要成分。

丹寧酸是葡萄皮和葡萄籽中具有澀感的化合物，尤其是在紅葡萄中。它增添了葡萄酒變醇郁所需的“骨架”和酒體結構，是保持葡萄酒口味的重要成分。此外，丹寧酸還被視為有助于防止動脈硬化。而萜烯是許多植物和花朵精油中最主要的成分，廣泛用作食物的自然香味添加劑，也是香水的主要成分。萜烯在麝香葡萄中尤其濃郁，散發出玫瑰和紫羅蘭的花香。

葡萄中還有一種重要的成分，稱為白藜蘆醇。葡萄基因組的破譯也確定了葡萄中白藜蘆醇的基因來源。白藜蘆醇又稱逆轉醇，大量存在于紅葡萄和紅葡萄酒中，是一種抗氧化成分，能防止生物老化，增強抗病毒能力。該物質產生于葡萄葉表皮和漿果果皮中，是植株對真菌病害感染反應的結果。它是一種重要的植物抗毒素和抗氧化劑。已經有一些研究證明，逆轉醇可以防御心血管疾病和延年益壽。

當然，對于葡萄酒釀造者而言，葡萄基因組的測序有可能讓葡萄對于疾病更具抵抗力。因為導致葡萄生病的植物病害每年都要帶來數千萬美元的損失。而研究人員已經在對可以增強葡萄對白粉病的抵抗力的基因進行分離。白粉病是一種常見的霉病。黑皮諾葡萄尤其對該病沒有抵抗力。當然，如果能找到抗蟲害的基因更好。

因為，葡萄非常容易遭受病蟲害，歐洲葡萄種植使用的農藥量占全歐洲農田農藥使用量的46％。而在法國，葡萄種植園只占已開采農田的3％，但使用的除草劑卻占到了20％。因此，研究人員希望能篩選抗病蟲基因并培育出優良抗病蟲品種。減少農藥使用，使葡萄種植滿足環境保護的要求。

好酒需要好種但也需要好工藝

也有研究人員認為，提取控制與味道有關的基因分子可能會引發爭議，但這并不會阻止人們開發好的葡萄，并用好葡萄生產優質的葡萄產品，如葡萄酒。但是后者并非只是葡萄的基因所能解決問題的。

比如，人們在日常飲用葡萄酒的時候，會發現大多數的葡萄酒是用軟木塞密封，那么軟木塞對于葡萄酒意味著什么?

早年間，葡萄酒釀好就喝，所以根本用不著瓶塞。19世紀葡萄酒開始裝瓶保存，隨之尋找一種符合衛生的封瓶手段，成了，困擾釀酒人的難題。100多年間，有人試過橡膠棒，但發現太硬；有人在中空的橡膠管里填滿棉絮，使其柔軟，然后在兩端貼上軟木片，可效果終究比不上純天然的橡木塞。這就涉及橡木塞與葡萄酒中丹寧的關系。

優質葡萄酒在裝瓶之后，需要一段時間(有的長達數10年)才能真正成熟，酒里會生成各種芳香物質使香氣更復雜，口感粗澀的丹寧也被柔化，酒味則更加醇厚細膩。在這個過程中，葡萄酒需要少量氧氣促進成熟。天然軟木塞接觸酒液后略微膨脹，空氣透過木栓層里極細微的氣孔緩緩滲入，氧化作用隨之緩緩產生并讓葡萄酒逐漸成熟。

相反，如果不用天然軟木塞而用瓶蓋，微量空氣難以滲入，酒瓶里可能會產生還原反應，芳香類分子和硫磺分子之間的化學反應不但會讓酒失去芳香，而且生出一股硫磺的臭氣，造成葡萄酒難以下咽。因此，軟木塞對于葡萄酒而言是一種必不可少的工序。但是，更為重要的工序是釀造葡萄酒的橡木酒桶。

17世紀，英國的制酒商為抗拒政府征收的麥芽稅而制作大小不一的橡木桶，將所有的酒裝入桶中貯入山洞，過了一年后，他們將酒桶取出，發現酒的顏色變成金黃色，酒的味道異常香醇，并伴隨著一種從未有過的芬芳味。后來的研究發現，葡萄酒變得更為香醇原來是橡木桶的奇特功效，橡木可快速催酒成熟，短時間內使酒變得更加芬芳味美，顏色更接近琥珀色，形成色香味俱佳的效果。于是，橡木貯酒便成為后來生產葡萄酒不可或缺的工序。

橡木在使單寧酸充分擴散的同時，還過濾雜質使氣味更加自然濃郁。葡萄酒在進行發酵作用的時候會產生二氧化碳，所以在存放的第一年不會將橡木桶的塞子拴緊以便讓氣體溢出(此時是以玻璃制的塞子來保留封口)。之后就將橡木桶的封口完全拴緊(以軟木塞將封口密封)。橡木桶本身也會吸收葡萄酒內的有機物質，漸漸地使容器變成真空狀態，而此刻氧氣會透過橡木的氣孔而進入，透過細微的氧化作用可以更進一步地幫助葡萄酒成熟。

葡萄酒存放在橡木桶中兩年至兩年半時間內，由于長時間橡木吸收作用、雜質的排除與自然氣化的關系，大約會減少原容量的15％。一直到自然的變化徹底完成后，純凈優質的葡萄酒才算大功告成。

責任編輯 張田勘