不同地區釀酒葡萄果實中酚類物質含量及抗氧化能力的分析*

蔣寶，羅美娟，張小轉，張振文

1(渭南職業技術學院食品檢測中心，陜西 渭南，714000)2(涇陽縣園藝工作站，陜西涇陽，713700)

3(西北農林科技大學葡萄酒學院，陜西楊凌，712100)

與其他酚類物質一樣，葡萄酒中花色苷物質的組成和含量因葡萄品種、生態條件、栽培方式等不同而有不同程度的差異，從而最終影響到葡萄酒的質量。Jessica等［3］對黑比諾(Pinot Noir)葡萄果實的研究表明:照光果穗的果實中花色苷的總量顯著地高于遮陰果穗;此外，Badja［4］對阿根廷門多薩地區不同海拔高度葡萄園(1 500米與870米)中的馬爾貝克(Malbec)果實的研究表明:高海拔處葡萄果皮厚度是低海拔處的5倍。

我國葡萄酒產區分布較廣，從東至西橫跨距離超過2000公里，并且每個產區的氣候和土壤條件各不相同，進而為這些地區生產不同風格的葡萄酒創造了生態條件。為此，本研究選取我國北方4個葡萄酒產區(包括寧夏玉泉營、山西鄉寧、河北昌黎和沙城地區)主栽釀酒葡萄品種赤霞珠和梅鹿輒，通過光譜和色譜分析，對其葡萄果實中的酚類物質含量及抗氧化能力進行了評價。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為赤霞珠(Cabernet Sauvignon)和梅鹿輒(Merlot)，根據葡萄果實的糖酸比值確定其最佳技術成熟度，并于2011年10月前后采收葡萄。2個品種的葡萄果實均分別采自寧夏玉泉營慧彬公司(NXYQY)、山西鄉寧戎子酒莊(SXXN)、河北昌黎朗格斯酒莊(HBCL)和沙城德尚酒莊(HBSC)，且具有代表性的葡萄園。2個品種均為實生根系，株行距為1.0 m×2.5 m、多主蔓扇形整枝，所有試驗點栽培管理措施完全相同。

1.2 試驗試劑

葡萄糖、酒石酸、沒食子酸和乙酸乙酯等，天津市博迪化工有限公司;甲醇、甲酸、乙腈、乙酸均為色譜純，Fisher(Fairlawn，NJ，USA)公司;兒茶素(Catechin)、二甲氨基肉桂醛(p-DMACA)、二甲花翠素葡萄糖苷(Malvidin-3-O-glucoside)、2，2-二苯代苦味酞基苯肼(DPPH)和水溶性VE(Trolox)Sigma-Aldrich公司。

1.3 主要儀器設備

UV-1800紫外可見光分光光度計，日本島津公司;Eppendorf 5804R低溫冷凍離心機，德國Eppendorf公司;Agilent 1100高效液相色譜儀-質譜，美國Agilent公司。

1.4 樣品采集與提取液制備

采用“S”形取樣法采集葡萄，將所采果實樣品分為2份，一份直接破碎取汁，用于果實總糖、總酸和pH值的測定;另一份葡萄果實用液氮冷凍后研磨成粉末，再用酸化甲醇(V(體積分數60%甲醇)∶V(鹽酸)=100∶0.1)重復提取3次，所有試驗步驟均在避光條件下進行，提取液置于-40℃超低溫冰箱中用于酚類物質及抗氧化活性的測定。

1.5 果皮花色苷的提取

將0.5 g的葡萄皮干粉倒入10 mL含體積分數2%甲酸的甲醇溶液中，超聲提取10 min，再在25℃的搖床中避光提取30 min，然后以8 000 r/min低溫離心8 min，轉上清液于100 mL圓底燒瓶中，以上步驟重復4次，合并所有上清液，將上清液用旋轉蒸發儀(30℃)蒸干，殘渣用流動相(V流動相A∶流動相B=9∶1)定容至10 mL，-40℃下保存備用，樣品進樣前用 0.45 μm 濾膜過濾［5］。

1.6 測定項目及方法

1.6.1 基本理化指標的測定

四十年前，我參加了1978年的高考，那是我高中畢業11年后的高考。這11年里，我下鄉當過知青，進工廠當過臨時工。一次次地推薦工農兵大學生都沒有我的份，一次次招正式工也沒我的份。幾番險被辭退，每念斯恥，汗未嘗不發背沾衣。我以為我這輩子完了，沒想到，1977年鄧小平拍板的第一個改革，是恢復由于文化大革命沖擊而中斷的高考，并且不問考生家庭出身，這就給我帶來了改變命運的機會。高考改變了我的命運，我衷心感謝文革后的第一個改革，還有推動這個改革的劉道玉、查全性教授。

總糖(以葡萄糖計)采用斐林試劑滴定法測定;總酸(以酒石酸計)用指示劑法(國標法)測定;pH值用酸度計法測定。

1.6.2 葡萄酚類物質的測定

總酚含量采用福林-肖卡法［6］測定，結果以每千克果實中含有的沒食子酸表示;總類黃酮含量采用NaNO2-Al(Cl)3法［7］測定，總黃烷醇含量由 DMACA法［8］測定，結果均以每千克果實中含有的兒茶素表示;總花色苷含量由pH值示差法［9］測定，以1 kg果實中含有的二甲花翠素葡萄糖苷表示。

1.6.3 葡萄抗氧化能力的測定

DPPH·清除能力的測定參考Brandwilliams等［10］的方法，Cu2+還原能力的測定參考 Apak 等［11］的方法，結果均以1 kg葡萄果實中所含的Trolox表示。

1.6.4 葡萄果皮中花色苷物質的測定

葡萄果皮中花色苷的定性和定量分析在中國農業大學食品科學與工程學院葡萄與葡萄酒研究中心完成。利用HPLC-UV-MS/MS技術，結合離子的保留時間來進行定性分析［12］;以二甲花翠素葡萄糖苷作為標準物，并利用外標法結合標準曲線的方法對花色苷進行定量計算。

1.7 數據分析

采用SPSS16.0分析軟件對實驗數據進行分析，花色苷單體重復測定2次，結果以2次測定的均值表示，其他指標均重復測定3次。

2 結果與討論

2.1 葡萄理化指標的分析

由表1可知，赤霞珠和梅鹿輒果實的總糖含量在198.6 ～224.1 g/kg和 187.3 ～218.9 g/kg，總酸含量在7.6 ～9.9 g/kg和6.9 ～8.9 g/kg，它們的糖酸比均不同程度地≥20。結果表明，盡管4個地區的生態條件迥異，但2個品種2011年的果實均獲得較好的成熟度。

表1 4個地區赤霞珠和梅鹿輒葡萄果實的基本理化指標Table 1 The physicochemical index of Cabernet Sauvignon and Merlot berries from four different regions

2.2 葡萄多酚含量及抗氧化活性的分析

酚類物質含量豐富的原料是釀造高品質葡萄酒的重要條件。由表2可知，赤霞珠和梅鹿輒果實的總酚含量在 3 531.8 ～5 324.3 mg/kg和 2 451.8 ～3 229.2 mg/kg，其中寧夏玉泉營地區果實的總酚含量最高，河北沙城次之，其主要原因應該是地區間生態條件不同所致。類黃酮是葡萄果實和相應葡萄酒中含量最高、成分最為復雜、與葡萄酒質量最為密切的一類多酚物質。由表2可見，赤霞珠和梅鹿輒果實的類黃酮總量分別為 2 512.8～3 743.3 mg/kg和1 769.5 ～2 234.0 mg/kg，其中玉泉營地區赤霞珠果實中類黃酮含量是鄉寧地區的1.5倍;對于梅鹿輒品種而言，除沙城最低外，其他3個地區相差不大。黃烷醇類物質與葡萄酒的澀味和抗氧化能力關系密切，玉泉營和河北沙城地區含量最高，尤其是玉泉營地區的含量約為山西鄉寧和昌黎地區的1.4～2.1倍。

果皮中花色苷含量的高低主要決定于葡萄的品種，且花色苷含量高的葡萄原料是釀造色澤優質葡萄酒的必要條件。由表2可知，赤霞珠和梅鹿輒果皮花色苷總量分別在1 088.5 ～3 025.2 mg/kg和742.5 ～1 891.3 mg/kg，其中寧夏玉泉營地區含量最高，河北沙城次之，其他2個地區相差不大。而且，寧夏玉泉營地區的赤霞珠和梅鹿輒果皮花色苷總量分別是河北昌黎地區的2.5和2.8倍。研究結果進一步證實產區生態條件對果皮花色苷含量具有重要影響，且海拔較高、光照較強、晝夜溫差較大的玉泉營地區的氣候特征有利于葡萄果皮中花色苷含量的積累［13］。

表2 4個地區赤霞珠和梅鹿輒葡萄果實酚類含量及抗氧化能力的比較Table 2 Comparison of the total polyphenolics content and antioxidant activity of Cabernet Sauvignon and Merlot berries from four different regions

2種抗氧化指標(DPPH法和CUPRAC法)的測定結果均表明，玉泉營地區的赤霞珠和梅鹿輒果實抗氧化能力最強，沙城其次，鄉寧和昌黎較低。這與玉泉營和沙城地區葡萄果實含有較高的多酚類物質相對應，說明酚類物質與抗氧化能力間的正相關性。此外，2種方法在4個地區的赤霞珠和梅鹿輒果實抗氧化能力間獲得較好的協同性，但協同程度隨測定方法而有所不同。例如，當選用DPPH法測定時，玉泉營地區梅鹿輒果實的抗氧化能力高于昌黎地區約26.0%，在 CUPRAC 法中，此值為30.1%。

2.3 葡萄果皮花色苷的分析

為進一步探究產區生態條件對果皮花色苷組成和含量的影響，本實驗通過高效液相色譜(HPLC-UVMS/MS)在2個品種中分別檢測到22和23種花色苷類物質，其中包括5種基本花色苷和18種花色苷衍生物(15種酰化花色苷和3種吡喃花色苷)。

由表3可知，5種基本花色苷(序號1-5)在4個地區的赤霞珠和梅鹿輒果皮中均被檢測出，但彼此間的含量存在不同程度的差異。赤霞珠和梅鹿輒果皮中5種基本花色苷的總量分別為6 273.6～20 056.5 mg/kg和8 284.1 ～13 770.2 mg/kg，其中，寧夏玉泉營地區果皮基本花色苷的單體和總量均最高，其次是山西鄉寧，其他2個地區相對較低。對于赤霞珠而言，玉泉營地區基本花色苷總量分別是河北沙城和昌黎地區的2.6和3.2倍;對于梅鹿輒而言，此值分別為1.3和1.7倍。由于本研究所用釀酒葡萄的田間管理措施完全相同，所以產區生態因素對葡萄果皮中5種基本花色苷含量能產生顯著的影響，例如產區的溫度、光照和降雨量等因素，且影響程度與品種特性密切關系。研究還發現，產區生態條件對葡萄果皮花色苷組成的影響主要表現在花色苷衍生物上。在4個地區的赤霞珠和梅鹿輒果皮中分別有6和9種花色苷衍生物的組成存在差異，但這類衍生物的含量相對較低。在所檢測到的23種花色苷物質中，二甲花翠素葡萄糖苷的含量最高，這與前人的研究結果一致［14］。

3 結論

寧夏玉泉營地區赤霞珠和梅鹿輒果實的酚類物質(包括總酚、總類黃酮、總黃烷醇和總花色苷)含量最高，其次是河北沙城地區，而河北昌黎和山西鄉寧地區含量互有高低。對4個地區葡萄果實抗氧化能力(DPPH法和CUPRAC法)進行測定，抗氧化能力強弱與其酚類物質含量呈正相關。產區生態條件對赤霞珠和梅鹿輒果實花色苷組成的影響主要表現在其衍生物上，對其含量的影響與品種特性有關。

表3 4個地區赤霞珠和梅鹿輒葡萄果皮花色苷組成和含量的比較 (ME mg·kg-1)Table 3 Comparison of anthocyanins composition and concentration of Cabernet Sauvignon and Merlot grape skins from four different regions(ME mg·kg-1)

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