地形對品麗珠葡萄果實中多酚物質及其抗氧化活性的影響

蔣 寶 羅美娟 張振文

(1.渭南職業技術學院食品檢測中心，陜西渭南 714000;2.西北農林科技大學葡萄酒學院，陜西楊凌 712100)

葡萄酒的質量首先取決于釀造原料(葡萄果實)的品質。釀造原料品質的好壞，除常以總糖、總酸和糖酸比值等參數作為指標外，酚類物質含量也日漸成為重要指標之一。酚類物質是存在于葡萄果實(主要位于果皮)中的一類植物次生代謝物質，這類物質能最終影響其所釀造葡萄酒的顏色、風味和收斂性。另外，該類物質還有助于降低人類患慢性疾病和心血管疾病的機率［1］。

通常將酚類物質分為類黃酮和非類黃酮2類，其中類黃酮物質又包括花色苷、黃酮醇和黃烷醇。相同的葡萄品種，常因生態環境條件不同導致其果實中酚類物質的含量和組分存在差異，其中就包括葡萄園的坡度、坡向和海拔等，這些因素能改變葡萄園的小氣候，從而影響果實酚類物質的代謝產生［2］。

山西鄉寧地區位于晉西黃土高原，該地區因光照充足、晝夜溫差較大等生態條件被認為是葡萄酒的優質產區。但這類地區溝壑縱橫，葡萄園多位于不同海拔、不同坡度的山地上，由此造成的山地小氣候對釀酒葡萄品質產生影響。品麗珠(Cabernet Franc)作為該地區的主栽品種，目前關于地形條件對其果實多酚含量及抗氧化能力的影響尚不清楚。本研究擬通過光譜和色譜技術，對上述內容展開研究，為中國山地產區釀酒原料的品質調控提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試品種為品麗珠。在果實充分成熟后人工采收葡萄，采樣地點位于山西省戎子酒莊的馱腰坡村(平地)和坪塬村(坡地)。該品種于2007年定植，且平地和坡地葡萄園的田間管理措施相同。

1.2 試驗試劑

水溶性維生素E(trolox)、二甲花翠素葡萄糖苷(malvidin-3-O-glucoside)、二甲氨基肉桂醛(p-DMACA)、2，2-二苯代苦味酞基苯肼(DPPH)和兒茶素(catechin):美國Sigma-Aldrich公司。

1.3 儀器與設備

低溫冷凍離心機:Eppendorf 5804R型，德國Eppendorf公司;

紫外可見光分光光度計:UV-1800型，日本島津公司;

高液相色譜儀—質譜:1100Agilent型，美國Agilent有限公司。

1.4 樣液提取方法

葡萄試樣收集以后，一份破碎取汁，用于果實基本理化指標的測定;另一份用酸化甲醇提取果實中酚類物質，收集的提取液用于多酚類物質含量和果實抗氧化活性的測定。

1.5 果皮花色苷的提取方法

將葡萄皮干粉轉入酸化甲醇溶液中，并在搖床中避光提取，然后再低溫離心，重復提取4次，合并上清液后用旋轉蒸發儀蒸干，殘渣用流動相(2%甲酸水溶液∶2%甲酸乙腈溶液=9∶1)定容至 10 mL，樣品進樣前用0.45 μm 濾膜過濾［3］。

1.6 測定指標

1.6.1 理化指標的測定 總糖(以葡萄糖計)、總酸(以酒石酸計)、單寧(以單寧酸計)及pH值等測定參照文獻［4］的方法進行。

1.6.2 酚類物質總量的測定 總酚含量的測定選用福林—肖卡法［5］(以沒食子酸計);總類黃酮和總黃烷醇含量的測定分別選用 NaNO2—Al(Cl)3法［6］和 DMACA 法［7］(均以兒茶素計);總花色苷含量的測定選用pH值示差法［8］(以二甲花翠素葡萄糖苷計)。

1.6.3 抗氧化能力的測定 DPPH自由基清除力和銅離子還原力(CUPRAC)的測定分別選用 Brandwilliams等［9］和Apak等［10］的方法，結果均以Trolox表示。

1.6.4 果皮花色苷單體酚的測定 利用HPLC—UV—MS/MS技術，結合離子的保留時間對品麗珠果皮中花色苷單體進行定性分析［3］;利用外標法對花色苷單體進行定量計算(以二甲花翠素葡萄糖苷作為標準物)，每個樣品重復進樣2次。

1.7 數據分析

采用SPSS 17.0進行方差分析，色譜數據重復測定2次，結果以測定均值表示;其它數據重復測定3次，結果表示為“均值±SD”。

2 結果與分析

2.1 果實理化指標的分析

由表1可知，平地和坡地條件下品麗珠果實的總糖、總酸和糖酸比相差不大，其中總糖含量均接近200 g/L，糖酸比值超過20，表明2種地形下果實的成熟狀況良好。此外，平地和坡地果實的單寧含量分別為3.0，3.1 g/L，坡地果實略高，這有利于提高葡萄酒的品質。

2.2 果實酚類物質含量及抗氧化活性的分析

酚類物質含量豐富的果實有助于釀造高品質的葡萄酒。地形條件的不同能改變葡萄園的小氣候。通常隨著葡萄園海拔的增加，環境的溫度會降低，而光強和紫外輻射則明顯增加，同時葡萄園晝夜溫度的變化幅度增大。所以說葡萄園海拔的不同導致上述氣候因子發生變化，進而影響葡萄果實的品質。

由表2可知，平地果實的總酚和總黃烷醇含量高于高海拔坡地果實，尤其是總黃烷醇含量相差10%左右，但它們的差異未達到顯著性水平(P≤0.05)。黃烷醇含量高的葡萄果實有利于增強葡萄酒的澀味和抗氧化能力。類黃酮物質是葡萄果實中含量較高，成分較為復雜的一類多酚物質。從表2還可以發現，高海拔坡地果實中總類黃酮和總花色苷含量要高出平地果實20%以上，并且含量的差異均達到顯著性水平(P≤0.05)，所以總酚含量高的葡萄果實，其總類黃酮含量未必也高。葡萄品種是影響其果皮上花色苷物質組成和含量的主要因素，但果皮花色苷物質的合成代謝受生態環境條件的影響。通常認為，高海拔坡地葡萄園的強光、低溫和較大的晝夜溫差互相作用，共同影響著葡萄果皮中花色苷物質的積累［11］。Hess等［12］研究證實:高海拔葡萄果實通過增加果皮的厚度來增加其果實中花色苷的含量。

由于植物體中含有多種類型的自由基和豐富的抗氧化資源，且它們的理化特征迥異，為了更加有效地評價植物體的抗氧化能力，通常在試驗中將不同抗氧化機理的方法進行結合。由表2可知，在本研究中，DPPH自由基清除力法和銅離子還原力法(CUPRAC)的抗氧化測定結果一致，表明處于低海拔的平地品麗珠果實抗氧化能力強于坡地高海拔果實，兩種測定方法獲得了較好的協同性。此外，當選用CUPRAC法進行測定時，平地果實的抗氧化值顯著地(P≤0.05)高出坡地約18%，而DPPH自由基清除力法測得的抗氧化值差異并不顯著，體現了抗氧化方法間的特異性。

表1 地形條件對品麗珠果實理化指標的影響Table 1 Effect of terrain condition on physicochemical index of Cabernet Franc berries

表2 地形條件對品麗珠果實酚類物質含量及抗氧化活性的影響Table 2 Effect of terrain condition on phenolics content and antioxidant activity of Cabernet Franc berries

表2 地形條件對品麗珠果實酚類物質含量及抗氧化活性的影響Table 2 Effect of terrain condition on phenolics content and antioxidant activity of Cabernet Franc berries

* 表示差異在P≤0.05水平上的顯著性，否則表示差異不顯著。

采樣點 總酚/(mg·kg－1)抗氧化活性/(μ mol·kg－1)DPPH CUPRAC平地 2 403.4 ±74.1 1 310.5 ±29.9 334.4 ±7.8 1 061.0 ±17.2 6 871.6 ±150.5 26 025.2 ±542.0總類黃酮/(mg·kg－1)總黃烷醇/(mg·kg－1)總花色苷/(mg·kg－1)*6 604.9 ±94.2 22 149.8 ±338.5坡地 2 305.5 ±28.3 1 769.5 ±110.4* 303.9 ±18.9 1 293.7 ±9.7*

2.3 果皮花色苷單體的分析

為進一步研究葡萄園地形條件對品麗珠果皮單體花色苷組成和含量的影響，本試驗利用高效液相色譜技術在2種地形的果皮中共檢出17種單體花色苷(包括12種花色苷衍生物和5種花色苷基本體)。由表3可知，2種地形條件下品麗珠果皮花色苷單體的組成完全相同。平地和坡地果皮中5種基本花色苷的總量分別為7 132.1，9 042.4 mg/kg，其中，高海拔坡地果皮基本花色苷的單體和總量均最高，坡地總量約為平地的1.3倍。2種地形條件下檢測到的12種花色苷衍生物含量存在不同程度的差異，其中花翠素順式香豆酰化葡萄糖苷(序號9物質)坡地約為平地的5倍;二甲花翠素類含量在衍生物中所占比例最大，它們是花色苷物質的主要組成部分，這與前人［13］研究結果一致。由于本研究所用葡萄的田間管理措施完全相同，故產區地形因素對品麗珠果皮花色苷單體含量存在不同程度的影響，但對其組成沒有任何影響。

表3 地形條件對品麗珠果皮花色苷組成和含量的影響Table 3 Effect of terrain condition on anthocyanins composition and concentration of Cabernet Franc grape skins

3 結論

通過對地形對品麗珠果實中多酚物質及其抗氧化能力影響的研究，得出以下結論:

(1)平地和坡地條件下品麗珠果實中各酚類物質總量互有高低;銅離子還原力法的測定結果表明，平地果實的抗氧化能力顯著地高于坡地果實;兩種抗氧化方法的測定結果彼此間存在協同性和特異性。

(2)地形對品麗珠果皮花色苷單體物質的組成沒有影響，但對其含量存在不同程度的影響，且坡地果皮中5種基本花色苷單體的含量均高于平地果皮，總量則高出30%。

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