遮光處理對轉色至完熟期間“赤霞珠”和“蛇龍珠”葡萄果實品質的影響

杭 潔，蔣玉梅，李霽昕，米 蘭，陳玉蓉，何英霞，周安玲，尚 樂，胡研云（甘肅農業大學 甘肅省葡萄與葡萄酒工程學重點實驗室，甘肅 蘭州 730070）

遮光處理對轉色至完熟期間“赤霞珠”和“蛇龍珠”葡萄果實品質的影響

杭 潔，蔣玉梅*，李霽昕，米 蘭，陳玉蓉，何英霞，周安玲，尚 樂，胡研云
（甘肅農業大學 甘肅省葡萄與葡萄酒工程學重點實驗室，甘肅 蘭州 730070）

以釀酒葡萄“赤霞珠”和“蛇龍珠”為材料，在轉色-完熟期間通過套袋對其果實進行遮光處理，以常規管理果實為對照，分析遮光處理對釀酒葡萄果實理化及香氣 品質的影響。結果表明：遮光處理完熟“蛇龍珠”和“赤霞珠”果實百粒質量較對照分別高出7.43%和8.74%，平均粒徑較對照分別高出1.57%和2.60%，可溶性固形物含量較對照分別高出7.50%和2.76%，pH值較對照分別高出4.16%和1.04%，可滴定酸含量較對照分別低出25.37%和14.71%。香氣成分分析顯示，遮光處理可抑制樣品釀酒葡萄果實醇類物質的釋放，促進醛類物質釋放。

遮光處理；釀酒葡萄；“赤霞珠”；“蛇龍珠”；品質；香氣

釀酒葡萄果實的品質是決定葡萄酒品質的關鍵因素，適宜的生長環境和合理的栽培管理是保證釀酒葡萄品質的基礎[1]。提高釀酒葡萄果實品質及其調控的研究近年來備受國內外學者關注[2]。光照、溫度等果實生長環境是影響葡萄果實品質的主要因素[3]。葡萄果實中的糖、酸是形成果實品質的重要特性。林樸[4]認為摘葉處理，改善葡萄樹通風透光條件，增加果實光照量，可提高果實糖分、著色，降低酸度，提高釀造葡萄酒的品質。套袋是目前水果生產中常用的一種改變果實光照強度的遮光方法。由于套袋使葡萄果實生長發育時期的微環境發生了改變，因此同樣會引起葡萄的含糖量、含酸量等的變化。鄭芳[5]、郝燕燕[6]等研究認為套袋可明顯增加葡萄果穗質量。王大平[7]、王蜀[8]等研究認為套袋可以增加果實含糖量，降低果實含酸量。果實香氣是葡萄品質的重要特征之一，也同樣是影響葡萄酒特征香氣品質的主要因素。葡萄果實中香氣化合物主要有醇、醛、酯、C6化合物、萜烯化合物、降異戊二烯化合物、含氮化合物、甲氧基吡嗪以及含硫化合物等[9]。Skinkis等[10]研究了遮蔭對釀酒葡萄——Traminette葡萄果實香氣影響，發現適度遮蔭會使其揮發性萜類物質含量增高。卜萬鎖等[11]通過對套袋蘋果的香氣成分檢測發現，通過套袋處理后的果實基本風味相對穩定，而套袋果實中酯類物質含量低于未套袋果實，這種變化從而形成了果實風味品質的細微差別。

本實驗以釀酒葡萄“赤霞珠”和“蛇龍珠”為試材，在轉色-完熟期間通過套袋對果實進行遮光處理。分析轉色至完熟期間遮光對釀酒葡萄果實理化和香氣的品質影響，以期為提高釀酒葡萄品質為目的的栽培管理技術研究提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

“赤霞珠”、“蛇龍珠”采摘自甘肅農業大學甘肅省葡萄產業技術研發中心葡萄品種園。采用單干單臂整形“南北行向”株行距0.6 m×2 m，規范化田間管理。

2-辛醇（標準品，純度≥98%） 上海健超化學科技有限公司。

1.2 儀器與設備

DW-86L728型超低溫冰箱 海爾集團；MixPlus渦旋振蕩器 合肥艾本森科學儀器有限公司；PHS-3C型pH計 上海雷磁儀器有限公司；WS108型手持糖度儀 上海測維光電技術有限公司；TD5A-WS型低速離心機 湘儀離心機儀器有限公司；ZDS-10型自動換檔數字式照度計 上海市嘉定學聯儀表廠；18100型摩爾超純水機 重慶摩爾水處理設備有限公司；TRACE 1310-ISQ氣相色譜-質譜聯用儀、TG-WAXMS色譜柱（60 m×0.25 mm i.d.，0.25 ?m） 美國Thermo Scientific公司；50/30 ?m二乙基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/ carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）萃取頭 美國Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

參照鄭芳等[5]方法選擇樹勢、負載量基本一致的20～25株葡萄藤，每株葡萄藤留中部（離地80～100 cm）處的果穗1～3穗。用60%透光率白色木漿紙袋套袋進行遮光處理，以常規 管理葡萄藤為對照，處理與對照果穗相隔，遮光處理與對照處理比例為3∶1。

樣品采集：2014年8～9月，排除邊緣葡萄藤。在果實進入轉色期，轉色率達2%～5%時（2014年8月8日）開始采樣，每7 d采樣一次。采摘時間：10:00～12:00，逢雨天隔天采。

每次采樣處理選擇15～18 株，采集每穗葡萄肩、中（正、反）、頂部（共4 粒），每次采樣粒數在120～200 粒之間，每穗葡萄在整個過程中平均采樣3～5 次。葡萄漿果混合后分為2 份（理化指標測定與香氣成分的測定樣品比例為1∶2）。12 h之內完成理化指標測定。香氣檢測樣品避光－80 ℃貯藏，待測[12]。

1.3.2 果袋透光率和溫度測定

測量工具為數字式照度計，分別測量袋內、袋外光照強度，得出果袋透光率[13]。溫度測定工具為溫度計，分別測量袋內、袋外的溫度。測量時間為果實轉色至完熟期間樣品采集時間，每次測量均勻選取6 個地方的葡萄藤在同一高度的果穗進行光照強度和溫度的測定，取平均值。

1.3.3 理化品質分析

參照文獻[14]操作技術中所述方法，樣品去果蒂，測百粒質量、果徑，去籽榨汁，測定可溶性固形物含量、可滴定酸含量（以酒石酸計）和pH值。

粒徑測定：用游標卡尺測定葡萄果實赤道直徑（準確至0.01 cm）；百粒質量測定：隨機選取葡萄試樣果實100 粒，稱質量（準確至0.01 g）；可溶性固形物含量測定：采用手持測糖儀測定；可滴定酸含量測定：采用電位滴定法（以酒石酸計）；pH值測定：采用標準型pH計。

其中，百粒質量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、pH值的測定均做3 次重復，粒徑測定分別從葡萄果穗肩、中、頂部位所采集果粒中隨機選取3～5 粒進行測量，重復3 次。

1.3.4 香氣分析

參照王睿[15]、李華[16]等方法，并進行修改。樣品室溫解凍，去梗去籽，液氮條件下研磨成粉末狀，然后放入50 mL離心管中靜置12 h后，在4 000 r/min轉速條件下離心15 min，每個樣品處理一致。

準確吸取離心后的上清液8 mL，放入20 mL樣品瓶中。加入2 g NaCl，5 μg（82.2 mg/L）2-辛醇（內標物）及磁力轉子，40 ℃恒溫磁力攪拌30 min后，插入固相微萃取器40 ℃吸附富集30 min，氣相色譜進樣口解吸溫度250 ℃，解吸10 min。

氣相色譜-質譜條件：參照商敬敏等[17]方法并進行修改。不分流進樣，20 min打開分流閥，分流比30∶1；升溫程序：初溫50 ℃，5 ℃/min至80 ℃，2 ℃/min至150 ℃，3.5 ℃/min至220 ℃；電子電離源；電子能量70 eV；傳輸線溫度250 ℃；離子源溫度230 ℃；質量掃描范圍m/z 50～450。

1.4 數據處理

理化品質數據統計分析：Microsoft Office Excel 2007。定性：結合文獻[18-19]，計算機檢索譜庫NIST（2005）和Wiley（version6.0）譜圖庫初步定性香氣物質。定量采用內標半定量法。物質含量按下式計算。

式中：Ai為待測物的峰面積；As為內標物的峰面積；Xi為待測物的含量/（mg/L）；Xs為內標物的含量/（mg/L）。

2 結果與分析

2.1 果袋的透光率及溫度分析

葡萄果實轉色至完熟期間，對果穗袋內和袋外的光照強度和溫度的測量結果得出：果實供試果袋的平均透光率為60%，袋內溫度較袋外溫度平均高出0.8 ℃。

2.2 遮光對果實品質影響

2.2.1 遮光處理對葡萄果實百粒質量、粒徑的影響

圖1 遮光處理對“蛇龍珠”（A）和“赤霞珠”（B）葡萄百粒質量的影響Fig.1 Effect of shading treatment on hundred-berry weight of grape

由圖1可知，果實轉色率達2%～5%時，開始比較成熟過程果實百粒質量。隨著成熟度增加，百粒質量呈上升趨勢。葡萄果實轉色28 d后，對照“蛇龍珠”百粒質量較轉色初期增加了38.93%，“赤霞珠”增加了34.56%；轉色28 d到完熟，對照“蛇龍珠”和“赤霞珠”百粒質量增幅分別為16.82%、14.75%，可見葡萄成熟期前期百粒質量增長速度較后期快。遮光處理樣百粒質量顯著高于對照樣，“蛇龍珠”高于對照樣4.28%～28.67%，“赤霞珠”高出對照樣1.21%～14.63%。轉色14 d和21 d，處理樣和對照樣差異最大，轉色14 d“蛇龍珠”遮光樣較對照樣高出28.67%，轉色21 d“赤霞珠”較對照樣高出14.63%。轉色35 d和42 d處理與對照差異最小，轉色42 d“蛇龍珠”遮光樣較對照樣高出4.28%，轉色35 d“赤霞珠”遮光樣較對照樣高出1.21%。完熟遮光“蛇龍珠”百粒質量為172.33 g，較對照樣高出7.43%；完熟遮光“赤霞珠”百粒質量為116.80 g，較對照樣高出8.74%。可見遮光處理可促使釀酒葡萄百粒質量升高，且對“蛇龍珠”的影響較“赤霞珠”明顯。

2.2.2 遮光處理對葡萄果實粒徑的影響

圖2 遮光處理對 “蛇龍珠”（A）和“赤霞珠”（B）葡萄果實粒徑的影響Fig.2 Effect of shading treatment on grape berry size

由圖2可知，遮光處理果實粒徑要顯著高于對照果實。“蛇龍珠”的果實粒徑高于“赤霞珠”。完熟對照“蛇龍珠”平均粒徑為1.462 cm，遮光處理樣為1.485 cm，較對照樣高1.57%；完熟對照樣“赤霞珠”平均粒徑為1.343 cm，遮光處理樣為1.378 cm，高于對照2.60%。“赤霞珠”葡萄果實轉色后7～28 d遮光處理樣和對照的差異性較大，“蛇龍珠”轉色后14 d處理與對照樣差異性最大，“赤霞珠”轉色后42 d差異性最大，處理樣較對照樣高出2.43%。可見，遮光處理對“蛇龍珠”葡萄果實粒徑的影響較“赤霞珠”明顯。

2.2.3 遮光處理對葡萄果實pH值的影響

圖3 遮光處理對“蛇龍珠”（A）和“赤霞珠”（B）葡萄果實pH值的影響Fig.3 Effect of shading treatment on pH of grape berries

由圖3可知，pH值比較顯示，葡萄果實轉色到完熟期間pH值變化在2.8～3.7之間，總體呈上升趨勢，遮光處理與對照差異不顯著。完熟“蛇龍珠”和“赤霞珠”對照樣pH值分別上升了20.38%和18.69%。遮光完熟“蛇龍珠”平均pH值為3.630，較對照樣高出4.16%；“赤霞珠”平均pH值為3.410，較對照高出1.04%。

2.2.4 遮光處理對可溶性固形物含量的影響

圖4 遮光處理對“蛇龍珠”（A）和“赤霞珠”（B）葡萄果實可溶性固形物含量的影響Fig.4 Effect of shading treatment on total soluble solid (TSS) of grape berries

由圖4可知，在轉色期初期“蛇龍珠”的可溶性固形物含量（7.1%）明顯低于“赤霞珠”（10.15%），隨著果實成熟可溶性固形物含量升高，前期增長較快后期緩慢，完熟對照“蛇龍珠”和“赤霞珠”分別增長了12.36%和14.21%，遮光處理分別增長了18.13%、13.78%，遮光處理樣增幅高于對照。完熟遮光處理“蛇龍珠”可溶性固形物含量高出對照7.50%，“赤霞珠”高出對照2.76%。遮光處理有利于葡萄果實可溶性固形物的積累。

2.2.5 遮光處理對可滴定酸含量的影響

由圖5可知，葡萄果實可滴定酸含量轉色至完熟期間整體呈下降趨勢，前21 d下降速度較快，28 d后趨于平緩。轉色開始到28 d，“蛇龍珠”對照樣可滴定酸含量由25.70 g/L降至9 g/L，“赤霞珠”由28.5 g/L降至12.03 g/L；轉色后28 d到果實完熟，對照“蛇龍珠”可滴定酸含量降低了21.83%，“赤霞珠”降低了36.25%。對照處理的葡萄果實可滴定酸含量要高于遮光處理樣。完熟處理樣“蛇龍珠”可滴定酸含量低出對照25.37%，“赤霞珠”低出對照14.71%。遮光處理會促進葡萄果實可滴定酸含量的降低。

圖5 遮光處理對“蛇龍珠”（A）和“赤霞珠”（B）葡萄果實可滴定酸含量的影響Fig.5 Effect of shading treatment on titrable acid (TA) of grape berries

2.3 遮光對葡萄果實香氣的影響

2.3.1 “赤霞珠”和“蛇龍珠”葡萄果實香氣構成分析

葡萄果實中的香氣物質種類的代謝與生物合成目前認為有3 種代謝途徑：以脂肪酸為前體的代謝途徑、以氨基酸為前體的代謝途徑和萜類途徑[20]。頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用法分析“赤霞珠”和“蛇龍珠”葡萄果實香氣構成，如圖6所示。“赤霞珠”遮光樣和對照樣中初步定性81、74 種化合物，“蛇龍珠”遮光樣和對照樣中初步定性64、83 種，如表1所示。

“赤霞珠”葡萄果實對照樣香氣成分包括醇類30 種，含量為132.30 mg/L，其中正己醇占醇類的40.82%；醛類物質13 種，含量為101.67 mg/L，其中（E）-2-己烯醛占醛類的60.76%；酮類物質3 種，含量為1.46 mg/L，其中6-甲基-5-庚烯-2-酮占酮類的88.49%；酯類物質6 種，含量為3.15 mg/L，其中甲酸甲酯占酯類的39.57%；萜烯類物質7 種，含量為2.02 mg/L，其中香葉醇占萜烯類的44%；酸類物質2 種，含量為0.92 mg/L，其中正己酸占酸類的97.1%；酚類物質有3 種，含量為0.74 mg/L，其中鄰甲酚占酚類的50.0%。

“蛇龍珠”葡萄果實對照樣香氣成分包括醇類物質31 種，含量為154.98 mg/L，其中正己醇占醇類的45.05%；醛類物質12 種，含量為25.42 mg/L，其中（E）-2-己烯醛占醛類的59.53%；酮類物質4 種，含量為0.81 mg/L，其中6-甲基-5-庚烯-2-酮占酮類的82.44%；酯類物質5 種，含量為1.65 mg/L，其中乙酸己酯占酯類的66.21%；萜烯類物質13 種，含量為2.13 mg/L，其中香葉醇占萜烯類的32.73%；酸類物質2 種，含量為1.43 mg/L，其中正己酸占酸類的46.0%；酚類物質5 種，含量為0.69 mg/L，其中鄰甲酚占酚類的38.8%。

圖6 “赤霞珠”（A）和“蛇龍珠”（B）葡萄果實GC-MS總離子流圖Fig.6 GC-MS total ion chromatograms of volatile aroma compounds of“Cabernet Sauvignon” (A) and “Cabernet Gernischt” (B) grape berries

2.3.2 遮光對香氣構成的影響

如圖7所示，遮光處理“赤霞珠”果實香氣醇類和醛類質量濃度分別為63.74 mg/L和183.85 mg/L，醇類較對照降低了51.82%，醛類增加了80.82%。遮光處理“蛇龍珠”果實香氣醇類和醛類的質量濃度分別為75.80 mg/L和117.76 mg/L，醇類較對照降低了51.09%，醛類增加了363.27%。遮光處理影響可促進葡萄果實香氣中醛類物質的釋放，而抑制醇類物質釋放。

酮類化合物比較顯示遮光處理樣高于對照樣，遮光“赤霞珠”和“蛇龍珠”分別高于對照36.80%和126.74%；而“赤霞珠”和“蛇龍珠”遮光樣品的酯類物質低于對照42.19%和59.70%。“赤霞珠”遮光處理樣的萜烯類物質高于對照樣21.48%，“蛇龍珠”則低于對照樣的37.24%。可見，遮光處理可促進“赤霞珠“和“蛇龍珠”酮類化合物的釋放，而抑制酯類物質釋放。遮光對香氣的影響會因品種不同而有所差異，“赤霞珠”遮光處理樣萜烯類物質質量濃度高于對照樣21.48%，“蛇龍珠”則低于對照樣37.24%。

圖7 遮光處理對葡萄果實香氣成分含量的影響Fig.7 Effect of shading on the contents of aroma components in grape berries

2.3.3 遮光對葡萄主體香氣成分的影響

圖8 葡萄果實主要香氣成分的比較Fig.8 Comparison of main aroma components of two wine grape cultivars

如圖8所示，正己醛和（E）-2-己烯醛“赤霞珠”遮光處理樣質量濃度較對照樣分別高出163.23%、47.82%，“蛇龍珠”遮光處理樣質量濃度是對照樣的16 倍和4.5 倍。2-乙基-1-己醇、正己醇和（E）-2-己烯-1-醇“赤霞珠”遮光處理樣質量濃度較對照樣分別低42.1%、65.93%和59.0%，“蛇龍珠”遮光處理樣則較對照樣分別高出22.9%、53.0%和58.1%。

“赤霞珠”和“蛇龍珠”遮光處理樣（Z）-3-己烯醇質量濃度分別低于對照樣45.80%和63.81%，而甲基庚烯酮分別高于對照樣48.74%和139.47%。正己酸、香葉醇和萜烯化合物中橙花醇、檸檬醛、香葉基丙酮、β-紫羅酮，“赤霞珠”遮光樣質量濃度較對照樣分別高出40.12%、6.21%、5.36%、10.92%、11.90%、0.05%，而“蛇龍珠”遮光處理樣質量濃度較對照低64.59%、 55.60%、59.58%、60.89%、8.79%、30.07%。另外，“赤霞珠”和“蛇龍珠”遮光處理樣的β-大馬烯酮較對照分別低28.27%、76.53%。

表1 葡萄果實遮光處理香氣物質含量分析結果Table 1 Contents of volatile aroma compounds in two wine grape cultivars with shading treatment mg/L

續表1 mg/L

續表1 mg/L

3 結論與討論

3.1 遮光處理對葡萄果實品質的影響

葡萄屬于糖直接積累型[21]，果實（強大的代謝“庫”）在成熟過程中需從“源”獲取大量同化物，當負載量降低時，“庫”被縮小，果實獲得的同化物增多，可能促進了蔗糖卸載與代謝的關鍵酶——可溶性酸性轉化酶活性的提高，蔗糖被轉化酶代謝為己糖，從而使轉熟果實中還原糖大量積累[22]。同時，葡萄果實還原糖含量等大部分品質指標也受外界環境因素的影響而有所變化[23]。遮光會影響果實成熟期的光合作用，進而影響果實糖類代謝中相關酶基因的表達[24]。提高葡萄果實糖和酸相關代謝酶的活性，促進糖類和酸類代謝途徑增加可溶性固形物的含量和降低酸的含量。

果實有機酸含量與環境溫度密切相關，通常溫度較高，果實含酸量較低[25]。套袋遮光果穗內部的日間溫度較高，其果實總酸含量較低，這可能是由于溫度高，葡萄果實的呼吸代謝頻繁，有機酸被呼吸性酶所消耗[26]，導致果實含酸量降低。本實驗中，套袋遮光處理促進可溶性固形物的積累，降低果實酸度。

3.2 遮光處理對葡萄果實香氣的影響

本實驗研究表明，套袋遮光處理明顯改變了果實香氣中醇類物質和醛類物質在總香氣成分中所占的比例。說明遮光處理促進了葡萄果實醛類物質的代謝，抑制醇類物質的代謝。這可能由于遮光處理影響脂氧合酶途徑。酮類化合物中遮光處理的要高于對照樣的含量；而酯類物質切好相反。

葡萄果實萜類化合物中含量最豐富的是單萜化合物，主要存在于果皮中，對葡萄果實品種香貢獻最大[27]。有研究認為，一些品種葡萄中的單萜含量會隨著光照的增加而增加，而有些品種則不同[28]。本實驗研究發現，“赤霞珠”果實中萜烯類物質遮光處理樣要略高于對照樣，“蛇龍珠”葡萄果實萜烯類含量卻相反。遮光處理對不同品種的葡萄果實影響萜烯類合成途徑有差異性。

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Effects of Shading on Quality of “Cabernet Sauvignon” and “Cabernet Gernischt” during Veraison to Maturity Period

HANG Jie, JIANG Yumei*, LI Jixin, MI Lan, CHEN Yurong, HE Yingxia, ZHOU Anling, SHANG Le, HU Yanyun
(Gansu Key Laboratory of Viticulture and Enology, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)

The grape berries of two cultivars “Cabernet Sauvignon” and “Cabernet Gernischt” were shaded by bagging during the period from veraison to maturity, and using those with conventional cultivation and management as controls, the impacts of shading treatment on fruit quality and aroma compounds were examined. The results showed that shading resulted in signifi cant differences in quality and aroma versus controls. Compared to controls, hundred-berry weights of fully mature“Cabernet Gernischt” and “Cabernet Sauvignon” with shading were increased by 7.43% and 8.74%, average particle sizes by 1.57% and 2.60%, soluble solids by 7.50% and 2.76%, pH value by 4.16% and 1.04%, and titratable acid were decreased by 25.37% and 14.71%, respectively. The analysis of aroma compounds showed that shading could inhibit the release of alcohols, and enhance the release of aldehydes.

shading; wine grape; “Cabernet Sauvignon”; “Cabernet Gernischt”; quality; aroma

10.7506/spkx1002-6630-201604049

S663.1

A

1002-6630（2016）04-0272-08

杭潔, 蔣玉梅, 李霽昕, 等. 遮光處理對轉色至完熟期間“赤霞珠”和“蛇龍珠”葡萄果實品質的影響[J]. 食品科學, 2016, 37(4): 272-279. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201604049. http://www.spkx.net.cn

HANG Jie, JIANG Yumei, LI Jixin, et al. Effects of shading on quality of “Cabernet Sauvignon” and “Cabernet Gernischt”during veraison to maturity period[J]. Food Science, 2016, 37(4): 272-279. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201604049. http://www.spkx.net.cn

2015-05-19

盛彤笙科技創新基金項目（GSAU-8T8-1335）；甘肅省財政廳科研基金項目（045 041004）；

甘肅省委組織部科研基金項目（045 036100）

杭潔（1988—），女，碩士研究生，研究方向為葡萄與葡萄酒香氣。E-mail：j-hangjie@163.com

*通信作者：蔣玉梅（1973—），女，副教授，博士，研究方向為果蔬加工和食品揮發性風味物質分析。E-mail：jym316@126.com