不同熟性釀酒葡萄果實品質及釀酒特性研究

張紅娟，薄明霞，薛婷婷，都晗，王華,李華

(西北農林科技大學 葡萄酒學院，陜西 楊凌,712100)

優質原料是生產高品質葡萄酒的根本保證，但葡萄成熟期受氣候條件影響較大，不同熟性釀酒葡萄對熱量、水份及土壤等生長環境的需求差異較大，例如極早熟或早熟葡萄品種生長所需的熱量(≥10 ℃)范圍為2 500～2 700 ℃，中熟性品種為2 700～3 200 ℃，晚熟3 200～3 500 ℃，而極晚熟品種甚至需3 500 ℃以上[1]。張春同[2]以≥10℃的活動積溫為區劃指標，將我國劃分為5個葡萄種植區，有效積溫<1 300 ℃的地區適合霞多麗、瓊瑤漿等葡萄的種植，而有效積溫>2 200 ℃的地區，才適宜赤霞珠、歌海娜等晚熟性品種的栽種；張磊等[3]基于≥10 ℃積溫、干燥度及無霜期等氣象指標，研究了北方早、中、晚熟釀酒葡萄可種植區及適宜種植區范圍的區劃，發現一個特定的生態環境很難滿足不同熟性釀酒葡萄優質生長所需的條件。因此，研究各產區不同熟性釀酒葡萄的果實品質及釀酒特性，進行釀酒葡萄的生態適應性區劃，優化葡萄種植結構，可盡量避開葡萄在雨期成熟，以期提高葡萄原料的品質。目前評價釀酒葡萄果實品質的指標主要有抗病性及糖、酸、多酚等物質含量。葡萄成熟時病情指數直接反映該葡萄品種的生態適應性表現，雨熱同期的氣候條件極易引發真菌微生物的滋生[4]，楊凌地區的雨水多集中于8月中下旬，故而早熟性釀酒葡萄丹非德(DF)和嘉年華(GA)果穗病情指數明顯低于晚熟品種。糖類物質參與葡萄漿果中多酚、香氣等重要營養物質的合成，直接影響葡萄果實及葡萄酒的口感和風味[5]；有機酸可平衡葡萄酒中其他組分，提升酒的感官品質，適量有機酸可增強酒的顏色穩定性和微生物穩定性，利于葡萄酒的陳釀[6]；葡多酚是葡萄生長發育過程中形成的重要次生代謝產物，利于葡萄果實抵御外界不良環境，并通過浸漬作用溶解到發酵液中，賦予葡萄酒一定的感官特性和營養功效[7]。受品種特性與氣候條件影響，不同葡萄種群、品種、品系的抗病性表現及糖、酸、多酚和香氣類物質的積累量差異較大[8-10]。

本試驗以楊凌地區不同熟性紅色釀酒葡萄為試驗原料，基于釀酒葡萄在楊凌地區的抗病性表現及葡萄果實和釀造酒中基本理化指標與酚類化合物測定結果，分析研究了不同熟性紅色釀酒葡萄的果實品質與釀酒特性，以期篩選出最適于楊凌氣候條件的紅色釀酒葡萄。

1 材料與方法

1.1 試驗材料(表1)1.2 主要試劑

兒茶素、沒食子酸、蘆丁(≥98%)，美國Sigma公司；p-DMACA(對二甲基肉桂酸)，上海源葉生物科技有限公司；福林酚(分析純)，北京索萊寶科技有限公司；乙酸乙酯(分析純)，四川西隴化工有限公司；甲醇(色譜純)，天津市科密歐化學試劑有限公司；乙腈(色譜純)，美國Fisher公司；用于單體酚含量測定的內標物(色譜純)：香草酸、阿魏酸、水楊酸，美國Fluka公司；安息香酸、反式白藜蘆醇，美國Alorich公司；綠原酸、香豆素、桑色素、蘆丁、咖啡酸、香豆酸、兒茶素、沒食子酸、表兒茶素、槲皮素、桔皮素、山奈酚、丁香酸，美國Sigma公司；其他有機溶劑均為分析純，購于國內化學試劑公司。

表1 各試驗品種的基本信息Table 1 Basic information of every variety

1.3 儀器與設備

冷凍干燥器(FD-1C-50)，北京博醫康實驗儀器有限公司；臺式高速冷凍離心機(TGL-18M)，上海盧湘儀離心機儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋(HH-S6)，北京科偉永興儀器有限公司；漩渦震蕩儀(XW-80A)，海門市其林貝爾儀器制造有限公司；紫外分光光度計(UV-2450)，美國安捷倫公司；旋轉蒸干儀(RE-52A)，上海亞榮生化儀器廠；超高壓液相色譜儀(Waters UPLCⅠ-Class)，美國Waters公司等。

1.4 方法

1.4.1 基本理化指標測定

以葡萄漿果中還原糖、可滴定酸含量及糖酸比(M值)作為成熟度判斷指標，成熟采收后的原料，采用干紅葡萄酒小容器釀造工藝進行釀造[11]；試驗中涉及的還原糖測定用斐林試劑法，總酸和酒樣揮發酸測定采用酸堿中和法，酒度和干浸出物質的測定均參照GB15038—2006中密度瓶法(GB15038—2006)，每個指標的測定均有3次重復。

1.4.2 病害調查

以田間自然鑒定方式進行真菌病害調查，隨機調查100片葉和30穗果。分級采用Desaymard十級制標準，并以病情指數作為葡萄抗病性鑒定指標[12]。即：

(1)

(2)

表2 Desaymard “0～10”級分級法Table 2 Dsaymard"0～10" classification method

1.4.3 多酚化合物的測定

(1)葡萄皮和籽中多酚物質的提取：準確稱取1.00 g果皮、果籽干粉于50 mL離心管中，加入20 mL的鹽酸甲醇浸提液，超聲提取30 min后離心，收集上清液于100 mL的絲口瓶中，重復上述步驟3次。

(2)測定方法：葡萄及葡萄酒中的總酚測定采用福林-肖卡法，單寧用甲基纖維素沉淀法，總花色苷用pH示差法，總黃烷-33醇采用p-DMACA-鹽酸法[13]，總類黃酮測定參照PEINADO[14]的方法，每個指標測定設3個重復。

(3)葡萄酒中單體酚測定：利用超高壓液相色譜儀(ultra performance liguid chromatography, UPLC)檢測試驗酒中單體酚類物質[15]。

前處理條件：以1∶1的體積比將酒樣與乙酸乙酯萃取劑混合，離心后小心吸取上層液于50 mL圓底燒瓶中，重復3次。將上述集取液旋轉蒸發至干(<40 ℃)，然后用色譜甲醇再次溶解，0.22 μm有機濾膜過濾，-20 ℃封口保存，備用。

色譜條件：Waters BEH C18色譜柱(2.1 mm×50 mm，1.7 μm)；流動相A為1% 乙酸溶液，流動相B為乙腈；流速為0.2 mL/min；檢測波長210～400 nm；柱溫30 ℃。梯度洗脫程序：0～3 min,B相3%～6%；3～7 min，B相6%～15%；7～11 min，B相30%；13～15 min，B相為30%～3%。

1.4.4 試驗酒的感官分析

由10位經過感官培訓的品嘗小組成員對葡萄酒的外觀(澄清度4分，顏色5分，顏色強度5分，起泡、掛杯等特性1分；總計15分)、香氣(純正度5分，濃郁度10分，特征香氣類型及強度10分，香氣變化趨勢5分；總計30分)和口感(酸、甜、酒度及單寧強度各1分，酒體3分，酒質地3分，口感濃郁度10分，風味特征及強度10分，余味5分，口感品質及酒成熟度各10分,總計55分)等方面進行感官分析，并評定打分(總計100分)。最后根據評分表進行數據的整理和分析。

1.5 數據處理

用SPSS 20.0 和Excel 2016進行數據處理，結果表示為平均值±標準偏差。

2 結果分析

2.1 釀酒葡萄果實品質分析(表3)

表3 葡萄果實基本品質指標Table 3 The basic indexes of grapes

注：均值差異性分析用Duncan檢驗法，均值差的顯著性水平為0.05。

受楊凌雨熱同期氣候條件的影響，本地露地栽培的釀酒葡萄真菌病害較嚴重。調查結果表明，除DF外，其他試驗品種成熟時染病概率極大，其中GA和CS成熟后期果穗幾乎100%感病。但2個早熟品種GA和DF果穗病情指數分別為10.86% 和5.33%，明顯低于中熟釀酒葡萄品種ML(22.14%)、PN(29.71%)及晚熟品種CS(32.14%)，且葡萄成熟期越晚，病害程度越嚴重。

李華[16]認為，釀造優質葡萄酒的原料，M值需≥20，酸度應保持在6～10 g/L，否則會使酒出現乏味、少筋、平淡或酸澀、粗硬的感官特征，同時也增加了工藝處理的復雜性。17～18 g/L的糖轉化10%的酒精，故釀酒師們認為漿果含糖量>170 g/L時，才可作為釀造高品質葡萄酒的原料佳選[17]。本次試驗品種在采收時M值均大于20，但2個早熟品種GA和DF糖含量僅為168.02±0.02 g/L、158.72±0.01 g/L，有機酸含量也低于6.0 g/L，顯然不滿足優質葡萄酒原料需求；而中晚熟品種成熟度表現較好，糖含量在182.29～206.07 g/L之間，有機酸含量在6.5 g/L左右。

圖1表示不同葡萄品種的果皮和籽中多酚類化合物含量。顯然，不同品種間多酚物質含量差異極顯著(p< 0.01)，且幾乎所有試驗品種果籽中總酚、總類黃酮、總黃烷醇和總單寧含量(PN除外，其果皮中單寧含量略高于籽中)均是果皮中含量的數倍。

本試驗結果表明，早熟品種GA葡萄皮中的總酚(20.18±0.02 mg/g)、總類黃酮(9.6 ±0.07 mg/g)、總黃烷醇(2.11±0.03 mg/g)、總單寧(32.44 ±0.06 mg/g)和總花色苷含量(4.15±0.14 mg/g)均顯著低于其余葡萄品種，中熟品種PN果皮中類黃酮(26.56±0.11 mg/g)和黃烷醇(8.79±0.04 mg/g)含量最高，晚熟品種CS果皮中總酚(61.05±0.33 mg/g)和總單寧類物質(72.23±0.03 mg/g)含量最高，而早熟品種DF果皮中花色苷物質總量(23.36 ±0.21 mg/g)極顯著高于其余品種，約為GA皮中花色苷總量的6倍，是ML、PN和CS的2～3倍；而籽中酚類物質測定結果顯示，GA籽中總酚(157.21±0.21 mg/g)、總類黃酮(250.02±0.25 mg/g)、總黃烷醇(46.79 ±0.17 mg/g)及總單寧類物質(203.87±1.19 mg/g)的含量均極顯著高于其他品種，PN籽中總酚(57.05±1.18 mg/g)、總類黃酮(158.13±0.52 mg/g)及總單寧類物質的含量(57.05±1.18 mg/g)均低于其余品種，CS籽中黃烷醇類物質含量最低(24.98±0.04 mg/g)。

圖1 葡萄果實中酚類物質含量
Fig.1 Phenolic contents of grape skins and seeds

2.2 單品種試驗酒品質分析

2.2.1 酒樣基本理化指標的分析

表4是不同單品種試驗酒的基本理化指標測定結果，各酒樣殘糖含量均在2 g/L(以葡萄糖計)以下，揮發酸(以乙酸計)含量在0.15～0.48 g/L之間，受原料品質影響，GA及DF兩個酒樣酒度較低，均未達10%vol，但各指標均符合GB15037—2006中的要求；PN酒樣中干浸出物質含量最高(21.9 g/L)，GA酒樣最低(15.4 g/L)。

表4 酒樣基本理化指標Table 4 Physical and chemical properties of wines

2.2.2 酒樣多酚類物質的分析

圖2所示為試驗品種單釀的干紅葡萄酒中多酚化合物含量。結果表明，不同酒樣中酚類物質含量差異極顯著(p<0.01)。 PN酒樣中總酚(1 931.82 mg/L)、總類黃酮(1 779.62 mg/L)、總黃烷醇(391.31 mg/L)和總單寧含量(360.68 mg/L)均極顯著高于其他酒樣，但其總花色苷含量僅為38.55 mg/L，遠低于DF (276.36 mg/L)、CS(270.54 mg/L)和ML(95.04 mg/L)；GA酒樣中總黃烷醇濃度為30.22 mg/L，極顯著低于DF(109.88 mg/L)、ML(120.94 mg/L)、 CS(391.31 mg/L)和PN(75.19 mg/L)，其總酚(700.05 mg/L)、總類黃酮(386.69 mg/L)和總花色苷含量(23.35 mg/L)也是極顯著低于其他酒樣；ML酒樣的單寧含量最低(184.205 mg/L)，僅為PN酒中的1/2。

圖2 酒樣多酚物質含量
Fig.2 Phenolic contents of different wine

本試驗采用UPLC定量檢測了各酒樣中的16種單體酚物質，由測定結果可知(表5)：不同酒樣中的單體兒茶素、沒食子酸和蘆丁等酚類物質含量差異極顯著(p<0.01)；PN酒樣中檢出的單體酚總量最高(30.56±0.18 mg/L)，CS酒樣中檢出的單體酚類物質含量最低(6.97±0.37 mg/L)。CS酒樣中檢出的單體酚種類最多(15種，山奈酚未檢出)，GA酒樣中檢出的最少(僅9種)，但GA中檢出的單體酚物質總量為7.82±0.25 mg/L，略高于CS酒中檢出的單體酚類物質總量。

表5 樣品單體酚含量Table 5 Content of individual phenolic compounds in different wines

注：ND表示未檢出；均值差異性分析用Duncan檢驗法，均值差的顯著性水平為0.01。

5款酒樣中均可檢出兒茶素和蘆丁2種最主要的黃酮類單體酚，且PN酒樣中檢出的兒茶素物質含量最高(21.72±0.05 mg/L)，ML酒樣中檢出的蘆丁含量最高(1.2±0.02 mg/L)；除GA外，其余酒樣中均檢出了香豆素和槲皮素2種單體酚物質，且均表現為DF酒樣中含量最高(香豆素3.96±0.05 mg/L，槲皮素0.83±0.01 mg/L)，PN酒樣中含量最低(香豆素0.12±0.04 mg/L，槲皮素0.2±0.02 mg/L)；此外，僅在CS酒樣中檢出了桑色素(0.27±0.02 mg/L)，PN酒樣中檢出了山奈酚(0.13±0.01 mg/L)，ML和CS酒樣中檢出了桔皮素(分別為0.8±0.02 mg/L和0.09±0.04 mg/L)。5款酒樣中均檢出了沒食子酸、安息香酸、香草酸、咖啡酸及丁香酸等酚酸類物質，PN酒樣中檢出的沒食子酸和香草酸含量(分別為3.53±0.01 mg/L，1.00±0.04 mg/L)顯著高于其他酒樣，ML酒樣中安息香酸含量(0.32±0.01 mg/L)最高，GA酒樣中丁香酸(1.36±0.02 mg/L)和香豆酸(1.51±0.04 mg/L)含量高于其余酒樣；除CS外，其余酒樣中均未檢出阿魏酸和水楊酸；GA酒樣中檢出的白藜蘆醇含量最高(1.27±0.03 mg/L)，而DF酒樣中并未檢出白藜蘆醇物質。

2.2.3 單品種試驗酒感官品嘗

為避免不同評價指標之間的差異，將感官數據進行均一化處理，使各評價指標的分值在0～1之間；為達到簡化、便于分析品嘗結果的目的，選取對感官評價具有代表性的9個指標進行定量描述分析(QDA)。

由圖3得出，晚熟品種CS酒樣在香氣濃郁度、口感質地、口感濃郁度、余味持續性、口感品質及整體評價的得分均在0.85左右，明顯高于GA、DF、ML和PN酒樣；中熟品種PN和晚熟品種CS酒樣的澄清度表現不太理想(分別為0.57和0.66)，可能與原料健康及衛生狀況相關；早熟品種DF酒樣在顏色(0.94)和香氣質量(0.95)的得分優于其余品種，但其口感質地(0.51)、口感濃郁度(0.65)、余味持續性(0.62)方面表現欠佳；GA酒樣整體得分最低，尤其表現為顏色(0.58)、香氣質量(0.58)和口感質地(0.51)等方面，可能受原料成熟度及葡萄果皮中多酚類物質積累量的影響。

圖3 不同品種試驗酒樣的感官QDA分析
Fig.3 QDA analysis of wine sensory indexes

3 討論

(1)不同品種采收時糖含量差異較大，DF含量最低(158.72 g/L)，ML中糖含量最高(206.07 g/L)；中熟品種PN果皮中類黃酮和黃烷醇含量最高，晚熟品種CS果皮中總酚和總單寧類物質含量極顯著(p<0.01)高于其他品種；早熟品種GA果皮中多酚類物質含量均顯著低于中晚熟品種，但其果籽中酚類化合物含量明顯高于其他品種，可能是因為早熟品種成熟期較短，不利于果皮中多酚類物質的積累。

(2)不同的單品種酒樣中多酚物質組分和含量差異顯著，PN酒樣中酚類化合物含量最高，CS次之，而早熟的GA酒樣中多酚類物質含量均極顯著低于其他酒樣；DF酒樣中花色苷含量最高，約為GA酒樣的10倍多。CS酒樣中檢測到的單體酚種類最多，但PN酒樣中檢出的單體酚總量顯著高于其他酒樣，約為CS酒樣的4.5倍；GA酒樣中檢測到的黃酮類單體酚種類最少，只有兒茶素和蘆丁兩種；DF酒樣中并未檢出白藜蘆醇(Res)物質，而GA酒樣中檢出的Res含量最高，ML次之，這可能與原料染病情況有關，JEANDET[18]研究發現，于同一果穗而言，已受病菌侵染的果粒中Res含量顯著高于健康果粒，近損傷區但尚未染病的果粒中Res含量最高。

(3)晚熟品種CS酒樣整體評價最好，主要表現在香氣濃郁度、口感質地、口感濃郁度、余味持續性及口感品質等方面，GA酒樣整體得分最低，尤其表現為顏色、香氣質量和口感質地等方面，且酒樣感官得分與葡萄果皮及酒樣中檢測到的多酚類物質含量基本成正比。