果實異質性對釀酒葡萄組成及相應葡萄酒質量影響的研究進展

蔣寶

(渭南職業技術學院，陜西 渭南，714026)

葡萄酒質量主要取決于其感官屬性和營養價值，衡量葡萄酒質量的指標主要有顏色、口感、香氣、多酚物質等[1-4]。優質的葡萄原料是釀造高品質葡萄酒的前提條件，因為葡萄原料品質對葡萄酒質量起到決定性作用，例如原料的含糖量、含酸量、病蟲害等。異質性是包括葡萄在內的所有生物系統的固有屬性[5]。對于某一具體葡萄品種而言，葡萄園的微環境(包括光照、溫度、土壤濕度等)能導致不同產區之間、同一產區不同葡萄園之間、同一葡萄園不同植株之間、同一株葡萄不同果穗之間以及同一果穗的不同果粒之間在物理性狀和外觀生理性狀方面存在不同程度的差異，進而造成果實化學組成和加工特性的不同，這些差異和不同均能導致葡萄果實異質性問題的產生。葡萄果實的異質性通常主要以果粒的成熟度、大小、著色、種子大小和數量以及果皮厚度等性狀的差異來表現[6-9]。目前，我國釀酒葡萄在成熟采摘后，僅在進行簡單的除雜后就直接進行破碎發酵，而沒有根據果粒的大小和成熟度等先進行分選后再分別進行發酵。即使采收時葡萄果粒的平均成熟度可以滿足要求，但由于果粒成熟度的異質性原因，可能導致相應葡萄酒帶有生青或果醬味。因為葡萄酒的質量特征不僅取決于果粒成分的平均值，更取決于果粒群體的性質差異，也就是果粒的異質性[10-11]，所以葡萄果粒組成的一致性有助于保證葡萄酒的質量特征[6]。

有研究表明,采收時葡萄果實的異質性(如果實大小)是影響葡萄果實品質和相應葡萄酒質量的重要因素[12-19]。因為葡萄果粒大小與其果皮的表面積、果皮/果肉比值及籽粒的數量和大小等直接相關[17,20-21]。此外，葡萄果粒大小還能影響果實組織和化學物質的組成等，其中包括果實還原糖的積累、酸的降解及果實次生代謝物質的合成[20,22-23]，而這些成分與果實成熟度和葡萄酒質量密切相關。對于紅色葡萄品種而言，色素主要存在于果皮上，因而果皮表面積大小將會影響所釀制葡萄酒的顏色[21]；葡萄果粒重量會影響相應葡萄酒的風格，即與大果粒葡萄相比，中等和偏小的葡萄果粒能帶來較好的葡萄酒風格[20]。開展果實異質性對釀酒葡萄組成及相應葡萄酒質量影響的研究有助于我們進一步探索：當葡萄園管理措施一致，種植的葡萄品種相同時，采收的葡萄果實是否可以釀造出不同風格的葡萄酒？更為重要的是，上述研究將有助于釀酒人員根據釀酒葡萄果實的異質性特點和目標酒的風格來選用最佳的釀酒工藝和技術。為此，國內外學者圍繞著果實異質性對葡萄組成及相應葡萄酒質量的影響開展了相關的研究，筆者在收集相關文獻報道的基礎上，就果實異質性對釀酒葡萄組成及相應葡萄酒質量影響的研究現狀及存在問題進行綜述，以期為日后學者開展該領域的相關研究提供依據和參考。

1 釀酒葡萄果實異質性研究方法

國內外學者在研究釀酒葡萄果實異質性問題時，通常選用以下4種不同的果實分類分級標準：第一種是按照重量對葡萄果實進行分類；第二種是按照直徑對葡萄果實進行分類；第三種是按照漿果密度對葡萄果實進行分級；第四種是按照可溶性固形物(total soluble solid,TSS)含量對葡萄果實進行分類。常用分類方法舉例如表1所示。前人的大量研究已表明，上述4種分類分級標準均能有效地反映出葡萄果實的異質性[12,24-28]，其中第一、二種分類方法間存在密切的聯系，通常葡萄果粒直徑越大，其果粒也越重；關于漿果密度與葡萄果粒重量和大小間存在關系的研究較少，吳明輝等[25]和張雪等[29]的研究表明，赤霞珠果實質量對漿果密度無影響；果實采收時的TSS與果實的成熟度直接相關，通常果實TSS含量越高，其成熟度也越好。唐永紅等[30]研究了我國4個不同產區赤霞珠果實品質與其粒徑的關系，結果表明，粒徑對果實品質的影響因產區生態條件不同而異。筆者認為在進行葡萄果實異質性的研究時，一定要結合各品種葡萄果實的化學組成、加工特性以及葡萄園生態微環境等實際情況，科學地選取釀酒葡萄果實分類分級的參數值。

表1 葡萄果粒異質性研究常用分類方法舉例Table 1 Examples of common methods for grape fruits heterogeneity

2 果實異質性對釀酒葡萄品質的影響

2.1 異質性對果實組織結構的影響

葡萄果實由果皮、果肉和種子3部分組成，色素主要存在于果皮上。前人就葡萄果實的異質性對果粒重量、體積和表面積等的影響開展了大量的研究。例如，隨單個葡萄果粒重量或直徑的增加，果粒中種子的數量、體積和果皮表面積及果皮、果肉和單個種子的重量也隨之增加[17,20,24]；此外，對于相同重量的葡萄果粒或一定體積的葡萄漿汁(grape juice)而言，果粒越大則果粒的總數越少，果皮總表面積也越小[17]。葡萄果粒大小是果實異質性最直觀的反映。在一定數量或重量的果粒樣品中，MELO等[20]對不同大小西拉葡萄果粒的分布比例進行了研究，結果表明，小粒果約占果粒總數的50%，中等和大粒果分別約占37%和13%；而FRIEDEL等[24]對雷司令、XIE等[22]對梅鹿輒果實的研究則表明，中等果粒約占果粒總數的50%以上，其次是小粒果約為30%左右；樂小鳳等[31]認為，我國不同產區間霞多麗果粒的大小分布比例差異較大；此外，XIE等[22]對蛇龍珠和梅鹿輒品種的研究表明，蛇龍珠果粒的大小分布比例在連續2個年份間存在較大差異，但梅鹿輒果粒分布比例在這2個年份間沒有顯著差異。至于葡萄種子重量與果粒大小間存在的因果關系，WONG等[19]和MUNOZ-ESPINOZA等[33]認為，可能是種子產生的生長調節劑和(或)來自激素的相關基因能調控果粒的大小，并且這些基因在不同的組織中表現出不同的表達效果。

2.2 異質性對果實理化特性的影響

成熟度不一致是葡萄果實異質性的重要表現。眾所周知，成熟度是判斷釀酒葡萄果實品質的重要依據，通常以TSS和可滴定酸(total acid，TA)含量及TSS/ TA比值等作為果實成熟度的衡量指標。CHEN等[23]和吳明輝等[25]對赤霞珠品種的研究表明，隨果粒重量的增加，果實TSS含量呈下降趨勢；樂小鳳等[31]研究證實，隨霞多麗果粒直徑的增加，果實TSS和還原糖含量也呈下降趨勢；劉旭等[32]研究了媚麗葡萄漿果密度與其還原糖含量的關系，結果表明，隨果粒密度增加，果實還原糖含量呈顯著增加趨勢，而GIL等[21]對赤霞珠、FRIEDEL等[24]對雷司令、WALKER等[34]對西拉及XIE等[22]對2015年的梅鹿輒和蛇龍珠品種的研究均表明，葡萄果實的TSS含量與果粒直徑和重量無直接關系，而果實的TA含量隨果粒直徑和重量的增加及密度的降低，呈增加趨勢。但吳明輝等[20]研究又表明，赤霞珠果實的TA含量隨果粒重量的增加，其TA含量呈先增加后降低趨勢。此外，BARBAGALLO等[17]和MELO等[20]的研究均表明，隨果粒重量或直徑的增加，西拉葡萄TSS/TA比值均下降。CHEN等[23]和劉旭等[32]分別對赤霞珠和媚麗品種的研究一致表明，隨果粒重量或密度的降低，果實的pH值呈下降趨勢；但也有研究證實葡萄果實的pH值與果實直徑和重量無相關性[24]。與葡萄果皮色素不同的是，果粒的TSS、TA和pH值等僅與葡萄漿果成分直接相關[35]。赤霞珠、梅鹿輒、西拉、霞多麗和雷司令等都是目前國內外釀造葡萄酒過程中最常選用的釀酒葡萄品種，但不同研究者的研究結論彼此間出現了不一致，甚至相反的情況，筆者認為導致這種現象的主要原因在于不同研究者對釀酒葡萄果實異質性進行研究時，所選用的分類分級方法和分類分級參數值存在較大差異，這就需要研究者建立不同的果實分類分級數據模型，以此來尋找不同分類分級方法間存在的科學關系，并在此工作的基礎上，增加研究的年限，進一步提高所選分類分級參數值的科學合理性，確保研究對象的栽培管理措施盡可能一致，以此來最大程度地降低年份因素和人為因素對研究結果造成的不利影響。因為釀酒葡萄果粒的大小不僅受生態微環境影響，還與栽培管理方法(如灌溉、行向、修剪、夜幕管理等)密切相關[36-40]。

除TSS、TA和TSS/TA等指標外，衡量葡萄果實成熟度的另一個指標是果實中有機酸(包括蘋果酸和酒石酸)的含量。FRIEDEL等[24]對雷司令、CHEN等[23]對赤霞珠研究均表明，隨果粒直徑和重量的增加，果實的蘋果酸含量呈增加趨勢，而酒石酸含量的變化無顯著性差異；而WALKER等[34]對西拉、吳明輝等[25]對赤霞珠的研究則表明，果粒重量與蘋果酸含量的變化無一致規律，但隨赤霞珠果粒重量增加，果實酒石酸含量呈下降趨勢。蘋果酸和酒石酸作為葡萄果實中2種重要的有機酸成分，它們對葡萄果實成熟度的影響作用是不同的，為此國外學者在研究釀酒葡萄的成熟度時，多會關注這2種有機酸含量的變化情況。由于我國各葡萄酒產區的生態環境與國外不同，所以建議國內學者在研究葡萄果實成熟度和果實異質性時應加強這方面的研究。

2.3 異質性對果實營養特性的影響

2.3.1 酚類物質

酚類物質是葡萄果實中一類重要的次生代謝物質，酚類物質含量的高低也是衡量釀酒葡萄品質的重要指標，酚類物質包括黃烷醇、黃酮醇和花色苷等組分[41]。前人的大量研究均已表明，隨葡萄果粒直徑的增大、重量和漿果密度的增加，單位體積下漿果的總酚、總花色苷、總類黃酮、總黃烷醇和總黃酮醇含量均呈下降趨勢[17,20,23,25,42]。此外，劉旭等[32]研究了媚麗果實單體酚含量與其漿果密度的關系，結果表明，果實中單體酚的總量隨漿果密度的增大而增加，且中、低密度漿果間差異顯著；而中、高密度間增加不顯著；除蘆丁和水楊酸含量在中、低密度漿果間顯著地增加外，大多數單體酚的含量隨漿果密度的變化并不明顯[32]。樂小鳳等[31]研究了我國霞多麗果實單體酚與葡萄果粒大小的關系，結果表明，不同產區的大、中、小果粒果實存在以下特征，小粒果中雖檢測出單體酚物質的總數最少，但單體酚物質的總量卻是大、中果粒的2倍；原兒茶酸僅在大、中果粒中檢出；中果粒的黃烷醇類物質總量顯著高于大、小果粒；多數黃酮醇類單體酚的含量在小果粒中表現最高。上述研究結果說明，當果實的總重量相同時，葡萄果粒越小則漿果的酚類物質含量越高；果粒大小對漿果單體酚的影響主要表現在其含量上。

2.3.2 抗氧化能力

抗氧化能力是釀酒葡萄營養品質的重要表現[43]。葡萄果實的抗氧化能力受多種因素影響，并且葡萄果實的抗氧化能力與酚類物質的含量密切相關[44-47]。劉旭等[32]通過DPPH自由基清除法、銅離子還原力法和羥自由基清除法對3種不同密度的媚麗漿果的抗氧化能力進行研究，結果表明，葡萄果皮和籽粒的抗氧化能力隨漿果密度的增加而增強。葡萄果粒重量和直徑與漿果抗氧化能力的關系目前還未見報道。

2.4 香氣物質

葡萄的品種和果實的質量是決定源于釀酒原料的香氣物質組成和含量的關鍵因素[48]。XIE等[22]研究了梅鹿輒和蛇龍珠果實香氣與葡萄果粒大小的關系，結果表明，由于中等果粒中C6/C9化合物含量較高，導致中等直徑果粒的香氣物質總量遠高于小果粒和大果粒；中等直徑的梅鹿輒果粒所含降異戊二烯類化合物的含量顯著地高于大粒果，而在大、中、小直徑的蛇龍珠果粒中該類物質含量沒有顯著性差異；萜類化合物含量在中等直徑的梅鹿輒和蛇龍珠果粒中明顯較高。此外，FRIEDEL等[24]對中等直徑的雷司令果粒的研究也獲得了相同的研究結果，這些差異將賦予中等果粒所釀造的葡萄酒較強的果香、花香及清香氣味。降異戊二烯類和萜類化合物均源于果實，由于這兩類揮發性物質的感官閾值(OAV)非常低[49]，并且兩類揮發性物質在葡萄酒發酵過程中含量的變化幅度不大[50-51]，所以葡萄果實中的降異戊二烯類和萜類化合物含量可能會直接影響相應葡萄酒的香氣特征。吳明輝等[25]研究了赤霞珠葡萄中7種典型的香氣物質，結果表明，隨果粒大小不同其正己醇、里那醇、萜品醇和β-紫羅蘭酮含量均沒有顯著性變化，而Z-3-己烯醇、苯甲醛和β-大馬士酮等物質的含量隨果粒大小呈現“動態波動”，但與果粒大小間并未表現出明顯規律。所以果粒直徑和重量對葡萄果實香氣物質的影響作用是多方面的，且造成這些影響的機理暫不清楚。

3 異質性對相應葡萄酒質量的影響

3.1 異質性對相應葡萄酒理化特性的影響

葡萄酒的理化特性是葡萄酒質量的根本保障。在釀造工藝一致的前提下，葡萄酒的酒精度和殘糖含量與葡萄原料的TSS含量直接相關。有研究表明，果粒直徑和重量的增加，對西拉、雷司令及霞多麗葡萄酒的酒精度和殘糖含量沒有顯著性影響[20=21,24]；此外，FRIEDEL等[24]對雷司令的研究還表明，果粒直徑越小，所釀造的葡萄酒的TA和蘋果酸含量越低；而GIL等[21]和CHEN等[23]的研究則表明，隨赤霞珠果粒直徑變小，相應葡萄酒的TA含量在增加，pH值也隨之降低。葡萄酒的顏色是評價葡萄酒外觀質量的一個重要標準。通常用色度和色調來衡量葡萄酒的顏色。前人的大量研究表明，葡萄果粒越小，其相應葡萄酒的顏色也越深[21,23,52]。

3.2 異質性對相應葡萄酒營養特性的影響

葡萄酒的營養特性與其含有多酚等活性物質直接相關。MELO等[20]研究表明，果粒直徑對西拉葡萄酒的總酚和總花色苷含量無顯著性差異；FRIEDEL等[24]對雷司令葡萄酒總酚含量的研究也獲得了相同的結論。而CHEN等[23]的研究則表明，中等重量的赤霞珠果粒所釀制葡萄酒的總酚和總花色苷含量最高，其次是小果粒葡萄酒，大果粒葡萄酒的含量最低，但差異對于總酚含量而言并不顯著；CASASSA等[53]研究發現小粒果實釀制的葡萄酒的黃酮醇和黃烷醇含量更高；GIL等[21]的研究又表明，大、中果粒的赤霞珠葡萄酒總花色苷含量和黃烷醇類單體酚含量均低于小直徑果粒的葡萄酒。通過上述研究可以看出，葡萄果粒的直徑和重量對相應葡萄酒的總酚含量無顯著性影響；中、小果粒所釀葡萄酒的總花色苷含量高于大果粒所釀葡萄酒，但差異并不顯著。所以相對于大果粒葡萄酒而言，中、小果粒葡萄酒具有更好的營養屬性。

3.3 異質性對相應葡萄酒香氣物質的影響

香氣屬性是葡萄酒感官質量的重要組成[54-55]。CHEN等[23]研究表明，赤霞珠葡萄酒中除正己醇和2,3-丁二醇含量隨葡萄果粒重量增加而降低外，果粒重量對葡萄酒中其他香氣物質組成和含量沒有顯著性影響。FRIEDEL等[24]研究表明，除左旋松油醇含量隨雷司令葡萄直徑增大而降低，順式氧化芳樟醇在小果粒葡萄酒中含量顯著高于大、中果粒的酒外，果粒直徑對葡萄酒中單萜烯類和降異戊二烯類香氣物質的含量沒有顯著性影響。

3.4 異質性對相應葡萄酒感官品評的影響

感官品評是鑒定葡萄酒質量，確定葡萄酒類型和風格的重要手段和方法。MELO等[20,56]通過感官品嘗證實，中等直徑果粒釀制的西拉葡萄酒的整體香氣質量最高，表現出較高的香氣強度，果味濃郁，香氣平衡感較好；而大果粒葡萄酒的整體感官質量最差，香氣的平衡感不佳，酒偏酸，偏苦。WALKER等[34]對西拉葡萄酒的研究表明，相對于大果粒葡萄而言，小果粒葡萄(0.8～0.9 g和1.2～1.3 g)所釀制的葡萄酒具有更強的收斂性，究其原因主要是單位體積或重量的葡萄漿果下，小粒果含有更高的葡萄籽和葡萄皮單寧所致。

4 結語與展望

近年來，國內外學者主要圍繞果粒直徑、重量、成熟度及漿果密度等異質性因素對釀酒葡萄及相應葡萄酒的理化組成、營養特性和香氣物質等進行了大量研究。從研究結果來看，同一釀酒葡萄品種因選用不同的果粒分類分級方法(或同一果粒分類分級方法因所選研究品種不同)會獲得不同、甚至相反的研究結論。針對造成上述問題的原因，筆者認為以后的研究應從以下3方面進行：(1)需進一步探討葡萄果實不同分類分級方法間存在的科學轉換關系，以此提高因采用不同分類分級方法導致的研究結果的可比性差等問題；(2)應確保同一個品種葡萄果實分類分級參數值的一致性，以此提高研究方法的標準化程度；(3)應加強果實異質性對釀酒葡萄組成影響機理方面的基礎研究。