三種紅色釀酒葡萄品種果實酚類物質比較

孫樹霖，劉政海，張 麗

（山西農業大學 軟件學院，山西 晉中 030801）

釀酒葡萄果實品質決定釀造葡萄酒的品質，其中酚類物質是葡萄酒最重要的風味物質之一，包括總酚、單寧、黃酮類、花色苷等，不僅影響葡萄酒的口感、顏色，還決定葡萄酒的一些生理活性功能[1]。研究不同品種果實成熟期不同部位酚類物質含量，對明確當地釀酒葡萄種植采收以及提高葡萄酒品質具有重要的指導意義。釀酒葡萄果實中酚類物質含量受品種、地域以及環境等因子的影響。目前我國栽培的釀酒紅葡萄主要有赤霞珠、美樂、西拉、蛇龍珠、品麗珠、玫瑰香等[2]。赤霞珠起源于波爾多，釀造的葡萄酒顏色深、單寧強勁，酒體結構感強，且赤霞珠葡萄有很強的適應能力，可在不同條件下茁壯生長，且表現良好，現已在世界各地廣泛種植[3-4]。對賀蘭山東麓產區葡萄調查發現，總酚物質含量為赤霞珠＞美樂＞蛇龍珠[5]。釀酒葡萄果實中果皮和種子的酚類物質含量遠超過果肉中含量，葡萄酒中的酚類物質也主要通過浸漬果皮和種子中的酚類物質[6]。黃土高原葡萄產區光線充足，晝夜溫差大，在該地區栽培的美樂葡萄表現出高糖、高酸、高酚類物質[7]。蔣寶等[8]對品麗珠果實基本理化指標及多酚組成和含量進行檢測，表明不同地形對品麗珠葡萄果皮中酚類物質含量有一定的影響。赤霞珠、美樂、品麗珠為黃土高原地區的主栽釀酒品種，對地區釀酒葡萄成熟期的采收沒有明確的標準，本研究通過系統分析果實基本品質和不同部位酚類物質含量，科學描述與評價葡萄成熟期品質，為黃土高原地區不同釀酒葡萄品質判斷提供方法，可作為農戶種植釀酒葡萄品種的參考，為指導釀酒葡萄采收提供理論依據，提高地方葡萄酒品質。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

釀酒葡萄品種美樂（Vitis viniferaL.cv.Merlot）、品麗珠（Vitis viniferaL.Cabernet Franc）、赤霞珠（Vitis viniferaL.cv.Cabernet Sauvignon）：栽培于山西省太谷縣任村鄉，均為20年生葡萄，為‘廠’字形立架栽培。將達到生產成熟的葡萄進行果實采樣，采樣通過對角線法則選取9棵葡萄樹，每棵樹分別需要在陰面和陽面的葉幕外層、結果部位居中的果穗上進行采果，每穗果在果穗上中下位置各選取3粒無病蟲害無霉變的果粒，利用冰盒帶回實驗室。重復采樣時選取不同的葡萄樹。

甲醇、乙醇、正丁醇、氫氧化鈉、亞硝酸鈉、碳酸鈉、氯化鋁、鹽酸（均為分析純）：國藥集團化學試劑有限公司；兒茶素、單寧酸（均為色譜純）：美國Sigma公司。

1.2 儀器與設備

UV1902雙光束紫外分光光度計：上海勤酬衡器有限公司；Z 326K型離心機：上海賀默儀器科技有限公司；JEB2002電子天平：上海蒲春計量儀器有限公司；ATAGO PAL-1數顯折射儀：上海葉拓科技有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 不同品種釀酒葡萄成熟期品質評價

對成熟期果實品質進行如下測定：

平均粒質量：對采樣后的葡萄稱量；可滴定酸（titrable acid，TA）含量：采用NaOH 滴定法測定；總可溶性固形物（total soluble solid，TSS）：采用數顯折射儀測定。果皮比重：稱量30粒果實質量后，將30粒葡萄皮和種子進行分離，稱量30粒葡萄果皮質量，果皮質量與果粒質量比值即為果皮比重；種子比重：稱量30粒果實質量后，將30粒葡萄皮和種子進行分離，稱量30粒葡萄種子質量，種子質量與果粒質量比值即為種子比重；出汁率：稱100 g不帶果蒂的果粒將其在自封袋中充分破碎，利用紗布過濾，測得的汁液質量與果粒總質量之比即為葡萄出汁率。

1.3.2 主成分分析

主成分分析法是研究指標體系的內在結構，然后利用降維思想把多指標轉換成少數幾個相互獨立的綜合指標（主成分），減少了信息的交叉，分析評估結果更具有客觀性和準確性。可從眾多酚類指標中找出品種間特征差異酚類物質，更客觀分析釀酒葡萄不同品種間酚類物質含量差異。

1.3.3 測定方法

總酚和單寧：通過Folin-Ciocalteu法測定；總類黃酮：通過氯化鋁比色法測定；黃烷醇：通過香草醛-鹽酸法測定；原花色素：通過正丁醇-鹽酸法測定；花色苷：通過pH值示差法測定[7]。測定結果以鮮質量計。

1.3.4 數據處理

利用Excel 2016軟件進行平均數、標準差等計算及柱形圖的制作，利用SAS9.0軟件進行不同品種間品質顯著性差異和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 不同釀酒葡萄果實基本成分比較

不同品種完全成熟的葡萄果實主要成分的測定結果見表1。由表1可知，赤霞珠成熟果實的平均單粒粒質量為1.42 g，顯著低于美樂和品麗珠（P＜0.05）。三種釀酒葡萄間可溶性固性物含量差異不顯著（P＞0.05），但可滴定酸存在顯著差異（P＜0.05）。品麗珠和赤霞珠的果皮較厚，果皮比重顯著高于美樂，且品麗珠種子較大，其種子比重為6.15%，顯著高于其他兩個品種（P＜0.05）。三個品種間出汁率差異不顯著（P＞0.05），間于59.98%～61.38%。

表1 三種釀酒葡萄果實基本成分測定結果Table 1 Determination results of basal component of three wine grapefruits

2.2 不同釀酒葡萄果實果皮、果肉和種子中酚類物質比較

2.2.1 三種釀酒葡萄果實不同部位總酚含量比較

圖1 三種釀酒葡萄果皮、果肉和種子中總酚含量Fig.1 Total phenolic contents in skins,flesh and seeds of three wine grapes

對釀酒葡萄美樂、品麗珠、赤霞珠葡萄果實不同部位總酚含量進行測定，結果見圖1。由圖1可知，赤霞珠果皮中總酚含量為28.82 mg/g，顯著高于美樂和品麗珠（P＜0.05）；且在種子總酚含量表現為赤霞珠顯著高于其他兩個品種（P＜0.05），分別比美樂、品麗珠高68.47%、110%。三個品種果實果肉中總酚含量差異不顯著（P＞0.05），含量間于2.33～2.53 mg/g。

2.2.2 三種釀酒葡萄果實不同部位單寧含量比較

單寧是葡萄酒品質的重要骨架，三個釀酒葡萄品種果實不同部位單寧含量測定結果見圖2。由圖2可知，赤霞珠果皮中單寧量含量最高，顯著高于美樂（P＜0.05），而美樂果皮中單寧含量為20.37 mg/g，顯著高于品麗珠（P＜0.05）；品麗珠果實果肉中單寧含量最高，為1.64 mg/g。赤霞珠種子中單寧含量與美樂差異不顯著（P＞0.05），但顯著高于品麗珠（P＜0.05）。

圖2 三種釀酒葡萄果皮、果肉和種子中單寧含量Fig.2 Tannin contents in skins,flesh and seeds of three wine grapes

2.2.3 三種釀酒葡萄果實不同部位總類黃酮含量比較

三種釀酒葡萄果實不同部位總類黃酮含量測定結果見圖3。由圖3可知，釀酒葡萄不同部位總類黃酮含量差異明顯，且不同品種間果實不同部位含量差異顯著。美樂葡萄果皮中總類黃酮含量為8.70 mg/g，顯著高于赤霞珠和品麗珠（P＜0.05），且赤霞珠顯著高于品麗珠（P＜0.05）。同樣，果肉中總類黃酮含量表現為美樂顯著高于其他兩個品種（P＜0.05）。赤霞珠果實種子中總類黃酮含量最高，為2.32mg/g，顯著高于品麗珠和美樂果實種子中含量（P＜0.05）。

圖3 三種釀酒葡萄果皮、果肉和種子中總類黃酮含量Fig.3 Total flavonoids contents in skins,flesh and seeds of three wine grapes

2.2.4 三種釀酒葡萄果實不同部位黃烷醇含量比較

圖4 三種釀酒葡萄果皮、果肉和種子中黃烷醇含量Fig.4 Flavanols contents in skins,flesh and seeds of three wine grapes

黃烷醇主要為葡萄酒品質提供苦澀味，具有抗氧化保健功能，且對提高葡萄酒的風味具有關鍵作用。三種釀酒葡萄果實不同部位黃烷醇含量測定結果見圖4。由圖4可知，赤霞珠葡萄果皮中黃烷醇含量為41.19 mg/g，比美樂葡萄果皮中含量高24.40%（P＜0.05），比品麗珠高34.96%（P＜0.05）。三種釀酒葡萄果肉和種子中黃烷醇含量差異不顯著（P＞0.05），其中果肉中黃烷醇含量間于0.41～1.07 mg/g，種子中黃烷醇含量間于4.37～4.81 mg/g。

2.2.5 三種釀酒葡萄果實不同部位原花色素含量比較

原花色素是一類由黃烷-3-醇通過C4-C8或C4-C6聚合而來的多聚體，對葡萄酒口感有較大影響。三種釀酒葡萄果實不同部位原花色素含量測定結果見圖5。

圖5 三種釀酒葡萄果皮、果肉和種子中原花色素含量Fig.5 Proanthocyanidins contents in skins,flesh and seeds of three wine grapes

由圖5可知，在葡萄果實的果皮中含量較高，美樂葡萄果皮中原花色素含量為10.72 mg/g，分別比品麗珠、赤霞珠果皮中含量高96.70%（P＜0.05）、179.23%（P＜0.05）。三種釀酒葡萄果肉和種子原花色素含量均比較少，果肉中最高含量為0.042 mg/g，種子中最高含量為0.13 mg/g。三種釀酒葡萄果肉和種子中原花色素含量差異不顯著（P＞0.05）。

2.2.6 三種釀酒葡萄果皮中花色苷含量比較

紅葡萄酒中的顏色主要來源于葡萄果皮中的花色苷，花色苷不僅賦予紅葡萄酒顏色，還對酒體的收斂性、澄清度、穩定性等有重要作用。三種葡萄釀酒果皮花色苷含量測定結果見圖6。

圖6 三種釀酒葡萄果皮花色苷含量Fig.6 Anthocyanin contents in skins of three wine grapes

由圖6可知，赤霞珠葡萄果實完全成熟時果皮中花色苷含量最高為9.25 mg/g，顯著高于其他兩個品種（P＜0.05）。美樂與品麗珠果皮中花色苷含量差異不顯著（P＞0.05），分別為5.11 mg/g、4.23 mg/g。

2.3 三種釀酒葡萄果實不同部位酚類物質主成分分析

三種釀酒葡萄成熟果實不同部位酚類物質主成分分析結果見表2。由表2可知，第一主成分和第二主成分累計方差貢獻率為100%，可以完全反映不同釀酒葡萄果實中酚類物質含量差異。第一主成分方差貢獻率為79.91%，在果皮中總酚、種子中總酚、果皮中單寧、果皮黃烷醇、花色苷權較大且為正數。第二主成分方差貢獻率為20.09%，在果皮總類黃酮、果皮原花色素權較大且為正數。結果表明，果實中酚類物質含量與果肉中酚類物質含量相關性不大，且與種子中原花色素、種子中黃烷醇含量相關性不大，與果皮中酚類物質相關性較大，可作為不同釀酒品種酚類物質含量差異的主要指標。

表2 三種釀酒葡萄果實不同部位酚類物質主成分分析結果Table 2 Principal component analysis results of phenolic substances in different parts of three wine grapes

對第一和第二主成分計算結果見表3。由表3可知，赤霞珠在第一主分得分最高，為54.431分，且赤霞珠在第一和第二主分綜合得分也大于美樂和品麗珠，為82.272分，由綜合得分可以得出，在黃土高原地區三種釀酒葡萄酚類物質含量由高到低為赤霞珠＞美樂＞品麗珠。

表3 三種釀酒葡萄果實酚類物質指標主成分得分結果Table 3 Principal component score results of phenolic indicators of three wine grapes

3 討論

葡萄酒的品質取決于釀酒葡萄果實的品質，其風味與果實的糖酸比、酚類物質含量、香氣物質濃度有決定性聯系[9-11]。酚類物質是釀酒葡萄在生長過程中的此生代謝物，主要包括單寧、總類黃酮、黃烷醇、原花色素等物質，受釀酒品種、種植地域、當年氣候等影響[12]。楊中等[13]為了建立釀酒葡萄品質評價指標，測定了釀酒葡萄品種的單果質量、糖酸比、出汁率、維生素C、總可溶性固形物（TSS）、可滴定酸（TA）、風味等9項加工品質指標。本試驗中通過測定了三種常見釀酒紅葡萄成熟果實的平均果粒質量、糖酸比、皮肉籽比重、出汁率以及酚類物質含量，能夠全面的分析這三個釀酒品種在黃土高原地區栽培條件下釀酒品質。試驗測得赤霞珠和品麗珠果皮比重較高，且品麗珠種子比重較高。

釀酒葡萄果實不同部位酚類物質含量不同，張娟等[1]對20個釀酒紅品種果實不同部位酚類測定發現，果皮中酚類物質含量最高，果肉中最少，且不同品種間酚類物質含量存在顯著差異，與本試驗中三個品種酚類物質含量以及主成分分析結果一致。為了建立綜合評價釀酒葡萄品種特性，張靈敏等[14]對三個釀酒品種多酚和抗氧化分析得出，康貝爾葡萄的酚酸和黃酮類物質含量較高。酚類物質一般分為非花色苷和花色苷酚，張軻等[15]分析釀酒葡萄不同時期非花色苷酚含量，表明了天山北麓產區5個釀酒葡萄品種的品種特性，直觀的反映了各品種在產區的表現，得出赤霞珠葡萄在天山北麓產區槲皮素類物質含量較高，與本試驗中赤霞珠葡萄在黃土高原產區總酚含量較高一致。馬力文等[16]利用模型反推與葡萄酒品質相對應的氣象因子閾值和赤霞珠品質氣象分類標準法系發現總糖、總酸、糖酸比和單寧的模擬效果較好，均方根誤差（root mean square error，RMSE）較小。總類黃酮物質在果皮和種子中含量較高，是葡萄酒品質的關鍵因素[17]。代紅軍等[18]對赤霞珠不同時期果皮中總類黃酮含量的分析證明，在果實完熟時期含量最高，且與苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸4-羥基化酶、4-香豆酸輔酶A連接酶活性密切相關。黃烷醇和原花色素是葡萄酒中重要的苦澀物質，增加葡萄酒風味，提高葡萄酒的抗氧化品質[19]。OTTAVIANI J I等[20]利用8年的時間對黃烷醇和原花色素的研究證明，黃烷醇和原花色素在疾病風險降低、初級疾病預防和健康老化方面發揮重要作用，且可應用特定于健康維護和初級疾病預防的評估標準。本研究中分析證明赤霞珠、美樂、品麗珠葡萄果皮中黃烷醇和原花色素含量較高，可作為建立評價釀酒葡萄品質的模型數據。紅葡萄酒的顏色主要來源于果皮，果皮中的花色苷不僅提供葡萄酒的顏色，對葡萄酒的澄清度、穩定性等有重要作用[21]。研究表明[22-23]，不同地域不同環境下，同一品種花色苷含量存在顯著差異。葛謙等[24]研究五個釀酒葡萄品種花色苷組分含量，通過主成分分析法將6種成分簡化為4種成分。本試驗中通過主成分分析法將果實中酚類含量主要差異簡化為果皮和種子中酚類物質含量。

4 結論

結果表明，不同釀酒葡萄品種間果實果皮中酚類物質含量存在顯著差異，對酚類物質主成分分析表明，釀酒葡萄果皮和種子中總酚、單寧、總類黃酮以及果皮花色苷、黃烷醇、原花色素等可以反映果實酚類品質，可作為不同釀酒葡萄酚類物質含量差異的比較，比較發現在黃土高原栽培條件下赤霞珠葡萄為酚類含量比較豐富的品種，為地方種植釀酒葡萄品種提供理論依據，提高當地葡萄酒品質。