不同砧木對赤霞珠干紅葡萄酒香氣成分的影響

鄭秋玲，肖慧琳，唐美玲，盧建聲，劉笑宏，曹志毅，王建萍，沙玉芬，宋建強，宮 磊，劉萬好

（1.山東省煙臺市農業科學研究院，山東 煙臺 265500；2.威海神山葡萄科技股份有限公司，山東 威海 264417；3.魯東大學 生命科學學院，山東 煙臺 264025；4.山東省葡萄研究院，山東 濟南 250100）

赤霞珠（Cabernet Sauvignon）原產法國波爾多地區，是世界上著名的紅色釀酒品種[1]。‘赤霞珠’發芽晚、成熟期晚、果實顏色較深，果味豐富、單寧及酸度含量較高，芳香物質種類豐富，在國內釀酒產區被廣泛栽培[2-3]。但在膠東地區由于春季干燥多風，赤霞珠枝條春天比較容易抽干，近幾年一直提倡嫁接栽培。

葡萄的砧木嫁接源于20世紀70年代，葡萄根瘤蚜對歐洲葡萄造成了毀滅性打擊，為了抵抗根瘤蚜的危害，歐洲人將歐洲葡萄嫁接在美洲葡萄以抵御葡萄根瘤蚜危害[4]。隨著嫁接栽培技術的研究進展，發現砧木在抗根瘤蚜同時，可以調節樹體生長勢[5-7]、提高抗性[8-10]、改善果實品質[11-13]。因此生產中除了應用砧木的抗逆性之外，研究砧木改善樹體的營養生長及果實品質是研究的重點，主要體現在砧木影響果實發育[12]、礦質元素吸收特性[14-15]、葡萄酒次生代謝物質的影響[16]。目前我國氣候多變，低溫、干旱等逆境脅迫時有發生，傳統的自根苗建園容易出現病害加重（土壤病害、病毒病、真菌細菌病害）、產量下降、果實品質降低等問題；推廣具有多種抗性的砧木嫁接栽培是我國葡萄生產中首要任務[17]。

香氣是評價葡萄酒的重要指標，香氣類別和含量決定了不同葡萄酒的風格和特色[18]；葡萄酒的香氣因品種、氣候環境、栽培管理措施及釀造工藝不同有較大差異[19]，本研究采用固相微萃取法（solid phase microextraction，SPME）結合氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯用技術，分析砧木貝達（Beta）、140Ru、1103P、5BB對赤霞珠葡萄酒香氣物質組成類別的影響，以期為赤霞珠葡萄的砧木選擇提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗在山東省農業科學研究院蓬萊試驗示范基地進行，種植地屬暖溫帶季風區大陸性氣候，年平均氣溫11.7 ℃，年平均降水量664 mm，年平均日照量2 826 h，無霜期平均206 d。試材為5年生赤霞珠嫁接苗，砧木分別為：貝達（Beta）、140Ru、1103P、5BB，分別記作CS/Beta、CS/140Ru、CS/1103P、CS/5BB，株行距為1.0 m×2.5 m，單干單臂整形，常規肥水管理；每種砧穗組合選取生長一致樹體30株，分3個重復小區，于果實充分成熟期進行采集果實樣品，每株樹采集10穗果實，每小區約10 kg。

酒石酸鉀鈉、葡萄糖（均為分析純）：國藥集團化學試劑有限公司；鹽酸、氫氧化鈉（均為分析純）：萊陽市康德化工有限公司；硫酸銅、次甲基藍（均為分析純）：天津市科密歐化學試劑有限公司；2-辛醇（純度為99.9%）：美國Sigma-Aldrich 公司。

1.2 儀器與設備

PHS-3CpH計：上海儀電科學儀器股份有限公司；L3S可見分光光度計：上海儀電分析儀器有限公司；QP2010Ultra高效氣相色譜-質譜聯用儀；日本島津公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 赤霞珠干紅葡萄酒的制備

果實破碎入5 L小罐，按葡萄質量加入0.000 5%的SO2；加入酵母，進行主發酵-酒精發酵過程，發酵溫度控制在25 ℃，發酵時間6 d，殘糖降至5 g/L，主發酵結束，然后進行皮渣分離，分離后進行葡萄酒的后發酵，后發酵結束后，終止發酵；進入葡萄酒的陳釀，陳釀2個月后，澄清與過濾后，得到赤霞珠干紅葡萄酒。

1.3.2 葡萄酒基本理化指標測定

葡萄酒的總糖、總酸、干浸出物、酒精度、pH測定方法按國標GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的方法。

1.3.3 葡萄酒芳香物質的測定

采用固相微萃取法提取葡萄酒中的香氣物質，取5 mL酒樣置于20 mL頂空瓶中，加入10 μL 50 μg/mL的2-辛醇作內標和磁力攪拌轉子，迅速密封并搖勻，置于恒溫磁力攪拌器上，將老化后的50/30 μmCAR/PDMS/DVB萃取頭插入樣品瓶頂空部分，于45 ℃吸附30 min，吸附后的萃取頭取出后插入氣相色譜進樣口，于250 ℃解吸3 min，同時啟動儀器采集數據。

氣相色譜條件：毛細管色譜柱為DB-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升溫程序：45 ℃保持1 min，以6.0 ℃/min升溫至230 ℃，保持4 min，進樣口溫度250 ℃，高純氦氣（He）流速1.0 mL/min。質譜條件：電子電離（electronic ionization，EI）源，質譜接口溫度250 ℃，電子能量70 eV，檢測器電壓1 000 V。

參照美國國家標準技術研究所（national institute of standards and technology，NIST）08 標準譜庫及原苗苗等[20]的方法進行芳香物質定性；以2-辛醇為內標，對芳香物質成分定量分析。數據顯著性分析采用SPSS 20.0進行。

2 結果與分析

2.1 不同砧木對赤霞珠干紅葡萄酒常規理化指標

不同砧木對赤霞珠葡萄酒常規理化指標的影響，結果見表1。由表1可知，不同砧木組合總糖含量在2.06～2.62 g/L之間，其中以CS/貝達組合最高，CS/1103P組合最低；總酸含量以CS/1103P組合最高，為10.96 g/L；酒精度以組合CS/貝達組合最高為11.67%vol，組合CS/1103P最低10.40%vol；干浸物含量以CS/1103P組合顯著高于其他組合（P＜0.05），其他組合差異不顯著（P＞0.05）；pH值均在3.21～3.45之間，不同砧木組合間沒有顯著性差異（P＞0.05）。

表1 不同砧木對赤霞珠干紅葡萄酒基本理化指標的影響Table 1 Effect of different rootstocks on basic chemical indexes of Cabernet Sauvignon dry red wine

2.2 不同砧木對赤霞珠干紅葡萄酒香氣成分的影響

2.2.1 不同砧木對赤霞珠葡萄酒醇類香氣物質的影響

由表2可知，不同赤霞珠砧穗組合葡萄酒中共檢測出18種醇類物質，主要成分為異戊醇、2-甲基丁醇、異丁醇、苯乙醇、己醇，其含量均在100 μg/L以上；其中異戊醇、2-甲基丁醇、異丁醇、苯乙醇的含量均以組合CS/Beta含量最高，顯著高于其他組合（P＜0.05），分別為：2 008.02 μg/L、1 230.20 μg/L、479.02 μg/L、796.83 μg/L，其次為組合CS/5BB，含量分別為：1 877.20 μg/L、957.40 μg/L、414.94 μg/L、622.19 μg/L，CS/140Ru含量最低；已醇以組合CS/1103P最高，顯著高于其他組合（P＜0.05），組合CS/Beta含量最低，組合CS/5BB、CS/140Ru沒有顯著性差異（P＞0.05）。

表2 不同砧木對赤霞珠干紅葡萄酒中醇類物質的影響Table 2 Effect of different rootstocks on alcohols in Cabernet Sauvignon dry red wine

2.2.2 不同砧木對赤霞珠葡萄酒酯類香氣物質的影響

由表3可知，不同赤霞珠砧穗組合葡萄酒中共檢測到酯類物質40種，大部分成分多以果香、花香為主；酯類化合物中含量在500 μg/L以上的有5種，分別為辛酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸異戊酯、癸酸乙酯、己酸乙酯；10～100 μg/L之間有9種，分別為十六烷酸乙酯、乙酸己酯、乙酸己酯、己酸異戊酯、肉豆蔻酸乙酯、辛酸-3-甲基丁酯、乙酸異丁酯、丁酸乙酯、乙酸苯乙酯9-癸烯酸乙酯；其他成分含量均在10 μg/L以下；辛酸乙酯成分在組合CS/5BB中含量最高達2732.12μg/L，顯著高于其他組合（P＜0.05），其次為CS/Beta，含量為2 099.85 μg/L，組合CS/1103與CS/140Ru沒有顯著性差異（P＞0.05）。

表3 不同砧木對赤霞珠干紅葡萄酒中酯類物質的影響Table 3 Effect of different rootstocks on esters in Cabernet Sauvignon dry red wine

續表

乙酸乙酯成分在組合CS/5BB含量最高為3051.55μg/L，其次為組合CS/Beta，組合CS/11103P含量顯著低于其他組合（P＜0.05）；癸酸乙酯在組合CS/5BB中含量最高為1 209.94 μg/L，顯著高于其他組合（P＜0.05），其次為組合CS/1103P，組合CS/140Ru含量最低；己酸乙酯成分在組合CS/5BB中含量最高為（1 209.94±10.35）μg/L，依次為組合CS/Beta、CS/140Ru、CS/1103P；其他酯類香氣物質的含量存在不同的差異顯著性。

2.2.3 不同砧木對赤霞珠葡萄酒醛酮類香氣物質的影響

由表4可知，不同赤霞珠砧穗組合葡萄酒中共檢測出15種醛酮類化合物，其中醛類8種，酮類6種；醛類化合物中，以乙醛的含量最高，含量在100 μg/L以上，其他物質含量均在10 μg/L以下；其中乙醛含量以組合CS/1103P最高為384.38 μg/L，顯著高于其他組合（P＜0.05）；壬醛以組合CS/140Ru含量最高為9.66μg/L，顯著高于其它組合（P＜0.05），苯甲醛以組合CS/1103P含量顯著高于其他組合（P＜0.05）。

表4 不同砧木對赤霞珠干紅葡萄酒中醛酮類物質的影響Table 4 Effect of different rootstocks on aldehydes and ketones in Cabernet Sauvignon dry red wine

續表

酮類物質中，3-羥基-2-丁酮、2,3-戊二酮、3-辛酮含量在1 μg/L以上，其中3-羥基-2-丁酮含量以組合CS/Beta顯著高于其他組合（P＜0.05），其次為組合CS/1103P、CS/140Ru，其含量沒有差異顯著性（P＞0.05）；2,3-戊二酮含量以組合CS/5BB最高，其次為CS/Beta、CS/1103P，其含量差異不顯著（P＞0.05）；3-辛酮含量組合CS/5BB、CS/1103P、CS/140Ru含量較高，顯著高于組合CS/Beta（P＜0.05）。

2.2.4 不同砧木對赤霞珠葡萄酒酸類香氣物質的影響

表5 不同砧木對赤霞珠干紅葡萄酒中酸類物質的影響Table 5 Effect of different rootstocks on acids in Cabernet Sauvignon dry red wine

由表5可知，不同赤霞珠砧穗組合葡萄酒中共檢測出10種酸類化合物，其中以辛酸、乙酸、己酸、癸酸含量較高，均在10 μg/L以上；辛酸以組合CS/5BB含量顯著高于其他組合（P＜0.05），其次為組合CS/Beta，組合CS/1103P、CS/140Ru差異不顯著（P＞0.05）；乙酸以CS/Beta組合含量顯著高于其他組合（P＜0.05），其次為組合CS/140Ru；己酸、癸酸含量均以組合CS/5BB顯著高于其他組合（P＜0.05）。

2.2.5 不同砧木對赤霞珠葡萄酒萜烯類香氣化合物的影響

表6 不同砧木對赤霞珠干紅葡萄酒中萜烯類物質的影響Table 6 Effect of different rootstocks on terpenes in Cabernet Sauvignon dry red wine

由表6可知，赤霞珠不同砧穗組合的葡萄酒中共檢測出萜烯類化合物11種，其中香葉基丙酮、大馬士酮、香葉醇含量均在4 μg/L之上，D-檸檬烯、香茅醇為含量均在1 μg/L之上，其中香葉基丙酮含量以組合CS/5BB最高為19.27μg/L，是最低組合CS/140Ru的2.5倍；大馬士酮含量以組合CS/1103P含量顯著高于其他組合（P＜0.05），其次為組合CS/5BB、CS/Beta，組合CS/140Ru含量最低；香葉醇含量以組合CS/1103P、CS/5BB、CS/Beta含量較高，三者之間差異不顯著（P＞0.05），但均顯著高于組合CS/140Ru（P＜0.05），D-檸檬烯含量以組合CS/1103P最高，其次為CS/5BB，兩者差異不顯著（P＞0.05），但均顯著高于組合CS/140Ru、CS/Beta（P＜0.05），香茅醇含量不同組合差異不顯著（P＞0.05）。

2.3 不同砧木對赤霞珠葡萄酒中香氣類別的影響

不同砧木對赤霞珠葡萄酒中香氣類別的影響見圖1。由圖1可知，赤霞珠不同砧穗組合中共檢測出香氣成分94種，為4個組合共有，主要為醇類18種，酯類40種，醛酮類15種，酸類10種，萜烯類化合物11種。不同砧穗組合香氣總量以CS/5BB最高，其他依次為CS/Beta、CS/1103P、CS/140Ru；不同成分所占的比例高低順序為：酯類、醇類、醛酮類、酸類、萜烯類化合物，其中醇類化合物中，以組合CS/Beta含量最高，組合CS/5BB占比最低；酯類化合物中不同組合所占比例高低順序為：CS/5BB、CS/140Ru、CS/1103P、CS/Beta；醛酮類化合物中，以組合CS/1103P占比最高，CS/5BB最低，酸類、萜烯類化合物中不同組合所占比例差異不大。

圖1 不同砧木對赤霞珠干紅葡萄酒香氣物質類別的影響Fig.1 Effects of different rootstocks on aroma components types in Cabernet Sauvignon dry red wine

3 結論

本研究評價了砧木貝達（Beta）、5BB、1103P、140Ru嫁接對赤霞珠葡萄酒風味物質的影響。結果表明，砧木5BB香氣物質總量最高為14 494.07 μg/L，葡萄酒中酯類化合物、酸類化合物、萜烯類化合物含量最高分別為9 406.61 μg/L、280.41 μg/L、203.75 μg/L，增加了葡萄酒的特征香氣；砧木貝達增加了香氣物質的總含量，醇類香氣物質含量最高為5 067.88 μg/L，砧木1103P醛酮類化合物含量最高為418.70 μg/L；砧木140Ru香氣總量與1103P差別不大。結果表明，砧木5BB與貝達對提升赤霞珠葡萄酒香氣物質有促進作用，可以作為赤霞珠適宜的砧木。