河西走廊新引‘黑比諾’不同營養系葡萄與葡萄酒品質特征差異研究

唐紫竹，陳 勝，張學忠，張振文*

（1.西北農林科技大學 葡萄酒學院，陜西 楊凌 712100；2.甘肅夏博嵐葡萄種植有限公司，甘肅 武威 733300）

在特定地區已長期栽培的葡萄品種往往表現出品種退化現象，因此需要對那些受市場歡迎的葡萄品種的營養系進行選擇，以保留和強化某些具有經濟特征的正突變，這種選擇過程即營養系選種[1]。釀酒葡萄營養系品種具有高變異性，每個葡萄單株甚至個體的性狀表現都存在差異，這導致葡萄酒具有特定的化學特性和感官特征[2]。營養系品種常用的評價指標[3-5]包括生物因素（霜霉病、白腐病、炭疽病等）、非生物因素（霜凍耐受性、干旱耐受性等）、栽培特性（物候期、生長量、產量等）、品質特性（化學組成、感官特性）等，另外可以通過小容器釀酒實驗來評價不同營養系的釀酒特性[6]。一些研究者報道了在不同地區種植的‘赤霞珠’、‘梅洛’、‘霞多麗’的不同營養系果實的酚類物質含量，結果表明總酚含量和花色苷含量在同一品種不同營養系之間存在差異[7-10]。穆寧[11]研究了‘赤霞珠’的不同營養系果實和葡萄酒的酚類物質含量，結果表明，‘赤霞珠’營養系葡萄酒中酚類物質含量與果實中相應物質含量的高低有顯著關系。

‘黑比諾’是河西走廊葡萄酒產區的主栽釀酒葡萄品種之一，近年來當地從國外引進了多個‘黑比諾’營養系，但尚未對其果實品質的差異進行系統研究。本研究以甘肅民勤縣新引進的釀酒葡萄‘黑比諾’PN VCR18、PN VCR9、PN VCR20、PN 375和PN 792等5個營養系為材料，分析了不同‘黑比諾’營養系的果穗大小、果穗質量、果粒橫縱徑、果形指數、果粒質量、果皮質量、皮果比以及果實和葡萄酒中的還原糖、可滴定酸、總酚、單寧和花色苷等物質含量，并基于酚類物質進行主成分分析（principal component and analysis，PCA），對營養系的綜合品質進行排序，以期為篩選適宜當地及相似生態區的‘黑比諾’營養系、釀造具有典型風格的優質葡萄酒奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

供試‘黑比諾’營養系來自甘肅省夏博嵐葡萄種植有限公司。栽培培采用單籬架架式、傾斜式單干單臂樹形、直立葉幕形，結果部位均位于第一道鐵絲附近。行距2.5 m，株距0.8 m，行向南北，行間生草，田間管理參照葡萄園標準管理技術進行，采用肥水滴灌，人工埋土，機械修剪（夏剪和冬剪）?！诒戎Z’營養系的引種信息見表1。

表1 ‘黑比諾’營養系引種信息Table 1 Introduction information of clones of Pinot Noir

1.1.2 試劑

福林-酚試劑（分析純）、兒茶素（色譜純）：美國Sigma公司；葡萄糖、鄰苯二甲酸氫鉀、無水碳酸鈉、氯化鈉、氯化鉀、乙酸乙酯、乙酸鈉、酒石酸、氫氧化鈉（均為分析純）、甲醇（色譜純）：北京化學試劑公司；焦亞硫酸鉀（分析純）：煙臺遠東精細化工有限公司；葡萄酒活性干酵母（釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae））CECA：安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設備

UV-1800紫外可見分光光度計：日本島津公司；FD5系列真空冷凍干燥機：美國Gold Sim公司；FA224電子天平：上海舜宇恒平科技儀器有限公司；BSA2201-CW電子天平：德國Sartorius公司；XMTE-2000旋轉蒸發儀：南京予凱儀器設備有限公司；5804R型離心機：德國Eppendorf公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

從9月17日起連續測定果實的糖含量，在果實達到技術成熟度后，除去邊行，按照“S”取樣法，每個營養系各取5穗果穗（取樣時兼顧葡萄植株的陰面和陽面。下同。），用塑封袋帶回用于果穗物理性狀測定；每個營養系各取9穗果穗，再在每穗果實的上、中、下部各剪取20～25粒果粒（留果蒂保證果粒完好）并混合，從中隨機取100粒用于果粒物理指標測定；剩余果粒由裝滿干冰的泡沫盒運回置于-40 ℃低溫冰箱用于酚類指標測定；每個營養系隨機采樣2 kg，用于干紅葡萄酒釀造。

1.3.2 干紅葡萄酒的加工工藝流程及操作要點[12]

葡萄采收→4 ℃冷處理12 h→分選衛生狀況良好原的葡萄→手動除梗破碎→加入2.5 L塑料發酵罐中（入罐量75%）→添加焦亞硫酸鉀0.12 g/L→添加果膠酶35 mg/L→添加葡萄酒活性干酵母CECA 0.2 g/L→15～20 ℃酒精發酵→酒液比重達0.997以下并保持不變后皮渣分離→自然澄清→轉罐去除酒腳→4 ℃滿瓶陳釀3個月→葡萄酒成品

1.3.3 分析檢測

采用cm刻度尺測定果穗長度和寬度，采用百分之一天平測定果穗質量，每個營養系重復3次取平均值，每個重復取3個果穗；松緊度測定按照TELLO J等[13]的方法；采用多功能水果粒徑測量尺[14]測定果粒縱徑和橫徑，用電子天平測定分別果粒和果皮質量，每個營養系重復3次取平均值，每個重復取30個果粒；果形指數=果?？v徑/果粒橫徑[15]；皮果比=果皮質量/果粒質量[16]。

5）并不熱衷追求勘探熱點。最近兩年炙手可熱的北大西洋塞內加爾和毛里塔尼亞以及南美近海圭亞那等熱點區（包括巴西鹽下深水），埃尼公司沒有在其中或者近鄰獲取任何區塊，這一點和?？松梨诘葒H大石油公司不同。埃尼的理念是通過自己的勘探發現來創造熱點，已經成為熱點的區域不符合埃尼公司前沿區的進入標準。這可以說是埃尼公司獨特的一面。

按照國標GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[17]，采用斐林試劑熱滴定法測還原糖含量；采用酸堿滴定法測總酸含量；采用密度瓶法測定酒精度和干浸出物含量。

每個營養系取100粒葡萄在冷凍狀態下剝皮，葡萄皮冷凍干燥36 h，液氮保護下研磨成粉。隨機稱取0.5 g干粉，用10 mL鹽酸-甲醇溶液（體積分數60%甲醇，0.1%鹽酸）按照料液比1∶20（g∶mL）溶解，30 ℃超聲20 min，在4 ℃、8 000 r/min條件下離心5 min，取上清液，以上提取步驟重復3次，合并上清液并儲存于-80 ℃冰箱。采用福林肖卡法[18]測定總酚含量；采用甲基纖維素沉淀法[19]測定單寧含量；采用pH示差法[20]測定總花色苷含量。

1.3.4 數據處理

采用Microsoft Office Excel 2010軟件進行數據計算；采用SPSS 20.0統計軟件進行方差分析，采用單因素方差分析各處理差異的顯著性水平，采用新復極差法（Duncan）進行不同處理間均值的顯著性差異比較，P＜0.05表示差異顯著；采用Origin 8.5軟件進行作圖。

2 結果與分析

2.1 不同營養系果實物理性狀

5種‘黑比諾’營養系果穗的長度、寬度、大小、質量和松緊度見表2。

表2 ‘黑比諾’不同營養系果穗的長度、寬度、大小、質量和松緊度Table 2 Length,width,size,mass and tightness of clusters of different clones of Pinot Noir

由表2可知，不同‘黑比諾’營養系的果穗長度存在顯著差異，其中PN VCR20和PN 792的果穗較長，PN VCR9的果穗長度為12.73 cm，在5個營養系中最短。不同‘黑比諾’營養系的果穗大小差異不大（P＞0.05），但果穗質量和果穗松緊度存在一定差異，其中PN VCR9果穗質量和果穗長顯著高于其他營養系（P＜0.05），PN 792的果穗松緊度顯著低于其他營養系（P＜0.05），說明其果穗更加松散。

5種‘黑比諾’營養系果粒的縱橫徑、果形指數、果粒質量和皮果比見表3。由表3可知，不同‘黑比諾’營養系果粒的果形指數差異不大（P＞0.05），果?？v橫徑、果粒質量和皮果比均存在顯著差異（P＜0.05）。PN VCR18和PN 375的果粒橫徑較小，分別為1.301 cm和1.303 cm。PN 792的果?？v徑為1.477 cm，顯著高于其他營養系（P＜0.05）。5種營養系的果形指數均在0.9～1.1范圍內，說明果粒形狀均為近圓形，其中PN 792的果形指數顯著高于與其他營養系（P＜0.05），說明其果粒形狀更接近橢圓形[21]。果皮質量和皮果比的變化趨勢相似，果皮質量和皮果比最大的營養系是PN VCR9，最小的是PN VCR20。

表3 ‘黑比諾’不同營養系果粒的縱橫徑、果形指數、果粒質量、果皮質量和皮果比Table 3 Vertical and horizontal diameter,shape index,mass,peel mass,peel and fruit ratio of fruits of different clones of Pinot Noir

2.2 不同營養系果實基本化學指標

表4 ‘黑比諾’不同營養系果實的還原糖、可滴定酸含量和M值Table 4 Reducing sugar,titratable acid contents and M value of fruits of different clones of Pinot Noir

2.3 不同營養系葡萄酒基本理化指標

5種‘黑比諾’營養系葡萄酒的殘糖、總酸、干浸出物、揮發酸含量和酒精度見表5。由表5可知，不同‘黑比諾’營養系干紅葡萄酒的基本理化指標存在一定差異（P＜0.05），殘糖含量＜4 g/L，干浸出物含量＞19 g/L，酒精度＞12%vol，揮發酸含量＜1.2 g/L，均符合國標GB 15037—2006《葡萄酒》的理化指標要求[17]。

表5 ‘黑比諾’不同營養系葡萄酒的殘糖、總酸、干浸出物、揮發酸含量和酒精度Table 5 Residual sugar,total acid,dry extraction,volatile acid contents and alcohol of wines of different clones of Pinot Noir

2.4 不同營養系果皮及葡萄酒酚類物質含量

5種‘黑比諾’營養系果皮及葡萄酒酚類物質含量見圖1。由圖1（a）可知，不同‘黑比諾’營養系果皮的總酚、單寧和花色苷含量均存在顯著差異（P＜0.05）。PNVCR20的總酚含量最高，為52.57 mg/L；PN VCR18的總酚含量最低，為44.29 mg/L；PN VCR9、PN VCR375和PN 792的總酚含量中等且之間沒有顯著差異（P＞0.05）。PN VCR20的單寧含量顯著高于其他營養系（P＜0.05），PN375次之；PN VCR18的單寧含量顯著低于其他營養系（P＜0.05），僅為PN VCR20單寧含量的62.98%；PN VCR9和PN 792單寧含量次低且之間沒有顯著差異（P＞0.05）。PN 375和PN 792的花色苷含量顯著高于其他營養系（P＜0.05），PN VCR20的花色苷含量中等，PN VCR9的花色苷含量顯著低于其他營養系（P＜0.05）。

圖1 ‘黑比諾’不同營養系果皮（a）及葡萄酒（b）酚類物質含量Fig.1 Phenolic contents in the peel (a) and wine (b) of fruits of different clones of Pinot Noir

綜上可知，PN VCR20是高酚高單寧營養系，PN VCR18是低酚低單寧營養系，PN 375和PN 792是高花色苷營養系，PNVCR9是低花色苷營養系。

由圖1（b）可知，不同‘黑比諾’營養系干紅葡萄酒中的總酚和單寧含量均存在顯著差異（P＜0.05），而花色苷含量差異較小。PN VCR20葡萄酒中的總酚含量最高，為1 497.96 mg/L，其次是PN 375，而PN VCR18的總酚含量最低，為1 105.49 mg/L，其次是PN VCR9。不同‘黑比諾’營養系葡萄酒和葡萄果皮中的總酚含量有相似的變異特征。PN VCR20葡萄酒和葡萄果皮中的總酚含量均達到最高，PN VCR18葡萄酒和葡萄果皮中的總酚含量均最低。除了PNVCR18和PNVCR9的單寧含量不存在顯著差異（P＞0.05），且都低于400 mg/L，其他營養系的單寧含量都較高；其中PN VCR20的單寧含量高達684.84 mg/L，分別為PN VCR18和PN VCR9含量的2.3和2.2倍。不同‘黑比諾’營養系葡萄酒和葡萄果皮中的單寧含量也有相似的變異特征。PN VCR20和PN 375葡萄酒和葡萄果皮中的單寧含量都很高，PN VCR18和PN VCR9葡萄酒和葡萄果皮中的單寧含量均較低。各營養系葡萄酒和葡萄果皮中的花色苷含量表現出不同的變異特征。PN VCR18的花色苷含量顯著低于其他營養系（P＞0.05），而葡萄果皮中花色苷含量略高于PN VCR9。

綜上可知，PN VCR20和PN 375是高酚高單寧營養系，PNVCR18和PN VCR9是低酚低單寧營養系，其中PN VCR18花色苷含量也很低，PN 792的三類酚類物質含量均處于中等水平。

2.5 主成分分析

對不同營養系葡萄果皮和葡萄酒中的總酚、單寧和花色苷含量等6個品質指標進行主成分分析，主成分載荷圖如圖2所示，提取特征值大于1的2個主成分，第1主成分方差貢獻率為73.429%，第2主成分方差貢獻率為20.018%，兩個主分量解釋了總方差的93.448%，表明該2個主成分因子可以較好的區分不同‘黑比諾’營養系的葡萄酒。

圖2 主成分載荷圖Fig.2 Load diagram of principal components

根據各指標的因子載荷量和各主成分特征值得到特征向量，建立2個主成分的得分系數模型。主成分得分模型方程式為Y1=0.398X1+0.449X2+0.272X3+0.470X4+0.460X5+0.366X6，Y2=-0.445X1-0.276X2+0.729X3-0.110X4-0.004X5+0.426X6，依據Y=Y1×λ1/（λ1+λ2）+Y2×λ2/（λ1+λ2）得到不同‘黑比諾’營養系的綜合排名。5種‘黑比諾’營養系果實品質指標主成分分析見表6。

表6 不同‘黑比諾’營養系果實品質指標的主成分分析Table 6 Principal component analysis of fruits quality indexes of different clones of Pinot Noir

由表6可知，不同營養系綜合品質排名從高到低依次為PNVCR20＞PN375＞PN792＞PNVCR9＞PN VCR18。

3 討論

許多學者對‘黑比諾’不同營養系的物理性狀、果實化學物質含量和單營養系葡萄酒質量差異進行了報道。尹春麗[23]比較了陜西楊凌地區4個‘黑比諾’營養系PN 115、PN 292、PN 375和PN 521的物理指標、糖酸比和釀酒特性，篩選出最優系PN 375。本實驗發現PN 375在河西走廊產區民勤地區生態環境下的綜合表現也較好。趙旗峰等[24]對3個‘黑比諾’營養系酚類物質含量進行分析，結果表明PN 115果皮和果肉中酚類物質含量較高。CUADROS-INOSTROZA á等[25]對3個‘黑比諾’單營養系葡萄酒的田間生長狀況和葡萄酒代謝組進行分析，研究表明不同‘黑比諾’營養系顯示出果穗形狀的差異，且不同營養系的穗形差異能解釋葡萄酒酚類物質含量、揮發性物質特征和感官質量方面的差異。JELENA ? 等[26]研究發現，當地釀酒葡萄品種不同營養系之間果穗和形態特征存在差異，且果穗和果粒的形態屬性特征對葡萄酒質量參數有影響。本實驗發現果穗更加松散的營養系PN 792其果皮和葡萄酒中的酚類物質都區別于其他營養系，這與上述報道結果一致。

4 結論

5種‘黑比諾’營養系在河西走廊地區表現出果穗和果粒物理性狀以及葡萄果皮和葡萄酒中的酚類物質含量的差異。其中PN 792的果穗和果粒表現顯著異于其他營養系，PN 792葡萄果皮和葡萄酒中的總酚、花色苷和單寧含量較高，PN VCR18和PN VCR9葡萄果皮和葡萄酒中的總酚、花色苷和單寧含量較低。5種營養系的綜合品質從高到低依次為PN VCR20、PN 375、PN 792、PN VCR9、PN VCR18。綜合來看，PN VCR20、PN 375和PN 792更適宜釀造風味較濃的葡萄酒，PN VCR9和PN VCR18更適宜釀造口感柔和型的葡萄酒。