4種砧木對‘赤霞珠’葡萄果實品質及抗氧化活性的影響*

鄭秋玲，劉萬好，劉笑宏，譚洋洋，肖慧琳，王建萍，宋志忠，宮 磊，唐美玲，盧建聲

（1 山東省煙臺市農業科學研究院，265500）（2 蓬萊國賓酒莊有限公司）（3 魯東大學農學院）（4 山東省葡萄研究院）

‘赤霞珠’是優良的歐亞種晚熟葡萄品種，能夠適應多種氣候類型，種植面積較廣[1]，主要用于干紅葡萄酒的釀制，其所釀制的葡萄酒呈寶石紅色，風味酒質俱佳[2]，極受消費者青睞。酚類物質是評價葡萄和葡萄酒質量的重要指標，酚類物質中的花色苷、單寧、類黃酮是決定葡萄酒色調、色度、收斂性等感官特性的重要品質指標，也是決定葡萄酒抗氧化性的重要物質。葡萄中的多酚分為花色苷酚與非花色苷酚兩大類，花色苷由花色素結合糖苷形成[3-4]，是干紅葡萄酒的重要組成部分，屬于抗氧化活性較高的功能因子，可有效清除自由基，具有抗氧化、抗炎等生理功能[5-8]，既決定葡萄酒的顏色，又對其品質的穩定性具有重要作用[9]；葡萄中的花色苷主要存在于紅色、紫黑色葡萄品種靠近漿果表皮的液泡中[10-11]，單寧、類黃酮等物質亦主要分布于果皮中，發酵過程中通過皮渣浸漬作用等進入葡萄酒中。因此，研究葡萄果皮酚類物質，尤其是花色苷種類及含量，對提高葡萄酒的品質具有重要意義。

葡萄砧木嫁接始于19 世紀70 年代，起初是為了抵御葡萄根瘤蚜的危害[12]，隨著嫁接栽培的進一步發展，人們發現砧木在提高抗逆性的同時[13-14]，還可以影響果實品質及葡萄酒的質量[15-18]。Kim 等[19]對比研究‘SO4’和‘1103P’砧木對‘西拉’葡萄果實品質的影響得出，采用‘SO4’砧木嫁接的葡萄中花色苷、多酚、抗氧化性、可溶性固形物和總糖含量均高于采用‘1103P’砧木嫁接的葡萄。王婷等[20]研究發現，‘3309’砧木顯著增加了‘馬瑟蘭’葡萄果實中總酚和花色苷含量，同時增加了葡萄酒中的總酚和花色苷含量，從而顯著改善了葡萄酒色度。但砧木對‘赤霞珠’葡萄果實品質尤其是花色苷單體的影響尚未見報道。因此，本文以‘赤霞珠’4種砧穗組合為試材，研究不同砧木對‘赤霞珠’葡萄果實品質及抗氧化活性的影響，以期為生產上‘赤霞珠’適宜砧木的選擇提供相應的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及試驗材料

試驗在山東省農業科學研究院蓬萊試驗示范基地進行，該區年平均氣溫12.5℃，平均年降水量592.0 mm，年活動積溫4 164.0 ℃，葡萄生長季節有效積溫1 625℃，平均年日照時數2 852.2 h，無霜期216 d。試驗園土層深厚，地形平整，土質均勻，pH值為6.14，有機質含量為1.21%，堿解氮含量48.83 mg/kg，速效磷含量35.70 mg/kg，速效鉀含量262.01 mg/kg。供試砧木品種分別為‘貝達’‘5BB’‘1103P’‘140Ru’，嫁接釀酒葡萄品種‘赤霞珠’，樹齡為5年，行株距為2.5 m×1.0 m，樹形采用單干單臂，常規肥水管理。

1.2 試驗方法

每個砧穗組合10株為1個小區，設3個小區，每個組合計30 株。于果實充分成熟期（10 月8日），每株樹采集5穗果，每個組合采集150穗果，用于果穗長度、寬度、穗重的測定；從每個果穗上、中、下部隨機各采集果粒5粒，部分用于果實基本理化指標的測定，其余漿果剝皮，液氮冷凍，存放在-80℃冰箱中，用于果皮次生代謝物質及花色苷單體的測定。

1.2.1 果實基本理化指標的測定

每個組合選取30 穗果，用精度為0.001 m 的尺子測量果穗的長度、寬度，用精度為0.01 g 的天平稱量穗重。取50 粒果粒，稱取其百粒重，重復10次。取單粒漿果使用精度為0.02 mm 的游標卡尺測量其縱橫徑，重復30 次。果實還原糖含量采用斐林試劑滴定法測定，以葡萄糖計；總酸含量采用酸堿滴定法測定，以酒石酸計[21]。

1.2.2 果皮次生代謝物質的測定

采用Folin-Ciocalteu法[22]測定總酚含量，采用亞硝酸鹽-氯化鋁法[23]測定類黃酮含量，采用pH 示差法[24]測定花色苷含量，采用Folir-Denis法[25]測定單寧含量，以單寧酸計。

1.2.3 果皮花色苷單體的提取及測定

稱取葡萄果皮0.2 g 加入1.5 mL 甲酸甲醇提取液（甲酸∶水∶甲醇＝2∶28∶70）研磨，在室溫下1 500 r/min避光搖床振蕩10 min，然后4 ℃條件下12 000 r/min 離心10 min，重復提取3次，合并上清液，定容至10 mL，經0.2 μm 濾膜過濾后進行液相檢測。花色苷的測定采用Agilent 1260 Infinity，定性工作基于已有文獻中的紫外光譜圖和保留時間等信息的比對分析。物質結構的鑒定參考標準物質及梁振昌[26]的方法。定量分析：建立10～200 mg/L 5個水平的花青素-3-O-葡萄糖苷標準曲線，相關系數在0.999 2 以上，其他花色苷以相當于花青素-3-O-葡萄糖苷含量計。

1.2.4 體外抗氧化活性的測定

DPPH自由基清除率、ABTS清除率的測定參考陳純[27]的方法，鐵離子還原能力（FRAP）的測定參考楊延峰等[28]的方法。

1.3 數據統計分析

數據整理統計及作圖均采用Excel 2010，差異顯著性分析采用DPS 7.05。

2 結果與分析

2.1 不同砧木對‘赤霞珠’葡萄果實品質的影響

由表1可知，赤霞珠/5BB穗長、穗寬、穗重均顯著高于其他組合，其中穗長為17.50 cm，分別比赤霞珠/貝達、赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru提高12.90%、28.68%、10.34%；穗寬為11.00 cm，分別比赤霞珠/貝達、赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru 提高14.82%、26.87%、17.90%；穗重為273.52 g，分別比赤霞珠/貝達、赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru 提高27.83%、93.20%、20.46%。但赤霞珠/5BB百粒重、果粒縱徑、果粒橫徑均與赤霞珠/140Ru無顯著性差異。還原糖含量以赤霞珠/貝達最高，顯著高于其他組合，分別比赤霞珠/5BB、赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru增加6.44%、21.60%、12.43%。可滴定酸含量以赤霞珠/1103P 最高，其次為赤霞珠/140Ru，赤霞珠/貝達最低。從糖酸比來看，赤霞珠/貝達、赤霞珠/5BB的糖酸比分別比赤霞珠/1103P 提高148.27%、92.15%，分別比赤霞珠/140Ru 提高57.42%、21.83%，更適宜釀造優質葡萄酒。

表1 不同砧木對‘赤霞珠’葡萄果實基本理化指標的影響

2.2 不同砧木對‘赤霞珠’葡萄果皮次生代謝物質含量的影響

由圖1可知，赤霞珠/5BB葡萄果皮中的總酚、花色苷、單寧含量均最高，總酚、單寧含量分別比赤霞珠/貝達提高12.62%、19.29%，總酚含量分別是赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru 的2.12、2.30 倍，單寧含量分別是赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru 的2.07、1.85倍。赤霞珠/貝達的類黃酮含量最高，分 別比赤霞珠/5BB、赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru 提高10.17%、10.17%、9.55%；同時，其花色苷含量為2.68 mg/g，顯著高于赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru，分別是二者的2.01、2.93 倍。

圖1 不同砧木對‘赤霞珠’葡萄果皮次生代謝物質含量的影響

2.3 不同砧木對‘赤霞珠’葡萄果皮花色苷單體組分及含量的影響

如表2所示，不同砧穗組合的花色苷單體組分無差異。4 種砧穗組合均檢出13種花色苷單體，以5種基本花色苷為主，其相對含量占比為63.84%～75.73%，還檢測到4 種乙酰化花色苷、4種香豆酰化花色苷，乙酰化花色苷占比為21.77%～33.66%，香豆酰化花色苷占比為2.27%～2.50%。

從花色苷單體含量來看，5種基本花色苷種類中，花翠素-3-O-葡萄糖苷、花青素-3-O-葡萄糖苷、甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷含量以赤霞珠/1103P 最高，比其他組合提高68.65%～416.85%；甲基花青素-3-O-葡萄糖苷、二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷含量以赤霞珠/貝達最高，比其他組合提高1.97%～50.69%。乙酰化花色苷單體中，二甲花翠素3-O-（6-O-乙酰化）葡萄糖苷含量最高，不同組合含量均在3 000μg/g 以上，其中以赤霞珠/貝達含量最高，達6 389.25μg/g；其他乙酰化花色苷組分含量為61.66～620.95μg/g，不同組合間存在顯著性差異。香豆酰化花色苷單體中，以花青素3-O-（6-O-香豆酰化）葡萄糖苷含量最高，不同組合含量為153.50～201.25μg/g，以赤霞珠/貝達含量最高，分別比赤霞珠/5BB、赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru提高25.66%、31.11%、13.41%；甲基花青素3-O-（6-O-香豆酰化）葡萄糖苷含量以赤霞珠/貝達最高；二甲花翠素3-O-（6-O-香豆酰化）葡萄糖苷、花翠素3-O-（6-O-香豆酰化）葡萄糖苷含量均以赤霞珠/1103P 最高。從花色苷總量來看，赤霞珠/貝達最高，分別比赤霞珠/5BB、赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru 提高36.20%、3.72%、50.74%（表2）。

表2 不同砧木對‘赤霞珠’葡萄花色苷單體組分及含量的影響

2.4 不同砧木對‘赤霞珠’葡萄果皮抗氧化活性的影響

由圖2 可知，4 個組合的DPPH自由基清除率均在0.85以上，無顯著性差異；赤霞珠/貝達、赤霞珠/5BB、赤霞珠/140Ru 的ABTS自由基清除率無顯著性差異，但均顯著高于赤霞珠/1103P，提高14.52%～17.97%；赤霞珠/貝達、赤霞珠/5BB、赤霞珠/140Ru 的FRAP 值均高于12 mmol/mL，分別比赤霞珠/1103P 提高21.73%、21.79%、21.12%。

圖2 不同砧木對‘赤霞珠’葡萄果皮抗氧化活性的影響

3 討論

對于釀酒葡萄而言，適宜的糖、酸含量是葡萄與葡萄酒品質構成的基礎[29]，也是形成其他風味物質的基礎。本研究通過對‘赤霞珠’砧穗組合果實品質比較來看，砧木對果實的還原糖含量、可滴定酸含量、糖酸比影響顯著，‘貝達’‘5BB’顯著增加了果實的還原糖含量，降低了可滴定酸含量，從而增加了糖酸比，而‘1103P’則降低了還原糖含量，提高了可滴定酸含量，從而造成了過低的糖酸比。有研究表明，砧木‘貝達’‘5BB’吸收鉀的能力較強[30]，而鉀在對葡萄果實糖分積累代謝方面具有促進作用[31]。因此，砧木‘貝達’‘5BB’促進‘赤霞珠’果實糖分積累可能與砧木本身對鉀元素的吸收能力有關。

酚類物質的合成受多種因素如葡萄品種、產區土壤氣候條件、栽培管理、釀造工藝、貯存條件的影響[32]。本試驗研究表明，砧木對葡萄果皮中的酚類物質含量具有一定的影響，砧木‘貝達’和‘5BB’可顯著提高葡萄果皮酚類物質含量，對總酚、單寧和花色苷的影響尤為顯著。Cheng 等[33]利用不同砧木嫁接‘紅色亞歷山大’，結果表明，砧木顯著影響了多酚、花色苷等酚類物質含量，在花色苷上的影響尤為顯著，這與本研究結果是一致的。本試驗研究還表明，砧木不可改變接穗品種的花色苷單體組分，僅影響其單體含量。影響果實花色苷種類的關鍵因素是品種，由于不同品種的基因型不同導致了不同的花色苷種類[34]。砧木‘貝達’‘5BB’顯著提高了葡萄果皮花色苷含量，提高甲基化修飾花色苷單體及酰化花色苷單體的比例，均取決于品種特性[35]。

植物多酚類和黃酮類物質具有較強的抗氧化活性，在多酚氧化酶的作用下可高效生成萘醌類化合物，并產生自由基[36-37]。本試驗中，赤霞珠/貝達、赤霞珠/5BB、赤霞珠/140Ru 的抗氧化活性無顯著差異，從試驗結果可知，赤霞珠/5BB果實中的總酚和單寧含量較高，赤霞珠/貝達果實中的類黃酮和花色苷含量較高，二者的DPPH自由基清除率和總還原力均較強，而赤霞珠/140Ru 在酚類物質含量上并不占優勢，但其抗氧化能力卻較高，可能是花色苷的結構與組成對其抗氧化能力產生了較大影響[38-39]。

4 結論

砧木影響‘赤霞珠’果實品質，‘貝達’和‘5BB’可顯著提高果實糖酸比，提高果皮總酚、類黃酮、花色苷、單寧含量及抗氧化活性，但對果皮花色苷單體組分無影響。因此，在釀酒葡萄‘赤霞珠’嫁接苗的砧木選擇中，在生態條件適宜的前提下，推薦采用‘貝達’和‘5BB’作為首選砧木。