河西走廊新引品種紅葡萄酒酚類物質及顏色分析

曲睿，陳勝，唐利薩，張雪，張學忠，劉延琳,3*

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)3(西北農林科技大學,寧夏賀蘭山東麓葡萄酒試驗示范站，寧夏 永寧，750104)

產區特色是葡萄酒產區的核心競爭力[1]。風土在產區特色形成中扮演著極為重要的角色，影響著消費者的選擇決策。葡萄品種、氣候、土壤、葡萄栽培技術和葡萄酒釀造技術等都會對風土產生影響，其中前3項是風土的基本組成因素[2]。因而選擇合適的葡萄品種對于產區差異化和典型性的形成十分重要。甘肅河西走廊葡萄酒產區屬于溫帶大陸性干旱氣候，多風少雨，云量稀少，光照資源豐富，有利于農作物的物質積累，擁有得天獨厚的葡萄酒自然稟賦。但立足新的發展時期，產區面臨著釀酒葡萄品種同質化的問題，急需進一步進行適栽品種/品系選擇，挖掘產區特色，塑造產區風格，形成產區品牌效應。因此針對河西走廊產區新引種的釀酒葡萄進行研究，對于豐富產區葡萄品種結構、打造產區特色具有深刻的現實意義。

產區新引種釀酒葡萄通常需要進行釀酒特性的研究，其中酚類物質是重要的指標之一。紅葡萄酒中的酚類物質通常分為黃酮類(例如花色苷、黃酮醇和黃烷醇)和非黃酮類(酚酸和芪類化合物等)，其能促進葡萄酒顏色穩定[3]，并能在不同程度上與唾液蛋白相互結合，負責葡萄酒的澀味呈現[4]，是影響紅葡萄酒顏色和口感的關鍵因素。因此對紅葡萄酒中含有的酚類物質進行分析，有助于加深對新引葡萄品種的釀酒特性的了解。此前已有研究分析了甘肅張掖、武威以及嘉峪關等地區的蛇龍珠、美樂、赤霞珠以及黑比諾葡萄果實的總酚和單寧含量[5-6]，并對新引的黑比諾品系釀造的葡萄酒進行了酚類物質的分析[7]。但目前尚未有研究對其他新引品種葡萄酒中的酚類物質和顏色進行分析。

本研究采用河西走廊產區新引的7個葡萄品種(系)，利用本土工業酵母進行小容器發酵，測定酒樣的基本理化指標、CIELab顏色參數以及酚類物質含量，進行差異性及相關性分析，探究不同新引品種的釀酒表現，以期為新引葡萄品種后續推廣及研究提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗樣品

于2020年9月在甘肅省武威市民勤縣夏博嵐酒莊葡萄園采集葡萄原料，原料含糖量≥200 g/L，基礎理化指標見表1。所用酵母為商業釀酒酵母CECA活性干粉。

表1 葡萄原料基本理化指標Table 1 Basic physical and chemical indicators of grape raw materials

1.1.2 儀器與試劑

LAFASE HE GRAND CRU型果膠酶，法國LAFFORT公司；兒茶素標準品、沒食子酸標準品、槲皮素標準品、咖啡酸標準品，上海源葉生物公司；甲基纖維素、福林酚、4-二甲基氨基肉桂醛(4-dimethylaminocinnamaldehyde，p-DMACA)，北京索萊寶科技有限公司；硫酸銨、碳酸鈉、氯化鉀、醋酸鈉為分析純，西隴科學股份有限公司。

Cary 60型UV-VIS分光度計，美國Agilent公司；PB-10型標準pH計，德國Sartorius公司；CM-5型分光測色計，日本Konica Minolta公司；AUW220D型萬分之一天平，日本島津公司；TG16-WS型臺式高速離心機，湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；Vortex-Genie2型渦旋振蕩器，美國Scientific Industries公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 酵母活化

活性干酵母用量為200 mg/L。錐形瓶取10倍于活性干酵母重量的蒸餾水，使溫度為38 ℃，加入稱好的活性干酵母。在38 ℃恒溫水浴鍋中靜置15 min。分次取待發酵葡萄汁(最終加入體積與酵母液體積相同)，緩慢加入上述制備好的酵母活化液中。

1.2.2 釀造工藝

將經過分選破碎后的葡萄醪，加入到20 L發酵罐中，加入50 mg/L SO2和15 mg/L果膠酶。當葡萄醪回溫至15 ℃，加入活化好的酵母液。溫度控制在20～25 ℃。每日監測比重和溫度，同時進行壓帽。發酵結束后浸漬24 h，之后分離出罐，加入50 mg/L SO2，滿罐貯藏。1個月之后，分離灌裝酒樣，于恒溫16～18 ℃酒窖貯存。

1.2.3 基礎理化指標測定

總糖和還原糖測定采用直接滴定法，酒精度測定采用密度瓶法，總酸(以酒石酸計)和揮發酸(以醋酸計)測定采用指示劑法，以上指標測定方法均參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》進行。pH值測定采用酸度計法。

1.2.4 CIELab顏色參數測定

參考李運奎等[8]的方法進行測定和表示。酒樣經過0.45 μm濾膜過濾，測量時使用分光測色計和10 mm石英比色皿測定，測色計參數為液體測量，標準觀察者角度為10°，光源為D65標準白光源，去離子水為空白參比。

1.2.5 酚類物質測定

總酚測定采用福林酚法[9]，以沒食子酸計。單寧測定采用甲基纖維素(methylcellulose，MCP)沉淀法[10]，以兒茶素計?？偦ㄉ諟y定采用pH示差法[11]，以矢車菊素-3-O-葡萄糖苷計。黃酮醇和酒石酸酯的測定參考CLIFF等[12]，分別以槲皮素和咖啡酸計。黃烷醇測定參考LI等[13]，以兒茶素計。以上單位均為mg/L。

1.2.6 數據分析

采用Excel 2016進行數據整理，結果以平均值±標準差的形式表示。使用SPSS 25.0軟件進行單因素方差分析(P<0.05)。使用Origin lab 2021軟件用于Spearman相關性分析(P<0.05，P<0.01)，并用于作圖。

2 結果與分析

2.1 葡萄酒基礎理化指標分析

酒樣基本理化指標見表2。酒樣殘糖均<4 g/L，為干型葡萄酒。酒樣的酒精度在10.56%vol～14.34%vol，具有顯著差異。酒樣的揮發酸在0.28～0.52 g/L，均遠低于GB 15037—2006《葡萄酒》規定的1.2 g/L。葡萄原料最低酸度為5.79 g/L，因此未進行人工調酸。發酵結束后試驗酒樣總酸在6.71～9.64 g/L。陳釀1年后酒樣總酸在5.09～6.79 g/L。其中卡本內·維洛斯酒樣總酸變化最小，從7.18 g/L降為6.79 g/L。隨著全球變暖，當前西北產區普遍存在葡萄原料含糖量逐年增加，總酸積累不足，需人工增酸的情況[14]。此次試驗的新引葡萄品種或能助力解決這一問題。

2.2 葡萄酒CIELab顏色參數分析

根據SN/T 4675.25—2016《出口葡萄酒顏色的測定 CIE1976(L*a*b*)色空間法》，葡萄酒的顏色由色調、明度和彩度組成。色調是顏色最重要的屬性，幫助描述顏色本身(紅、黃、綠、藍等)，明度是表征物體表面明亮程度的視覺特征值，而彩度是表征物體表面顏色濃淡程度的特征值。色差則用來定量表示顏色知覺差別。實際數值表示時，使用L*、a*、b*的三維參考系，其中L*對應于顏色的明度，取值范圍為0～100，從黑色漸變到無色；a*表示葡萄酒的紅/綠程度，a*>0時，顏色偏紅、a*<0時，顏色偏綠；b*表示葡萄酒的黃/藍程度，b*>0時，顏色偏黃，b*<0時，顏色偏藍。

表2 酒樣基本理化指標Table 2 Basic physical and chemical indicators of wine samples

表3結果顯示，各個酒樣的L*、a*和b*值具有顯著差異。針對L*值，黑比諾酒樣最高，顏色最明亮；卡本內·維洛斯酒樣最低，顏色最暗。供試酒樣均為紅葡萄酒樣，因此a*值均>0，其中赤霞珠169酒樣最高，紅色占比最多；黑比諾酒樣最低，這符合該品種顏色較淺的特性。供試酒樣的b*值均>0，說明酒樣更偏向黃色，其中赤霞珠169酒樣最高，萊博酒樣最低。色差代表了酒樣與空白參比蒸餾水的色差，其中萊博酒樣的色差值最高為100.34，黑比諾酒樣最低。針對彩度，赤霞珠170酒樣數值最高，為49.24，最鮮艷，黑比諾酒樣最低。色調值從-90至0再到90的變化，表征了紅葡萄酒顏色由藍色到紅色再向黃色轉變的過程，代表著紅葡萄酒顏色隨貯存時間延長的變化方向[15]，其中萊博酒樣數值最小，最接近紫紅色，而黑比諾酒樣相比于其他酒樣紅色調較少。

表3 酒樣CIELab顏色參數Table 3 CIELab colour parameters for wine samples

2.3 葡萄酒酚類物質分析

圖1結果顯示，各個酒樣總酚含量差異顯著?？ū緝取ぞS洛斯酒樣含量最高為2 349.70 mg/L，小味爾多和萊博酒樣次之。卡本內·維洛斯葡萄母本為赤霞珠，父本為20/3[16]，其父本是通過山葡萄(V.amurensis)雜交所得，這可能是卡本內·維洛斯酒樣酚類物質含量較多的原因[17-18]。

圖2結果顯示，各個酒樣的單寧和黃烷醇含量差異顯著?？ū緝取ぞS洛斯酒樣單寧含量最高為818.57 mg/L，其次是小味爾多和赤霞珠169酒樣。黑比諾酒樣單寧含量為274.52 mg/L，其相比于其他品種單寧含量較少，口感更加柔和。小味爾多酒樣黃烷醇含量最高為1 135.04 mg/L，其次是黑比諾和赤霞珠169酒樣。黃烷醇通過不同聚合度影響葡萄酒的澀味呈現，富含黃烷醇的小味爾多在國內外釀酒工藝中常用于調配以改善葡萄酒酚類物質結構[19]，提升葡萄酒感官品質。本試驗表明在甘肅產區引種的小味爾多保留了這一特性，這為后續開展甘肅產區新引小味爾多與其他品種混釀試驗奠定了基礎。

圖3結果顯示，各酒樣的花色苷、黃酮醇以及酒石酸酯含量有明顯差異。卡本內·維洛斯酒樣花色苷含量最高，為206.08 mg/L，黑比諾酒樣含量最低為7.36 mg/L。黃酮醇和酒石酸酯含量最高的是馬瑟蘭酒樣，分別為354.81、311.85 mg/L，其次是萊博和卡本內·維洛斯酒樣。黃酮醇和酒石酸酯作為輔色物質通過“π—π”堆疊相互作用以及疏水效應與花色苷形成分子締合或復合體，增強吸光度并導致最大吸收光度波長紅移，從而促進葡萄酒顏色穩定[20]。近幾年，河西走廊產區葡萄酒顏色不穩定、褪色快的問題愈發凸顯，目前主要通過添加外源物質來促進顏色穩定性[15]。而本試驗的馬瑟蘭酒樣黃酮醇和酒石酸酯含量都較高，說明本產區引種的馬瑟蘭品種自身具有保持顏色穩定的潛力，后續可開展相關顏色穩定性研究，為其推廣種植提供實踐指導。

圖1 酒樣總酚含量Fig.1 Total phenolic content of wine samples注：不同小寫字母代表差異顯著性(P<0.05)(下同)

圖2 酒樣單寧和黃烷醇含量Fig.2 Tannin and flavanol content of wine samples

圖3 酒樣花色苷、黃酮醇和酒石酸酯含量Fig.3 Anthocyanin, flavanol and tartaric acid ester content of wine samples

2.4 葡萄酒酚類物質與顏色相關性分析

酚類物質對于葡萄酒顏色呈現具有決定性作用，因此對酚類物質與顏色進行相關性分析，探索不同酚類物質對顏色的影響機制。結果如圖4所示，花色苷、黃酮醇以及酒石酸酯對酒樣的L*值，即酒樣的明度有極顯著的負相關作用。可能的原因是花色苷作為紅葡萄酒顏色主要貢獻者，黃酮醇和酒石酸酯作為輔色物質對葡萄酒具有增色效應，酒樣顏色越深，亮度越低，與之前研究結果一致[20]。結果顯示酒樣色調(H*)和色差(ΔE*)同花色苷顯著正相關，與黃烷醇顯著負相關。有研究表明葡萄酒色調與聚合和吡喃花色苷正相關，并隨著花色苷甲氧基數目的增多呈現紫色調[21-22]。

圖4 酒樣酚類物質含量與CIELab顏色參數相關系數矩陣Fig.4 Correlation coefficient matrix between phenolic content and CIELab colour parameters in wine samples注：矩陣內*代表顯著相關，P<0.05；**代表極顯著相關，P<0.01

由圖2和圖3對比可知，酒樣黃烷醇與花色苷含量呈現負相關，可能的原因是黃烷醇和花色苷的生物合成途徑存在矢車菊素和飛燕草素等次級代謝產物的競爭[23]，因此后續還需進一步測定新引品種酒樣的花色苷組成及結構以闡明色調、花色苷和黃烷醇三者關系。結果顯示黃烷醇與單寧顯著正相關，蘭圓圓等[24]研究表明在多產區不同年份干紅葡萄酒中二者呈現正相關，單寧由黃烷-3-醇縮合而成，后續還需測定酒樣中黃烷醇組成結構以闡釋二者關系。結果顯示黃酮醇、酒石酸酯和花色苷彼此之間極顯著正相關，史肖等[25]研究表明在黑比諾葡萄中酒石酸酯與黃酮醇顯著正相關，但與花色苷顯著負相關。因此花色苷酚與非花色苷酚的內在影響機制還有待挖掘。結果顯示a*和b*值呈極顯著正相關，說明酒樣顏色的紅色和黃色的呈現偏向具有一致性，與之前研究結果相吻合[26]。色調(H*)與色差(ΔE*)極顯著正相關，說明酒樣色調轉變與引起的視覺差異具有協同性。

3 結論與討論

通過對河西走廊新引紅葡萄品種酒樣的酚類物質分析可知，卡本內·維洛斯、萊博、小味爾多和赤霞珠169酒樣酚類物質含量較高，其中卡本內·維洛斯酒樣的總酚、單寧以及花色苷含量最為突出，具有良好的陳年潛力和應用前景；馬瑟蘭酒樣花色苷、黃酮醇和酒石酸酯含量較高，具有保持顏色穩定的潛質。新引紅葡萄品種總酸含量適中，其中卡本內·維洛斯酒樣未經人工調酸，陳釀1年后與發酵結束相比總酸變化較小，有望助力解決目前西北產區葡萄原料酸度不足的問題。本研究為河西走廊新引紅葡萄品種的推廣提供了理論基礎，為其實際生產應用提供了建議，但有關新引品種的非揮發性風味物質的組成與結構分析還不夠深入，后續還需持續跟進研究。