河西走廊地區釀酒葡萄與葡萄酒品質特征差異研究

張曉莉，王彥蕊，王國慶，雷娜娜

（1. 甘肅省產品質量監督檢驗研究院，甘肅 蘭州 730050；2. 蘭州理工大學，甘肅 蘭州 730050）

葡萄酒是以葡萄為原料，經過發酵后產生乙醇的一種天然酒精類飲品[1]。葡萄酒香氣優雅和諧，營養成分豐富，飲用適量葡萄酒不僅能有效預防心腦血管、癌癥、炎癥等疾病，還有美容養顏的功效[2-3]。因此，葡萄酒深受消費者喜愛，已成為世界上消費較廣泛的酒精性飲品之一，具有廣闊的市場前景[4-6]。

目前，中國葡萄酒主要分布在河北、天津、膠東半島、甘肅、寧夏、新疆、山西、東北和西南地區[7-8]。甘肅河西走廊地區是中國最早栽培葡萄和釀造葡萄酒的地區之一，具有悠久的釀酒歷史[9]。河西走廊地區葡萄酒產業于1983 年起步，歷經30 多年的發展，已初步形成了一定的規模，擁有莫高、祁連、紫軒和國風等具有一定規模的葡萄酒生產企業，盛產干紅葡萄酒、干白葡萄酒、冰紅葡萄酒、冰白葡萄酒等優質葡萄酒。然而，由于河西走廊葡萄酒產業化起步較晚，產業發展存在產品缺乏典型性、葡萄品種與酒種過于單一、產地自然條件優勢和優質釀酒葡萄品種的潛質未得到充分發揮等問題[10-12]。

“三分釀造、七分種植”，葡萄酒的品質70%源于葡萄。葡萄酒的品質、風格與葡萄的產地條件和品種密切相關，即使同一品種釀酒葡萄，在不同地域風格也各異[13-17]。因此，選擇適于區域種植的優良葡萄品種是葡萄酒產業發展的關鍵，也是葡萄品種適應性評價及推廣的重要依據[18-19]。通常對農產品品質評價需要將多個指標進行綜合分析后才能確定[20]。主成分分析是將多個指標轉化為少數幾個不相關綜合指標的一種降維的統計方法，是評價農產品品質的有效手段[21-25]。目前，主成分分析已廣泛應用于各類農產品評價中，如藍莓[26]，獼猴桃[27]和葡萄[28]等。

以河西走廊地區主栽的10 種釀酒葡萄（赤霞珠、梅露輒、佳美、西拉、霞多麗、貴人香、雷司令、白玉霓、白彼諾、威代爾） 為研究對象，運用主成分分析與聚類分析對釀酒葡萄品質進行綜合評價，得出綜合評價得分，以期篩選出適合河西走廊地區種植和推廣的釀酒葡萄品種。同時，以上述釀酒葡萄為原料釀造葡萄酒，并對所釀造葡萄酒的品質進行分析，以期為河西走廊地區葡萄酒的生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

釀酒葡萄品種（赤霞珠、梅露輒、佳美、西拉、霞多麗、貴人香、雷司令、白玉霓、白彼諾、威代爾），均為2020 年定植于甘肅省武威市涼州區的葡萄園，2020 年9—10 月采集葡萄果實保存。2020 年釀造葡萄酒入罐貯藏，于2021 年9 月進行分析檢測。

釀酒酵母和果膠酶，上海保藏生物技術中心提供；鹽酸、氫氧化鈉、葡萄糖、碘標準溶液、碘化鉀、淀粉、硼酸鈉、磷酸二氫鉀、無水檸檬酸、85%磷酸、硝酸、乙醇、甲醇（均為分析純），天津市大茂化學試劑廠提供；質量濃度為1 g/L 的檸檬酸標準溶液、濃度為0.1 moL/L 的碘標準溶液、質量濃度為1 000 μg/mL 的鐵標準溶液、質量濃度為1 000 μg/mL 的銅標準溶液（標準物質），壇墨質檢科技股份有限公司提供。

U3000 型高效液相色譜儀，賽默飛世爾公司產品；900T 型原子吸收分光光度計，鉑金埃爾默企業管理上海有限公司產品；CG-2014C 型氣相色譜儀，島津儀器蘇州有限公司產品；TLE204E 型分析天平，梅特勒公司產品；Milli-QGradient 型純水儀，Millipore 公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 釀酒葡萄品質測定

選取各品種釀酒葡萄，除梗、取汁。參照《GB/T 15038—2006》標準測定含糖量；參照《GB/T 19585—2008》 標準測定可溶性固性物、總酸和穗重；采用酸度計測定pH 值；成熟系數=含糖量/含酸量；潛在酒度按18 g/L 糖轉化為1 度酒精計算。

1.2.2 葡萄酒理化性質測定

參照《GB/T 15038—2006》標準對葡萄酒中酒精度、干浸出物、總糖（以葡萄糖計）、揮發酸（以乙酸計）、鐵、銅、檸檬酸、甲醇和二氧化硫進行測定。

1.3 數據處理

采用Excel 2016 處理數據，運用SPSS 28.0.1.1(15)軟件對試驗數據進行主成分分析，采用R 包：Heatmap v1.0 版本對試驗數據進行聚類分析。

2 結果與分析

2.1 不同釀酒葡萄品質指標分析

河西走廊釀酒葡萄品質指標見表1。

表1 河西走廊釀酒葡萄品質指標

由表1 可知，10 種釀酒葡萄的品質存在一定差異。在含糖量方面“威代爾”含糖量最高，達到247 g/L，顯著高于其他品種，而“白玉霓”含糖量最低，僅為186 g/L；其余品種含糖量均超過200 g/L。“威代爾”可溶性固形物含量為29.0%，潛在酒精度為13.7%，高于其他品種。“霞多麗”“白玉霓”總酸含量顯著高于其他品種，均超過8.0 g/L。各品種釀酒葡萄含糖量、可溶性固形物和總酸的均值分別為219.8 g/L，22.0%和7.67 g/L。河西走廊地區的釀酒葡萄可溶性固形物含量高，含糖量較高，質量均符合《T/CBJ 4101—2019 釀酒葡萄》 一級要求，品質優良。

2.1.1 不同釀酒葡萄品質變異程度分析

河西走廊釀酒葡萄品質分析結果表明不同品種釀酒葡萄各項指標存在較大程度的變異，變異系數波動在2.26%~19.57%（見表2）。其中，穗重的變異系數最大為19.57%，數據變化范圍為135.2~250.3，其次為成熟系數，變異系數為9.97%，數據變化范圍為22.7~33.5。pH 值變異系數較低為2.26%，數據變化范圍為3.30~3.69。研究表明，河西走廊地區種植的這10 種釀酒葡萄品質差異較大。

河西走廊釀酒葡萄品種品質指標分析見表2。

表2 河西走廊釀酒葡萄品種品質指標分析

2.1.2 不同釀酒葡萄品質主成分分析

以特征值大于1，方差貢獻率大于80%為標準對釀酒葡萄品質指標進行主成分分析。

河西走廊釀酒葡萄主要理化指標主成分的特征值和貢獻率見表3，主成分旋轉后的成分矩陣見表4。

表3 河西走廊釀酒葡萄主要理化指標主成分的特征值和貢獻率

表4 主成分旋轉后的成分矩陣

由表3 可知，前2 個主成分累積貢獻率為83.058%，表明前2 個主成分能夠代表原來指標的絕大部分變量信息。主成分載荷矩陣可以反映變量對相應主成分的影響程度[29]。將所提取的主成分因子進行旋轉處理，表4 反映了釀酒葡萄品質指標與前2 個主成分的關系，第1 主成分方差貢獻率為64.38%，主要代表含糖量、潛在酒度、pH 值、可溶性固形物、成熟系數等指標信息；第2 主成分方差貢獻率為18.678%，主要代表總酸、穗重等指標信息。綜上所述，含糖量、可溶性固形物、總酸等是評價釀酒葡萄品質的重要指標。

2.1.3 不同釀酒葡萄品質綜合評價分析

釀酒葡萄綜合評價能夠簡單、直觀地反映出品種的優劣，從而可以篩選出品質優良的品種。以主成分f1、f2 的貢獻率作為權重，得出葡萄果實的綜合品質評價模型為F=0.64φf1+0.19φf2。

葡萄各品種綜合得分見表5。

由表5 可知，河西走廊地區10 種釀酒葡萄綜合得分由大到小依次為“威代爾”“佳美”“白彼諾”“西拉”“貴人香”“雷司令”“赤霞珠”“梅露輒”“霞多麗”“白玉霓”。由表5 可知，“威代爾”“佳美”“白彼諾”綜合得分位居前3 名，具有較好的品質。綜合得分越高，表明品種品質較好，具有更好的推廣價值。

表5 葡萄各品種綜合得分

2.1.4 釀酒葡萄聚類分析

河西走廊釀酒葡萄主成分分析圖見圖1。

圖1 河西走廊釀酒葡萄主成分分析圖

聚類分析是研究樣本與指標分類問題的一種統計方法，被廣泛應用于各個領域[30]。通過聚類分析可以把樣本或指標分為幾類，使得類內個體具有較高的同質性，類間個體具有較大的差異性[31]。對10 個不同品種釀酒葡萄進行主成分分析（圖1） 與聚類分析（圖2），從主成分分析可以看出，“佳美”“赤霞珠”“梅鹿輒”分散程度較小，表明各指標之間較為類似，研究結果與圖2 聚類分析結果一致。

河西走廊釀酒葡萄聚類分析圖見圖2。

圖2 河西走廊釀酒葡萄聚類分析圖

2.2 葡萄酒理化指標分析

不同類型河西走廊葡萄酒的主要指標分析見表6。

由表6 可知，所釀葡萄酒中干紅葡萄酒和干白葡萄酒的總糖質量濃度為1.9~27.4 g/L，冰紅葡萄酒和冰白葡萄酒的總糖質量濃度為126.2~130.7 g/L，揮發酸質量濃度為0.30~0.52 g/L，Fe 質量濃度為0.15~1.40 mg/L，Cu 質量濃度小于0.1 mg/L，檸檬酸質量濃度小于0.01 g/L，甲醇質量濃度為75~170 mg/L。10 種釀酒葡萄的總糖質量濃度量為186~247 g/L，所釀造葡萄酒的酒精度基本保持在10.8%~13.8%，酒精度含量遠高于國家標準的要求（《GB 15037—2006葡萄酒》酒精度≥7.0%）。河西走廊葡萄酒干浸出物為25.5~33.1 g/L，質量濃度高于國家標準的要求（《GB 15037—2006 葡萄酒》 白葡萄酒干浸出物≥16.0 g/L，紅葡萄酒干浸出物≥18.0 g/L）。

表6 不同類型河西走廊葡萄酒的主要指標分析

不同品種釀酒葡萄所釀造的葡萄酒品質不同。10 種釀酒葡萄中“威代爾”可溶性固形物含量為29%，潛在酒精度為13.7%，含糖量顯著高于其他葡萄品種，由“威代爾”所釀制的冰白葡萄酒的酒精度、鐵含量也顯著高于其他品種。

不同的生產工藝釀造的葡萄酒品質亦不同。由表6 可知，與干型葡萄酒相比，冰葡萄酒的糖含量和干浸出物含量較高。這是因為在釀造冰葡萄酒時一般會推遲葡萄的采摘期，待葡萄凍成冰再采摘釀制。由于葡萄水分充分蒸發，葡萄濃縮且經過水分子的冰裹，因此釀造的葡萄酒總糖含量和干浸出物含量較高。

3 結論

對河西走廊主栽的10 種釀酒葡萄和釀酒葡萄釀造的葡萄酒進行品質分析。研究表明，河西走廊釀酒葡萄可溶性固形物含量高，酸度適中，含糖量較高，釀酒葡萄質量符合《T/CBJ 4101—2019 釀酒葡萄》一級質量標準。河西走廊地區主栽的10 種釀酒葡萄綜合得分從大到小依次為“威代爾”“佳美”“白彼諾”“西拉”“貴人香”“雷司令”“赤霞珠”“梅露輒”“霞多麗”“白玉霓”。在10 種釀酒葡萄中“威代爾”可溶性固形物含量為29%，潛在酒精度為13.7%，其含糖量顯著高于其他品種，由“威代爾”所釀制的冰白葡萄酒的酒精度、鐵含量顯著高于其他品種，具有較好的推廣價值。

葡萄酒的品質因葡萄品種和釀酒工藝而不同。研究表明由河西走廊種植的釀酒葡萄所釀造的葡萄酒干浸出物含量和酒精度含量均高于GB 《15037—2006 葡萄酒》標準要求。研究篩選出適宜河西走廊地區種植的釀酒葡萄，為河西走廊地區釀酒葡萄的種植、品種推廣和葡萄酒的釀造提供了科學依據。