黃河故道不同熟性紅色釀酒葡萄優選

陳黃曌，趙雅麗，彭雨晴，代亞博，陳 豪，程安琪，王春梅，潘春梅*

（1.河南牧業經濟學院 食品與生物工程學院，河南 鄭州 450046；2.天明民權葡萄酒有限公司，河南 商丘 476700）

據統計全世界實際用于生產的葡萄品種有3 000多個，發源地、酒種、顏色和熟性[1]是最常見的葡萄種質資源歸類因子，但只有葡萄熟性是與氣候因素聯系最緊密的分類單元，也是各釀酒葡萄產區“品種區域化”關注的核心因素。不同熟性葡萄品種從萌芽至果實成熟所需≥10 ℃的活動積溫不同，早熟、中熟和晚熟釀酒葡萄品種在年生命周期中分別需要2 500～2 700 ℃、2 700～3 200 ℃和＞3 200 ℃的活動積溫[2]。相關研究表明，作為我國釀酒葡萄主產區的北方地區，早、中、晚熟釀酒葡萄品種的最適生態區基本不會重疊，某一特定區域大概率只能是單一熟性葡萄品種的最適生態區[3]。

然而，在實際生產中釀酒葡萄熟性與產區的低契合度直接影響果實品質的展現，也成為釀造原料品質提升的隱性制約條件[4]，國內相關研究相對有限[5]。作為中國10大釀酒葡萄產區之一的黃河故道產區是新中國最早一批發展葡萄酒產業的區域，在河南境內主要包含鄭州、開封和商丘所屬的豫東地區[6]。該產區屬于暖熱半濕潤區，年活動積溫達到4 000 ℃，熱量充足，無霜期220～240 d，生長周期長[2]。黃河故道產區釀酒葡萄品種的優選工作開展較晚[7]，以葡萄熟性為切入點的研究未見報道。

對于紅色釀酒葡萄而言，葡萄果皮中富含以類黃酮類物質（花色苷、黃烷醇和縮合單寧等）為代表的酚類物質，它們在浸漬發酵過程中轉移至酒液。花色苷對酒體顏色貢獻最大，而果皮中優質單寧含量較高[8]，它們能讓葡萄酒口感更加圓潤豐滿，同時直接影響酒體苦澀感和陳釀潛力[9]，對釀造優質葡萄酒具有重要意義。其次，葡萄酒多酚類物質具有良好的抗氧化活性，由此產生的食品營養價值一直是研究熱點[10]。因而，釀酒葡萄果實和葡萄酒的酚類物質含量和抗氧化能力業已成為指示性品質指標[11]。

以黃河故道產區最具代表性的民權地區為例，主栽紅色釀酒葡萄品種（赤霞珠、美樂）和國內其他產區趨同且與本地風土因素匹配度較低，造成酒款單一且品質欠佳。本試驗通過對鄭州果樹所葡萄資源圃6種不同熟性紅色釀酒葡萄果實品質和釀造特性指標進行檢測分析，旨在發掘與黃河故道產區更吻合的紅色釀酒葡萄熟性和品種，為黃河故道產區推廣種植并釀造高品質葡萄酒提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

以中國農業科學院鄭州果樹所國家葡萄種質資源圃不同熟性釀酒葡萄品種成熟期果實為試材，被試品種基礎信息見表1。

兒茶素、沒食子酸、蘆丁標準品（純度均＞98%）：上海源葉生物科技有限公司；福林酚、甲基纖維素、3-（4-（二甲基氨基）苯基）-2-丙烯醛（4-（dimethylamino）cinnamaldehyde，p-DMACA）和1,1-二苯基-2-苦基肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazylradical，DPPH）、2,2'-聯氨-雙（3-乙基苯丙噻唑啉-6-磺酸）二胺鹽（diammonium 2,2'-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfo-nate），ABTS）、2,4,6-三吡啶基三嗪（2,4,6-tri（2-pyridyl）-s-triazine，TPTZ）：上海麥克林生化科技股份有限公司；Lallzyme Ex果膠酶（1 750 U/g、350 U/g、50 U/g）和Lalvin RC 212釀酒酵母：上海杰兔工貿有限公司。

1.2 儀器與設備

Evolution 220紫外可見分光光度計：德國Thermofisher公司；ALPHA 1-2 LD plus冷凍干燥機：德國Marin Christ公司；3-18KS臺式高速冷凍離心機：德國Sigma公司；ZDJ-4B自動電位滴定儀：上海儀電科學儀器股份有限公司；AP224W萬分之一電子天平：日本Shimadzu公司。

1.3 方法

1.3.1 物候期調查和樣品采集

2021年，自6月開始觀察記錄各品種葡萄果實轉色初期（5%轉色）、轉色中期（50%轉色）和轉色完成（100%轉色）的節點日期。

2021-2022年，每年自8月1日起，每3 d測定各品種果實還原糖和滴定酸含量同時計算固酸比，在兼顧糖酸含量變化和果實病害可控基礎上，確定不同熟性釀酒葡萄成熟期果實采收日期。

1.3.2 制備提取液

果實剝皮后將果皮凍干磨粉，參考CHEN H Z等[14]的方法制備提取液，用于酚類物質含量和抗氧化活性檢測。

1.3.3 小容器葡萄酒發酵

葡萄破碎除梗后，將葡萄醪入罐（10 L），相繼添加亞硫酸和果膠酶等輔料，接種商業干酵母。酒精發酵溫度為25 ℃，大約1周后當醪液比重穩定在0.992～0.995且殘糖含量在4 g/L以內，皮渣分離，合并自留酒和壓榨酒得到原酒，分裝后-20 ℃凍存[15]，每品種3罐釀造重復。

1.3.4 基礎理化指標測定

果實化學指標（可溶性固形物、滴定酸、固酸比）、物理指標（果實橫徑、縱徑，果實質量、果皮質量、皮果比，果實種子質量、果實種子數、種果比）和葡萄酒基礎參數（殘糖、滴定酸、酒精度、揮發酸）的測定分別參考樂小鳳等[16]的方法和GB 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》。

1.3.5 酚類物質含量測定

果皮和葡萄酒中總酚、總類黃酮、縮合單寧、總黃烷醇和總花色苷含量測定參考LI W等[17]的方法，對果皮提取液和葡萄酒樣品稀釋倍數稍作調整。果皮和葡萄酒中酚類物質含量分別以mg/g干質量和mg/L葡萄酒表示。

1.3.6 抗氧化活性指標測定

葡萄酒DPPH自由基清除率（清除力）、ABTS自由基清除率、羥自由基清除率、銅離子還原力和金屬離子螯合率的測定參考分別參考陳黃曌等[7]和劉金串等[18]的方法。自由基清除率和螯合率以%表示，銅離子還原力以mg trolox/L表示。

1.3.7 葡萄酒感官品評

感官品評小組由4男8女（20～50歲）共12人組成，包括2名國家級品酒師、1名河南省釀酒大師、3名葡萄酒方向專業教師、3名釀酒工程專業實驗員、3名法國CAFA三級侍酒師。評分表由外觀、香氣和口感三類一級指標和若干二級指標構成，滿分100分，基礎打分單位為0.5分[19]，打分標準參考GB 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》。組織實施如下：感官品評小組對6款酒進行1輪盲評打分，在二級指標得分統計過程中，去掉最高和最低分各1個，剩余分數取均值，之后統計一級指標合計得分和總分。

1.3.8 數據分析

原始數據以SPSS 20.0進行單因素方差分析，用Duncan's test檢驗顯著性，以Origin 2016繪制柱形圖。

2 結果與分析

2.1 各品種轉色后物候期

由表2可知，早熟品種黑佳美果實5%轉色時間（轉色起始）為7月8日，中熟品種丹魄和品麗珠分別早1周（6月30日）和晚1周（7月15日），2個晚熟品種轉色起始均在7月下旬，極晚熟品種佳麗釀最遲（8月3日）；雖然黑佳美（早熟）轉色起始時間晚于丹魄（中熟），但果實100%轉色（轉色完成）最早（7月18日）且轉色持續時間最短（10 d），中熟品種丹魄和品麗珠轉色持續時間均在20 d左右，轉色完成時間分別在7月20日和8月3日，3個晚熟品種轉色持續時間均在4周左右，果實轉色完成時間分布于8月下旬；黑佳美（早熟）和丹魄（中熟）采收時間均在8月中旬，中熟品種品麗珠為8月24日，3個晚熟品種果實成熟中后期適逢持續降雨，果實糖含量下降且病害嚴重，9月3日采收時果實轉色完成度相對早熟品種偏低，大都呈現粉果狀態。

表2 供試葡萄品種轉色后物候期測定結果Table 2 Determination results of phenological stages of tested grape varieties after veraison

2.2 果實品質指標

2.2.1 果實理化指標

由表3可知，化學指標方面，黑佳美（早熟）果實可溶性固形物含量均高于中晚熟品種（21.4°Bx），差異達到極顯著水平（P＜0.05），桑嬌維塞果實可溶性固形物含量最低，僅有15.4°Bx；黑佳美和佳麗釀果實滴定酸含量同處最高水平，分別達到6.54 g/L和6.76 g/L，品麗珠和丹魄果實滴定酸含量在5.1 g/L左右，桑嬌維塞和赤霞珠果實滴定酸含量處于較低水平，均在5 g/L以下；佳麗釀果實固酸比（可溶性固形物/總酸）僅有2.48，顯著低于其他品種（P＜0.05），其他品種果實固酸比分布在3.2～3.6之間，差異不顯著（P＞0.05）。根據前人研究結果[17，20]可知，在甘肅河西走廊和陜西楊凌地區，黑佳美成熟期果實糖含量均高于赤霞珠，與本試驗結果是一致的。同時，當采收期葡萄果實可溶性固形物含量＞17 °Bx、滴定酸含量在6.5～8.5 g/L時，釀造的葡萄酒才能獲得更適宜的平衡度和口感[21-22]，本試驗中僅有早熟品種黑佳美符合標準。

表3 不同品種葡萄果實理化指標測定結果Table 3 Determination results of physicochemical indexes of different grape varieties

在果實物理指標比較分析中，桑嬌維塞和佳麗釀的果實橫徑（15.99 mm、15.68 mm）、縱徑（17.15 mm、17.08 mm）和果實質量（2.63 g、2.42 g）同處最高水平，黑佳美和赤霞珠果實橫、縱徑和果實質量顯著低于其他品種（P＜0.05），分別為13.55 mm、13.55 mm、1.63 g和12.86 mm、12.71 mm、1.33 g；黑佳美果皮質量和皮果比顯著高于其他品種（P＜0.05），分別達到0.38 g和23.32%，皮果比差異極顯著（P＜0.01），丹魄次之（0.36 g、18.45%），赤霞珠果皮質量和佳麗釀皮果比分處最低水平，分別為0.18 g和10.26%；黑佳美果實種子質量、果實種子數和種果比均處于最高水平，分別達到0.15 g、3.4個和9.49%，佳麗釀果實種子系列指標均處于最低水平（0.08 g、1.7個和3.19%）。紅色釀酒葡萄果實酚類物質大都分布于果皮和種子中，它們對葡萄酒感官價值貢獻極大[23]，而果實越小，果皮表面積與果實體積比越大，種果比越大，等體積葡萄原料酚類物質含量可能更高[24]。早熟品種黑佳美符合釀造優質紅葡萄酒的果實物理指標特征。

2.2.2 果皮酚類物質含量

由圖1可知，早熟品種黑佳美果皮總酚、總類黃酮和總花色苷含量均顯著高于中晚熟品種（P＜0.05），分別達到51.11 mg/g、15.28 mg/g和24.29 mg/g，其中總酚和花色苷含量達到極顯著水平（P＜0.01），其中花色苷含量遠高于中晚熟品種平均含量（1.24 mg/g）；中晚熟品種果皮總黃烷醇含量普遍顯著高于早熟品種（黑佳美）（P＜0.05），品麗珠和赤霞珠同處最高水平（5.14 mg/g和4.96 mg/g）；極晚熟品種佳麗釀果皮縮合單寧含量極顯著高于其他品種（63.07 mg/g）（P＜0.01），丹魄和黑佳美次之（47.15 mg/g和34.55 mg/g）。

圖1 不同品種葡萄果皮酚類物質含量測定結果Fig.1 Determination results of phenolic compounds contents in grape skin of different grape varieties

根據張紅娟等[5]的研究結果，楊凌地區早熟品種嘉年華成熟期果皮酚類物質含量顯著低于中晚熟品種。然而，不同釀酒葡萄品種果皮酚類物質合成積累規律同樣存在較大差異[25]，本試驗結果表明，早熟品種黑佳美果皮酚類物質合成積累效率顯然更高。可能由于果皮中兒茶素類物質（黃烷醇和縮合單寧）主要合成積累于轉色前并在綠果期達到峰值，轉色后隨著果實成熟逐步分解，采收前后變化趨于穩定[15]。本試驗5個中晚熟品種采收期果實成熟度欠佳，也是導致果皮兒茶素類物質含量更高的原因。

2.3 葡萄酒釀造特性指標

2.3.1 葡萄酒基礎參數

6個品種葡萄釀造的葡萄酒基礎指標測定結果見表4。由表4可知，6款葡萄酒殘糖和揮發酸含量分別在4 g/L（發酵徹底）和0.35 g/L（酒體健康）以內，符合GB 15037—2006《葡萄酒》理化要求。黑佳美葡萄酒酒精度和滴定酸含量均處于最高水平，分別達到12.61%vol和4.28 g/L，桑嬌維塞葡萄酒酒精度和品麗珠葡萄酒滴定酸含量分處最低水平，僅有8.45%vol和3.04 g/L。根據葛謙等[26]的研究結果，賀蘭山東麓黑佳美葡萄酒酒精度達到13.54%vol，略高于本試驗結果，這可能和賀蘭山東麓產區更高的葡萄成熟度相關。

表4 不同品種葡萄制備的葡萄酒基礎指標測定結果Table 4 Determination results of basic indexes of wine propared with different grape varieties

2.3.2 葡萄酒酚類物質

由圖2可知，在葡萄酒5種酚類物質含量比較分析中，除了縮合單寧含量（323.97 mg/L）為品麗珠葡萄酒極顯著高于其他品種外（P＜0.01），總酚、總類黃酮、總黃烷醇和總花色苷含量處于最高水平的均是黑佳美葡萄酒，且極顯著高于其他品種（P＜0.01），分別達到1 445.93 mg/L、650.249 mg/L、411.64 mg/L和195.07 mg/L，分別是其他5個品種葡萄酒平均含量的2.35倍（614.80 mg/L）、4.35倍（149.34 mg/L）、3.73倍（110.32 mg/L）和4.46倍（43.70 mg/L）。根據MA T T等[27]的研究結果，賀蘭山東麓黑佳美葡萄新酒上述4種物質含量分別為2 631.0 mg/L、1 840.8 mg/L、1 015.8 mg/L和226.9 mg/L，除花色苷含量可比外，其他3種酚類含量是黃河故道黑佳美葡萄酒的2～3倍。

圖2 不同品種葡萄制備葡萄酒酚類物質含量測定結果Fig.2 Determination results of phenolic compounds contents of wines propared with different grape varieties

對于紅葡萄酒而言，酒體酚類物質豐富程度還和果皮中各酚類物質浸漬效率相關。而浸漬效率首先和果實還原糖含量存在正相關[28]。其次，果皮酚類物質存在形式以及果皮物理參數（硬度、厚度、拉伸應力）也會影響浸漬提取率，而它們主要是由葡萄品種特性決定的[29]。黑佳美酒體總黃烷醇含量顯著高于其他品種，但果皮中該物質含量并非最高，這可能和果實較高的可溶性固形物含量以及品種特征引發的果皮多酚物質高浸漬效率相關。

2.3.3 葡萄酒抗氧化活性

多酚類物質具有較高的抗氧化活性，多酚類物質能夠有效降低心血管疾病發生率，葡萄酒抗炎、抗癌、抗抑郁和抗衰老機理一直研究熱點[30]。

由圖3可知，早熟品種黑佳美釀制葡萄酒表現最優，上述抗氧化指標均處于最高水平，分別為68.17%、85.73%、68.35%、62.57%和340.97 mg trolox/L，黑佳美葡萄酒表現出較強的抗氧化活性，這和酒體中含量豐富的酚類物質有關；在中晚熟品種中，品麗珠葡萄酒表現更優，其酒體ABTS清除率和銅離子還原力處于最高水平，分別達到84.64%、330.13 mg trolox/L。

圖3 不同品種葡萄制備葡萄酒抗氧化活性測定結果Fig.3 Determination results of antioxidant activity of wines propared with different grape varieties

2.3.4 葡萄酒感官質量

由表5可知，在外觀指標比較分析中，早熟品種黑佳美葡萄酒合計得分均高于中晚熟品種葡萄酒，酒體顏色得分差異較大，除黑佳美葡萄酒（9分）和丹魄葡萄酒（6分）外，其余酒款均不及6分。在香氣指標比較分析中，黑佳美葡萄酒合計得分最高，達到30.5分，均高于中晚熟品種葡萄酒得分（20～28.5分），差異集中在香氣濃郁度、持續性方面，得分均在8分以上。在口感指標比較分析中，黑佳美葡萄酒4類二級評價指標均超過8分，平衡度、協調性得分最高（9分），合計得分排名第一（34分）；中熟品種品麗珠葡萄酒合計得分排名第二（30.5分），在質感、結構感方面表現突出，得分較高（8分），這和品麗珠酒體含量豐富的兒茶素物質（縮合單寧和黃烷醇）有關，它們能夠賦予酒體結構感和延續性[7]。

表5 葡萄酒樣品感官評分結果Table 5 Sensory evaluation score of wine samples

綜上，6種葡萄酒感官評價總分排名：黑佳美（82.5分）＞丹魄（71.5分）＞品麗珠（64.5分）＞赤霞珠（61.5分）＞桑嬌維塞（55.5分）＞佳麗釀（53分）。早熟黑佳美品種酒體色深、香氣濃郁協調、口感平衡度較高。

2.4 2022年篩選品種葡萄酒品質指標比對分析

2022年，選取2021年中晚熟品種中表現更優且在我國種植面積更大的品麗珠和赤霞珠作為對照，檢測3款葡萄酒核心品質指標（酚類物質和抗氧化活性），它們也是紅色釀酒葡萄品種選育的指示性指標[7]。3款葡萄酒中的5種酚類物質含量和DPPH自由基清除率的檢測結果見表6。

表6 2022年葡萄酒樣品酚類物質和抗氧化活性指標Table 6 Phenolic compounds contents and antioxidant activity of wine samples in 2022

由表6可知，黑佳美葡萄酒總酚、總類黃酮和總花色苷含量均處于最高水平，分別達到1 374.99 mg/L、525.90 mg/L和320.67 mg/L，尤其是花色苷總量達到極顯著水平（P＜0.01），是品麗珠和赤霞珠葡萄酒平均含量的4.24倍。品麗珠葡萄酒只有在總酚含量上顯著高于赤霞珠葡萄酒，后兩類酚類物質兩種葡萄酒處于同一水平。品麗珠葡萄酒縮合單寧含量和赤霞珠葡萄酒總黃烷醇含量分處最高水平，分別達到455.01 mg/L和364.22 mg/L，而黑佳美葡萄酒上述物質總量均處于最低水平。在抗氧化能力比較分析中，黑佳美葡萄酒DPPH自由基清除率處于最高水平，達到60.81%，品麗珠和赤霞珠葡萄酒處于同一水平。綜上，2022年黃河故道產區黑佳美葡萄酒在酒體核心品質指標上的表現和2021年類似，花色苷含量和抗氧化活性均顯著高于中晚熟品種（P＜0.05），但縮合單寧含量處于低水平，證明黑佳美酒體色深且口感柔和。

3 結論

本試驗于2021-2022年針對鄭州果樹所種質資源圃不同熟性紅色釀酒葡萄品種的果實品質和釀酒特性指標進行檢測分析，研究結果表明，早熟品種黑佳美更適于黃河故道產區本土種植：果實采收早，可以最大程度規避降雨帶來的病害風險；其次，果粒小且皮果比大，果實轉色充分，果實成熟度和果皮花色苷含量遠超其他品種；最重要的是，在連續2年針對不同熟性葡萄品種釀制葡萄酒的酒體酚類物質含量和抗氧能力的比較分析中，早熟黑佳美葡萄酒的表現具有一致性，酚類物質含量更豐富且具有較高抗氧化活性；同時，黑佳美酒體感官品質更優：色彩濃郁，香氣協調、有持續性，口感平衡、余味悠長。