葡萄芳香物质影响因素研究进展

牛帅科，杨丽丽*，孙聪伟，陈展，宣立锋，魏建国，赵艳卓，褚凤杰

（河北省农林科学院石家庄果树研究所，石家庄 050061）

葡萄芳香物质影响因素研究进展

牛帅科，杨丽丽*，孙聪伟，陈展，宣立锋，魏建国，赵艳卓，褚凤杰

（河北省农林科学院石家庄果树研究所，石家庄 050061）

芳香物质是葡萄与葡萄酒重要感官质量指标之一。葡萄中含有复杂的芳香物质，包括酯、醛、酮、醇、挥发性酸类、萜烯类，这些芳香物质构成了某一品种、某一地区、某一管理模式下葡萄与葡萄酒的芳香物质特点。本文综述了影响葡萄芳香物质的几个主要因素，以期对葡萄芳香物质研究方面提供参考。

葡萄；芳香物质；影响因素

芳香物质是葡萄的重要感官指标，葡萄中芳香物质如酯、醛、酮、醇、挥发性酸类、萜烯类等物质以一定比例存在[1]，目前已从不同葡萄品种中检测出500余种香气成分，以具有挥发性的游离态和不具有会发但可以转化为游离态的结合态两种状态存在，这些芳香物质通过累加作用、协同作用、抑制作用等相互影响，构成了不同葡萄品种的香气特点[2-3]。近年来，对葡萄芳香物质方面的研究逐渐成为热点，通过对葡萄芳香物质研究对改进栽培技术、选育优良品种、改进加工工艺等多方面具有重要意义。

1 葡萄果实香气物质的种类

葡萄芳香物质多种多样，只有游离态的芳香物质具有气味，葡萄当中芳香物质以具有挥发性的游离态和不具有挥发性但可被转化为具有挥发性游离态的结合态两种形态存在。

游离态芳香物质主要有具有芳香环的化合物、脂类、醛类、萜烯类化合物，这些物质能同时引起嗅觉和味觉。芳香环的化合物具有特殊的气味。如水杨酸乙酯，存在于所有葡萄品种中；氨茴酸甲酯，存在于美洲葡萄和它的杂种中，具有狐臭味。脂类，具有果香与花香气味。如甲酸乙酯，具有李子气味；乙酸甲酯和乙酸乙酯，具有苹果味；异戊基，具有香蕉味；醛类，具有花香气味。如乙醛，具有风信子味；肉桂酸，具有肉桂子味；茴香醛，具有山楂气味。萜烯类化合物，是葡萄浆果中的主要芳香物质，如香茅醇，具有柠檬气味；牻牛儿醇和橙花醇，具有玫瑰气味；里啦醇，具有较重的玫瑰木气味，存在于所有葡萄品种中。

结合态芳香物质，也称为风味前体物质，以糖苷键的结合态、水溶性的非极性化合物形式存在，经过机械处理、酶处理、浸渍作用等会释放游离态的芳香物质，主要有芳香环的化合物的糖苷，萜烯类化合物的糖苷[4]。

2 影响葡萄芳香物质形成的因素

葡萄果实中的芳香物质是其在成熟过程中形成的次生代谢产物，目前研究认为氨基酸、脂肪酸、单糖、糖苷、萜烯类化合物、羟基酸、酚类为芳香物质的前体物质,这些物质在酶的作用下在葡萄的生长过程中通过分解、合成等作用形成芳香物质[5]，一般来讲随着葡萄的成熟香气物质达到顶峰[2]。所以，影响到芳香物质及其前体物质变化的因素，均为影响因子，包括内因与外因两方面，内因有品种、树龄、成熟度、砧木；外因有风土与栽培因素。

2.1 影响葡萄芳香物质的内因

2.1.1品种

不同葡萄品种中的葡萄香气成分与含量均有差别，在欧洲种葡萄中Mateo等人[6]提出根据葡萄果实中的香气成分对萜烯类化合物的依赖程度将葡萄分为三类：第一类，玫瑰香型芳香品种，属于单萜依赖型芳香葡萄，这些品种如玫瑰香、白玫瑰、昂托玫瑰，可大量检测出葡萄特征芳香物质包括里那醇、橙花醇、香叶醇等。第二类，非玫瑰香型芳香品种，如雷司令、长相思，可少量检测到玫瑰香型芳香品种，其芳香物质分为四类：（1）去甲类异戊二烯，含量较低；（2）萜烯类化合物，浓度低于玫瑰香型高于非芳香性；（3）苯衍生物；（4）酯族和其他化合物。第三类，非芳香品种，如赤霞珠、霞多丽、西拉，其主要香气成分是直链脂肪族类物质，包括脂肪醛、脂肪酯和脂肪醇[7-8]。欧美杂交种则会呈现草莓等果香特征。

2.1.2树龄

研究认为，葡萄果实的芳香物质会随着树龄的增加而增加。葡萄在每年正常的生产管理当中会在果实收获后进行剪枝，当年的新梢留少量芽眼其他部分全部剪掉，所以树龄对葡萄果实影响因素主要来源于根系与树干，随着树龄的增加根系不断生长，树干不断变粗，随着其吸取养分、积累养分的能力逐年增强，芳香物质势必会逐年增加。有报导黑比诺的树龄与果实香气强度有显著的正相关，树龄较高的雷司令含有更丰富的萜烯类物质[9-10]。

2.1.3成熟度

葡萄果实中的芳香物质是随着果实发育而产生的，绝大多数芳香物质随着成熟度的增高而增高，有些芳香物质则会降低。段雪荣等[11]在其研究中表明随着赤霞珠成熟度的增加，所酿酒中萜烯醇和去甲类异戊二烯化合物含量增加，果香与花香特征明显。成明等[12]对不同成熟度的乍娜葡萄的挥发性香气成分分析表明，随着成熟度的增加芳香物质总量增加，酯类、醛类、酸类物质含量下降，醇类物质升高。陈芳等人[13]对威戴尔葡萄研究过程中发现在威代尔葡萄后熟过程中所检测到的8种萜烯类化合物不断降低，认为这与当地气温降低有一定的关联。

2.1.4砧木

砧木对接穗品种生长发育的影响主要体现在营养生长上，嫁接苗与自根苗最大的区别在于根系的差异，如根系大小、抗性及生理指标（如POD、可溶性糖、可溶性蛋白等）[14]，从这几个方面对接穗品种的影响大致可分为增强和减弱生长势两种类型[15]。一般认为，能减弱生长势的砧木组合有利于提高葡萄果实品质。有人认为，长势弱的砧木会限制葡萄树的营养生长利于生殖生长[1]，Wolpert等[16]研究表明，1616C、SO4、125AA、Cosmo2、5BB砧木嫁接的赤霞珠品质较高，芳香物质含量较高。而5A、Freedom、1447P、5C、99R、1103P等砧木嫁接的赤霞珠的品质较低，芳香物质含量较低。

2.2 影响葡萄芳香物质的外因

2.2.1风土

风土包括土壤与气候。近年来国内的学者专家越来越重视风土对葡萄与葡萄酒的影响。葡萄的产地是影响葡萄芳香物质的关键因素，不同产地同一品种的芳香物质的组成与含量必然不同，这可以作为彰显不同地区葡萄与葡萄酒风格的标签。对山东沂源、济宁两个产区巨峰葡萄的芳香物质进行分析，结果表明两个产区巨峰葡萄芳香物质的相似性较高，但沂源产区芳香物质总量高于济宁产区[17]。对宁夏贺兰山地区与河北沙城地区赤霞珠和美乐的葡萄酒芳香物质进行比较发现，宁夏贺兰山地区的赤霞珠、美乐葡萄酒的特征芳香物质为戊醇、4-甲基戊醇、3-甲基戊醇，而河北沙城地区特征香气为3-甲硫基丙醇，作者认为，产区因素对葡萄香气物质影响大于品种因素[18]。郭志刚等[19]分别对甘肃武威与山东烟台的赤霞珠进行对比发现，武威的赤霞珠葡萄汁芳香物质主要为邻苯二甲酸二甲酯（68.48%）和邻苯二甲酸二乙酯（10.05%），烟台主要是邻苯二甲酸二甲酯（46.62%）和2-苯乙醇（7.69%），并且其他芳香物质的种类与含量也有很大差异。

葡萄最适宜的土壤类型为砂砾土和沙壤土，目前，认为在砂砾土上生产出的酿酒葡萄品质最佳。李文超等[20]研究了宁夏地区不同土壤条件对酿酒葡萄果实品质的影响结果表明含石的沙壤土明显促进了酿酒葡萄风味物质的积累。另外，黏土性土壤较其他性质土壤不利于芳香物质的积累，在该土壤中生长的葡萄应及时采收，否则会减低葡萄的芳香物质[21]。

气候条件包括温度、光照、降雨及当地小气候条件，其中温度条件以积温为标准，Winkler等[22]将全球的葡萄栽培区分为5个区域，并标明了各区所能生产的葡萄酒类型和相应的品种。从区域划分结果来看，冷凉地区适合产突出果香味、新鲜、清爽的葡萄酒及相应品种，温度较高地区适合产突出结构感的葡萄酒及相应品种。虽然温度较低利于芳香物质的积累，但不同葡萄品种的理想温度有一定范围，过高或过低都会对芳香物质积累产生负面影响[21]。

一般情况下，光照利于果实芳香物质总量积累、种类的改变，但也有研究表明光照过强反而制约果实中某些芳香物质的形成与积累[21]，Belancic等[23]研究表明，葡萄经过曝光处理对酯类物质没有明显影响，但可以显著增加葡萄中萜烯类物质含量如香茅醇、橙花醇、香叶醇。随着日照时数的增加赤霞珠果实中直链脂肪醛含量显著减少，萜烯类物质显著增加[24]。杭洁等[25]对转色到成熟的赤霞珠与蛇龙珠进行了遮光处理，结果显示，遮光处理抑制了果实中醇类物质的释放，促进醛类物质释放。

近年研究表明，适当限制水分的供给利于葡萄芳香物质的积累[26]，缺水条件下葡萄生长势弱，枝条对果穗的遮阴较少。在适当水分亏缺下，葡萄中类胡萝卜素含量增加，同时更利于果实内芳香物质合成相关酶类基因的转录，进而加快类胡萝卜素的裂解，生成芳香物质。且作为芳香物质的前体物质氨基酸在某些品种适当水分亏缺的条件下，积累量增加[27]。所以，基于提高葡萄品质的目的，欧洲葡萄酒产区一般禁止对酿酒葡萄进行人工灌溉。

葡萄栽培区域的小气候条件对葡萄芳香物质亦有较强的影响。小气候是指在一定的大气候背景下局部地区的地形、坡向、海拔、坡度、河海湖泊、土壤植被等环境条件。随着葡萄园海拔的增加，直链脂肪醛类、吡嗪类和支链脂肪族类物质显著升高，赤霞珠生青味明显[24]。李喜宏等人[28]研究表明，山地葡萄较平地葡萄所酿的葡萄酒香气成分较多，且其中山地葡萄特有的香气成分是安息香醛、丁二酸二乙酯和一些微量的醇类物质，而平地的特有香气成分是4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚和微量烷烃，并指出这些特有的香气成分是造成二者气味差别的主要原因。

2.2.2栽培因素

葡萄栽培因素涉及栽培模式、架型与树形、肥水管理、负载量等，这些因素或多或少都会对葡萄芳香物质产生影响。

葡萄栽培模式分为设施栽培与露地栽培。设施栽培是一种人工调节能力更大的栽培模式，芳香物质在设施栽培中较露地栽培更多的是受到人为因素的影响。研究表明：日光温室栽培的玫瑰香葡萄二次果较露地醛类化合物及具有清香味的2-己烯醛相对含量最高；露地栽培果实中醇类化合物及具有玫瑰香味的里那醇相对含量最高，二者风味存在显著差异[29]。避雨栽培较露地栽培增加了赤霞珠果实中酯类、醛类、酸类、醇类和挥发性苯酚含量，其研究表明乙酸乙酯、2-己烯醛、己醇、(E)-2-己烯-1-醇的合成量升高，而己酸乙酯、乙酸己酯、壬醛、1-辛烯-3-醇、辛酸、癸酸是避雨栽培赤霞珠果实中的特征香气成分[30]。

葡萄的架型、树形及叶幕形及配套的修剪技术对葡萄的树势、光能利用率、通风性、产量等多方面的影响直接关系到果品芳香物质。商佳胤等[31]对玫瑰香葡萄Y形架与篱架对比发现Y形架果实中的里那醇、香叶醇、月桂烯、玫瑰木醚醇分别为篱架的5.7、7.2、4.2、6.4倍，另外p-薄荷-1-烯-8-醇和橙花醇则仅在Y形架果实中检测到，Y形架玫瑰香果实风味优于篱架。迟明[32]在其研究中表明赤霞珠不同整形方式对果实香气组分存在较大影响，从单干单臂、单干双臂和单干双层双臂果实中分别检测到39、33和26种香气成分，单干单臂醛类含量明显的低于其它两种整形方式、而脂类和酸类明显的高于其它两种整形方式、醇类明显的低于单干双层双臂；单干单臂和单干双臂果实萜稀类物质含量明显高于单干双层双臂。史祥宾等人[33]研究表明，京蜜葡萄在直立、V形和水平3种叶幕形处理下，V形叶幕挥发性芳香物质种类最多，含量最高，说明V形叶幕的京蜜更能体现其品种特性。

葡萄在整个生命活动中需要多种营养物质，肥料情况直接影响葡萄品质从而影响葡萄的芳香物质，施肥的种类、时间、方式、程度都会对葡萄果实的芳香物质产生影响。张超杰等[34]对巨峰葡萄分别喷施了氨基酸和富硒叶面肥，结果表明，喷施叶面肥提高了乙酸乙酯的含量，并且不同类型的叶面肥导致果实主要芳香物质种类也不同，作者认为是由导致相关芳香物质代谢途径以及相关酶活性的差异引起的。Bravdo等[35]研究发现，磷肥可使赤霞珠葡萄酒中萜烯类物质增加，高浓度的氮磷钾复合肥会增加新榨葡萄汁和葡萄酒中的青草味；低浓度的复合肥会增加新榨葡萄汁中己酸、乙酸己酯、苯乙醇和庚醇的含量。

葡萄负载量对果实品质有显著影响，一般认为，随着负载量的降低，果实品质增加，芳香物质总量与种类增加。当然，过低的负载量存在浪费树体营养等问题。综合来看，获得优良品质葡萄的负载量条件，应该是在一个范围之内。林玉友等[36]研究表明，随着威代尔葡萄负载量的增大，其特征香气2-苯乙醇含量下降，综合其他品质，认为当地威代尔葡萄适宜产量为15000～22500 kg/hm2。张峰玮[37]研究表明，随着负载量的降低，赤霞珠芳香物质的种类与含量显著增加，对酯类物质影响最为明显。

3 结语

葡萄芳香物质组成复杂，影响因素多变，是葡萄营养生长与生殖生长达到某一个平衡点的产物，所以除了上述的影响因素外，只要能改变这一平衡点的操作皆可以改变芳香物质的组成，如激素的使用、行间生草、病虫害防控、人为通风、烟雾接触等。目前，葡萄与葡萄酒产业的方向是发挥地区特色生产，有地区风格的葡萄与葡萄酒，而芳香物质就是一个很好的切入点，所以挖掘某一产区葡萄与葡萄酒的香气特点如何最大限度体现该产区特点，亟待进一步研究。

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10.13414/j.cnki.zwpp.2017.04.027

2017-06-10

现代农业产业技术体系专项资金（CARS-30）

牛帅科（1987-），助理研究员。E-mail: 258715971@qq.com

*通讯作者：杨丽丽（1979-），副研究员。E-mail: 634814981@qq.com