转色期间酿酒葡萄中花色苷的监测及变化研究

闫衡++高娟

葡萄酒的色度是评价葡萄酒外观质量的一个重要指标，其色度的高低与葡萄酒中花色苷的种类与含量有着密切联系。葡萄酒中花色苷来源于酿酒葡萄，因而葡萄酒的色度很大程度上取决于酿酒葡萄中花色苷的积累。

花色苷是葡萄与葡萄酒中重要的多酚类物质，属于水溶性植物色素，在葡萄转色期期间于葡萄浆果的表皮细胞组织中合成，在液泡中积累，少数存红葡萄的果肉细胞及葡萄籽中。最初合成的是花青素和花翠素的葡萄糖苷，然后转变成其他类型的花色苷。不同种或品种葡萄都具有自己独特的花色苷类型，其总量及组成比例对葡萄和葡萄酒的颜色至关重要。对酿酒葡萄中花色苷合成研究对够提高葡萄及葡萄酒的感官品质有着重要意义。

目前，国内外对花色苷的研究主要集中在对葡萄及葡萄酒中花色苷种类的定性及其稳定性方面，部分研究涉及到了花色苷功能活性。但针对葡萄在转色过程中花色苷种类及含量的变化的监测研究较少出现。

国内外对于花色苷的检测标准并未有明确规定。试验研究中常用方法主要有纸层析与薄层板层析、紫外-可见光谱法、高效液相色谱法、花色苷水解法等。其中，高效液相色谱法（HPLC）最为常见，可用于花色苷的定性和定量测定，但由于目前商业上可提供的花色苷标准物质有限，所以高效液相色谱多与质谱联用（LC-MS）进行花色苷的定性分析。

本試验使用锦葵色素标准溶液，对已有花色苷检测方法进行验证，并针对转色期间的三种酿酒葡萄的果皮中花色苷的变化进行研究，讨论了花色苷在转色过程中种类及含量的变化趋势，为葡萄中花色苷的进一步研究提供依据。

材料与方法

试剂与仪器。Ultimate 3000型双三元二维液相色谱仪（美国Dionex 公司）；Agilent 1290-6460超高效液相色谱仪-串联四级杆质谱联用仪（美国Agilent公司）；CP224S型分析天平（德国Sartorius公司）；100?L～1000?L移液器、20?L～200?L移液器（德国Witeg公司）；0.45?m有机相滤膜（中国上海安谱科学仪器有限公司）。

锦葵色素3-O-葡萄糖苷（98%，美国Chromadex公司）；蒸馏水（中国广州屈臣氏食品饮料有限公司）；甲醇、乙腈均为色谱纯（德国Merck公司）。

样品葡萄来源于甘肃农业大学，选取赤霞珠、品丽珠、西拉三个品种酿酒葡萄作为研究对象，自转色期前每7天均匀取样，至葡萄完全成熟。葡萄样品采摘后低温保藏。样品酒来源于甘肃农业大学，由甘肃农业大学2017年自种赤霞珠葡萄采用传统酿造工艺酿成，酿成后低温保藏。

实验方法。

（1）溶液配制与样品处理。标准贮备液配制：准确称量5.0mg锦葵色素3-O-葡萄糖苷，转移至10 mL 容量瓶中，用甲醇：水=1：1（磷酸调pH=1.5）溶液溶解并定容，充分摇匀，配制成500mg/L锦葵色素3-O-葡萄糖苷标准贮备液，4℃冷藏保存。标准工作液配制：准确量取500mg/L锦葵色素3-O-葡萄糖苷标准贮备液0.04mL、0.1mL、0.2mL、1mL、2mL、4mL，用甲醇：水=1：1（磷酸调pH=1.5）溶液定容至100mL容量瓶中并充分摇匀，配制成0.2mg/L、0.5mg/L、1mg/L、5mg/L、10mg/L、20mg/L锦葵色素3-O-葡萄糖苷标准工作液，4℃冷藏保存。葡萄样品处理：挑选着色均匀葡萄，剥出果皮均质后，准确称取样品5.00g于50 mL聚乙烯管，加入浸提液（甲醇：水=1：1，磷酸调pH=1.95）10mL，超声10min，涡旋5 min，重复2次，14000 r/min冷冻离心5 min，取上层清液过0.45μm 有机膜后进样分析。葡萄酒样品处理：葡萄酒样品经 0.45μm膜过滤后直接进样分析。

（2）色谱条件。对葡萄浸提液中花色苷的检测色谱条件参考已有所检测条件并加以验证，具体条件如下：色谱柱：CAPCELL PAK C18 ACR（4.6 mm×150 mm，5 μm）；流动相：A：乙腈：水=60：40；B：乙腈：水=5：95（均使用磷酸调pH=1.5）；进样体积：10?L；流速：1 mL/min；柱温：35℃；检测波长：520 nm；梯度洗脱程序见表1。

（3）质谱条件。正离子扫描（ESI+，m/z 100～600），毛细管电压：3.50kV；裂解电压：125V；鞘气温度：350℃；鞘气流量：11L/min；脱溶剂气温度：300℃；脱溶剂气流量：7L/min。

（4）数据处理。花色苷含量采用峰面积表示法，以色谱图中花色苷响应峰面积值表征花色苷含量，进行同种花色苷含量的比较。

结果与讨论

检测方法考察。花色苷为极性化合物，溶于极性溶剂，在低pH下保持相对稳定。本实验选用CAPCELL PAK C18 ACR色谱柱，乙腈、水混合液（磷酸调pH=1.5）作为流动相可对花色苷进行较好分离锦葵色素3-O-葡萄糖苷标准工作液与葡萄酒样品色谱图如图1及图2所示。

（1）线性范围和灵敏度。选取0.2mg/L、0.5mg/L、1mg/L、5mg/L、10mg/L、20mg/L的锦葵色素3-O-葡萄糖苷标准工作液，按“1.2.2色谱条件” 进行测定，绘制样品浓度（横坐标x，mg/L）与峰面积（纵坐标y，mAU*min）标准曲线，进行线性回归分析，且当信噪比为3（S/N=3）时，锦葵色素3-O-葡萄糖苷最低检出限（LOD）为0.2mg/L，回归方程为y=1.8183x + 0.5919，相关系数（R2）为0.9999。结果表明，该方法在本实验检测线性范围内，线性良好。

（2）样品加标回收率和精密度。在空白葡萄酒样品中添加5mg/L、20mg/L、50mg/L锦葵色素3-O-葡萄糖苷标工作溶液，涡旋混合放置20min，按进行前处理操作后，按“色谱条件”进样测定，以浓度值计算加标回收率。为得到锦葵色素3-O-葡萄糖苷测定方法的精密度，试验对每一添加浓度样品重复测定8次。各花色苷的加标回收率在97.18%-98.27%之间，相对标准偏（RSD） 在0.31%～0.94%。方法的回收率和重现性均较好。结果表明，该方法可对葡萄中花色苷进行准确测定，适用于本实验。endprint

酿酒葡萄果皮中花色苷变化。

（1）酿酒葡萄果皮中主要花色苷种类。本实验在葡萄转色过程中，使用“色谱条件”对三种酿酒葡萄中花色苷进行测定，结果与葡萄与葡萄酒中花色苷HPLC-MS/MS的分子离子与碎片离子峰谱库信息进行比对，完全成熟后的三种葡萄色谱图如图3所示。由图可明显看出，在成熟后（第10周）酿酒葡萄中，可明显检测到10种花色苷，检测结果见表2所示。

与谱库信息对比，实验检出10种花色苷，主要为5种花色苷的单葡萄糖苷和它们相应的衍生物，其中5个花色苷单体、3个酰基化花色苷和2个其它花色苷，5个花色苷单体分别是飞燕草色素、矢车菊色素、牵牛花色素、芍药色素、锦葵色素单体葡萄糖苷。相应峰l，2、3、4和5。5个花色苷单体的分子离子峰m/z分别为465、449、479、463和493，碎片离子峰m/z分别是303、287、317、301和331。其中，测得锦葵色素葡萄糖苷（峰5）在三种酿酒葡萄中响应面积最大，含量最高，是检测葡萄的第一特征花色苷。3个酰基化花色苷相应峰是7、8和10。经检测知其为矢车菊色素、牵牛花色素及锦葵色素花色苷的第一衍生乙酰化葡萄糖苷，它们的分子离子峰m/z 分别为491、521和535，碎片离子峰m/z分别为287、317和331。其中锦葵色素的乙酰化糖苷（峰10）的含量较高。此外还检测到4-丙酮基锦葵色素葡萄糖苷（峰6）与4-乙烯基芍药色素葡萄糖苷（峰9），其分子离子峰m/z 分别为561、625，碎片离子峰m/z分别为399、331。

转色前对三种酿酒葡萄果皮花色苷检测发现，葡萄果皮中不包含任何花色苷，葡萄呈现青绿色。转色前期，葡萄呈现淡紫色，果皮中花色苷主要为5种单体花色苷，其中锦葵色素含量最高。随着转色的进行，葡萄颜色不断加深，最后呈现紫红色。此时，葡萄果皮中花色苷种类繁多，为5种单体花色苷与其他物质反应生成的衍生花色苷，包括乙酰化花色苷、香豆酰化花色苷、咖啡酰化花色苷等。本实验中检测到三种酿酒葡萄成熟后果皮花色苷以单体花色苷、乙酰化花色苷为主。

（2）总量变化。以中所检测到的10种花色苷作为研究对象，以个花色苷峰面积作为定量标准，对三种酿酒葡萄在转色过程中总花色苷变化趋势进行研究，总花色苷变化趋势图如图4所示。

由图4可以得知，三种酿酒葡萄中花色苷总量呈先上升，后趋于平缓，略有下降的趋势。其中，1～5周花色苷总量变化缓慢，5～8周三种酿酒葡萄中花色苷总量均显著增加，8周以后，花色苷总量趋于稳定，赤霞珠略有降低。三种酿酒葡萄中，西拉中花色苷含量总量最高（552.24mAU*min），赤霞珠与品丽珠中花色苷总量差异不大，最大响应面积值分别为367.96mAU*min、389.05mAU*min。赤霞珠中花色苷积累早于其它两种葡萄，西拉次之。这种现象可能是由葡萄品种间差异所导致。

（3）酿酒葡萄果皮花色苷种类及变化。对酿酒葡萄中10种花色苷进行分类分析，可分为单体花色苷类、乙酰化花色苷类与其它花色苷类三类。3种酿酒葡萄中三类花色苷在转色过程中含量变化趋势如图5所示。

由图5可以看出，三种酿酒葡萄中均含三类花色苷，其中，单体花色苷含量最高，赤霞珠、品丽珠、西拉中单体花色苷最高含量响应面积分别为284.31mAU*min、262.85mAU*min、381.21mAU*min。單体花色苷积累较早，但不同品种酿酒葡萄单体花色苷合成时间有所差异，赤霞珠、西拉在转色第3周起，单体花色苷大量生成，而品丽珠中单体花色苷在转色第4周起开始大量积累。赤霞珠、西拉中单体花色苷在转色第8周时相应面积达到最大值，随后含量有所降低，这是由于转色第8周后，赤霞珠与西拉完全成熟，葡萄中单体花色苷不再或很少合成，又由于单体花色苷的不稳定性，很容易与葡萄中其他物质反应生成新的衍生花色苷或其他不显色物质，因此单体花色苷含量有所下降。品丽珠单体花色苷积累晚于赤霞珠及西拉，转色至第9周时单体花色苷并未达到最大值，可能是由于品种差异性导致品丽珠成熟晚于赤霞珠与西拉。

三种葡萄中乙酰化花色苷及其他花色苷合成均晚于单体花色苷，且含量远低于单体花色苷，赤霞珠、品丽珠、西拉中乙酰基花色苷最高含量分别为75.64mAU*min、96.83mAU*min、160.90mAU*min。原因可能是乙酰化花色苷合成受单体花色苷及葡萄中代谢产物含量的制约。

其它花色苷包括很多种类，本实验中，选择含量较高的4-丙酮基锦葵色素-3-O-葡萄糖苷与4-乙烯基芍药色素-3-O-葡萄糖苷作为研究对象。由图5可以看出，三种葡萄中其它花色苷积累晚于乙酰化花色苷，且含量较少。整个转色过程中，其它花色苷含量变化不大，说明其稳定性较好

结论

本实验使用高效液相色谱仪，采用CAPCELL PAK C18 ACR色谱柱，乙腈-水（磷酸调pH值为1.5）溶液作为流动相，使用紫外检测器在检测波长为520nm条件下对赤霞珠、品丽珠、西拉在转色期间果皮中花色苷进行检测，使用液质联用技术对检测到的各花色苷进行定性，总结分析了三种酿酒葡萄在转色期间果皮中花色苷种类及含量的变化趋势。实验结果表明，转色期间酿酒葡萄中花色苷种类及含量均显著增多，单体花色苷合成较早，但不稳定，易转化成其他花色苷。在葡萄完全成熟后，花色苷总量有所下降，单体花色苷含量明显降低，乙酰化花色苷及其他花色苷性质较为稳定，其总量相对保持不变。

作者简介：

闫衡（1989-），女，汉族，陕西汉中，硕士研究生，助教，汉中职业技术学院，研究方向：葡萄酒色泽研究、食品安全监测；高娟（1989-），女，汉族，甘肃永昌，本科，助理工程师，单位：甘肃省金昌市食品检验检测中心，研究方向：食品安全质量控制。endprint