不同熟性酿酒葡萄果实品质及酿酒特性研究

张红娟，薄明霞，薛婷婷，都晗，王华,李华

(西北农林科技大学 葡萄酒学院，陕西 杨凌,712100)

优质原料是生产高品质葡萄酒的根本保证，但葡萄成熟期受气候条件影响较大，不同熟性酿酒葡萄对热量、水份及土壤等生长环境的需求差异较大，例如极早熟或早熟葡萄品种生长所需的热量(≥10 ℃)范围为2 500～2 700 ℃，中熟性品种为2 700～3 200 ℃，晚熟3 200～3 500 ℃，而极晚熟品种甚至需3 500 ℃以上[1]。张春同[2]以≥10℃的活动积温为区划指标，将我国划分为5个葡萄种植区，有效积温<1 300 ℃的地区适合霞多丽、琼瑶浆等葡萄的种植，而有效积温>2 200 ℃的地区，才适宜赤霞珠、歌海娜等晚熟性品种的栽种；张磊等[3]基于≥10 ℃积温、干燥度及无霜期等气象指标，研究了北方早、中、晚熟酿酒葡萄可种植区及适宜种植区范围的区划，发现一个特定的生态环境很难满足不同熟性酿酒葡萄优质生长所需的条件。因此，研究各产区不同熟性酿酒葡萄的果实品质及酿酒特性，进行酿酒葡萄的生态适应性区划，优化葡萄种植结构，可尽量避开葡萄在雨期成熟，以期提高葡萄原料的品质。目前评价酿酒葡萄果实品质的指标主要有抗病性及糖、酸、多酚等物质含量。葡萄成熟时病情指数直接反映该葡萄品种的生态适应性表现，雨热同期的气候条件极易引发真菌微生物的滋生[4]，杨凌地区的雨水多集中于8月中下旬，故而早熟性酿酒葡萄丹非德(DF)和嘉年华(GA)果穗病情指数明显低于晚熟品种。糖类物质参与葡萄浆果中多酚、香气等重要营养物质的合成，直接影响葡萄果实及葡萄酒的口感和风味[5]；有机酸可平衡葡萄酒中其他组分，提升酒的感官品质，适量有机酸可增强酒的颜色稳定性和微生物稳定性，利于葡萄酒的陈酿[6]；葡多酚是葡萄生长发育过程中形成的重要次生代谢产物，利于葡萄果实抵御外界不良环境，并通过浸渍作用溶解到发酵液中，赋予葡萄酒一定的感官特性和营养功效[7]。受品种特性与气候条件影响，不同葡萄种群、品种、品系的抗病性表现及糖、酸、多酚和香气类物质的积累量差异较大[8-10]。

本试验以杨凌地区不同熟性红色酿酒葡萄为试验原料，基于酿酒葡萄在杨凌地区的抗病性表现及葡萄果实和酿造酒中基本理化指标与酚类化合物测定结果，分析研究了不同熟性红色酿酒葡萄的果实品质与酿酒特性，以期筛选出最适于杨凌气候条件的红色酿酒葡萄。

1 材料与方法

1.1 试验材料(表1)1.2 主要试剂

儿茶素、没食子酸、芦丁(≥98%)，美国Sigma公司；p-DMACA(对二甲基肉桂酸)，上海源叶生物科技有限公司；福林酚(分析纯)，北京索莱宝科技有限公司；乙酸乙酯(分析纯)，四川西陇化工有限公司；甲醇(色谱纯)，天津市科密欧化学试剂有限公司；乙腈(色谱纯)，美国Fisher公司；用于单体酚含量测定的内标物(色谱纯)：香草酸、阿魏酸、水杨酸，美国Fluka公司；安息香酸、反式白藜芦醇，美国Alorich公司；绿原酸、香豆素、桑色素、芦丁、咖啡酸、香豆酸、儿茶素、没食子酸、表儿茶素、槲皮素、桔皮素、山奈酚、丁香酸，美国Sigma公司；其他有机溶剂均为分析纯，购于国内化学试剂公司。

表1 各试验品种的基本信息Table 1 Basic information of every variety

1.3 仪器与设备

冷冻干燥器(FD-1C-50)，北京博医康实验仪器有限公司；台式高速冷冻离心机(TGL-18M)，上海卢湘仪离心机仪器有限公司；电热恒温水浴锅(HH-S6)，北京科伟永兴仪器有限公司；漩涡震荡仪(XW-80A)，海门市其林贝尔仪器制造有限公司；紫外分光光度计(UV-2450)，美国安捷伦公司；旋转蒸干仪(RE-52A)，上海亚荣生化仪器厂；超高压液相色谱仪(Waters UPLCⅠ-Class)，美国Waters公司等。

1.4 方法

1.4.1 基本理化指标测定

以葡萄浆果中还原糖、可滴定酸含量及糖酸比(M值)作为成熟度判断指标，成熟采收后的原料，采用干红葡萄酒小容器酿造工艺进行酿造[11]；试验中涉及的还原糖测定用斐林试剂法，总酸和酒样挥发酸测定采用酸碱中和法，酒度和干浸出物质的测定均参照GB15038—2006中密度瓶法(GB15038—2006)，每个指标的测定均有3次重复。

1.4.2 病害调查

以田间自然鉴定方式进行真菌病害调查，随机调查100片叶和30穗果。分级采用Desaymard十级制标准，并以病情指数作为葡萄抗病性鉴定指标[12]。即：

(1)

(2)

表2 Desaymard “0～10”级分级法Table 2 Dsaymard"0～10" classification method

1.4.3 多酚化合物的测定

(1)葡萄皮和籽中多酚物质的提取：准确称取1.00 g果皮、果籽干粉于50 mL离心管中，加入20 mL的盐酸甲醇浸提液，超声提取30 min后离心，收集上清液于100 mL的丝口瓶中，重复上述步骤3次。

(2)测定方法：葡萄及葡萄酒中的总酚测定采用福林-肖卡法，单宁用甲基纤维素沉淀法，总花色苷用pH示差法，总黄烷-33醇采用p-DMACA-盐酸法[13]，总类黄酮测定参照PEINADO[14]的方法，每个指标测定设3个重复。

(3)葡萄酒中单体酚测定：利用超高压液相色谱仪(ultra performance liguid chromatography, UPLC)检测试验酒中单体酚类物质[15]。

前处理条件：以1∶1的体积比将酒样与乙酸乙酯萃取剂混合，离心后小心吸取上层液于50 mL圆底烧瓶中，重复3次。将上述集取液旋转蒸发至干(<40 ℃)，然后用色谱甲醇再次溶解，0.22 μm有机滤膜过滤，-20 ℃封口保存，备用。

色谱条件：Waters BEH C18色谱柱(2.1 mm×50 mm，1.7 μm)；流动相A为1% 乙酸溶液，流动相B为乙腈；流速为0.2 mL/min；检测波长210～400 nm；柱温30 ℃。梯度洗脱程序：0～3 min,B相3%～6%；3～7 min，B相6%～15%；7～11 min，B相30%；13～15 min，B相为30%～3%。

1.4.4 试验酒的感官分析

由10位经过感官培训的品尝小组成员对葡萄酒的外观(澄清度4分，颜色5分，颜色强度5分，起泡、挂杯等特性1分；总计15分)、香气(纯正度5分，浓郁度10分，特征香气类型及强度10分，香气变化趋势5分；总计30分)和口感(酸、甜、酒度及单宁强度各1分，酒体3分，酒质地3分，口感浓郁度10分，风味特征及强度10分，余味5分，口感品质及酒成熟度各10分,总计55分)等方面进行感官分析，并评定打分(总计100分)。最后根据评分表进行数据的整理和分析。

1.5 数据处理

用SPSS 20.0 和Excel 2016进行数据处理，结果表示为平均值±标准偏差。

2 结果分析

2.1 酿酒葡萄果实品质分析(表3)

表3 葡萄果实基本品质指标Table 3 The basic indexes of grapes

注：均值差异性分析用Duncan检验法，均值差的显著性水平为0.05。

受杨凌雨热同期气候条件的影响，本地露地栽培的酿酒葡萄真菌病害较严重。调查结果表明，除DF外，其他试验品种成熟时染病概率极大，其中GA和CS成熟后期果穗几乎100%感病。但2个早熟品种GA和DF果穗病情指数分别为10.86% 和5.33%，明显低于中熟酿酒葡萄品种ML(22.14%)、PN(29.71%)及晚熟品种CS(32.14%)，且葡萄成熟期越晚，病害程度越严重。

李华[16]认为，酿造优质葡萄酒的原料，M值需≥20，酸度应保持在6～10 g/L，否则会使酒出现乏味、少筋、平淡或酸涩、粗硬的感官特征，同时也增加了工艺处理的复杂性。17～18 g/L的糖转化10%的酒精，故酿酒师们认为浆果含糖量>170 g/L时，才可作为酿造高品质葡萄酒的原料佳选[17]。本次试验品种在采收时M值均大于20，但2个早熟品种GA和DF糖含量仅为168.02±0.02 g/L、158.72±0.01 g/L，有机酸含量也低于6.0 g/L，显然不满足优质葡萄酒原料需求；而中晚熟品种成熟度表现较好，糖含量在182.29～206.07 g/L之间，有机酸含量在6.5 g/L左右。

图1表示不同葡萄品种的果皮和籽中多酚类化合物含量。显然，不同品种间多酚物质含量差异极显著(p< 0.01)，且几乎所有试验品种果籽中总酚、总类黄酮、总黄烷醇和总单宁含量(PN除外，其果皮中单宁含量略高于籽中)均是果皮中含量的数倍。

本试验结果表明，早熟品种GA葡萄皮中的总酚(20.18±0.02 mg/g)、总类黄酮(9.6 ±0.07 mg/g)、总黄烷醇(2.11±0.03 mg/g)、总单宁(32.44 ±0.06 mg/g)和总花色苷含量(4.15±0.14 mg/g)均显著低于其余葡萄品种，中熟品种PN果皮中类黄酮(26.56±0.11 mg/g)和黄烷醇(8.79±0.04 mg/g)含量最高，晚熟品种CS果皮中总酚(61.05±0.33 mg/g)和总单宁类物质(72.23±0.03 mg/g)含量最高，而早熟品种DF果皮中花色苷物质总量(23.36 ±0.21 mg/g)极显著高于其余品种，约为GA皮中花色苷总量的6倍，是ML、PN和CS的2～3倍；而籽中酚类物质测定结果显示，GA籽中总酚(157.21±0.21 mg/g)、总类黄酮(250.02±0.25 mg/g)、总黄烷醇(46.79 ±0.17 mg/g)及总单宁类物质(203.87±1.19 mg/g)的含量均极显著高于其他品种，PN籽中总酚(57.05±1.18 mg/g)、总类黄酮(158.13±0.52 mg/g)及总单宁类物质的含量(57.05±1.18 mg/g)均低于其余品种，CS籽中黄烷醇类物质含量最低(24.98±0.04 mg/g)。

图1 葡萄果实中酚类物质含量
Fig.1 Phenolic contents of grape skins and seeds

2.2 单品种试验酒品质分析

2.2.1 酒样基本理化指标的分析

表4是不同单品种试验酒的基本理化指标测定结果，各酒样残糖含量均在2 g/L(以葡萄糖计)以下，挥发酸(以乙酸计)含量在0.15～0.48 g/L之间，受原料品质影响，GA及DF两个酒样酒度较低，均未达10%vol，但各指标均符合GB15037—2006中的要求；PN酒样中干浸出物质含量最高(21.9 g/L)，GA酒样最低(15.4 g/L)。

表4 酒样基本理化指标Table 4 Physical and chemical properties of wines

2.2.2 酒样多酚类物质的分析

图2所示为试验品种单酿的干红葡萄酒中多酚化合物含量。结果表明，不同酒样中酚类物质含量差异极显著(p<0.01)。 PN酒样中总酚(1 931.82 mg/L)、总类黄酮(1 779.62 mg/L)、总黄烷醇(391.31 mg/L)和总单宁含量(360.68 mg/L)均极显著高于其他酒样，但其总花色苷含量仅为38.55 mg/L，远低于DF (276.36 mg/L)、CS(270.54 mg/L)和ML(95.04 mg/L)；GA酒样中总黄烷醇浓度为30.22 mg/L，极显著低于DF(109.88 mg/L)、ML(120.94 mg/L)、 CS(391.31 mg/L)和PN(75.19 mg/L)，其总酚(700.05 mg/L)、总类黄酮(386.69 mg/L)和总花色苷含量(23.35 mg/L)也是极显著低于其他酒样；ML酒样的单宁含量最低(184.205 mg/L)，仅为PN酒中的1/2。

图2 酒样多酚物质含量
Fig.2 Phenolic contents of different wine

本试验采用UPLC定量检测了各酒样中的16种单体酚物质，由测定结果可知(表5)：不同酒样中的单体儿茶素、没食子酸和芦丁等酚类物质含量差异极显著(p<0.01)；PN酒样中检出的单体酚总量最高(30.56±0.18 mg/L)，CS酒样中检出的单体酚类物质含量最低(6.97±0.37 mg/L)。CS酒样中检出的单体酚种类最多(15种，山奈酚未检出)，GA酒样中检出的最少(仅9种)，但GA中检出的单体酚物质总量为7.82±0.25 mg/L，略高于CS酒中检出的单体酚类物质总量。

表5 样品单体酚含量Table 5 Content of individual phenolic compounds in different wines

注：ND表示未检出；均值差异性分析用Duncan检验法，均值差的显著性水平为0.01。

5款酒样中均可检出儿茶素和芦丁2种最主要的黄酮类单体酚，且PN酒样中检出的儿茶素物质含量最高(21.72±0.05 mg/L)，ML酒样中检出的芦丁含量最高(1.2±0.02 mg/L)；除GA外，其余酒样中均检出了香豆素和槲皮素2种单体酚物质，且均表现为DF酒样中含量最高(香豆素3.96±0.05 mg/L，槲皮素0.83±0.01 mg/L)，PN酒样中含量最低(香豆素0.12±0.04 mg/L，槲皮素0.2±0.02 mg/L)；此外，仅在CS酒样中检出了桑色素(0.27±0.02 mg/L)，PN酒样中检出了山奈酚(0.13±0.01 mg/L)，ML和CS酒样中检出了桔皮素(分别为0.8±0.02 mg/L和0.09±0.04 mg/L)。5款酒样中均检出了没食子酸、安息香酸、香草酸、咖啡酸及丁香酸等酚酸类物质，PN酒样中检出的没食子酸和香草酸含量(分别为3.53±0.01 mg/L，1.00±0.04 mg/L)显著高于其他酒样，ML酒样中安息香酸含量(0.32±0.01 mg/L)最高，GA酒样中丁香酸(1.36±0.02 mg/L)和香豆酸(1.51±0.04 mg/L)含量高于其余酒样；除CS外，其余酒样中均未检出阿魏酸和水杨酸；GA酒样中检出的白藜芦醇含量最高(1.27±0.03 mg/L)，而DF酒样中并未检出白藜芦醇物质。

2.2.3 单品种试验酒感官品尝

为避免不同评价指标之间的差异，将感官数据进行均一化处理，使各评价指标的分值在0～1之间；为达到简化、便于分析品尝结果的目的，选取对感官评价具有代表性的9个指标进行定量描述分析(QDA)。

由图3得出，晚熟品种CS酒样在香气浓郁度、口感质地、口感浓郁度、余味持续性、口感品质及整体评价的得分均在0.85左右，明显高于GA、DF、ML和PN酒样；中熟品种PN和晚熟品种CS酒样的澄清度表现不太理想(分别为0.57和0.66)，可能与原料健康及卫生状况相关；早熟品种DF酒样在颜色(0.94)和香气质量(0.95)的得分优于其余品种，但其口感质地(0.51)、口感浓郁度(0.65)、余味持续性(0.62)方面表现欠佳；GA酒样整体得分最低，尤其表现为颜色(0.58)、香气质量(0.58)和口感质地(0.51)等方面，可能受原料成熟度及葡萄果皮中多酚类物质积累量的影响。

图3 不同品种试验酒样的感官QDA分析
Fig.3 QDA analysis of wine sensory indexes

3 讨论

(1)不同品种采收时糖含量差异较大，DF含量最低(158.72 g/L)，ML中糖含量最高(206.07 g/L)；中熟品种PN果皮中类黄酮和黄烷醇含量最高，晚熟品种CS果皮中总酚和总单宁类物质含量极显著(p<0.01)高于其他品种；早熟品种GA果皮中多酚类物质含量均显著低于中晚熟品种，但其果籽中酚类化合物含量明显高于其他品种，可能是因为早熟品种成熟期较短，不利于果皮中多酚类物质的积累。

(2)不同的单品种酒样中多酚物质组分和含量差异显著，PN酒样中酚类化合物含量最高，CS次之，而早熟的GA酒样中多酚类物质含量均极显著低于其他酒样；DF酒样中花色苷含量最高，约为GA酒样的10倍多。CS酒样中检测到的单体酚种类最多，但PN酒样中检出的单体酚总量显著高于其他酒样，约为CS酒样的4.5倍；GA酒样中检测到的黄酮类单体酚种类最少，只有儿茶素和芦丁两种；DF酒样中并未检出白藜芦醇(Res)物质，而GA酒样中检出的Res含量最高，ML次之，这可能与原料染病情况有关，JEANDET[18]研究发现，于同一果穗而言，已受病菌侵染的果粒中Res含量显著高于健康果粒，近损伤区但尚未染病的果粒中Res含量最高。

(3)晚熟品种CS酒样整体评价最好，主要表现在香气浓郁度、口感质地、口感浓郁度、余味持续性及口感品质等方面，GA酒样整体得分最低，尤其表现为颜色、香气质量和口感质地等方面，且酒样感官得分与葡萄果皮及酒样中检测到的多酚类物质含量基本成正比。