果实异质性对酿酒葡萄组成及相应葡萄酒质量影响的研究进展

蒋宝

(渭南职业技术学院，陕西 渭南，714026)

葡萄酒质量主要取决于其感官属性和营养价值，衡量葡萄酒质量的指标主要有颜色、口感、香气、多酚物质等[1-4]。优质的葡萄原料是酿造高品质葡萄酒的前提条件，因为葡萄原料品质对葡萄酒质量起到决定性作用，例如原料的含糖量、含酸量、病虫害等。异质性是包括葡萄在内的所有生物系统的固有属性[5]。对于某一具体葡萄品种而言，葡萄园的微环境(包括光照、温度、土壤湿度等)能导致不同产区之间、同一产区不同葡萄园之间、同一葡萄园不同植株之间、同一株葡萄不同果穗之间以及同一果穗的不同果粒之间在物理性状和外观生理性状方面存在不同程度的差异，进而造成果实化学组成和加工特性的不同，这些差异和不同均能导致葡萄果实异质性问题的产生。葡萄果实的异质性通常主要以果粒的成熟度、大小、着色、种子大小和数量以及果皮厚度等性状的差异来表现[6-9]。目前，我国酿酒葡萄在成熟采摘后，仅在进行简单的除杂后就直接进行破碎发酵，而没有根据果粒的大小和成熟度等先进行分选后再分别进行发酵。即使采收时葡萄果粒的平均成熟度可以满足要求，但由于果粒成熟度的异质性原因，可能导致相应葡萄酒带有生青或果酱味。因为葡萄酒的质量特征不仅取决于果粒成分的平均值，更取决于果粒群体的性质差异，也就是果粒的异质性[10-11]，所以葡萄果粒组成的一致性有助于保证葡萄酒的质量特征[6]。

有研究表明,采收时葡萄果实的异质性(如果实大小)是影响葡萄果实品质和相应葡萄酒质量的重要因素[12-19]。因为葡萄果粒大小与其果皮的表面积、果皮/果肉比值及籽粒的数量和大小等直接相关[17,20-21]。此外，葡萄果粒大小还能影响果实组织和化学物质的组成等，其中包括果实还原糖的积累、酸的降解及果实次生代谢物质的合成[20,22-23]，而这些成分与果实成熟度和葡萄酒质量密切相关。对于红色葡萄品种而言，色素主要存在于果皮上，因而果皮表面积大小将会影响所酿制葡萄酒的颜色[21]；葡萄果粒重量会影响相应葡萄酒的风格，即与大果粒葡萄相比，中等和偏小的葡萄果粒能带来较好的葡萄酒风格[20]。开展果实异质性对酿酒葡萄组成及相应葡萄酒质量影响的研究有助于我们进一步探索：当葡萄园管理措施一致，种植的葡萄品种相同时，采收的葡萄果实是否可以酿造出不同风格的葡萄酒？更为重要的是，上述研究将有助于酿酒人员根据酿酒葡萄果实的异质性特点和目标酒的风格来选用最佳的酿酒工艺和技术。为此，国内外学者围绕着果实异质性对葡萄组成及相应葡萄酒质量的影响开展了相关的研究，笔者在收集相关文献报道的基础上，就果实异质性对酿酒葡萄组成及相应葡萄酒质量影响的研究现状及存在问题进行综述，以期为日后学者开展该领域的相关研究提供依据和参考。

1 酿酒葡萄果实异质性研究方法

国内外学者在研究酿酒葡萄果实异质性问题时，通常选用以下4种不同的果实分类分级标准：第一种是按照重量对葡萄果实进行分类；第二种是按照直径对葡萄果实进行分类；第三种是按照浆果密度对葡萄果实进行分级；第四种是按照可溶性固形物(total soluble solid,TSS)含量对葡萄果实进行分类。常用分类方法举例如表1所示。前人的大量研究已表明，上述4种分类分级标准均能有效地反映出葡萄果实的异质性[12,24-28]，其中第一、二种分类方法间存在密切的联系，通常葡萄果粒直径越大，其果粒也越重；关于浆果密度与葡萄果粒重量和大小间存在关系的研究较少，吴明辉等[25]和张雪等[29]的研究表明，赤霞珠果实质量对浆果密度无影响；果实采收时的TSS与果实的成熟度直接相关，通常果实TSS含量越高，其成熟度也越好。唐永红等[30]研究了我国4个不同产区赤霞珠果实品质与其粒径的关系，结果表明，粒径对果实品质的影响因产区生态条件不同而异。笔者认为在进行葡萄果实异质性的研究时，一定要结合各品种葡萄果实的化学组成、加工特性以及葡萄园生态微环境等实际情况，科学地选取酿酒葡萄果实分类分级的参数值。

表1 葡萄果粒异质性研究常用分类方法举例Table 1 Examples of common methods for grape fruits heterogeneity

2 果实异质性对酿酒葡萄品质的影响

2.1 异质性对果实组织结构的影响

葡萄果实由果皮、果肉和种子3部分组成，色素主要存在于果皮上。前人就葡萄果实的异质性对果粒重量、体积和表面积等的影响开展了大量的研究。例如，随单个葡萄果粒重量或直径的增加，果粒中种子的数量、体积和果皮表面积及果皮、果肉和单个种子的重量也随之增加[17,20,24]；此外，对于相同重量的葡萄果粒或一定体积的葡萄浆汁(grape juice)而言，果粒越大则果粒的总数越少，果皮总表面积也越小[17]。葡萄果粒大小是果实异质性最直观的反映。在一定数量或重量的果粒样品中，MELO等[20]对不同大小西拉葡萄果粒的分布比例进行了研究，结果表明，小粒果约占果粒总数的50%，中等和大粒果分别约占37%和13%；而FRIEDEL等[24]对雷司令、XIE等[22]对梅鹿辄果实的研究则表明，中等果粒约占果粒总数的50%以上，其次是小粒果约为30%左右；乐小凤等[31]认为，我国不同产区间霞多丽果粒的大小分布比例差异较大；此外，XIE等[22]对蛇龙珠和梅鹿辄品种的研究表明，蛇龙珠果粒的大小分布比例在连续2个年份间存在较大差异，但梅鹿辄果粒分布比例在这2个年份间没有显著差异。至于葡萄种子重量与果粒大小间存在的因果关系，WONG等[19]和MUNOZ-ESPINOZA等[33]认为，可能是种子产生的生长调节剂和(或)来自激素的相关基因能调控果粒的大小，并且这些基因在不同的组织中表现出不同的表达效果。

2.2 异质性对果实理化特性的影响

成熟度不一致是葡萄果实异质性的重要表现。众所周知，成熟度是判断酿酒葡萄果实品质的重要依据，通常以TSS和可滴定酸(total acid，TA)含量及TSS/ TA比值等作为果实成熟度的衡量指标。CHEN等[23]和吴明辉等[25]对赤霞珠品种的研究表明，随果粒重量的增加，果实TSS含量呈下降趋势；乐小凤等[31]研究证实，随霞多丽果粒直径的增加，果实TSS和还原糖含量也呈下降趋势；刘旭等[32]研究了媚丽葡萄浆果密度与其还原糖含量的关系，结果表明，随果粒密度增加，果实还原糖含量呈显著增加趋势，而GIL等[21]对赤霞珠、FRIEDEL等[24]对雷司令、WALKER等[34]对西拉及XIE等[22]对2015年的梅鹿辄和蛇龙珠品种的研究均表明，葡萄果实的TSS含量与果粒直径和重量无直接关系，而果实的TA含量随果粒直径和重量的增加及密度的降低，呈增加趋势。但吴明辉等[20]研究又表明，赤霞珠果实的TA含量随果粒重量的增加，其TA含量呈先增加后降低趋势。此外，BARBAGALLO等[17]和MELO等[20]的研究均表明，随果粒重量或直径的增加，西拉葡萄TSS/TA比值均下降。CHEN等[23]和刘旭等[32]分别对赤霞珠和媚丽品种的研究一致表明，随果粒重量或密度的降低，果实的pH值呈下降趋势；但也有研究证实葡萄果实的pH值与果实直径和重量无相关性[24]。与葡萄果皮色素不同的是，果粒的TSS、TA和pH值等仅与葡萄浆果成分直接相关[35]。赤霞珠、梅鹿辄、西拉、霞多丽和雷司令等都是目前国内外酿造葡萄酒过程中最常选用的酿酒葡萄品种，但不同研究者的研究结论彼此间出现了不一致，甚至相反的情况，笔者认为导致这种现象的主要原因在于不同研究者对酿酒葡萄果实异质性进行研究时，所选用的分类分级方法和分类分级参数值存在较大差异，这就需要研究者建立不同的果实分类分级数据模型，以此来寻找不同分类分级方法间存在的科学关系，并在此工作的基础上，增加研究的年限，进一步提高所选分类分级参数值的科学合理性，确保研究对象的栽培管理措施尽可能一致，以此来最大程度地降低年份因素和人为因素对研究结果造成的不利影响。因为酿酒葡萄果粒的大小不仅受生态微环境影响，还与栽培管理方法(如灌溉、行向、修剪、夜幕管理等)密切相关[36-40]。

除TSS、TA和TSS/TA等指标外，衡量葡萄果实成熟度的另一个指标是果实中有机酸(包括苹果酸和酒石酸)的含量。FRIEDEL等[24]对雷司令、CHEN等[23]对赤霞珠研究均表明，随果粒直径和重量的增加，果实的苹果酸含量呈增加趋势，而酒石酸含量的变化无显著性差异；而WALKER等[34]对西拉、吴明辉等[25]对赤霞珠的研究则表明，果粒重量与苹果酸含量的变化无一致规律，但随赤霞珠果粒重量增加，果实酒石酸含量呈下降趋势。苹果酸和酒石酸作为葡萄果实中2种重要的有机酸成分，它们对葡萄果实成熟度的影响作用是不同的，为此国外学者在研究酿酒葡萄的成熟度时，多会关注这2种有机酸含量的变化情况。由于我国各葡萄酒产区的生态环境与国外不同，所以建议国内学者在研究葡萄果实成熟度和果实异质性时应加强这方面的研究。

2.3 异质性对果实营养特性的影响

2.3.1 酚类物质

酚类物质是葡萄果实中一类重要的次生代谢物质，酚类物质含量的高低也是衡量酿酒葡萄品质的重要指标，酚类物质包括黄烷醇、黄酮醇和花色苷等组分[41]。前人的大量研究均已表明，随葡萄果粒直径的增大、重量和浆果密度的增加，单位体积下浆果的总酚、总花色苷、总类黄酮、总黄烷醇和总黄酮醇含量均呈下降趋势[17,20,23,25,42]。此外，刘旭等[32]研究了媚丽果实单体酚含量与其浆果密度的关系，结果表明，果实中单体酚的总量随浆果密度的增大而增加，且中、低密度浆果间差异显著；而中、高密度间增加不显著；除芦丁和水杨酸含量在中、低密度浆果间显著地增加外，大多数单体酚的含量随浆果密度的变化并不明显[32]。乐小凤等[31]研究了我国霞多丽果实单体酚与葡萄果粒大小的关系，结果表明，不同产区的大、中、小果粒果实存在以下特征，小粒果中虽检测出单体酚物质的总数最少，但单体酚物质的总量却是大、中果粒的2倍；原儿茶酸仅在大、中果粒中检出；中果粒的黄烷醇类物质总量显著高于大、小果粒；多数黄酮醇类单体酚的含量在小果粒中表现最高。上述研究结果说明，当果实的总重量相同时，葡萄果粒越小则浆果的酚类物质含量越高；果粒大小对浆果单体酚的影响主要表现在其含量上。

2.3.2 抗氧化能力

抗氧化能力是酿酒葡萄营养品质的重要表现[43]。葡萄果实的抗氧化能力受多种因素影响，并且葡萄果实的抗氧化能力与酚类物质的含量密切相关[44-47]。刘旭等[32]通过DPPH自由基清除法、铜离子还原力法和羟自由基清除法对3种不同密度的媚丽浆果的抗氧化能力进行研究，结果表明，葡萄果皮和籽粒的抗氧化能力随浆果密度的增加而增强。葡萄果粒重量和直径与浆果抗氧化能力的关系目前还未见报道。

2.4 香气物质

葡萄的品种和果实的质量是决定源于酿酒原料的香气物质组成和含量的关键因素[48]。XIE等[22]研究了梅鹿辄和蛇龙珠果实香气与葡萄果粒大小的关系，结果表明，由于中等果粒中C6/C9化合物含量较高，导致中等直径果粒的香气物质总量远高于小果粒和大果粒；中等直径的梅鹿辄果粒所含降异戊二烯类化合物的含量显著地高于大粒果，而在大、中、小直径的蛇龙珠果粒中该类物质含量没有显著性差异；萜类化合物含量在中等直径的梅鹿辄和蛇龙珠果粒中明显较高。此外，FRIEDEL等[24]对中等直径的雷司令果粒的研究也获得了相同的研究结果，这些差异将赋予中等果粒所酿造的葡萄酒较强的果香、花香及清香气味。降异戊二烯类和萜类化合物均源于果实，由于这两类挥发性物质的感官阈值(OAV)非常低[49]，并且两类挥发性物质在葡萄酒发酵过程中含量的变化幅度不大[50-51]，所以葡萄果实中的降异戊二烯类和萜类化合物含量可能会直接影响相应葡萄酒的香气特征。吴明辉等[25]研究了赤霞珠葡萄中7种典型的香气物质，结果表明，随果粒大小不同其正己醇、里那醇、萜品醇和β-紫罗兰酮含量均没有显著性变化，而Z-3-己烯醇、苯甲醛和β-大马士酮等物质的含量随果粒大小呈现“动态波动”，但与果粒大小间并未表现出明显规律。所以果粒直径和重量对葡萄果实香气物质的影响作用是多方面的，且造成这些影响的机理暂不清楚。

3 异质性对相应葡萄酒质量的影响

3.1 异质性对相应葡萄酒理化特性的影响

葡萄酒的理化特性是葡萄酒质量的根本保障。在酿造工艺一致的前提下，葡萄酒的酒精度和残糖含量与葡萄原料的TSS含量直接相关。有研究表明，果粒直径和重量的增加，对西拉、雷司令及霞多丽葡萄酒的酒精度和残糖含量没有显著性影响[20=21,24]；此外，FRIEDEL等[24]对雷司令的研究还表明，果粒直径越小，所酿造的葡萄酒的TA和苹果酸含量越低；而GIL等[21]和CHEN等[23]的研究则表明，随赤霞珠果粒直径变小，相应葡萄酒的TA含量在增加，pH值也随之降低。葡萄酒的颜色是评价葡萄酒外观质量的一个重要标准。通常用色度和色调来衡量葡萄酒的颜色。前人的大量研究表明，葡萄果粒越小，其相应葡萄酒的颜色也越深[21,23,52]。

3.2 异质性对相应葡萄酒营养特性的影响

葡萄酒的营养特性与其含有多酚等活性物质直接相关。MELO等[20]研究表明，果粒直径对西拉葡萄酒的总酚和总花色苷含量无显著性差异；FRIEDEL等[24]对雷司令葡萄酒总酚含量的研究也获得了相同的结论。而CHEN等[23]的研究则表明，中等重量的赤霞珠果粒所酿制葡萄酒的总酚和总花色苷含量最高，其次是小果粒葡萄酒，大果粒葡萄酒的含量最低，但差异对于总酚含量而言并不显著；CASASSA等[53]研究发现小粒果实酿制的葡萄酒的黄酮醇和黄烷醇含量更高；GIL等[21]的研究又表明，大、中果粒的赤霞珠葡萄酒总花色苷含量和黄烷醇类单体酚含量均低于小直径果粒的葡萄酒。通过上述研究可以看出，葡萄果粒的直径和重量对相应葡萄酒的总酚含量无显著性影响；中、小果粒所酿葡萄酒的总花色苷含量高于大果粒所酿葡萄酒，但差异并不显著。所以相对于大果粒葡萄酒而言，中、小果粒葡萄酒具有更好的营养属性。

3.3 异质性对相应葡萄酒香气物质的影响

香气属性是葡萄酒感官质量的重要组成[54-55]。CHEN等[23]研究表明，赤霞珠葡萄酒中除正己醇和2,3-丁二醇含量随葡萄果粒重量增加而降低外，果粒重量对葡萄酒中其他香气物质组成和含量没有显著性影响。FRIEDEL等[24]研究表明，除左旋松油醇含量随雷司令葡萄直径增大而降低，顺式氧化芳樟醇在小果粒葡萄酒中含量显著高于大、中果粒的酒外，果粒直径对葡萄酒中单萜烯类和降异戊二烯类香气物质的含量没有显著性影响。

3.4 异质性对相应葡萄酒感官品评的影响

感官品评是鉴定葡萄酒质量，确定葡萄酒类型和风格的重要手段和方法。MELO等[20,56]通过感官品尝证实，中等直径果粒酿制的西拉葡萄酒的整体香气质量最高，表现出较高的香气强度，果味浓郁，香气平衡感较好；而大果粒葡萄酒的整体感官质量最差，香气的平衡感不佳，酒偏酸，偏苦。WALKER等[34]对西拉葡萄酒的研究表明，相对于大果粒葡萄而言，小果粒葡萄(0.8～0.9 g和1.2～1.3 g)所酿制的葡萄酒具有更强的收敛性，究其原因主要是单位体积或重量的葡萄浆果下，小粒果含有更高的葡萄籽和葡萄皮单宁所致。

4 结语与展望

近年来，国内外学者主要围绕果粒直径、重量、成熟度及浆果密度等异质性因素对酿酒葡萄及相应葡萄酒的理化组成、营养特性和香气物质等进行了大量研究。从研究结果来看，同一酿酒葡萄品种因选用不同的果粒分类分级方法(或同一果粒分类分级方法因所选研究品种不同)会获得不同、甚至相反的研究结论。针对造成上述问题的原因，笔者认为以后的研究应从以下3方面进行：(1)需进一步探讨葡萄果实不同分类分级方法间存在的科学转换关系，以此提高因采用不同分类分级方法导致的研究结果的可比性差等问题；(2)应确保同一个品种葡萄果实分类分级参数值的一致性，以此提高研究方法的标准化程度；(3)应加强果实异质性对酿酒葡萄组成影响机理方面的基础研究。