新疆三个产地西拉葡萄成熟期品质变化及最适采收期预测

张亚飞，杜展成，姚 瑶，杜林笑，乔 洁，李学文*

（1.新疆农业大学 食品科学与药学学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2.新疆芳香庄园酒业股份有限公司，新疆 和硕 841200）

在葡萄成熟过程中，葡萄浆果中的酚类物质、酸类物质和糖类物质等变化对于葡萄果实来说具有重要意义，但是由于葡萄品种、土壤情况、气候条件和栽培管理方式等因素的不同，导致葡萄浆果品质及其多酚含量也存在较大差异[1-2]。在特定的情况下，葡萄的适时采收将直接影响葡萄酒的品质[3]。在葡萄酒酿酒过程中酚类化合物通过浸渍作用转移到葡萄酒中，对其颜色、香气和感官特性等起决定性的作用[4-5]，因此要酿制优质葡萄酒除了考虑基础理化指标，还应参考与葡萄酒质量密切相关的多酚类物质[6-7]。

对于红色酿酒葡萄成熟度的判断，国内外尚未有统一判定标准。目前主要为酚类物质成熟度和技术成熟判定[8-9]，而生产中采收期则一般以糖、酸及其比值为成熟度判定标准[10]。崔文娟等[11]对烟台产区赤霞珠葡萄进行持续两年的跟进研究，并运用主成分分析（principal component analysis，PCA）确定了该地区赤霞珠葡萄的最适采收期；刘旭等[12]运用主成分分析（PCA）法研究发现，陕西省泾阳县赤霞珠葡萄在转色后第7周具有较好的成熟度。

本研究从西拉葡萄转色期开始，持续监测新疆哈密、昌吉、和硕三个产地西拉葡萄理化指标及总酚、单宁、花色苷、类黄酮及黄烷醇等酚类物质含量变化，探讨理化指标与多酚指标的相关性，并运用主成分分析（PCA）法确定其最适采收期，以期为新疆哈密、昌吉、和硕三个产地生产优质西拉葡萄酒提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

酿酒葡萄西拉分别采收于哈密新雅酒庄（42°40.26′N，93°41.13′E），2009年定植，株行距4.0 m×1.0 m；昌吉中粮长城酒庄（44°18.59′N，87°27.35′E），2012年定植，株行距3.0 m×0.5 m；硕国菲酒庄（42°14.09′N，87°16.15′E），2008定植，株行距4.0 m×1.0 m。三个产地葡萄均从各自转色期后开始采样，采样时在葡萄树阴、阳面的上、中、下部位随机采样，样品当天运至实验室测定还原糖、可滴定酸、pH值等理化指标。同时在每株葡萄上随机剪下约三分之一的带梗葡萄，用液氮速冻后放置-20 ℃条件下储存备用，用于测定果皮多酚含量。

（+）-儿茶素（纯度≥95%）：美国Sigma公司；浓盐酸、乙酸钠、没食子酸：天津市光复科技发展有限公司；氢氧化钠、酒石酸钾钠、钨酸钠、磷钼酸、磷酸、三氯化铝、甲醇、钼酸钠：天津市致远化学试剂有限公司；硫酸锂、无水碳酸钠、体积分数为95%的乙醇、亚硝酸钠：天津市市北联精细化学品开发有限公司；单宁酸（分析纯）：上海山浦化工有限公司；芦丁（纯度≥95%）：国药集团化学试剂有限公司；对二甲氨基肉桂醛（p-dimethylaminocinnamaldehyde，p-DMACA）（纯度98%）：上海源叶生物科技有限公司；试验所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

SF-GL-16A高速冷冻离心机：上海棱谱仪器仪表有限公司；TU-1810紫外分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；PAL-1手持测糖仪：日本爱拓（ATAGO）公司；KQ-100B型超声波清洗器：上海江莱生物科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 理化指标测定

参照王华[13]的方法，采用菲林试剂滴定法测定还原糖含量；采用NaOH滴定法测定可滴定酸含量（以酒石酸计）；采用称重法测百粒质量；采用pH计检测pH值；采用手持折光仪检测可溶性固形物含量。

1.3.2 果皮多酚类物质测定

总酚含量测定采用福林-肖卡法[14]；单宁含量测定采用福林-丹尼斯法[15]；花色苷含量测定采用pH示差法[16]；类黄酮含量测定参考PEINADO J等[17]的方法；总黄烷醇含量测定采用p-DMACA-盐酸法[18]。

1.3.3 数据处理

采用Excel 2016录入数据并做初步计算，运用SPSS 19.0和Origin 8.5进行数据处理和作图。

2 结果与分析

2.1 不同采收期三个产地西拉葡萄理化指标的变化

新疆哈密、昌吉、和硕三个产地西拉葡萄从转色期开始各指标的变化结果分别为表1～表3。由表1～表3可知，三个产地西拉葡萄的可溶性固形物含量、还原糖含量、糖酸比和pH值在整个成熟阶段含量不断增加，可滴定酸含量不断降低，而三个产地西拉葡萄百粒质量均呈现先增高后降低的趋势，这或是由于在成熟过程中葡萄果实中物质处于积累与消耗的平衡中，致使百粒质量逐渐趋于稳定[19]，而在葡萄采收前酒庄一般会采取控水等措施以期增加葡萄果实的糖度，因而造成了葡萄百粒质量的下降。

表1 哈密西拉葡萄理化指标的变化Table 1 Changes of physical and chemical indicators of Hami Syrah grape

表2 昌吉西拉葡萄理化指标的变化Table 2 Changes of physical and chemical indicators of Changji Syrah grape

表3 和硕西拉葡萄理化指标的变化Table 3 Changes of physical and chemical indicators of Heshuo Syrah grape

一般研究认为糖酸比≥20时，能酿制出优质的葡萄酒[20]，直至采收结束，哈密、昌吉、和硕三个产地西拉葡萄糖酸比分别为42.39、46.57和32.13；其中昌吉西拉葡萄的可溶性固形物、还原糖、糖酸比和pH值最高，分别为27.95%、307.81 g/L、46.57和3.91；可滴定酸含量最低的为哈密西拉，为6.51 g/L；而和硕西拉的百粒质量最高，为140.52 g。

2.2 不同采收期三个产地西拉葡萄皮酚类物质含量的变化

图1 哈密西拉葡萄皮中多酚含量的变化Fig.1 Changes of polyphenols contents in grape skin of Hami Syrah

由图1可知，不同采收期哈密西拉葡萄皮中总酚含量与单宁含量变化趋势一致，花色苷含量在整个采收阶段持续上升，类黄酮含量与黄烷醇含量变化趋势基本一致。至最后一次采收（9月9日），所有多酚类物质含量均达到最大，分别为13.10 mg/g、11.96 mg/g、4.60 mg/g、18.32 mg/g及1.68 mg/g。

图2 昌吉西拉葡萄皮中多酚含量的变化Fig.2 Changes of polyphenols contents in grape skin of Changji Syrah

由图2可知，不同采收期昌吉西拉葡萄皮中总酚含量、花色苷含量、类黄酮含量和黄烷醇含量变化趋势皆为上升-下降，但总酚含量和黄烷醇含量出现下降趋势的日期较早，单宁含量在整个采收阶段呈现逐渐上升趋势。各多酚类物质含量出现最大值的日期不同，总酚含量和黄烷醇含量在9月4日最高，分别为15.12 mg/g和1.98 mg/g；花色苷含量和类黄酮含量在9月11日最高，分别为6.61 mg/g和22.76 mg/g；单宁含量在9月19日最高，为13.02 mg/g。

图3 和硕西拉葡萄皮中多酚含量的变化Fig.3 Changes of polyphenols contents in grape skin of Heshuo Syrah

由图3可知，不同采收期和硕西拉葡萄皮中总酚含量和黄烷醇含量变化趋势一致，单宁含量和类黄酮含量变化趋势基本一致，花色苷含量在整个采收期含量持续上升。至8月27日，总酚含量、单宁含量、类黄酮含量和黄烷醇含量达到最高，分别为14.88 mg/g、12.51 mg/g、22.92 mg/g和2.05 mg/g；花色苷含量于最后一次采收（9月3日）含量达到最高，为5.08 mg/g。

2.3 三个产地西拉葡萄理化指标与多酚含量的相关性分析

由表4可知，和硕西拉可溶性固形物与花色苷呈显著正相关（P＜0.05）；昌吉西拉可滴定酸与总酚、单宁和花色苷呈显著负相关（P＜0.05），与黄烷醇呈极显著负相关（P＜0.01），还原糖与单宁呈显著正相关（P＜0.05）；三个产地西拉还原糖均与花色苷呈显著正相关（P＜0.05），相关系数分别为0.904、0.825和0.905，这与HRAZDINA G等[21]研究认为，果实中花色素含量与糖类物质密切相关的结论相符；昌吉西拉糖酸比与单宁和花色苷呈显著正相关（P＜0.05），和硕西拉糖酸比与总酚呈显著正相关（P＜0.05），与花色苷呈极显著正相关（P＜0.01）；三个产地西拉pH值均与花色苷呈显著正相关（P＜0.05），其中昌吉西拉pH值与花色苷呈极显著正相关（P＜0.01），相关系数分别为0.864、0.947和0.897；昌吉与和硕西拉pH值与总酚呈显著正相关，且昌吉西拉pH值与单宁呈极显著正相关（P＜0.01），与黄烷醇呈显著正相关（P＜0.05）；哈密西拉百粒质量与黄烷醇呈显著负相关（P＜0.05）。

表4 三个产地西拉葡萄理化指标与多酚含量的相关性分析Table 4 Correlation analysis between physical and chemical indicators and polyphenols contents in Syrah grapes from three producing areas

2.4 三个产地西拉葡萄主成分分析及最适采收期

将新疆哈密、昌吉、和硕三个产地西拉葡萄所测各种指标数值分别构成原始数据矩阵，计算特征值和方差贡献率，结果见表5。由表5可知，依据累计贡献率＞85%的原则，三个产地累计贡献率均＞85%，能够全面反映不同采收期各地西拉葡萄果实的品质。

表5 主成分方差解释Table 5 Variance explained of principal components

由SPSS 19.0软件得到三个产地西拉葡萄不同采收期相对应的主成分系数矩阵，以此构建函数方程式1～式6，式1和式2为哈密西拉葡萄两个主成分的函数方程，式3和式4为昌吉西拉两个主成分的函数方程，式5和式6为和硕西拉葡萄两个主成分的函数方程（函数中的X值为标准化后变量（X1～X11分别代表可溶性固形物、可滴定酸、还原糖、糖酸比、pH、百粒质量、总酚、单宁、花色苷、类黄酮和黄烷醇））。

以不同采收期三个产地西拉葡萄各主成分的特征值作为权重数，对各自的F1和F2进行加权计算，可得综合值F函数方程式7、式8和式9，分别为哈密、昌吉与和硕西拉葡萄不同采收期综合值F函数方程，F值越大，说明葡萄品质越好。

表6 三个产地不同采收期西拉葡萄品质的综合评价Table 6 Comprehensive evaluation of Syrah grape quality in different harvesting periods in three production areas

以不同采收期的F值大小为标准对三个产地西拉品质进行综合评判，以此来预测三个产地西拉的最适采收期。由表6可知，三个产地的最适采收期各不相同，哈密西拉最适采收期为9月9日，昌吉西拉最适采收期为9月11日，和硕西拉最适采收期为9月3日。其中昌吉与和硕产地经度相似，纬度相差较大，理论上纬度越低光照时间越长，温度越高，也因此葡萄成熟的越快；而哈密与和硕产地纬度较为接近，或因此最适采收日期相距较近。

3 结论

随着采收期的推迟，三个产地的糖类含量、pH值不断增加，可滴定酸含量不断减少，三个产地相比较，昌吉地区西拉葡萄可溶性固形物、还原糖、糖酸比和pH值均为三个产地最高，哈密地区西拉葡萄的可滴定酸含量最低，和硕地区西拉葡萄百粒质量最高。相关性分析结果显示，三个产地西拉葡萄理化指标与多酚含量联系紧密，各产地西拉葡萄花色苷含量均与pH值和还原糖含量呈现显著正相关（P＜0.05），其中昌吉产地花色苷含量与pH值呈极显著正相关（P＜0.01）。

葡萄的品质与当地的气候、降雨量以及不同庄园间管理模式有着密切的关系，通过主成分分析不同采收期新疆哈密、昌吉和和硕西拉酿酒葡萄可知，哈密西拉葡萄最适采收期为9月9日，昌吉西拉葡萄最适采收期为9月11日，和硕西拉葡萄最适采收期为9月3日。本研究结果旨在为新疆三个产地西拉酿酒葡萄建立完善的采收机制提供一定参考。