不同砧木对赤霞珠干红葡萄酒香气成分的影响

郑秋玲，肖慧琳，唐美玲，卢建声，刘笑宏，曹志毅，王建萍，沙玉芬，宋建强，宫 磊，刘万好

（1.山东省烟台市农业科学研究院，山东 烟台 265500；2.威海神山葡萄科技股份有限公司，山东 威海 264417；3.鲁东大学 生命科学学院，山东 烟台 264025；4.山东省葡萄研究院，山东 济南 250100）

赤霞珠（Cabernet Sauvignon）原产法国波尔多地区，是世界上著名的红色酿酒品种[1]。‘赤霞珠’发芽晚、成熟期晚、果实颜色较深，果味丰富、单宁及酸度含量较高，芳香物质种类丰富，在国内酿酒产区被广泛栽培[2-3]。但在胶东地区由于春季干燥多风，赤霞珠枝条春天比较容易抽干，近几年一直提倡嫁接栽培。

葡萄的砧木嫁接源于20世纪70年代，葡萄根瘤蚜对欧洲葡萄造成了毁灭性打击，为了抵抗根瘤蚜的危害，欧洲人将欧洲葡萄嫁接在美洲葡萄以抵御葡萄根瘤蚜危害[4]。随着嫁接栽培技术的研究进展，发现砧木在抗根瘤蚜同时，可以调节树体生长势[5-7]、提高抗性[8-10]、改善果实品质[11-13]。因此生产中除了应用砧木的抗逆性之外，研究砧木改善树体的营养生长及果实品质是研究的重点，主要体现在砧木影响果实发育[12]、矿质元素吸收特性[14-15]、葡萄酒次生代谢物质的影响[16]。目前我国气候多变，低温、干旱等逆境胁迫时有发生，传统的自根苗建园容易出现病害加重（土壤病害、病毒病、真菌细菌病害）、产量下降、果实品质降低等问题；推广具有多种抗性的砧木嫁接栽培是我国葡萄生产中首要任务[17]。

香气是评价葡萄酒的重要指标，香气类别和含量决定了不同葡萄酒的风格和特色[18]；葡萄酒的香气因品种、气候环境、栽培管理措施及酿造工艺不同有较大差异[19]，本研究采用固相微萃取法（solid phase microextraction，SPME）结合气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）联用技术，分析砧木贝达（Beta）、140Ru、1103P、5BB对赤霞珠葡萄酒香气物质组成类别的影响，以期为赤霞珠葡萄的砧木选择提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验在山东省农业科学研究院蓬莱试验示范基地进行，种植地属暖温带季风区大陆性气候，年平均气温11.7 ℃，年平均降水量664 mm，年平均日照量2 826 h，无霜期平均206 d。试材为5年生赤霞珠嫁接苗，砧木分别为：贝达（Beta）、140Ru、1103P、5BB，分别记作CS/Beta、CS/140Ru、CS/1103P、CS/5BB，株行距为1.0 m×2.5 m，单干单臂整形，常规肥水管理；每种砧穗组合选取生长一致树体30株，分3个重复小区，于果实充分成熟期进行采集果实样品，每株树采集10穗果实，每小区约10 kg。

酒石酸钾钠、葡萄糖（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；盐酸、氢氧化钠（均为分析纯）：莱阳市康德化工有限公司；硫酸铜、次甲基蓝（均为分析纯）：天津市科密欧化学试剂有限公司；2-辛醇（纯度为99.9%）：美国Sigma-Aldrich 公司。

1.2 仪器与设备

PHS-3CpH计：上海仪电科学仪器股份有限公司；L3S可见分光光度计：上海仪电分析仪器有限公司；QP2010Ultra高效气相色谱-质谱联用仪；日本岛津公司。

1.3 试验方法

1.3.1 赤霞珠干红葡萄酒的制备

果实破碎入5 L小罐，按葡萄质量加入0.000 5%的SO2；加入酵母，进行主发酵-酒精发酵过程，发酵温度控制在25 ℃，发酵时间6 d，残糖降至5 g/L，主发酵结束，然后进行皮渣分离，分离后进行葡萄酒的后发酵，后发酵结束后，终止发酵；进入葡萄酒的陈酿，陈酿2个月后，澄清与过滤后，得到赤霞珠干红葡萄酒。

1.3.2 葡萄酒基本理化指标测定

葡萄酒的总糖、总酸、干浸出物、酒精度、pH测定方法按国标GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》中的方法。

1.3.3 葡萄酒芳香物质的测定

采用固相微萃取法提取葡萄酒中的香气物质，取5 mL酒样置于20 mL顶空瓶中，加入10 μL 50 μg/mL的2-辛醇作内标和磁力搅拌转子，迅速密封并摇匀，置于恒温磁力搅拌器上，将老化后的50/30 μmCAR/PDMS/DVB萃取头插入样品瓶顶空部分，于45 ℃吸附30 min，吸附后的萃取头取出后插入气相色谱进样口，于250 ℃解吸3 min，同时启动仪器采集数据。

气相色谱条件：毛细管色谱柱为DB-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；升温程序：45 ℃保持1 min，以6.0 ℃/min升温至230 ℃，保持4 min，进样口温度250 ℃，高纯氦气（He）流速1.0 mL/min。质谱条件：电子电离（electronic ionization，EI）源，质谱接口温度250 ℃，电子能量70 eV，检测器电压1 000 V。

参照美国国家标准技术研究所（national institute of standards and technology，NIST）08 标准谱库及原苗苗等[20]的方法进行芳香物质定性；以2-辛醇为内标，对芳香物质成分定量分析。数据显著性分析采用SPSS 20.0进行。

2 结果与分析

2.1 不同砧木对赤霞珠干红葡萄酒常规理化指标

不同砧木对赤霞珠葡萄酒常规理化指标的影响，结果见表1。由表1可知，不同砧木组合总糖含量在2.06～2.62 g/L之间，其中以CS/贝达组合最高，CS/1103P组合最低；总酸含量以CS/1103P组合最高，为10.96 g/L；酒精度以组合CS/贝达组合最高为11.67%vol，组合CS/1103P最低10.40%vol；干浸物含量以CS/1103P组合显著高于其他组合（P＜0.05），其他组合差异不显著（P＞0.05）；pH值均在3.21～3.45之间，不同砧木组合间没有显著性差异（P＞0.05）。

表1 不同砧木对赤霞珠干红葡萄酒基本理化指标的影响Table 1 Effect of different rootstocks on basic chemical indexes of Cabernet Sauvignon dry red wine

2.2 不同砧木对赤霞珠干红葡萄酒香气成分的影响

2.2.1 不同砧木对赤霞珠葡萄酒醇类香气物质的影响

由表2可知，不同赤霞珠砧穗组合葡萄酒中共检测出18种醇类物质，主要成分为异戊醇、2-甲基丁醇、异丁醇、苯乙醇、己醇，其含量均在100 μg/L以上；其中异戊醇、2-甲基丁醇、异丁醇、苯乙醇的含量均以组合CS/Beta含量最高，显著高于其他组合（P＜0.05），分别为：2 008.02 μg/L、1 230.20 μg/L、479.02 μg/L、796.83 μg/L，其次为组合CS/5BB，含量分别为：1 877.20 μg/L、957.40 μg/L、414.94 μg/L、622.19 μg/L，CS/140Ru含量最低；已醇以组合CS/1103P最高，显著高于其他组合（P＜0.05），组合CS/Beta含量最低，组合CS/5BB、CS/140Ru没有显著性差异（P＞0.05）。

表2 不同砧木对赤霞珠干红葡萄酒中醇类物质的影响Table 2 Effect of different rootstocks on alcohols in Cabernet Sauvignon dry red wine

2.2.2 不同砧木对赤霞珠葡萄酒酯类香气物质的影响

由表3可知，不同赤霞珠砧穗组合葡萄酒中共检测到酯类物质40种，大部分成分多以果香、花香为主；酯类化合物中含量在500 μg/L以上的有5种，分别为辛酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸异戊酯、癸酸乙酯、己酸乙酯；10～100 μg/L之间有9种，分别为十六烷酸乙酯、乙酸己酯、乙酸己酯、己酸异戊酯、肉豆蔻酸乙酯、辛酸-3-甲基丁酯、乙酸异丁酯、丁酸乙酯、乙酸苯乙酯9-癸烯酸乙酯；其他成分含量均在10 μg/L以下；辛酸乙酯成分在组合CS/5BB中含量最高达2732.12μg/L，显著高于其他组合（P＜0.05），其次为CS/Beta，含量为2 099.85 μg/L，组合CS/1103与CS/140Ru没有显著性差异（P＞0.05）。

表3 不同砧木对赤霞珠干红葡萄酒中酯类物质的影响Table 3 Effect of different rootstocks on esters in Cabernet Sauvignon dry red wine

续表

乙酸乙酯成分在组合CS/5BB含量最高为3051.55μg/L，其次为组合CS/Beta，组合CS/11103P含量显著低于其他组合（P＜0.05）；癸酸乙酯在组合CS/5BB中含量最高为1 209.94 μg/L，显著高于其他组合（P＜0.05），其次为组合CS/1103P，组合CS/140Ru含量最低；己酸乙酯成分在组合CS/5BB中含量最高为（1 209.94±10.35）μg/L，依次为组合CS/Beta、CS/140Ru、CS/1103P；其他酯类香气物质的含量存在不同的差异显著性。

2.2.3 不同砧木对赤霞珠葡萄酒醛酮类香气物质的影响

由表4可知，不同赤霞珠砧穗组合葡萄酒中共检测出15种醛酮类化合物，其中醛类8种，酮类6种；醛类化合物中，以乙醛的含量最高，含量在100 μg/L以上，其他物质含量均在10 μg/L以下；其中乙醛含量以组合CS/1103P最高为384.38 μg/L，显著高于其他组合（P＜0.05）；壬醛以组合CS/140Ru含量最高为9.66μg/L，显著高于其它组合（P＜0.05），苯甲醛以组合CS/1103P含量显著高于其他组合（P＜0.05）。

表4 不同砧木对赤霞珠干红葡萄酒中醛酮类物质的影响Table 4 Effect of different rootstocks on aldehydes and ketones in Cabernet Sauvignon dry red wine

续表

酮类物质中，3-羟基-2-丁酮、2,3-戊二酮、3-辛酮含量在1 μg/L以上，其中3-羟基-2-丁酮含量以组合CS/Beta显著高于其他组合（P＜0.05），其次为组合CS/1103P、CS/140Ru，其含量没有差异显著性（P＞0.05）；2,3-戊二酮含量以组合CS/5BB最高，其次为CS/Beta、CS/1103P，其含量差异不显著（P＞0.05）；3-辛酮含量组合CS/5BB、CS/1103P、CS/140Ru含量较高，显著高于组合CS/Beta（P＜0.05）。

2.2.4 不同砧木对赤霞珠葡萄酒酸类香气物质的影响

表5 不同砧木对赤霞珠干红葡萄酒中酸类物质的影响Table 5 Effect of different rootstocks on acids in Cabernet Sauvignon dry red wine

由表5可知，不同赤霞珠砧穗组合葡萄酒中共检测出10种酸类化合物，其中以辛酸、乙酸、己酸、癸酸含量较高，均在10 μg/L以上；辛酸以组合CS/5BB含量显著高于其他组合（P＜0.05），其次为组合CS/Beta，组合CS/1103P、CS/140Ru差异不显著（P＞0.05）；乙酸以CS/Beta组合含量显著高于其他组合（P＜0.05），其次为组合CS/140Ru；己酸、癸酸含量均以组合CS/5BB显著高于其他组合（P＜0.05）。

2.2.5 不同砧木对赤霞珠葡萄酒萜烯类香气化合物的影响

表6 不同砧木对赤霞珠干红葡萄酒中萜烯类物质的影响Table 6 Effect of different rootstocks on terpenes in Cabernet Sauvignon dry red wine

由表6可知，赤霞珠不同砧穗组合的葡萄酒中共检测出萜烯类化合物11种，其中香叶基丙酮、大马士酮、香叶醇含量均在4 μg/L之上，D-柠檬烯、香茅醇为含量均在1 μg/L之上，其中香叶基丙酮含量以组合CS/5BB最高为19.27μg/L，是最低组合CS/140Ru的2.5倍；大马士酮含量以组合CS/1103P含量显著高于其他组合（P＜0.05），其次为组合CS/5BB、CS/Beta，组合CS/140Ru含量最低；香叶醇含量以组合CS/1103P、CS/5BB、CS/Beta含量较高，三者之间差异不显著（P＞0.05），但均显著高于组合CS/140Ru（P＜0.05），D-柠檬烯含量以组合CS/1103P最高，其次为CS/5BB，两者差异不显著（P＞0.05），但均显著高于组合CS/140Ru、CS/Beta（P＜0.05），香茅醇含量不同组合差异不显著（P＞0.05）。

2.3 不同砧木对赤霞珠葡萄酒中香气类别的影响

不同砧木对赤霞珠葡萄酒中香气类别的影响见图1。由图1可知，赤霞珠不同砧穗组合中共检测出香气成分94种，为4个组合共有，主要为醇类18种，酯类40种，醛酮类15种，酸类10种，萜烯类化合物11种。不同砧穗组合香气总量以CS/5BB最高，其他依次为CS/Beta、CS/1103P、CS/140Ru；不同成分所占的比例高低顺序为：酯类、醇类、醛酮类、酸类、萜烯类化合物，其中醇类化合物中，以组合CS/Beta含量最高，组合CS/5BB占比最低；酯类化合物中不同组合所占比例高低顺序为：CS/5BB、CS/140Ru、CS/1103P、CS/Beta；醛酮类化合物中，以组合CS/1103P占比最高，CS/5BB最低，酸类、萜烯类化合物中不同组合所占比例差异不大。

图1 不同砧木对赤霞珠干红葡萄酒香气物质类别的影响Fig.1 Effects of different rootstocks on aroma components types in Cabernet Sauvignon dry red wine

3 结论

本研究评价了砧木贝达（Beta）、5BB、1103P、140Ru嫁接对赤霞珠葡萄酒风味物质的影响。结果表明，砧木5BB香气物质总量最高为14 494.07 μg/L，葡萄酒中酯类化合物、酸类化合物、萜烯类化合物含量最高分别为9 406.61 μg/L、280.41 μg/L、203.75 μg/L，增加了葡萄酒的特征香气；砧木贝达增加了香气物质的总含量，醇类香气物质含量最高为5 067.88 μg/L，砧木1103P醛酮类化合物含量最高为418.70 μg/L；砧木140Ru香气总量与1103P差别不大。结果表明，砧木5BB与贝达对提升赤霞珠葡萄酒香气物质有促进作用，可以作为赤霞珠适宜的砧木。