疏穗对‘赤霞珠’葡萄酒类黄酮物质含量的影响

曾桂花，高飞飞，惠竹梅,2，张振文,2*

(1.西北农林科技大学 葡萄酒学院，陕西 杨陵 712100；2.陕西省葡萄与葡萄酒工程中心，陕西 杨陵 712100)

葡萄藤负载量是影响葡萄果实和葡萄酒品质的重要因素[1]。葡萄藤负载量过高会减弱营养生长，导致果粒过小、果实着色差、果肉风味淡、成熟期延迟；过低会导致植株营养生长旺盛，果实品质和产量降低[2-4]。疏穗是葡萄栽培中常用的调控葡萄藤负载量的措施。一方面，疏穗调节了库源比例关系，提高光合作用效率，增强植株生长发育；另一方面，疏穗改变了剩余果穗生长的微环境，有利于葡萄果实生长发育[5-6]。疏穗时间和疏穗水平的选择很重要，太早疏穗或过量疏穗都会导致植株营养生长过于旺盛，不利于果实品质的提高[7-8]。研究发现，在葡萄果实豌豆大小时期和转色期疏穗是最合适的[6,8]。

类黄酮物质是以1个吡喃环连接2个芳香环为骨架结构的一类次生代谢产物，是葡萄果实和葡萄酒重要的品质指标[9]。花色苷、黄烷-3-醇和黄酮醇是葡萄和葡萄酒中最重要的3种类黄酮化合物[10-11]。其中，花色苷是葡萄果实和葡萄酒中的主要呈色物质；黄烷-3-醇是葡萄酒中苦味和涩味的主要来源，构成了葡萄酒的基本骨架；黄酮醇可以与花色苷作用生成稳定的复合物，对葡萄酒颜色的形成和稳定有重要影响[12-14]。遗传特性、气候条件和栽培措施等因素都会影响葡萄和葡萄酒中类黄酮物质的种类和含量[10,15-17]。本研究比较了不同疏穗处理下‘赤霞珠’葡萄酒中类黄酮物质的含量，研究疏穗对其的影响，以期为山西乡宁地区酿酒葡萄的管理提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在山西省乡宁县戎子酒庄进行(35.97°N，110°E)。该地区属于暖温带大陆性气候，雨热同期，全年日照时数约2 500 h，有效积温1 500～1 700℃，无霜期212 d[18]。园内酿酒葡萄‘赤霞珠’(Vitisvinifera‘Cabernet Sauvignon’)于2012年定植，南北行向，行距2.5 m，株距1.2 m。

1.2 试验设计

在葡萄果实豌豆粒大小时期进行疏穗处理。试验设3个处理，葡萄藤负载量分别为22(CK)、16穗·株-1(C1)和10穗·株-1(C2)。每次处理包括3个生物学重复，每个重复包括15株长势一致的健康植株。在果实成熟期采样20 kg，参考李华[19]的方法酿造干红葡萄酒。

1.3 项目测定

1.3.1 基本理化指标测定 酒精度、残糖、总酸和挥发酸测定参照王华[20]的方法进行。

1.3.2 单体花色苷、黄烷醇和黄酮醇物质测定 采用Agilent 1100系列LC/MSD Trap-VL液相色谱-离子阱质谱联用仪检测单体花色苷。采用Agilent1200系列LC/MSD Trap-VL高效液相色谱-离子阱质谱联用仪检测黄烷醇和黄酮醇。酒样经过0.45 μm水系滤膜过滤后进样，分析条件参照Y.Wangetal[21]的方法。单体花色苷、黄烷醇和黄酮醇的定性与定量分析参考N.N.Liangetal[22]的方法。

1.4 数据处理

使用Excel 2010进行数据统计；SPSS 20.0进行单因素方差分析(one-way analysis of variance,ANOVA)；Rstudio软件进行聚类分析和主成分分析(principal component analysis,PCA)。

2 结果与分析

2.1 疏穗对葡萄酒基本理化指标的影响

由表1可见，不同疏穗处理‘赤霞珠’干红葡萄酒均符合国标(GB 15037-2006)的标准要求。各处理之间残糖和挥发酸含量相近，处理之间差异不显著。与CK相比，C1和C2处理不同程度地提高了酒样的酒精度，降低了总酸含量。

表1 疏穗对葡萄酒理化指标的影响Table 1 Effect of cluster thinning on physicochemical indices of wine

2.2 疏穗对葡萄酒花色苷的影响

在葡萄酒中共检测出18种单体花色苷，包括花青素、花翠素、甲基花青素、甲基花翠素和二甲花翠素5种基本花色苷及其乙酰化、香豆酰化和咖啡酰化衍生物。其中，二甲花翠素葡萄糖苷含量最高，约占总花色苷含量的70%。C1、C2处理酒样中单体花色苷含量较CK分别提高了7.61%和15.95%，均达到差异显著水平。

根据代谢路径将花色苷分成3′-羟基取代花色苷和3′5′-羟基取代花色苷。3′-取代花色苷包括花青素葡萄糖苷、甲基花青素葡萄糖苷及其酰基化花色苷，3′5′-取代花色苷包括花翠素葡萄糖苷、甲基花翠素葡萄糖苷、二甲花翠素葡萄糖苷及其酰基化花色苷[23]。与CK相比，C1和C2处理酒样中3′-取代花色苷含量分别提高了15.94%和10.76%，3′ 5′-取代花色苷含量分别提高了6.36%和16.73%，差异显著。

花色苷的糖残基可以与有机酸发生葡萄糖苷酰化反应，生成较为稳定的酰化花色苷。在酿酒葡萄中，花色苷的酰化主要有乙酰化、香豆酰化和咖啡酰化[9]。在本试验中，非酰化花色苷占总量的60%以上，其次为乙酰化花色苷，占总量的29%～33%。C1和C2处理均显著提高了葡萄酒中非酰化花色苷和酰化花色苷的含量。

2.3 疏穗对葡萄酒黄烷醇的影响

在葡萄酒中共检测到7种黄烷醇(表3)，分别为原花色素B1、原花色素B2、原花色素C1、棓儿茶素、表棓儿茶素、儿茶素和表儿茶素。其中，儿茶素和表儿茶素是含量较高的2种黄烷醇物质，分别占黄烷醇总含量的32%～43%和40%～48%。C1和C2处理黄烷醇含量较CK分别提高了39.03%和98.86%，均达到差异显著水平。

表2 疏穗对葡萄酒单体花色苷的影响Table 2 Effect of cluster thinning on the monomeric anthocyanins in wine /(μg·L-1)

表3 疏穗对葡萄酒黄烷醇的影响Table 3 Effect of cluster thinning on the flavanols in wine /(μg·L-1)

2.4 疏穗对葡萄酒黄酮醇的影响

由表4可知，共检测到8种黄酮醇物质，主要为槲皮素类、丁香亭类和杨梅酮类。不同处理黄酮醇总含量表现为CK(5.73 μg·L-1)>C2(5.65 μg·L-1)>C1(4.94 μg·L-1)。C2处理黄酮醇含量较CK略有降低，但差异不明显，C1处理黄酮醇含量较CK降低了14.08%，差异显著。

表4 疏穗对葡萄酒黄酮醇的影响Table 4 Effect of cluster thinning on the flavonols in wine /(μg·L-1)

2.5 不同疏穗处理葡萄酒类黄酮物质聚类分析和PCA分析

对不同疏穗处理酒样中的类黄酮物质进行聚类分析(图1)。由图1可知，33种类黄酮物质被聚为Ⅱ大类。第Ⅰ类物质包括甲基花青素乙酰化葡萄糖苷、二甲花翠素咖啡酰化葡萄糖苷和甲基花翠素葡萄糖苷等17种物质，其含量均表现为CK处理低于C1和C2处理，说明疏穗提高了这些物质的含量。第Ⅱ类物质包括槲皮素-3-O-半乳糖苷、杨梅酮、反式二甲花翠素香豆酰化葡萄糖苷等16种物质，其含量在疏穗后有一定程度的降低。对不同处理进行聚类分析，结果表明C1和CK处理聚为一类，说明C1和CK处理对类黄酮物质的影响呈现类似表现。

图1 不同疏穗处理葡萄酒类黄酮醇物质聚类分析Fig.1 Cluster analysis of flavonoid compounds in wine with cluster thinning treatment

为探究类黄酮物质在不同疏穗处理酒样中的分布及其相互关系，对葡萄酒的基本理化指标和类黄酮组分进行PCA分析。结果表明，前2个主成分解释了总方差的83.60%。由载荷图(图2B)可知，12种花色苷和6种黄烷醇位于PC1正端，C2处理的酒样在这些成分附近，该酒样中这18种类黄酮物质的含量较高。花翠素乙酰化葡萄糖苷、花青素乙酰化葡萄糖苷、表棓儿茶素等8种类黄酮物质和处理CK酒样位于PC2正端。反式-二甲花翠素香豆酰化葡萄糖苷、杨梅酮-葡萄糖苷和C1处理酒样位于PC1与PC2的负向端，说明该酒样中这2种物质的含量较高。

注：A.得分图；B.载荷图；1.残糖；2.总酸；3.挥发酸；4.酒精度；5.干浸出物；6.花翠素-3-O-葡萄糖苷；7.花青素-3-O-葡萄糖苷；8.甲基花翠素葡萄糖苷；9.甲基花青素葡萄糖苷；10.花翠素-3-O-(6-O-乙酰化)葡萄糖苷；11.花青素-3-O-(6-O-乙酰化)葡萄糖苷；12.甲基花翠素乙酰化葡萄糖苷；13.甲基花青素乙酰化葡萄糖苷；14.甲基花翠素咖啡酰化葡萄糖苷；15.花青素香豆酰化葡萄糖苷；16.二甲花翠素咖啡酰化葡萄糖苷；17.甲基花翠素香豆酰化葡萄糖苷；18.顺式-甲基花青素香豆酰化葡萄糖苷；19.顺式-二甲花翠素香豆酰化葡萄糖苷；20.反式-甲基花青素香豆酰化葡萄糖苷；21.反式-二甲花翠素香豆酰化葡萄糖苷；22.二甲花翠素葡萄糖苷；23.二甲花翠素乙酰化葡萄糖苷；24.原花色素B1；25.原花色素B2；26.棓儿茶素；27.表棓儿茶素；28.儿茶素；29 原花色素C1；30.原儿茶素；31.杨梅酮-葡萄糖苷；32.槲皮素-3-O-半乳糖苷；33.槲皮素-3-O-葡萄糖苷；34.丁香亭-葡萄糖苷；35.鼠李糖素-3-O-葡萄糖苷；36.杨梅酮；37.槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸酐；38.丁香亭-半乳糖苷。图2 不同疏穗处理与葡萄酒品质相关物质的主成分分析Fig.2 Pincipal component analysis of substances related to wine quality under cluster thinning treatment

3 结论与讨论

有研究报导，疏穗可以提高葡萄酒的酒精度和酚类物质含量[24]，也有研究表明，疏穗对葡萄酒的理化指标没有显著影响[25-26]。在本研究中，疏穗提高了葡萄酒的酒精度，降低了总酸含量，对挥发酸和残糖的影响较小。类黄酮物质对葡萄酒的感官特性和生理活性功能有重要影响[12-14]。先前的研究表明，疏穗对葡萄果实和葡萄酒中类黄酮物质的影响因气候条件和试验品种有所差异，但总的来说，疏穗促进了葡萄果实中类黄酮物质的积累，增加了葡萄酒中类黄酮物质的含量[27-29]。本研究中，不同程度疏穗处理均增加了葡萄酒中类黄酮物质的总含量。

花色苷是葡萄酒中的主要呈色物质，其含量和组成决定了葡萄酒的色度、色调及颜色稳定性[12,25]。研究表明，疏穗会影响葡萄果实和葡萄酒中花色苷的含量和比例[30-31]。D.Ivanisevicetal[32]报道，花后7 d进行1穗/新梢疏穗处理增加了‘赤霞珠’和‘Probus’葡萄酒中总花色苷和酰化花色苷的含量。在本试验中，C1和C2处理均增加了‘赤霞珠’葡萄酒中花色苷的总含量及酰化花色苷所占比例，与前人研究一致[32]，说明疏穗能加深葡萄酒的颜色。黄烷醇和黄酮醇使葡萄酒具有苦味和收敛性，构成了葡萄酒的基本骨架[14]。同时这些物质还可以增强和保护葡萄酒的颜色[9,14]。研究表明，疏穗对葡萄酒黄烷醇和黄酮醇的影响并不一致。J.Rescicetal[33]发现在浆果豌豆大小时期疏除40%～50%的果穗对‘Blauer Portugieser’葡萄酒中黄烷醇含量没有显著影响，但提高了黄酮醇的含量。M.Karoglanetal[34]得出相反的结论，认为在花后30 d进行1穗/新梢的疏穗处理提高了‘美乐’和‘赤霞珠’葡萄酒中总酚和黄烷-3-醇的含量。本试验发现疏穗提高了‘赤霞珠’葡萄酒中黄烷醇的含量，但降低了黄酮醇的含量。这些数据之间的差异可能是由栽培条件、气候和品种等因素造成的。

总体而言，疏穗有利于‘赤霞珠’葡萄酒中类黄酮物质含量的提高，其中，当葡萄藤负载量为10穗·株-1时，葡萄酒中类黄酮物质含量最高。因此，建议以此为依据结合经济效益和成本预算，合理疏穗。