不同葡萄品种果实品质与葡萄酒香气成分的比较分析*

孙 薇，刘成敏，单守明，王佳薇，金 悦

（宁夏大学农学院，宁夏 银川 750021）

葡萄（Vitis viniferaL.）属于葡萄科（Vitaceae）葡萄属（VitisL.），落叶藤本植物[1-2]。葡萄是世界上广泛种植的水果之一，是世界上的重要经济作物，除可以鲜食外，还可以酿酒、制干、制汁及酿果醋等，经济价值极高，在世界果树生产中占据重要位置[3]。葡萄果实品质是影响葡萄酒品质和口感的决定指标，高品质葡萄酒来源于优质的葡萄原料，葡萄品质好坏直接关系到葡萄酒质量的优劣[4-5]。香气是葡萄酒的重要感官质量指标之一，构成物质十分复杂，直接决定着葡萄酒的感官品质[6-7]。不同品种的葡萄所含有的香气物质的种类和含量不同，导致葡萄及葡萄酒的风味和典型特征也呈现很大差异。常见的香气化合物按化学类别主要分为酯类、醇类、有机酸类、烷类等几大类[8-9]。宁夏的葡萄种植面积达到46 万亩，是我国最大的酿酒葡萄集中连片产区，占全国酿酒葡萄面积的四分之一[8-9]。

近年来，宁夏酿酒葡萄栽培面积快速扩大，宁夏葡萄酒名气越来越大，推动当地经济快速提升，但有利也有弊，较为盲目地发展、品种区域布局不规范、栽培设施不先进，使葡萄果实品质达不到预期，因此有必要对宁夏地区葡萄品质进行研究，从而提高品质葡萄酒的产量并促进该地区酿酒葡萄产业健康发展[10-11]。本试验对宁夏市6种酿酒葡萄的主要理化品质指标进行研究，优选酿酒葡萄的品种，为提高该产区的葡萄果实和葡萄酒的品质提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所用单品种葡萄均来自宁夏贺兰山东麓金山小产区同一产区酿酒葡萄园内，选择5 年生“桑娇维塞”（Vitis viniferaL.Sangiovese）、“西拉”（Vitis viniferaL.Syrah）、“小味尔多”（Vitis viniferaL.Petit Verdot）、“巴贝拉”（Vitis viniferaL.Barbera）、“佳丽酿”（Vitis viniferaL.Cabernet Franc）、“摩尔多瓦”（Vitis viniferaL.Moldova）。葡萄年份为2019—2020年。试验期间对供试植株进行常规管理（肥水管理和病虫害防治与常规一致）。“厂”字架形，1.5 m 高叶幕；株行距1.0 m×3.0 m；基本相似的单株负载量；南北行向，单篱架、无主干多主蔓整形，灌溉方式为沟灌。

1.2 试验地概况

试验基地位于宁夏贺兰山东麓产区平吉堡酿酒葡萄园内，该试验基地位于北纬38°38′～38°26′，东经105°49′～106°22′，是温带干旱气候区，昼夜温差大，干燥少雨，十分干旱，虫害较少，日照充足，葡萄生长周期长。该地区年平均气温8.7 ℃，无霜期平均167 d，年平均降水量201.4 mm，十分适合酿酒葡萄的生长发育[12-13]。

1.3 试验方法

1.3.1 葡萄酒的酿造

干型红葡萄酒酿造工艺参考小容器酿造法[14]，具体工艺流程如下：葡萄原料→果实分选→除梗破碎→浸渍发酵→发酵启动→倒罐→皮渣分离（比重1.010）→酒精发酵监控→测残糖（＜2 g/L）→终止发酵（比重0.992）→自然澄清→倒罐→低温冷藏→装瓶。

1.3.2 理化指标的测定

外观品质指标测定方法：粒质量测定，每个处理随机选取葡萄果粒20 粒，并用电子天平称取其重量，重复3 次，求得平均单粒重。内在品质指标测定方法：可溶性固形物采用PAL-1 型数显手持糖度计测定；可滴定酸采用0.1 mol/L的NaOH进行滴定；可溶性总糖采用蒽酮硫酸比色法测定；还原糖采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定；总花色苷采用盐酸甲醇比色法测定；总酚采用福林酚法测定；单宁采用福林丹尼斯法测定。

1.3.3 香气成分的测定

葡萄酒中香气物质的萃取采用顶空-固相微萃取法（headspace-solid phase microextraction,HSSPME）[15]。称取2 g NaCl 于20 mL 样品瓶中，准确量取8 mL 葡萄酒样品加入顶空瓶中，同时添加394.08 μg/L 的内标物4-甲基-1-戊醇10 μL，加盖密封，常温放置20 min，振荡混匀。插入CAR/DVB/PDMS 萃取纤维，45 ℃下吸附30 min，将萃取纤维在GC 进样口于250 ℃下解吸3 min，进行GC-MS分析。

香气成分的测定色谱条件：GC-MS 的检测条件参照王华等的方法，有所改动[16]。Inert Cap WAX极性色谱柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm），升温程序：40 ℃保持5 min，以3 ℃/min升至120 ℃，再以8 ℃/min升至230 ℃，保持10 min；载气（He）流速0.8 mL/min，不分流。质谱条件：电子轰击离子源；电子能量70 eV；传输线温度275 ℃；离子源温度230 ℃；激活电压1.5 V；灯丝流量0.25 mA；质量扫描范围33 m/z～450 m/z。定性定量方法定性分析：以正构烷烃（C6-C32）为标准采用Kovats 法测定了所有组分的保留指数。通过与标准物质保留时间、保留指数、自建库以及NIST 14 谱库检索进行化合物的定性分析，并结合相关文献对化合物定性结果进一步验证。定量分析：有标准品的化合物采用外标定量法进行化合物定量分析，没有标准品的化合物以4-甲基-1-戊醇为内标物质，进行半定量分析。

1.4 数据分析

所有样品均分别平行测定3 次，取平均值。采用Excel 2019软件进行数据整理；采用SPSS 20.0软件进行单因素方差分析，比较不同处理间的差异显著性（P ＜0.05）、相关分析和多元线性回归分析；采用Origin 2018a软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同品种酿酒葡萄果实常规品质指标品质分析

由表1 可以得出，不同品种酿酒葡萄果实基本物理指标之间存在显著性差异。所有品种单粒质量在26.26 g～48.88 g范围内，最大单粒质量为“佳丽酿”，达48.88 g，“桑娇维塞”和“摩尔多瓦”之间无显著性差异。从可溶固形物含量来看，除“小味尔多”外，所有品种可溶性固形物含量均在22.0%以上，且显著高于“小味尔多”，“桑娇维塞”“西拉”“巴贝拉”“佳丽酿”“摩尔多瓦”5 个品种间无显著性差异。可滴定酸含量在7.88 g/L～12.00 g/L范围内，其中“小味尔多”最高，为12.00 g/L，“巴贝拉”和“佳丽酿”最低，含量仅为7.88 g/L，二者之间无显著性差异。所有品种总糖含量范围在185.91 g/L～218.04 g/L之间，“小味尔多”总糖含量最低，仅为185.91 g/L，其次为“桑娇维塞”；总糖含量最高的为“佳丽酿”，高达218.04 g/L，显著高于其他品种。6 个品种葡萄还原糖含量范围在94.85 g/L～ 166.54 g/L之间，“佳丽酿”＞“巴贝拉”＞“摩尔多瓦”＞“西拉”＞“桑娇维塞”＞“小味尔多”，6 个品种还原糖含量差异性明显。

表1 不同品种酿酒葡萄果实常规品质指标品质分析

2.2 不同品种酿酒葡萄果实酚类物质分析

由表2 可以得出，不同品种酿酒葡萄的果实酚类物质含量存在显著性差异。单宁含量都在1.0 mg/g以上，最高的为“巴贝拉”，含量高达3.93 mg/g，显著高于其他品种，其次为“桑娇维塞”“摩尔多瓦”，紧接着为“小味尔多”“西拉”，“桑娇维塞”和“摩尔多瓦”之间无显著性差异，“佳丽酿”单宁含量最低。总酚含量在1.99 mg/g～5.37 mg/g之间，含量的较高的品种为“桑娇维塞”，其次为“小味尔多”和“巴贝拉”，接着是“西拉”和“摩尔多瓦”，且二者之间不存在显著性差异，含量3.93 mg/g 左右，“佳丽酿”总酚含量最低，仅为1.99 mg/g，显著低于其他品种。从总花色苷含量可以看出，“摩尔多瓦”＞“小味尔多”＞“桑娇维塞”＞“西拉”＞“佳丽酿”＞“巴贝拉”，“桑娇维塞”和“西拉”二者之间差异性不明显。

表2 不同品种酿酒葡萄果实品质比较分析

2.3 不同品种葡萄酿造的葡萄酒品质比较

由表3 可以得出，不同品种葡萄酿造的葡萄酒品质指标之间存在显著性差异。6 个品种葡萄酒酒样挥发酸都低于0.1 g/L，其中最高为“巴贝拉”，最低为“小味尔多”，“西拉”和“佳丽酿”二者之间无显著性差异。葡萄酒可滴定酸含量为6.188 g/L～16.875 g/L，最低为“桑娇维塞”，其次是“巴贝拉”＜“摩尔多瓦”＜“佳丽酿”＜“小味尔多”＜“西拉”，“西拉”显著高于其他品种。除“佳丽酿”外，总酚含量都在2.0 mg/g以上，最高是“西拉”，其次是“桑娇维塞”“小味尔多”，接下来是“巴贝拉”“摩尔多瓦”。除“巴贝拉”以外，单宁含量都在1.0 mg/g以下，“西拉”最低，“巴贝拉”显著高于其他品种。花色苷含量在1.25 mg/g～5.52 mg/g之间，“小味尔多”＞“巴贝拉”＞“西拉”＞“桑娇维塞”＞“佳丽酿”＞“摩尔多瓦”，“佳丽酿”和“摩尔多瓦”差异不显著。

表3 不同品种葡萄酿造的葡萄酒品质比较分析

2.4 葡萄果实品质与葡萄酒品质的相关性

为探究葡萄果实品质与酿成的葡萄酒品质之间的相关性，课题组选取不同品种葡萄的单宁含量、总酚含量、总糖含量、还原糖含量、花色苷含量、可溶性固形物、可滴定酸、单果重等果实品质指标，以及不同品种葡萄制成的葡萄酒的挥发酸、可滴定酸、单宁、总酚、花色苷等品质指标进行相关性分析，如图1 所示。其中，葡萄酒单宁含量与果实总酚含量呈极显著性正相关，与果实总糖含量呈显著性负相关，与单果重、还原糖含量呈极显著性负相关，与果实可滴定酸含量呈显著正相关；葡萄酒总酚含量与果实总酚含量、花色苷含量呈极显著负相关，与果实还原糖含量呈极显著正相关，与单果重呈显著性正相关，与果实可滴定酸呈显著性负相关；葡萄酒花色苷与果实总糖含量呈显著性负相关，与果实可滴定酸含量呈极显著性正相关；葡萄酒挥发酸含量与果实单宁含量呈显著性负相关，与果实总糖含量呈显著性正相关。

图1 不同品种葡萄的果实品质及葡萄酒品质的相关性分析

2.5 不同品种葡萄酒的隶属函数值分析

平均隶属函数值按照如下公式计算：F(X)=(XXmin)/(Xmax-Xmin)或F(X)=1-(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)。其中，F(X)为该品系x 指标的隶属函数值，X 为该品系指标的测量值，Xmax、Xmin分别为该品系指标的测量值的最大值和最小值。如表4 所示，结合不同种葡萄的单宁含量、总酚含量、总糖含量、还原糖含量、花色苷含量、可溶性固形物、可滴定酸、单果重等果实品质及不同种葡萄制成的酒的挥发酸、可滴定酸、单宁、总酚、花色苷等品质进行综合评价，得出“巴贝拉”总体状况最为良好，其次为“西拉”。

表4 6 种葡萄的果实品质及酿成的葡萄酒品质综合评价

2.6 不同品种葡萄酒的香气

2.6.1 酯类物质

6 种酒中酯类物质检测结果如表5 所示。共检测酯类物质共10 种，“桑娇维塞”含8 种、“西拉”含7种、“小味尔多”含9 种、“巴贝拉”含10 种、“佳丽酿”含6种、“摩尔多瓦”含5 种。

表5 不同品种酒中酯类成分GC-MS 分析结果

2.6.2 醇类物质

6 种酒中醇类物质检测结果如表6 所示。共检测醇类物质9 种，“桑娇维塞”含8 种、“西拉”含6 种、“小味尔多”含7 种、“巴贝拉”含9 种、“佳丽酿”含5种、“摩尔多瓦”含7 种。

表6 不同品种酒中醇类成分GC-MS 分析结果

2.6.3 有机酸类物质

6 种酒中有机酸类物质检测结果如表7 所示。共检测有机酸类物质4 种，“桑娇维塞”含3 种、“西拉”含4 种、“小味尔多”含3 种、“巴贝拉”含3 种、“佳丽酿”含4种、“摩尔多瓦”含4种。

表7 不同品种酒中有机酸类成分GC-MS 分析结果

2.6.4 烷类化合物

6 种酒中烷类物质检测结果如表8 所示。共检测有烷类物质3 种，“桑娇维塞”含2 种、“西拉”含3 种、“小味尔多”含2 种、“巴贝拉”含2 种、“佳丽酿”含3种、“摩尔多瓦”含3 种。

表8 不同品种酒中烷类成分GC-MS 分析结果

3 讨论

试验结果表明，不同品种葡萄果实品质（果实单粒质量、可溶性固形物、总糖、还原糖、可滴定酸、总酚、单宁和总花色苷）之间存在显著性差异。不同品种葡萄制成的葡萄酒酒样品质（挥发酸、可滴定酸、总酚、单宁和总花色苷）之间存在显著性差异。葡萄果实品质及酿造成酒品质之间存在一定的正负相关性。6 个品种葡萄酿造成酒品质综合评价比较分析得出，“巴贝拉”总体状况最为良好，其次为“西拉”。不同品种葡萄酒酒样的香气检测出各类物质种类和相对含量不同。