黄河故道不同熟性红色酿酒葡萄优选

陈黄曌，赵雅丽，彭雨晴，代亚博，陈 豪，程安琪，王春梅，潘春梅*

（1.河南牧业经济学院 食品与生物工程学院，河南 郑州 450046；2.天明民权葡萄酒有限公司，河南 商丘 476700）

据统计全世界实际用于生产的葡萄品种有3 000多个，发源地、酒种、颜色和熟性[1]是最常见的葡萄种质资源归类因子，但只有葡萄熟性是与气候因素联系最紧密的分类单元，也是各酿酒葡萄产区“品种区域化”关注的核心因素。不同熟性葡萄品种从萌芽至果实成熟所需≥10 ℃的活动积温不同，早熟、中熟和晚熟酿酒葡萄品种在年生命周期中分别需要2 500～2 700 ℃、2 700～3 200 ℃和＞3 200 ℃的活动积温[2]。相关研究表明，作为我国酿酒葡萄主产区的北方地区，早、中、晚熟酿酒葡萄品种的最适生态区基本不会重叠，某一特定区域大概率只能是单一熟性葡萄品种的最适生态区[3]。

然而，在实际生产中酿酒葡萄熟性与产区的低契合度直接影响果实品质的展现，也成为酿造原料品质提升的隐性制约条件[4]，国内相关研究相对有限[5]。作为中国10大酿酒葡萄产区之一的黄河故道产区是新中国最早一批发展葡萄酒产业的区域，在河南境内主要包含郑州、开封和商丘所属的豫东地区[6]。该产区属于暖热半湿润区，年活动积温达到4 000 ℃，热量充足，无霜期220～240 d，生长周期长[2]。黄河故道产区酿酒葡萄品种的优选工作开展较晚[7]，以葡萄熟性为切入点的研究未见报道。

对于红色酿酒葡萄而言，葡萄果皮中富含以类黄酮类物质（花色苷、黄烷醇和缩合单宁等）为代表的酚类物质，它们在浸渍发酵过程中转移至酒液。花色苷对酒体颜色贡献最大，而果皮中优质单宁含量较高[8]，它们能让葡萄酒口感更加圆润丰满，同时直接影响酒体苦涩感和陈酿潜力[9]，对酿造优质葡萄酒具有重要意义。其次，葡萄酒多酚类物质具有良好的抗氧化活性，由此产生的食品营养价值一直是研究热点[10]。因而，酿酒葡萄果实和葡萄酒的酚类物质含量和抗氧化能力业已成为指示性品质指标[11]。

以黄河故道产区最具代表性的民权地区为例，主栽红色酿酒葡萄品种（赤霞珠、美乐）和国内其他产区趋同且与本地风土因素匹配度较低，造成酒款单一且品质欠佳。本试验通过对郑州果树所葡萄资源圃6种不同熟性红色酿酒葡萄果实品质和酿造特性指标进行检测分析，旨在发掘与黄河故道产区更吻合的红色酿酒葡萄熟性和品种，为黄河故道产区推广种植并酿造高品质葡萄酒提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

以中国农业科学院郑州果树所国家葡萄种质资源圃不同熟性酿酒葡萄品种成熟期果实为试材，被试品种基础信息见表1。

儿茶素、没食子酸、芦丁标准品（纯度均＞98%）：上海源叶生物科技有限公司；福林酚、甲基纤维素、3-（4-（二甲基氨基）苯基）-2-丙烯醛（4-（dimethylamino）cinnamaldehyde，p-DMACA）和1,1-二苯基-2-苦基肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazylradical，DPPH）、2,2'-联氨-双（3-乙基苯丙噻唑啉-6-磺酸）二胺盐（diammonium 2,2'-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfo-nate），ABTS）、2,4,6-三吡啶基三嗪（2,4,6-tri（2-pyridyl）-s-triazine，TPTZ）：上海麦克林生化科技股份有限公司；Lallzyme Ex果胶酶（1 750 U/g、350 U/g、50 U/g）和Lalvin RC 212酿酒酵母：上海杰兔工贸有限公司。

1.2 仪器与设备

Evolution 220紫外可见分光光度计：德国Thermofisher公司；ALPHA 1-2 LD plus冷冻干燥机：德国Marin Christ公司；3-18KS台式高速冷冻离心机：德国Sigma公司；ZDJ-4B自动电位滴定仪：上海仪电科学仪器股份有限公司；AP224W万分之一电子天平：日本Shimadzu公司。

1.3 方法

1.3.1 物候期调查和样品采集

2021年，自6月开始观察记录各品种葡萄果实转色初期（5%转色）、转色中期（50%转色）和转色完成（100%转色）的节点日期。

2021-2022年，每年自8月1日起，每3 d测定各品种果实还原糖和滴定酸含量同时计算固酸比，在兼顾糖酸含量变化和果实病害可控基础上，确定不同熟性酿酒葡萄成熟期果实采收日期。

1.3.2 制备提取液

果实剥皮后将果皮冻干磨粉，参考CHEN H Z等[14]的方法制备提取液，用于酚类物质含量和抗氧化活性检测。

1.3.3 小容器葡萄酒发酵

葡萄破碎除梗后，将葡萄醪入罐（10 L），相继添加亚硫酸和果胶酶等辅料，接种商业干酵母。酒精发酵温度为25 ℃，大约1周后当醪液比重稳定在0.992～0.995且残糖含量在4 g/L以内，皮渣分离，合并自留酒和压榨酒得到原酒，分装后-20 ℃冻存[15]，每品种3罐酿造重复。

1.3.4 基础理化指标测定

果实化学指标（可溶性固形物、滴定酸、固酸比）、物理指标（果实横径、纵径，果实质量、果皮质量、皮果比，果实种子质量、果实种子数、种果比）和葡萄酒基础参数（残糖、滴定酸、酒精度、挥发酸）的测定分别参考乐小凤等[16]的方法和GB 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》。

1.3.5 酚类物质含量测定

果皮和葡萄酒中总酚、总类黄酮、缩合单宁、总黄烷醇和总花色苷含量测定参考LI W等[17]的方法，对果皮提取液和葡萄酒样品稀释倍数稍作调整。果皮和葡萄酒中酚类物质含量分别以mg/g干质量和mg/L葡萄酒表示。

1.3.6 抗氧化活性指标测定

葡萄酒DPPH自由基清除率（清除力）、ABTS自由基清除率、羟自由基清除率、铜离子还原力和金属离子螯合率的测定参考分别参考陈黄曌等[7]和刘金串等[18]的方法。自由基清除率和螯合率以%表示，铜离子还原力以mg trolox/L表示。

1.3.7 葡萄酒感官品评

感官品评小组由4男8女（20～50岁）共12人组成，包括2名国家级品酒师、1名河南省酿酒大师、3名葡萄酒方向专业教师、3名酿酒工程专业实验员、3名法国CAFA三级侍酒师。评分表由外观、香气和口感三类一级指标和若干二级指标构成，满分100分，基础打分单位为0.5分[19]，打分标准参考GB 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》。组织实施如下：感官品评小组对6款酒进行1轮盲评打分，在二级指标得分统计过程中，去掉最高和最低分各1个，剩余分数取均值，之后统计一级指标合计得分和总分。

1.3.8 数据分析

原始数据以SPSS 20.0进行单因素方差分析，用Duncan's test检验显著性，以Origin 2016绘制柱形图。

2 结果与分析

2.1 各品种转色后物候期

由表2可知，早熟品种黑佳美果实5%转色时间（转色起始）为7月8日，中熟品种丹魄和品丽珠分别早1周（6月30日）和晚1周（7月15日），2个晚熟品种转色起始均在7月下旬，极晚熟品种佳丽酿最迟（8月3日）；虽然黑佳美（早熟）转色起始时间晚于丹魄（中熟），但果实100%转色（转色完成）最早（7月18日）且转色持续时间最短（10 d），中熟品种丹魄和品丽珠转色持续时间均在20 d左右，转色完成时间分别在7月20日和8月3日，3个晚熟品种转色持续时间均在4周左右，果实转色完成时间分布于8月下旬；黑佳美（早熟）和丹魄（中熟）采收时间均在8月中旬，中熟品种品丽珠为8月24日，3个晚熟品种果实成熟中后期适逢持续降雨，果实糖含量下降且病害严重，9月3日采收时果实转色完成度相对早熟品种偏低，大都呈现粉果状态。

表2 供试葡萄品种转色后物候期测定结果Table 2 Determination results of phenological stages of tested grape varieties after veraison

2.2 果实品质指标

2.2.1 果实理化指标

由表3可知，化学指标方面，黑佳美（早熟）果实可溶性固形物含量均高于中晚熟品种（21.4°Bx），差异达到极显著水平（P＜0.05），桑娇维塞果实可溶性固形物含量最低，仅有15.4°Bx；黑佳美和佳丽酿果实滴定酸含量同处最高水平，分别达到6.54 g/L和6.76 g/L，品丽珠和丹魄果实滴定酸含量在5.1 g/L左右，桑娇维塞和赤霞珠果实滴定酸含量处于较低水平，均在5 g/L以下；佳丽酿果实固酸比（可溶性固形物/总酸）仅有2.48，显著低于其他品种（P＜0.05），其他品种果实固酸比分布在3.2～3.6之间，差异不显著（P＞0.05）。根据前人研究结果[17，20]可知，在甘肃河西走廊和陕西杨凌地区，黑佳美成熟期果实糖含量均高于赤霞珠，与本试验结果是一致的。同时，当采收期葡萄果实可溶性固形物含量＞17 °Bx、滴定酸含量在6.5～8.5 g/L时，酿造的葡萄酒才能获得更适宜的平衡度和口感[21-22]，本试验中仅有早熟品种黑佳美符合标准。

表3 不同品种葡萄果实理化指标测定结果Table 3 Determination results of physicochemical indexes of different grape varieties

在果实物理指标比较分析中，桑娇维塞和佳丽酿的果实横径（15.99 mm、15.68 mm）、纵径（17.15 mm、17.08 mm）和果实质量（2.63 g、2.42 g）同处最高水平，黑佳美和赤霞珠果实横、纵径和果实质量显著低于其他品种（P＜0.05），分别为13.55 mm、13.55 mm、1.63 g和12.86 mm、12.71 mm、1.33 g；黑佳美果皮质量和皮果比显著高于其他品种（P＜0.05），分别达到0.38 g和23.32%，皮果比差异极显著（P＜0.01），丹魄次之（0.36 g、18.45%），赤霞珠果皮质量和佳丽酿皮果比分处最低水平，分别为0.18 g和10.26%；黑佳美果实种子质量、果实种子数和种果比均处于最高水平，分别达到0.15 g、3.4个和9.49%，佳丽酿果实种子系列指标均处于最低水平（0.08 g、1.7个和3.19%）。红色酿酒葡萄果实酚类物质大都分布于果皮和种子中，它们对葡萄酒感官价值贡献极大[23]，而果实越小，果皮表面积与果实体积比越大，种果比越大，等体积葡萄原料酚类物质含量可能更高[24]。早熟品种黑佳美符合酿造优质红葡萄酒的果实物理指标特征。

2.2.2 果皮酚类物质含量

由图1可知，早熟品种黑佳美果皮总酚、总类黄酮和总花色苷含量均显著高于中晚熟品种（P＜0.05），分别达到51.11 mg/g、15.28 mg/g和24.29 mg/g，其中总酚和花色苷含量达到极显著水平（P＜0.01），其中花色苷含量远高于中晚熟品种平均含量（1.24 mg/g）；中晚熟品种果皮总黄烷醇含量普遍显著高于早熟品种（黑佳美）（P＜0.05），品丽珠和赤霞珠同处最高水平（5.14 mg/g和4.96 mg/g）；极晚熟品种佳丽酿果皮缩合单宁含量极显著高于其他品种（63.07 mg/g）（P＜0.01），丹魄和黑佳美次之（47.15 mg/g和34.55 mg/g）。

图1 不同品种葡萄果皮酚类物质含量测定结果Fig.1 Determination results of phenolic compounds contents in grape skin of different grape varieties

根据张红娟等[5]的研究结果，杨凌地区早熟品种嘉年华成熟期果皮酚类物质含量显著低于中晚熟品种。然而，不同酿酒葡萄品种果皮酚类物质合成积累规律同样存在较大差异[25]，本试验结果表明，早熟品种黑佳美果皮酚类物质合成积累效率显然更高。可能由于果皮中儿茶素类物质（黄烷醇和缩合单宁）主要合成积累于转色前并在绿果期达到峰值，转色后随着果实成熟逐步分解，采收前后变化趋于稳定[15]。本试验5个中晚熟品种采收期果实成熟度欠佳，也是导致果皮儿茶素类物质含量更高的原因。

2.3 葡萄酒酿造特性指标

2.3.1 葡萄酒基础参数

6个品种葡萄酿造的葡萄酒基础指标测定结果见表4。由表4可知，6款葡萄酒残糖和挥发酸含量分别在4 g/L（发酵彻底）和0.35 g/L（酒体健康）以内，符合GB 15037—2006《葡萄酒》理化要求。黑佳美葡萄酒酒精度和滴定酸含量均处于最高水平，分别达到12.61%vol和4.28 g/L，桑娇维塞葡萄酒酒精度和品丽珠葡萄酒滴定酸含量分处最低水平，仅有8.45%vol和3.04 g/L。根据葛谦等[26]的研究结果，贺兰山东麓黑佳美葡萄酒酒精度达到13.54%vol，略高于本试验结果，这可能和贺兰山东麓产区更高的葡萄成熟度相关。

表4 不同品种葡萄制备的葡萄酒基础指标测定结果Table 4 Determination results of basic indexes of wine propared with different grape varieties

2.3.2 葡萄酒酚类物质

由图2可知，在葡萄酒5种酚类物质含量比较分析中，除了缩合单宁含量（323.97 mg/L）为品丽珠葡萄酒极显著高于其他品种外（P＜0.01），总酚、总类黄酮、总黄烷醇和总花色苷含量处于最高水平的均是黑佳美葡萄酒，且极显著高于其他品种（P＜0.01），分别达到1 445.93 mg/L、650.249 mg/L、411.64 mg/L和195.07 mg/L，分别是其他5个品种葡萄酒平均含量的2.35倍（614.80 mg/L）、4.35倍（149.34 mg/L）、3.73倍（110.32 mg/L）和4.46倍（43.70 mg/L）。根据MA T T等[27]的研究结果，贺兰山东麓黑佳美葡萄新酒上述4种物质含量分别为2 631.0 mg/L、1 840.8 mg/L、1 015.8 mg/L和226.9 mg/L，除花色苷含量可比外，其他3种酚类含量是黄河故道黑佳美葡萄酒的2～3倍。

图2 不同品种葡萄制备葡萄酒酚类物质含量测定结果Fig.2 Determination results of phenolic compounds contents of wines propared with different grape varieties

对于红葡萄酒而言，酒体酚类物质丰富程度还和果皮中各酚类物质浸渍效率相关。而浸渍效率首先和果实还原糖含量存在正相关[28]。其次，果皮酚类物质存在形式以及果皮物理参数（硬度、厚度、拉伸应力）也会影响浸渍提取率，而它们主要是由葡萄品种特性决定的[29]。黑佳美酒体总黄烷醇含量显著高于其他品种，但果皮中该物质含量并非最高，这可能和果实较高的可溶性固形物含量以及品种特征引发的果皮多酚物质高浸渍效率相关。

2.3.3 葡萄酒抗氧化活性

多酚类物质具有较高的抗氧化活性，多酚类物质能够有效降低心血管疾病发生率，葡萄酒抗炎、抗癌、抗抑郁和抗衰老机理一直研究热点[30]。

由图3可知，早熟品种黑佳美酿制葡萄酒表现最优，上述抗氧化指标均处于最高水平，分别为68.17%、85.73%、68.35%、62.57%和340.97 mg trolox/L，黑佳美葡萄酒表现出较强的抗氧化活性，这和酒体中含量丰富的酚类物质有关；在中晚熟品种中，品丽珠葡萄酒表现更优，其酒体ABTS清除率和铜离子还原力处于最高水平，分别达到84.64%、330.13 mg trolox/L。

图3 不同品种葡萄制备葡萄酒抗氧化活性测定结果Fig.3 Determination results of antioxidant activity of wines propared with different grape varieties

2.3.4 葡萄酒感官质量

由表5可知，在外观指标比较分析中，早熟品种黑佳美葡萄酒合计得分均高于中晚熟品种葡萄酒，酒体颜色得分差异较大，除黑佳美葡萄酒（9分）和丹魄葡萄酒（6分）外，其余酒款均不及6分。在香气指标比较分析中，黑佳美葡萄酒合计得分最高，达到30.5分，均高于中晚熟品种葡萄酒得分（20～28.5分），差异集中在香气浓郁度、持续性方面，得分均在8分以上。在口感指标比较分析中，黑佳美葡萄酒4类二级评价指标均超过8分，平衡度、协调性得分最高（9分），合计得分排名第一（34分）；中熟品种品丽珠葡萄酒合计得分排名第二（30.5分），在质感、结构感方面表现突出，得分较高（8分），这和品丽珠酒体含量丰富的儿茶素物质（缩合单宁和黄烷醇）有关，它们能够赋予酒体结构感和延续性[7]。

表5 葡萄酒样品感官评分结果Table 5 Sensory evaluation score of wine samples

综上，6种葡萄酒感官评价总分排名：黑佳美（82.5分）＞丹魄（71.5分）＞品丽珠（64.5分）＞赤霞珠（61.5分）＞桑娇维塞（55.5分）＞佳丽酿（53分）。早熟黑佳美品种酒体色深、香气浓郁协调、口感平衡度较高。

2.4 2022年筛选品种葡萄酒品质指标比对分析

2022年，选取2021年中晚熟品种中表现更优且在我国种植面积更大的品丽珠和赤霞珠作为对照，检测3款葡萄酒核心品质指标（酚类物质和抗氧化活性），它们也是红色酿酒葡萄品种选育的指示性指标[7]。3款葡萄酒中的5种酚类物质含量和DPPH自由基清除率的检测结果见表6。

表6 2022年葡萄酒样品酚类物质和抗氧化活性指标Table 6 Phenolic compounds contents and antioxidant activity of wine samples in 2022

由表6可知，黑佳美葡萄酒总酚、总类黄酮和总花色苷含量均处于最高水平，分别达到1 374.99 mg/L、525.90 mg/L和320.67 mg/L，尤其是花色苷总量达到极显著水平（P＜0.01），是品丽珠和赤霞珠葡萄酒平均含量的4.24倍。品丽珠葡萄酒只有在总酚含量上显著高于赤霞珠葡萄酒，后两类酚类物质两种葡萄酒处于同一水平。品丽珠葡萄酒缩合单宁含量和赤霞珠葡萄酒总黄烷醇含量分处最高水平，分别达到455.01 mg/L和364.22 mg/L，而黑佳美葡萄酒上述物质总量均处于最低水平。在抗氧化能力比较分析中，黑佳美葡萄酒DPPH自由基清除率处于最高水平，达到60.81%，品丽珠和赤霞珠葡萄酒处于同一水平。综上，2022年黄河故道产区黑佳美葡萄酒在酒体核心品质指标上的表现和2021年类似，花色苷含量和抗氧化活性均显著高于中晚熟品种（P＜0.05），但缩合单宁含量处于低水平，证明黑佳美酒体色深且口感柔和。

3 结论

本试验于2021-2022年针对郑州果树所种质资源圃不同熟性红色酿酒葡萄品种的果实品质和酿酒特性指标进行检测分析，研究结果表明，早熟品种黑佳美更适于黄河故道产区本土种植：果实采收早，可以最大程度规避降雨带来的病害风险；其次，果粒小且皮果比大，果实转色充分，果实成熟度和果皮花色苷含量远超其他品种；最重要的是，在连续2年针对不同熟性葡萄品种酿制葡萄酒的酒体酚类物质含量和抗氧能力的比较分析中，早熟黑佳美葡萄酒的表现具有一致性，酚类物质含量更丰富且具有较高抗氧化活性；同时，黑佳美酒体感官品质更优：色彩浓郁，香气协调、有持续性，口感平衡、余味悠长。