不同熟性釀酒葡萄果實品質(zhì)及釀酒特性研究

張紅娟，薄明霞，薛婷婷，都晗，王華,李華

(西北農(nóng)林科技大學 葡萄酒學院，陜西 楊凌,712100)

優(yōu)質(zhì)原料是生產(chǎn)高品質(zhì)葡萄酒的根本保證，但葡萄成熟期受氣候條件影響較大，不同熟性釀酒葡萄對熱量、水份及土壤等生長環(huán)境的需求差異較大，例如極早熟或早熟葡萄品種生長所需的熱量(≥10 ℃)范圍為2 500～2 700 ℃，中熟性品種為2 700～3 200 ℃，晚熟3 200～3 500 ℃，而極晚熟品種甚至需3 500 ℃以上[1]。張春同[2]以≥10℃的活動積溫為區(qū)劃指標，將我國劃分為5個葡萄種植區(qū)，有效積溫<1 300 ℃的地區(qū)適合霞多麗、瓊瑤漿等葡萄的種植，而有效積溫>2 200 ℃的地區(qū)，才適宜赤霞珠、歌海娜等晚熟性品種的栽種；張磊等[3]基于≥10 ℃積溫、干燥度及無霜期等氣象指標，研究了北方早、中、晚熟釀酒葡萄可種植區(qū)及適宜種植區(qū)范圍的區(qū)劃，發(fā)現(xiàn)一個特定的生態(tài)環(huán)境很難滿足不同熟性釀酒葡萄優(yōu)質(zhì)生長所需的條件。因此，研究各產(chǎn)區(qū)不同熟性釀酒葡萄的果實品質(zhì)及釀酒特性，進行釀酒葡萄的生態(tài)適應性區(qū)劃，優(yōu)化葡萄種植結構，可盡量避開葡萄在雨期成熟，以期提高葡萄原料的品質(zhì)。目前評價釀酒葡萄果實品質(zhì)的指標主要有抗病性及糖、酸、多酚等物質(zhì)含量。葡萄成熟時病情指數(shù)直接反映該葡萄品種的生態(tài)適應性表現(xiàn)，雨熱同期的氣候條件極易引發(fā)真菌微生物的滋生[4]，楊凌地區(qū)的雨水多集中于8月中下旬，故而早熟性釀酒葡萄丹非德(DF)和嘉年華(GA)果穗病情指數(shù)明顯低于晚熟品種。糖類物質(zhì)參與葡萄漿果中多酚、香氣等重要營養(yǎng)物質(zhì)的合成，直接影響葡萄果實及葡萄酒的口感和風味[5]；有機酸可平衡葡萄酒中其他組分，提升酒的感官品質(zhì)，適量有機酸可增強酒的顏色穩(wěn)定性和微生物穩(wěn)定性，利于葡萄酒的陳釀[6]；葡多酚是葡萄生長發(fā)育過程中形成的重要次生代謝產(chǎn)物，利于葡萄果實抵御外界不良環(huán)境，并通過浸漬作用溶解到發(fā)酵液中，賦予葡萄酒一定的感官特性和營養(yǎng)功效[7]。受品種特性與氣候條件影響，不同葡萄種群、品種、品系的抗病性表現(xiàn)及糖、酸、多酚和香氣類物質(zhì)的積累量差異較大[8-10]。

本試驗以楊凌地區(qū)不同熟性紅色釀酒葡萄為試驗原料，基于釀酒葡萄在楊凌地區(qū)的抗病性表現(xiàn)及葡萄果實和釀造酒中基本理化指標與酚類化合物測定結果，分析研究了不同熟性紅色釀酒葡萄的果實品質(zhì)與釀酒特性，以期篩選出最適于楊凌氣候條件的紅色釀酒葡萄。

1 材料與方法

1.1 試驗材料(表1)1.2 主要試劑

兒茶素、沒食子酸、蘆丁(≥98%)，美國Sigma公司；p-DMACA(對二甲基肉桂酸)，上海源葉生物科技有限公司；福林酚(分析純)，北京索萊寶科技有限公司；乙酸乙酯(分析純)，四川西隴化工有限公司；甲醇(色譜純)，天津市科密歐化學試劑有限公司；乙腈(色譜純)，美國Fisher公司；用于單體酚含量測定的內(nèi)標物(色譜純)：香草酸、阿魏酸、水楊酸，美國Fluka公司；安息香酸、反式白藜蘆醇，美國Alorich公司；綠原酸、香豆素、桑色素、蘆丁、咖啡酸、香豆酸、兒茶素、沒食子酸、表兒茶素、槲皮素、桔皮素、山奈酚、丁香酸，美國Sigma公司；其他有機溶劑均為分析純，購于國內(nèi)化學試劑公司。

表1 各試驗品種的基本信息Table 1 Basic information of every variety

1.3 儀器與設備

冷凍干燥器(FD-1C-50)，北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司；臺式高速冷凍離心機(TGL-18M)，上海盧湘儀離心機儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋(HH-S6)，北京科偉永興儀器有限公司；漩渦震蕩儀(XW-80A)，海門市其林貝爾儀器制造有限公司；紫外分光光度計(UV-2450)，美國安捷倫公司；旋轉蒸干儀(RE-52A)，上海亞榮生化儀器廠；超高壓液相色譜儀(Waters UPLCⅠ-Class)，美國Waters公司等。

1.4 方法

1.4.1 基本理化指標測定

以葡萄漿果中還原糖、可滴定酸含量及糖酸比(M值)作為成熟度判斷指標，成熟采收后的原料，采用干紅葡萄酒小容器釀造工藝進行釀造[11]；試驗中涉及的還原糖測定用斐林試劑法，總酸和酒樣揮發(fā)酸測定采用酸堿中和法，酒度和干浸出物質(zhì)的測定均參照GB15038—2006中密度瓶法(GB15038—2006)，每個指標的測定均有3次重復。

1.4.2 病害調(diào)查

以田間自然鑒定方式進行真菌病害調(diào)查，隨機調(diào)查100片葉和30穗果。分級采用Desaymard十級制標準，并以病情指數(shù)作為葡萄抗病性鑒定指標[12]。即：

(1)

(2)

表2 Desaymard “0～10”級分級法Table 2 Dsaymard"0～10" classification method

1.4.3 多酚化合物的測定

(1)葡萄皮和籽中多酚物質(zhì)的提?。簻蚀_稱取1.00 g果皮、果籽干粉于50 mL離心管中，加入20 mL的鹽酸甲醇浸提液，超聲提取30 min后離心，收集上清液于100 mL的絲口瓶中，重復上述步驟3次。

(2)測定方法：葡萄及葡萄酒中的總酚測定采用福林-肖卡法，單寧用甲基纖維素沉淀法，總花色苷用pH示差法，總黃烷-33醇采用p-DMACA-鹽酸法[13]，總類黃酮測定參照PEINADO[14]的方法，每個指標測定設3個重復。

(3)葡萄酒中單體酚測定：利用超高壓液相色譜儀(ultra performance liguid chromatography, UPLC)檢測試驗酒中單體酚類物質(zhì)[15]。

前處理條件：以1∶1的體積比將酒樣與乙酸乙酯萃取劑混合，離心后小心吸取上層液于50 mL圓底燒瓶中，重復3次。將上述集取液旋轉蒸發(fā)至干(<40 ℃)，然后用色譜甲醇再次溶解，0.22 μm有機濾膜過濾，-20 ℃封口保存，備用。

色譜條件：Waters BEH C18色譜柱(2.1 mm×50 mm，1.7 μm)；流動相A為1% 乙酸溶液，流動相B為乙腈；流速為0.2 mL/min；檢測波長210～400 nm；柱溫30 ℃。梯度洗脫程序：0～3 min,B相3%～6%；3～7 min，B相6%～15%；7～11 min，B相30%；13～15 min，B相為30%～3%。

1.4.4 試驗酒的感官分析

由10位經(jīng)過感官培訓的品嘗小組成員對葡萄酒的外觀(澄清度4分，顏色5分，顏色強度5分，起泡、掛杯等特性1分；總計15分)、香氣(純正度5分，濃郁度10分，特征香氣類型及強度10分，香氣變化趨勢5分；總計30分)和口感(酸、甜、酒度及單寧強度各1分，酒體3分，酒質(zhì)地3分，口感濃郁度10分，風味特征及強度10分，余味5分，口感品質(zhì)及酒成熟度各10分,總計55分)等方面進行感官分析，并評定打分(總計100分)。最后根據(jù)評分表進行數(shù)據(jù)的整理和分析。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 20.0 和Excel 2016進行數(shù)據(jù)處理，結果表示為平均值±標準偏差。

2 結果分析

2.1 釀酒葡萄果實品質(zhì)分析(表3)

表3 葡萄果實基本品質(zhì)指標Table 3 The basic indexes of grapes

注：均值差異性分析用Duncan檢驗法，均值差的顯著性水平為0.05。

受楊凌雨熱同期氣候條件的影響，本地露地栽培的釀酒葡萄真菌病害較嚴重。調(diào)查結果表明，除DF外，其他試驗品種成熟時染病概率極大，其中GA和CS成熟后期果穗幾乎100%感病。但2個早熟品種GA和DF果穗病情指數(shù)分別為10.86% 和5.33%，明顯低于中熟釀酒葡萄品種ML(22.14%)、PN(29.71%)及晚熟品種CS(32.14%)，且葡萄成熟期越晚，病害程度越嚴重。

李華[16]認為，釀造優(yōu)質(zhì)葡萄酒的原料，M值需≥20，酸度應保持在6～10 g/L，否則會使酒出現(xiàn)乏味、少筋、平淡或酸澀、粗硬的感官特征，同時也增加了工藝處理的復雜性。17～18 g/L的糖轉化10%的酒精，故釀酒師們認為漿果含糖量>170 g/L時，才可作為釀造高品質(zhì)葡萄酒的原料佳選[17]。本次試驗品種在采收時M值均大于20，但2個早熟品種GA和DF糖含量僅為168.02±0.02 g/L、158.72±0.01 g/L，有機酸含量也低于6.0 g/L，顯然不滿足優(yōu)質(zhì)葡萄酒原料需求；而中晚熟品種成熟度表現(xiàn)較好，糖含量在182.29～206.07 g/L之間，有機酸含量在6.5 g/L左右。

圖1表示不同葡萄品種的果皮和籽中多酚類化合物含量。顯然，不同品種間多酚物質(zhì)含量差異極顯著(p< 0.01)，且?guī)缀跛性囼炂贩N果籽中總酚、總類黃酮、總黃烷醇和總單寧含量(PN除外，其果皮中單寧含量略高于籽中)均是果皮中含量的數(shù)倍。

本試驗結果表明，早熟品種GA葡萄皮中的總酚(20.18±0.02 mg/g)、總類黃酮(9.6 ±0.07 mg/g)、總黃烷醇(2.11±0.03 mg/g)、總單寧(32.44 ±0.06 mg/g)和總花色苷含量(4.15±0.14 mg/g)均顯著低于其余葡萄品種，中熟品種PN果皮中類黃酮(26.56±0.11 mg/g)和黃烷醇(8.79±0.04 mg/g)含量最高，晚熟品種CS果皮中總酚(61.05±0.33 mg/g)和總單寧類物質(zhì)(72.23±0.03 mg/g)含量最高，而早熟品種DF果皮中花色苷物質(zhì)總量(23.36 ±0.21 mg/g)極顯著高于其余品種，約為GA皮中花色苷總量的6倍，是ML、PN和CS的2～3倍；而籽中酚類物質(zhì)測定結果顯示，GA籽中總酚(157.21±0.21 mg/g)、總類黃酮(250.02±0.25 mg/g)、總黃烷醇(46.79 ±0.17 mg/g)及總單寧類物質(zhì)(203.87±1.19 mg/g)的含量均極顯著高于其他品種，PN籽中總酚(57.05±1.18 mg/g)、總類黃酮(158.13±0.52 mg/g)及總單寧類物質(zhì)的含量(57.05±1.18 mg/g)均低于其余品種，CS籽中黃烷醇類物質(zhì)含量最低(24.98±0.04 mg/g)。

圖1 葡萄果實中酚類物質(zhì)含量
Fig.1 Phenolic contents of grape skins and seeds

2.2 單品種試驗酒品質(zhì)分析

2.2.1 酒樣基本理化指標的分析

表4是不同單品種試驗酒的基本理化指標測定結果，各酒樣殘?zhí)呛烤? g/L(以葡萄糖計)以下，揮發(fā)酸(以乙酸計)含量在0.15～0.48 g/L之間，受原料品質(zhì)影響，GA及DF兩個酒樣酒度較低，均未達10%vol，但各指標均符合GB15037—2006中的要求；PN酒樣中干浸出物質(zhì)含量最高(21.9 g/L)，GA酒樣最低(15.4 g/L)。

表4 酒樣基本理化指標Table 4 Physical and chemical properties of wines

2.2.2 酒樣多酚類物質(zhì)的分析

圖2所示為試驗品種單釀的干紅葡萄酒中多酚化合物含量。結果表明，不同酒樣中酚類物質(zhì)含量差異極顯著(p<0.01)。 PN酒樣中總酚(1 931.82 mg/L)、總類黃酮(1 779.62 mg/L)、總黃烷醇(391.31 mg/L)和總單寧含量(360.68 mg/L)均極顯著高于其他酒樣，但其總花色苷含量僅為38.55 mg/L，遠低于DF (276.36 mg/L)、CS(270.54 mg/L)和ML(95.04 mg/L)；GA酒樣中總黃烷醇濃度為30.22 mg/L，極顯著低于DF(109.88 mg/L)、ML(120.94 mg/L)、 CS(391.31 mg/L)和PN(75.19 mg/L)，其總酚(700.05 mg/L)、總類黃酮(386.69 mg/L)和總花色苷含量(23.35 mg/L)也是極顯著低于其他酒樣；ML酒樣的單寧含量最低(184.205 mg/L)，僅為PN酒中的1/2。

圖2 酒樣多酚物質(zhì)含量
Fig.2 Phenolic contents of different wine

本試驗采用UPLC定量檢測了各酒樣中的16種單體酚物質(zhì)，由測定結果可知(表5)：不同酒樣中的單體兒茶素、沒食子酸和蘆丁等酚類物質(zhì)含量差異極顯著(p<0.01)；PN酒樣中檢出的單體酚總量最高(30.56±0.18 mg/L)，CS酒樣中檢出的單體酚類物質(zhì)含量最低(6.97±0.37 mg/L)。CS酒樣中檢出的單體酚種類最多(15種，山奈酚未檢出)，GA酒樣中檢出的最少(僅9種)，但GA中檢出的單體酚物質(zhì)總量為7.82±0.25 mg/L，略高于CS酒中檢出的單體酚類物質(zhì)總量。

表5 樣品單體酚含量Table 5 Content of individual phenolic compounds in different wines

注：ND表示未檢出；均值差異性分析用Duncan檢驗法，均值差的顯著性水平為0.01。

5款酒樣中均可檢出兒茶素和蘆丁2種最主要的黃酮類單體酚，且PN酒樣中檢出的兒茶素物質(zhì)含量最高(21.72±0.05 mg/L)，ML酒樣中檢出的蘆丁含量最高(1.2±0.02 mg/L)；除GA外，其余酒樣中均檢出了香豆素和槲皮素2種單體酚物質(zhì)，且均表現(xiàn)為DF酒樣中含量最高(香豆素3.96±0.05 mg/L，槲皮素0.83±0.01 mg/L)，PN酒樣中含量最低(香豆素0.12±0.04 mg/L，槲皮素0.2±0.02 mg/L)；此外，僅在CS酒樣中檢出了桑色素(0.27±0.02 mg/L)，PN酒樣中檢出了山奈酚(0.13±0.01 mg/L)，ML和CS酒樣中檢出了桔皮素(分別為0.8±0.02 mg/L和0.09±0.04 mg/L)。5款酒樣中均檢出了沒食子酸、安息香酸、香草酸、咖啡酸及丁香酸等酚酸類物質(zhì)，PN酒樣中檢出的沒食子酸和香草酸含量(分別為3.53±0.01 mg/L，1.00±0.04 mg/L)顯著高于其他酒樣，ML酒樣中安息香酸含量(0.32±0.01 mg/L)最高，GA酒樣中丁香酸(1.36±0.02 mg/L)和香豆酸(1.51±0.04 mg/L)含量高于其余酒樣；除CS外，其余酒樣中均未檢出阿魏酸和水楊酸；GA酒樣中檢出的白藜蘆醇含量最高(1.27±0.03 mg/L)，而DF酒樣中并未檢出白藜蘆醇物質(zhì)。

2.2.3 單品種試驗酒感官品嘗

為避免不同評價指標之間的差異，將感官數(shù)據(jù)進行均一化處理，使各評價指標的分值在0～1之間；為達到簡化、便于分析品嘗結果的目的，選取對感官評價具有代表性的9個指標進行定量描述分析(QDA)。

由圖3得出，晚熟品種CS酒樣在香氣濃郁度、口感質(zhì)地、口感濃郁度、余味持續(xù)性、口感品質(zhì)及整體評價的得分均在0.85左右，明顯高于GA、DF、ML和PN酒樣；中熟品種PN和晚熟品種CS酒樣的澄清度表現(xiàn)不太理想(分別為0.57和0.66)，可能與原料健康及衛(wèi)生狀況相關；早熟品種DF酒樣在顏色(0.94)和香氣質(zhì)量(0.95)的得分優(yōu)于其余品種，但其口感質(zhì)地(0.51)、口感濃郁度(0.65)、余味持續(xù)性(0.62)方面表現(xiàn)欠佳；GA酒樣整體得分最低，尤其表現(xiàn)為顏色(0.58)、香氣質(zhì)量(0.58)和口感質(zhì)地(0.51)等方面，可能受原料成熟度及葡萄果皮中多酚類物質(zhì)積累量的影響。

圖3 不同品種試驗酒樣的感官Q(mào)DA分析
Fig.3 QDA analysis of wine sensory indexes

3 討論

(1)不同品種采收時糖含量差異較大，DF含量最低(158.72 g/L)，ML中糖含量最高(206.07 g/L)；中熟品種PN果皮中類黃酮和黃烷醇含量最高，晚熟品種CS果皮中總酚和總單寧類物質(zhì)含量極顯著(p<0.01)高于其他品種；早熟品種GA果皮中多酚類物質(zhì)含量均顯著低于中晚熟品種，但其果籽中酚類化合物含量明顯高于其他品種，可能是因為早熟品種成熟期較短，不利于果皮中多酚類物質(zhì)的積累。

(2)不同的單品種酒樣中多酚物質(zhì)組分和含量差異顯著，PN酒樣中酚類化合物含量最高，CS次之，而早熟的GA酒樣中多酚類物質(zhì)含量均極顯著低于其他酒樣；DF酒樣中花色苷含量最高，約為GA酒樣的10倍多。CS酒樣中檢測到的單體酚種類最多，但PN酒樣中檢出的單體酚總量顯著高于其他酒樣，約為CS酒樣的4.5倍；GA酒樣中檢測到的黃酮類單體酚種類最少，只有兒茶素和蘆丁兩種；DF酒樣中并未檢出白藜蘆醇(Res)物質(zhì)，而GA酒樣中檢出的Res含量最高，ML次之，這可能與原料染病情況有關，JEANDET[18]研究發(fā)現(xiàn)，于同一果穗而言，已受病菌侵染的果粒中Res含量顯著高于健康果粒，近損傷區(qū)但尚未染病的果粒中Res含量最高。

(3)晚熟品種CS酒樣整體評價最好，主要表現(xiàn)在香氣濃郁度、口感質(zhì)地、口感濃郁度、余味持續(xù)性及口感品質(zhì)等方面，GA酒樣整體得分最低，尤其表現(xiàn)為顏色、香氣質(zhì)量和口感質(zhì)地等方面，且酒樣感官得分與葡萄果皮及酒樣中檢測到的多酚類物質(zhì)含量基本成正比。