煙臺產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’轉(zhuǎn)色后指標的變化研究

崔文娟，趙玉平，田家浩，姜文廣，趙 虎，鄭斯元，李記明*

（1.煙臺大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山東 煙臺 264003；2.煙臺張裕集團有限公司 山東省葡萄酒微生物發(fā)酵技術(shù)重點實驗室，山東 煙臺 264001）

好的葡萄原料是釀造優(yōu)質(zhì)葡萄酒的首要條件，品質(zhì)好的釀酒葡萄應(yīng)該具有較高的糖度和適宜酸度，同時較高的出汁率和典型的品種香氣也是必要的[1]。糖和酸類物質(zhì)主要存在于果肉中，影響發(fā)酵后葡萄酒酒精度和酸度的平衡，是葡萄酒構(gòu)架的主要支撐物質(zhì)[2]。多酚類物質(zhì)主要存在于葡萄皮和葡萄籽中[3]。多酚類物質(zhì)在葡萄浸漬發(fā)酵時被浸提出來，成為紅葡萄酒的重要品質(zhì)[4]。

葡萄的采收時間是影響葡萄品質(zhì)的重要因素。LORRAIN B等[1]認為即使釀酒葡萄的品種再好，其成熟度達不到相應(yīng)的要求，釀造出的葡萄酒品質(zhì)也不會好。目前，國內(nèi)外對葡萄成熟度和最佳采收期的研究較多。ROLLE L等[5]利用不同pH值的溶劑從Nebbiolo葡萄果實中提取酚類物質(zhì)，測定果實成熟期間花色苷、類黃酮和總酚含量，從而判斷酚成熟度。楊麗等[6]對嘉峪關(guān)地區(qū)不同成熟度佳美葡萄的理化成分跟蹤研究，確定了該地區(qū)佳美葡萄的最佳采收日期。蘇鵬飛等[7]研究了不同采收期的黑比諾葡萄對葡萄酒品質(zhì)的影響，以指導(dǎo)黑比諾葡萄采收期的確定。

山東煙臺釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)是我國最知名的釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)之一。‘赤霞珠’葡萄是煙臺產(chǎn)區(qū)主要栽培的葡萄品種之一?！嘞贾椤咸丫乒銤庥簦企w強勁有力，深受人們的喜愛。目前國內(nèi)還沒有關(guān)于煙臺產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’葡萄的最佳采收時間的研究。本研究跟蹤了2016年和2017年煙臺產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’葡萄從轉(zhuǎn)色后的理化指標和酚類物質(zhì)指標的含量變化，并分析了各個指標間的相關(guān)性。利用主成分分析（principal component analysis，PCA），以理化指標和酚類物質(zhì)指標為評價因子，綜合評價不同采收時間‘赤霞珠’葡萄的果實品質(zhì)，為該地區(qū)確定‘赤霞珠’葡萄的最佳采收期和優(yōu)質(zhì)葡萄酒的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試樣品為‘赤霞珠’葡萄：采自張裕公司煙臺產(chǎn)區(qū)葡萄園。供試葡萄均定植于2010～2012年，栽培架式為傾斜獨龍桿或單干雙臂，株行距1.85 m×2.35 m，葡萄園采用常規(guī)管理。2016年和2017年分別采用“S”型取樣法隨機選定植株。葡萄轉(zhuǎn)色期進行第一次采樣，具體采樣時間以轉(zhuǎn)色后周數(shù)（weeks after verasion ，WAV）計，分別為0、1、2、3、4、5、6。每次采樣每株葡萄選取1穗果，每個重復(fù)采集10穗果，3次重復(fù)。樣品放入冷藏箱帶回實驗室。

對二甲氨基肉桂醛：上?？ㄟ~舒生物科技有限公司；沒食子酸、（+）-兒茶素：美國Sigma公司；福林酚試劑：上海鼎瑞化工有限公司；甲醇：四川西隴化工有限公司。所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

pH400酸度計：安萊立思儀器科技（上海）有限公司；722 E型可見分光光度計：上海奧析科學(xué)儀器有限公司；HT115ATC阿貝折光儀：蘇州奇樂電子科技有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 理化指標測定

采用電子天平隨機測量20粒果實的果粒質(zhì)量、果皮質(zhì)量、果籽質(zhì)量，重復(fù)3次取平均值。還原糖、可滴定酸、pH值的測定參照參考文獻[8]的方法，可溶性固形物采用阿貝折光儀測定，均重復(fù)3次，取平均值。

1.3.2 總酚、黃烷醇、花色苷的提取及測定

稱取3.0 g葡萄皮、2.0 g葡萄籽，將其分別浸入20 mL甲醇中，在25℃條件下提取12 h，溶液輕輕移入干凈容器。殘渣用20 mL體積分數(shù)80%的甲醇溶液提取90 min，溶液移入干凈容器，殘渣繼續(xù)用20mL體積分數(shù)50%的甲醇溶液提取90 min，溶液再次輕輕移入其他容器，最后將所有提取液混合。按照參考文獻[9-11]的方法進行測定。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office Excel 2010對數(shù)據(jù)進行計算，并用統(tǒng)計產(chǎn)品與服務(wù)解決方案（statistical product and service solution，SPSS）16.0對數(shù)據(jù)進行差異性顯著分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 轉(zhuǎn)色后‘赤霞珠’理化指標的變化規(guī)律

葡萄的各指標在成熟過程中處在不斷變化的狀態(tài)，成熟度不同，各指標也存在差異。葡萄的糖酸比即技術(shù)成熟度是目前判斷葡萄成熟度最常用的方法之一。一般認為糖酸比≥20時，才能釀造出優(yōu)質(zhì)的葡萄酒[12]。2016年和2017年煙臺產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’轉(zhuǎn)色后各理化指標及糖酸比的變化情況見表1、表2。

表1 2016年‘赤霞珠’葡萄果實轉(zhuǎn)色后理化指標的變化Table 1 Changes of physicochemical indexes of Cabernet Sauvignon grapes in 2016

表2 2017年‘赤霞珠’葡萄果實轉(zhuǎn)色后理化指標的變化Table 2 Changes of physicochemical indexes of Cabernet Sauvignon grapes in 2017

由表1、表2可見，‘赤霞珠’果實轉(zhuǎn)色后的果粒、果籽、果皮質(zhì)量變化不大，但果粒、果籽質(zhì)量整體有上升的趨勢；還原糖含量、可溶性固形物含量、糖酸比呈不斷上升的趨勢，在5WAV后趨于穩(wěn)定。2016年葡萄在1WAV時糖酸比就達到技術(shù)成熟度（21.20±3.30），2017年葡萄在4WAV時達到技術(shù)成熟度（22.95±1.47）且糖酸比整體低于2016年。采樣日期越推后，有機酸被降解得越多，總酸含量呈不斷下降趨勢。

3 WAV前下降較迅速，后趨于穩(wěn)定。保持在5～6 g/L。與總

酸含量變化趨勢相反，葡萄的pH不斷升高，后期趨于穩(wěn)定。

2.2 轉(zhuǎn)色后‘赤霞珠’酚類物質(zhì)指標的變化規(guī)律

葡萄中的酚類物質(zhì)有總酚、花色苷、黃烷醇等，是葡萄伴隨次生代謝的過程中產(chǎn)生的一類重要化合物[13]。酚類物質(zhì)對葡萄的品質(zhì)、葡萄酒的顏色、口感等有重要影響，不僅決定著葡萄酒澀味和苦味的優(yōu)劣與強弱，而且影響著葡萄酒的色澤、貯藏壽命及生物化學(xué)穩(wěn)定性，是葡萄酒的“骨架成分”[14-15]。

圖1 不同采收期‘赤霞珠’葡萄總酚（A，C）及黃烷醇（B，D）含量變化Fig.1 Changes of total phenols(A,C)and flavanols(B,D)contents in Cabernet Sauvignon grapes at different harvest periods

由圖1A可見，隨著采收期的推移，果皮總酚含量呈先上升后下降的趨勢，且相互間均存在顯著性差異（P＜0.05）。2016年在4 WAV達到最高值（16.37±0.48）mg/g，之后開始下降，最后一次采收（6WAV）時含量為（15.50±1.05）mg/g。相比2016年，2017年的果皮總酚含量整體偏低，從（6.00±1.41）mg/g（0 WAV）上升至（12.96±1.21）mg/g（4 WAV），之后開始下降。

由圖1B可見，果皮黃烷醇含量的變化趨勢與總酚含量的變化趨勢一致，均呈先升高后下降的趨勢。且2017年的含量整體低于2016年。在2 WAV前果皮黃烷醇含量上升迅速，之后速度較為緩慢。兩年均在4 WAV達到最高含量，2016年為（2.18±0.17）mg/g，2017年為（2.15±0.17）mg/g。

由圖1C可見，葡萄籽總酚含量呈先下降后上升的趨勢，且存在顯著性差異（P＜0.05）。在1 WAV之前下降較為緩慢（2016年時稍有上升），1～4WAV時下降迅速，后開始緩慢上升。2016年葡萄籽總酚含量為（55.27±2.80）～（35.20±2.75）mg/g，2017年葡萄籽總酚含量為（52.13±2.60）～（33.60±3.48）mg/g。

由圖1D可見，與果籽的總酚含量變化趨勢相同，果籽黃烷醇含量均呈先下降后升高的趨勢，在葡萄的成熟過程中存在顯著性差異（P＜0.05）。2016年和2017年葡萄子黃烷醇最高含量為（18.56±0.10）mg/g和（20.16±1.09）mg/g，均在4 WAV下降至最低，之后開始上升。

圖2 不同采收期‘赤霞珠’葡萄花色苷含量變化Fig.2 Changes of anthocyanin contents in Cabernet Sauvignon grapes at different harvest periods

由圖2可見，花色苷含量呈不斷上升的趨勢，在葡萄的成熟過程中均存在顯著性差異（P＜0.05）。2016年葡萄轉(zhuǎn)色后花色苷的含量在（2.78±0.97）～（6.28±0.86）mg/g；2017年葡萄轉(zhuǎn)色后花色苷的含量在（1.30±0.46）～（4.38±0.40）mg/g。2017年‘赤霞珠’葡萄花色苷的含量顯著低于2016年。

2.3 基本理化指標和酚類物質(zhì)指標的相關(guān)性

為了研究煙臺產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’葡萄成熟過程中理化指標和酚類物質(zhì)指標之間的關(guān)系，以兩年實驗結(jié)果數(shù)據(jù)的平均值，對葡萄的基本理化指標和酚類物質(zhì)指標做相關(guān)性分析，結(jié)果見表3。由表3可見，葡萄的糖酸比與可溶性固形物含量、還原糖含量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與總酸含量呈顯著負相關(guān)（P＜0.05），與葡萄的果粒質(zhì)量、果籽質(zhì)量、果皮質(zhì)量呈現(xiàn)正相關(guān)（P＜0.05），但相關(guān)性不顯著（P＞0.05）。與葡萄皮中的多酚含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），即隨著葡萄的成熟，葡萄皮中的總酚、黃烷醇、花色苷含量有所增加；與葡萄籽中的多酚含量呈顯著負相關(guān)（P＜0.05），即隨著葡萄的成熟，葡萄籽中的總酚和黃烷醇含量不斷下降。葡萄皮中的總酚含量和黃烷醇含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。葡萄籽中的總酚含量與葡萄籽中的黃烷醇含量存在正相關(guān)，且相關(guān)性也達到了顯著水平（P＜0.05）。

表3 ‘赤霞珠’葡萄基本理化指標和酚類物質(zhì)指標的相關(guān)性Table 3 Correlation between basic physicochemical and phenols indexes of Cabernet Sauvignon grapes

由以上分析結(jié)果可知，葡萄的理化指標和酚類物質(zhì)指標之間存在著一定的相關(guān)性甚至顯著相關(guān)，說明不同指標之間存在著信息的重疊。由于檢測所用的指標會增加生產(chǎn)成本，降低工作效率，因此，可通過主成分分析的方法，找到各個指標的相關(guān)性同時結(jié)合葡萄酒質(zhì)量綜合分析，選擇其中對葡萄酒質(zhì)量影響最大的指標，用于葡萄成熟度的監(jiān)控[3]。

2.4 ‘赤霞珠’葡萄的主成分分析及品質(zhì)評價

用SPSS軟件分別對不同成熟度的‘赤霞珠’葡萄的各指標進行主成分分析，計算出特征值、方差貢獻率和累計方差貢獻率，結(jié)果如表4所示。

表4 ‘赤霞珠’葡萄主成分方差分析Table 4 Variance analysis of the principal components of Cabernet Sauvignon grapes

根據(jù)累計貢獻率＞85%的原則，提取出了2個主成分y1和y2，其累計貢獻率達到90.302%，能夠全面反映不同成熟度赤霞珠葡萄果實的品質(zhì)，葡萄果實多指標主成分分析結(jié)果見圖3。

圖3 ‘赤霞珠’葡萄果實各指標的主成分分析Fig.3 Principle component analysis of indexes of Cabernet Sauvignon grapes

由圖3可見，主成分1中有較大載荷值的包括可溶性固形物、還原糖、糖酸比、pH及花色苷、果皮黃烷醇、果皮總酚。因此主成分y1從糖酸比和葡萄皮中的多酚反應(yīng)葡萄果實的品質(zhì)。葡萄的總酸、果籽黃烷醇和果籽總酚均在橫軸的負半軸，對主成分y1呈負面貢獻。對主成分y2貢獻最大的指標是果籽質(zhì)量。與5 WAV和6 WAV關(guān)聯(lián)性較大的指標還原糖、糖酸比、可溶性固形物、花色苷、果粒質(zhì)量、果籽質(zhì)量，這些指標能夠很好地表征5 WAV和6 WAV的葡萄品質(zhì)。

通過SPSS分析，提取出兩個主成分y1和y2，分別從不同方面反映不同成熟度赤霞珠葡萄果實的品質(zhì)，但是單獨使用某一個主成分難以對不同成熟度葡萄果實的品質(zhì)進行綜合評價。因此，將主成分按照貢獻率比例計算，綜合得分為Y=y1×λ1/（λ1+λ2）+y2×λ2/（λ1+λ2）（其中Y為綜合得分，y為提取的主成分，λ為特征根），以綜合得分對葡萄品質(zhì)進行綜合評價。綜合得分越高，葡萄品質(zhì)越好，從而確定最佳成熟度，結(jié)果見表5。

表5 不同采收期'赤霞珠'葡萄綜合品質(zhì)評價Table 5 Comprehensive quality evaluation of Cabernet Sauvignon grapes at different harvest period

由表5可知，葡萄果實的綜合品質(zhì)得分越來越高。由此可見，對于山東煙臺產(chǎn)區(qū)的赤霞珠葡萄來說，其最佳采收時間在轉(zhuǎn)色后5周左右。

3 結(jié)論

葡萄的含糖量決定了所釀葡萄酒的潛在酒精度，總酸是影響葡萄口感的重要指標，適量的酸對葡萄和葡萄酒的品質(zhì)及生物穩(wěn)定性具有重要作用。本研究結(jié)果表明，隨著葡萄成熟度的增加，其還原糖含量，可溶性固形物含量和糖酸比均逐漸上升，總酸含量下降。

本研究結(jié)果表明，煙臺產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’葡萄從轉(zhuǎn)色后，葡萄皮中的總酚和黃烷醇含量呈先升高后下降的趨勢，花色苷呈不斷升高的趨勢，但與第一次采收（0 WAV）相比，最后一次采收時（6 WAV）含量均顯著增加（P＜0.05）。

赤霞珠葡萄理化指標和多酚指標的相關(guān)性分析表明，葡萄的糖酸比與可溶性固形物含量、還原糖含量、pH值呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），總酸含量呈顯著負相關(guān)（P＜0.05），與葡萄的粒質(zhì)量、籽質(zhì)量、皮質(zhì)量呈正相關(guān)。與葡萄皮中的多酚含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與葡萄籽中的多酚含量呈顯著負相關(guān)（P＜0.05），即隨著葡萄的成熟，葡萄皮中多酚含量有所增加，葡萄籽中多酚含量有所下降。葡萄皮中的總酚含量與黃烷醇含呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。葡萄籽中的總酚含量與葡萄籽中的黃烷醇含量存在顯著正相關(guān)（P＜0.05）。

綜合2016年和2017年兩年的實驗數(shù)據(jù)，通過主成分分析，提取出主成分2，累計方差貢獻率達到90.438%，能夠全面反映不同成熟度‘赤霞珠’葡萄的果實品質(zhì)。通過兩個主成分對不同成熟度的‘赤霞珠’葡萄品質(zhì)進行綜合評價，結(jié)果表明煙臺產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’葡萄的最佳采收期在轉(zhuǎn)色后5周前后。雖然此結(jié)果是綜合了兩年的研究，但是由于溫度、降水等氣候條件差異性，尚不能確定以后年份中煙臺產(chǎn)區(qū)‘赤霞珠’葡萄在該日期采收是否最好，這仍然需要進一步的研究。但本研究充分了解了與葡萄酒質(zhì)量關(guān)系密切的葡萄理化指標和多酚指標在葡萄成熟過程中的變化規(guī)律，進而可以更好地監(jiān)控葡萄的成熟度，合理地確定最佳采收期。

[1]LORRAIN B,KY I,PECHAMAT L,et al.Evolution of analysis of polyhenols from grapes,wines,and extracts[J].Molecules,2013,18(1):1076-1100.

[2]鄭瑜琬，任章成，杜展成，等.干熱地區(qū)葡萄成熟度對霞多麗葡萄酒中酚類物質(zhì)及抗氧化活性的影響[J].中國食品學(xué)報，2013，13（11）：90-96.

[3]ROCKENBACH I I,GONZAGA L V,RIZELIO V M,et al.Phenolic compounds and antioxidant activity of seed and skin extracts of red grape(Vitis viniferaandVitis labrusca)pomace from Brazilian winemaking[J].Food Res Int,2011,44(4):897-901.

[4]SOMERS T C.The polymeric nature of wine pigments[J].Phytochemistry,1971,10(9):2175-2186.

[5]ROLLE L,SEGADE S R,TORCHIO F,et al.Influence of grape density andharvestdateon changesin phenolic composition,phenol extractability indices,and instrumental texture properties during ripening[J].J Agr Food Chem,2011,59(16):8796-8805.

[6]楊 麗，袁春龍，馬 婧，等.嘉峪關(guān)地區(qū)不同成熟度‘佳美’葡萄理化成分的研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2016，44（11）：133-140.

[7]蘇鵬飛，袁春龍，楊 麗，等.不同采收期對黑比諾葡萄及葡萄酒品質(zhì)的影響[J].現(xiàn)代食品科技，2016，（5）：234-240.

[8]王 華.葡萄酒分析檢驗[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004：11-15.

[9]張 娟，王曉宇，田呈瑞，等.基于酚類物質(zhì)的釀酒紅葡萄品種特性分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，48（7）：1370-1382.

[10]LI Y G,TANNER G,LARKIN P.The DMACA-HCl protocol and the threshold proanthocyanidin content for bloat safety in forage legumes[J].J Sci Food Agr,1996,70(1):89-101.

[11]STOJANOVIC J,SILVA J L.Influence of osmotic concentration,continuous high frequency ultrasound and dehydration on antioxidants,colour and chemical properties of rabbiteye blueberries[J].Food Chem,2007,101(3):898-906.

[12]李 華.葡萄酒工藝學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2013：37-42.

[13]CVAN L,FRIANT P,CHONE X,et al.Influence of climate，soil，and cultivar on terroir[J].American Journal of Enology&Viticulture,2004,553(3):207-217.

[14]劉一健，孫劍鋒，王 頡.葡萄酒酚類物質(zhì)的研究進展[J].中國釀造，2009，28（8）：5-9.

[15]IVANOVA V,STEFOVA M,VOJNOSKI B,et al.Identification of polyphenolic compounds in red and white grape varieties grown in R.Macedonia and changes of their content during ripening[J].Food Res Int,2011,44(9):2851-2860.