樹形及砧木對(duì)釀酒葡萄揮發(fā)性物質(zhì)的影響

郭文嬌，郭建勇，袁 琳，梁長(zhǎng)梅，牛鐵泉，4，張鵬飛，4，溫鵬飛，4

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，山西太谷030801；2.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津300384；3.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，山西太谷030801；4.山西省果樹種質(zhì)創(chuàng)制與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西太原030031）

葡萄營(yíng)養(yǎng)豐富，食用方便，深受消費(fèi)者喜愛(ài)，其栽培面積和產(chǎn)量在世界水果中居第2位[1]。赤霞珠是我國(guó)種植面積最大的釀酒葡萄品種，占全國(guó)葡萄種植總面積的7.2%[2]。但在生產(chǎn)中，往往會(huì)因?yàn)樽非螽a(chǎn)量而忽略質(zhì)量，嚴(yán)重阻礙了葡萄酒產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。在加工工藝滿足的條件下，葡萄酒的品質(zhì)主要取決于原料的品質(zhì)，而葡萄原料的品質(zhì)除了其糖含量[3]、出汁率[4]等指標(biāo)外，還與果實(shí)中揮發(fā)性物質(zhì)的種類和含量息息相關(guān)。

葡萄果實(shí)中的揮發(fā)性成分是其與生俱來(lái)的屬性之一。揮發(fā)性物質(zhì)是葡萄在發(fā)育過(guò)程中形成的次生代謝產(chǎn)物，如酯、醛、酮、醇、酸和烯烴類等物質(zhì)，并以一定比例存在，構(gòu)成了葡萄品種特有的香氣[5]。香氣是葡萄酒的靈魂，是構(gòu)成葡萄酒感官品質(zhì)的重要因素[6]。葡萄中的揮發(fā)性組分極其復(fù)雜，據(jù)報(bào)道已經(jīng)鑒定出的揮發(fā)性成分有800余種[7]，這些成分的種類、含量、感覺(jué)閾值及其之間的相互作用決定著葡萄特有的風(fēng)味質(zhì)量，也決定著釀造出的葡萄酒的風(fēng)味和典型性[8]。果實(shí)揮發(fā)性成分的差異，除受品種影響[9-10]外，主要受自然條件和栽培技術(shù)等的調(diào)控[11]。

近年來(lái)研究證實(shí)，樹形既可以影響葉幕結(jié)構(gòu)、產(chǎn)量，還會(huì)影響到一些特殊風(fēng)味[11]。目前，樹形對(duì)葡萄品質(zhì)的影響已有較多研究，但多集中在光合[12]、果實(shí)品質(zhì)[13-14]等方面。國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)對(duì)赤霞珠和霞多麗葡萄揮發(fā)性物質(zhì)影響的研究報(bào)道。

本研究以釀酒葡萄赤霞珠和霞多麗為試材，運(yùn)用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）的方法，測(cè)定了果實(shí)中揮發(fā)性物質(zhì)成分及含量，比較了樹形及砧木對(duì)釀酒葡萄揮發(fā)性物質(zhì)的影響，旨在為樹形以及砧木的選擇提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試葡萄品種為釀酒葡萄赤霞珠和霞多麗，樹形為廠字形及扇形，霞多麗全部為自根苗，廠字形赤霞珠有自根苗和嫁接苗，所嫁接砧木品種為SO4。

1.2 儀器設(shè)備

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（TRAcE 1300-TRAcE ISQ），美國(guó)Thermo Scientific；SPME萃取頭（50/30μm DVB/CAR/PDMS）。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2017年6月至2018年9月在山西省晉中市太谷縣怡園酒莊及山西省園藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心進(jìn)行，樣品采集于山西省太谷縣怡園酒莊。赤霞珠與霞多麗定植于2007年，南北行向，株行距0.5 m×2.5 m，田間土肥水管理和病蟲害防治按常規(guī)進(jìn)行。分別隨機(jī)選取10穗，于成熟期采集，去除病蟲害、機(jī)械損傷的果粒，帶回實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)液氮處理后儲(chǔ)存于-50℃的冰柜備用。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

參照文獻(xiàn)[15]的方法，采用頂空固相微萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用（HS-SPME-GC-MS）方法測(cè)定果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)含量。

揮發(fā)物的萃取：取液氮研磨好的葡萄樣品5 g于15 mL的進(jìn)樣瓶中，加入1 g NaCl和4μL 2-辛醇（1 g/L），渦旋混勻。將已活化或熱解析過(guò)的萃取頭插入進(jìn)樣瓶的頂空部分，萃取頭距離液面1 cm。40℃200 r/min攪拌加熱，吸附40 min。將萃取頭插入氣相色譜進(jìn)樣口，250℃，熱解析10 min，同時(shí)啟動(dòng)儀器采集數(shù)據(jù)。

GC-MS分析條件：所用色譜柱為TG-5MS（30m×0.25 mm×0.25μm）毛細(xì)管柱；載氣為高純氦氣，流速為1.27 mL/min；不分流自動(dòng)進(jìn)樣；進(jìn)樣口溫度250℃。升溫程序：起始溫度40℃保持4min；以3℃/min的速度升溫至160℃，保持2 min；再以20℃/min的速度升溫至250℃，保持4 min。質(zhì)譜接口溫度250℃，離子源溫度230℃，電離方式EI，電子能量70 eV，全掃描模式，掃描范圍30～450 U。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

利用質(zhì)譜全離子掃描的圖譜，結(jié)合NIST比對(duì)結(jié)果及相關(guān)文獻(xiàn)的參考對(duì)香氣物質(zhì)進(jìn)行定性分析；采用面積歸一化法進(jìn)行定量分析。應(yīng)用Excel軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 樹形及砧木對(duì)果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)種類的影響

從表1可以看出，所檢測(cè)的葡萄果實(shí)中揮發(fā)性物質(zhì)主要有醇、醛、酮、酯、酸和烯烴六大類。其中，廠字形赤霞珠自根苗所含揮發(fā)性物質(zhì)種類最少，含有的醇、醛、酮、酯、酸、烯烴六大類共計(jì)49種；扇形赤霞珠所含揮發(fā)性物質(zhì)種類最多，含有的醇、醛、酮、酯、酸、烯烴六大類共61種。廠字形霞多麗所含揮發(fā)性物質(zhì)種類為60種，沒(méi)有檢測(cè)出烯烴類物質(zhì)，只有醇、醛、酮、酯、酸五大類。

表1 赤霞珠與霞多麗成熟果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)的分類比較 種

廠字形赤霞珠嫁接苗所含醛類、酮類、酯類、酸類和烯烴類比其自根苗分別多4、1、7、1、2種；而醇類則比自根苗中少4種。廠字形赤霞珠自根苗相比于扇形所含揮發(fā)性物質(zhì)成分種類少，其中，醇類、醛類、酯類、酸類分別少5、2、5、1種，烯烴類數(shù)目相當(dāng)。廠字形霞多麗較其扇形所含揮發(fā)性物質(zhì)種類多，醇類、酯類、酸類、醛類分別多3、3、3、1種，酮類和烯烴類種類較少。

2.2 樹形及砧木對(duì)果實(shí)揮發(fā)性成分含量的影響

從表2可以看出，5個(gè)樣品的葡萄果實(shí)中主要的揮發(fā)性成分是醛類和醇類，除扇形赤霞珠自根苗外皆為醛類含量高于醇類。其中，霞多麗的醛類含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于赤霞珠，醇類含量則低于赤霞珠。廠字形赤霞珠醇類含量低于扇形赤霞珠。赤霞珠自根苗含酸量較高。扇形赤霞珠自根苗所含的醇類（39.27%）、酮類（0.53%）和酯類（3.59%）均最多；扇形霞多麗含醛類（57.05%）最多，其次是廠字形霞多麗（50.64%）。烯烴類含量最多的是廠字形赤霞珠自根苗葡萄（4.54%）。

赤霞珠嫁接苗相比于自根苗所含醇類、醛類、酮類、酯類分別多3.08、0.05、0.15、0.28百分點(diǎn)。廠字形赤霞珠自根苗葡萄中所含醇類、醛類、酮類、酯類、酸類比扇形赤霞珠自根苗分別少13.95、0.76、0.15、2.76、0.10百分點(diǎn)。廠字形霞多麗自根苗葡萄中所含醛類、酮類、酸類、烯烴類比扇形霞多麗自根苗分別少6.41、0.03、0.07、0.49百分點(diǎn)。

表2 赤霞珠與霞多麗成熟果實(shí)各類揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量比較 %

2.3 樹形及砧木對(duì)果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)的影響

由表3可知，仲辛醇、己醛、己-2-烯醛含量較高，醛類物質(zhì)是葡萄果實(shí)中主要的揮發(fā)性成分，赤霞珠與霞多麗皆為己醛含量較高，在20.68%～28.46%。霞多麗果實(shí)中帶有青草氣及蘋果香的己醛及帶有綠葉清香和果香味的己-2-烯醛含量最高，廠字形中含有己醛23.70%，己-2-烯醛23.31%；扇形中含有己醛28.46%，己-2-烯醛26.63%。赤霞珠中仲辛醇和己醛含量較高，其中，廠字形赤霞珠嫁接苗中仲辛醇和己醛含量分別為22.89%和25.85%，廠字形赤霞珠自根苗中仲辛醇和己醛含量分別為21.11%和20.68%，扇形赤霞珠自根苗中仲辛醇和己醛含量分別為27.23%和26.03%。

表3 赤霞珠與霞多麗成熟果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量比較 %

續(xù)表3

續(xù)表3

醛類物質(zhì)在果實(shí)中分布較為集中，除己-2-烯醛外，烯醛的種類較多，但含量低，主要存在于廠字形赤霞珠嫁接苗與霞多麗果實(shí)中。作為第二大芳香物質(zhì)的醇類，其種類較多，分布比較分散，品種、樹形間物質(zhì)及含量分布各有特色。廠字形赤霞珠嫁接苗所含同類物質(zhì)的種類和數(shù)量皆為最高，異佛爾酮只在樹形為扇形的2種葡萄中檢測(cè)到，在5個(gè)樣品中皆可被檢測(cè)到甲基庚烯酮具有檸檬草和乙酸異丁酯般的香氣。廠字形赤霞珠果實(shí)中含有的大馬酮具有令人愉快的玫瑰香氣。廠字形赤霞珠和霞多麗果實(shí)中所含的紫羅蘭酮具有紫羅蘭的香味。酯類物質(zhì)的種類也較為豐富，但含量較低，廠字形赤霞珠嫁接苗所含的丙酸丁酯和丁酸丁酯都具有水果香氣，在廠字形赤霞珠自根苗中均未檢測(cè)到。僅在扇形赤霞珠自根苗中檢測(cè)到的癸酸乙酯含量較低，其具有果香、葡萄味。酸類物質(zhì)大都具有一定的刺激氣味，含量超過(guò)一定濃度將產(chǎn)生令人不舒服的味道。

烯烴類物質(zhì)同樣影響著葡萄的香氣。廠字形霞多麗中沒(méi)有檢測(cè)到烯烴類物質(zhì)。具有輕微甜味的苯乙烯在廠字形赤霞珠和扇形霞多麗果實(shí)中可以檢測(cè)到，具有茉莉花香的二氫月桂烯只在廠字形赤霞珠自根苗中檢測(cè)到。赤霞珠和扇形霞多麗中均有3，5-二甲基-1-己烯。

3 結(jié)論與討論

有研究表明，無(wú)香型葡萄的揮發(fā)性物質(zhì)主要是醛類物質(zhì)[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，除扇形赤霞珠外，其余4個(gè)樣品含量最高的揮發(fā)性物質(zhì)皆為醛類物質(zhì)，與前人研究基本一致。扇形赤霞珠中仲辛醇含量較高，導(dǎo)致其醇類物質(zhì)含量高于醛類，可能是樹形差異造成的。

前人研究發(fā)現(xiàn)，霞多麗的果實(shí)中存在有100余種揮發(fā)性物質(zhì)成分，不同階段的揮發(fā)性物質(zhì)變化較大。發(fā)育前期以酯類、有機(jī)酸和醛類為主，發(fā)育后期醇類物質(zhì)的含量明顯上升[17]。本研究中，霞多麗采集于成熟期，檢測(cè)出醛類和醇類物質(zhì)居多，酯類、酸類、酮類和烯烴類物質(zhì)含量均較少，與前人研究結(jié)果一致。含量較高的醛為己-2-烯醛和己醛，這是霞多麗葡萄帶有淡淡的苦杏仁味以及較為明顯的生青味的主要原因[18]。含量最高的醇類為仲辛醇，分別為16.20%和15.26%。丁燕等[19]對(duì)蓬萊地區(qū)霞多麗葡萄的揮發(fā)性成分研究表明，測(cè)得含量最多的醛類物質(zhì)是己醛，其次是己-2-烯醛，與本試驗(yàn)大致相同；而含量最高的醇為己醇，與本試驗(yàn)不同，可能與產(chǎn)地不同等有關(guān)。有研究表明，果穗遮陰會(huì)導(dǎo)致已醛和己烯醛含量增加[11]。本試驗(yàn)扇形霞多麗中已醛和己-2-烯醛含量高于廠字形霞多麗，推測(cè)為果穗遮陰所致。

前人研究發(fā)現(xiàn)，赤霞珠葡萄發(fā)育后期以乙醇出現(xiàn)及醇類物質(zhì)濃度顯著升高為特征[20]。酯類物質(zhì)是其早期發(fā)育的特征，醛類物質(zhì)在整個(gè)發(fā)育過(guò)程中普遍存在，如庚醛和己醛在所有發(fā)育階段都占有很大比例[21]。本研究中，赤霞珠采集于成熟期，檢測(cè)出醛類和醇類物質(zhì)居多，其他揮發(fā)性成分較少，與前人研究結(jié)果一致。含量最高的醛為己醛，其中，扇形赤霞珠自根苗中含量最多，占26.03%，廠字形自根苗含量最少，占20.68%。檢測(cè)到含量最高的醇為仲辛醇，含量在20%～30%。陳奕霖[22]對(duì)天津產(chǎn)區(qū)赤霞珠葡萄的研究表明，最多的醇類物質(zhì)為正戊醇，與本試驗(yàn)不同，這可能與成熟度的確定及產(chǎn)地不同等有關(guān)。2個(gè)試驗(yàn)都檢測(cè)出較高含量的己醛和己-2-烯醛，而酸類、酮類和烯烴類含量均較少。還有其他的揮發(fā)性物質(zhì)沒(méi)有被檢測(cè)到，可能與固相微萃取的載樣量小和萃取頭的選擇性有關(guān)[15]。

本研究結(jié)果表明，對(duì)于赤霞珠與霞多麗自根苗，樹形為扇形較廠字形果實(shí)中所含的主要揮發(fā)性醛類和醇類物質(zhì)總量要多，扇形更利于其揮發(fā)性物質(zhì)的積累。赤霞珠嫁接苗與自根苗相比，嫁接苗果實(shí)中所含的主要揮發(fā)性醛類和醇類物質(zhì)總量多于自根苗，嫁接SO4砧木有利于赤霞珠揮發(fā)性物質(zhì)的積累。