河西走廊新引品種紅葡萄酒酚類物質(zhì)及顏色分析

曲睿，陳勝，唐利薩，張雪，張學(xué)忠，劉延琳,3*

1(西北農(nóng)林科技大學(xué) 葡萄酒學(xué)院，陜西 楊凌，712100)2(甘肅夏博嵐葡萄種植有限公司，甘肅 武威，733300)3(西北農(nóng)林科技大學(xué),寧夏賀蘭山東麓葡萄酒試驗(yàn)示范站，寧夏 永寧，750104)

產(chǎn)區(qū)特色是葡萄酒產(chǎn)區(qū)的核心競(jìng)爭(zhēng)力[1]。風(fēng)土在產(chǎn)區(qū)特色形成中扮演著極為重要的角色，影響著消費(fèi)者的選擇決策。葡萄品種、氣候、土壤、葡萄栽培技術(shù)和葡萄酒釀造技術(shù)等都會(huì)對(duì)風(fēng)土產(chǎn)生影響，其中前3項(xiàng)是風(fēng)土的基本組成因素[2]。因而選擇合適的葡萄品種對(duì)于產(chǎn)區(qū)差異化和典型性的形成十分重要。甘肅河西走廊葡萄酒產(chǎn)區(qū)屬于溫帶大陸性干旱氣候，多風(fēng)少雨，云量稀少，光照資源豐富，有利于農(nóng)作物的物質(zhì)積累，擁有得天獨(dú)厚的葡萄酒自然稟賦。但立足新的發(fā)展時(shí)期，產(chǎn)區(qū)面臨著釀酒葡萄品種同質(zhì)化的問(wèn)題，急需進(jìn)一步進(jìn)行適栽品種/品系選擇，挖掘產(chǎn)區(qū)特色，塑造產(chǎn)區(qū)風(fēng)格，形成產(chǎn)區(qū)品牌效應(yīng)。因此針對(duì)河西走廊產(chǎn)區(qū)新引種的釀酒葡萄進(jìn)行研究，對(duì)于豐富產(chǎn)區(qū)葡萄品種結(jié)構(gòu)、打造產(chǎn)區(qū)特色具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。

產(chǎn)區(qū)新引種釀酒葡萄通常需要進(jìn)行釀酒特性的研究，其中酚類物質(zhì)是重要的指標(biāo)之一。紅葡萄酒中的酚類物質(zhì)通常分為黃酮類(例如花色苷、黃酮醇和黃烷醇)和非黃酮類(酚酸和芪類化合物等)，其能促進(jìn)葡萄酒顏色穩(wěn)定[3]，并能在不同程度上與唾液蛋白相互結(jié)合，負(fù)責(zé)葡萄酒的澀味呈現(xiàn)[4]，是影響紅葡萄酒顏色和口感的關(guān)鍵因素。因此對(duì)紅葡萄酒中含有的酚類物質(zhì)進(jìn)行分析，有助于加深對(duì)新引葡萄品種的釀酒特性的了解。此前已有研究分析了甘肅張掖、武威以及嘉峪關(guān)等地區(qū)的蛇龍珠、美樂(lè)、赤霞珠以及黑比諾葡萄果實(shí)的總酚和單寧含量[5-6]，并對(duì)新引的黑比諾品系釀造的葡萄酒進(jìn)行了酚類物質(zhì)的分析[7]。但目前尚未有研究對(duì)其他新引品種葡萄酒中的酚類物質(zhì)和顏色進(jìn)行分析。

本研究采用河西走廊產(chǎn)區(qū)新引的7個(gè)葡萄品種(系)，利用本土工業(yè)酵母進(jìn)行小容器發(fā)酵，測(cè)定酒樣的基本理化指標(biāo)、CIELab顏色參數(shù)以及酚類物質(zhì)含量，進(jìn)行差異性及相關(guān)性分析，探究不同新引品種的釀酒表現(xiàn)，以期為新引葡萄品種后續(xù)推廣及研究提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)樣品

于2020年9月在甘肅省武威市民勤縣夏博嵐酒莊葡萄園采集葡萄原料，原料含糖量≥200 g/L，基礎(chǔ)理化指標(biāo)見(jiàn)表1。所用酵母為商業(yè)釀酒酵母CECA活性干粉。

表1 葡萄原料基本理化指標(biāo)Table 1 Basic physical and chemical indicators of grape raw materials

1.1.2 儀器與試劑

LAFASE HE GRAND CRU型果膠酶，法國(guó)LAFFORT公司；兒茶素標(biāo)準(zhǔn)品、沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品、槲皮素標(biāo)準(zhǔn)品、咖啡酸標(biāo)準(zhǔn)品，上海源葉生物公司；甲基纖維素、福林酚、4-二甲基氨基肉桂醛(4-dimethylaminocinnamaldehyde，p-DMACA)，北京索萊寶科技有限公司；硫酸銨、碳酸鈉、氯化鉀、醋酸鈉為分析純，西隴科學(xué)股份有限公司。

Cary 60型UV-VIS分光度計(jì)，美國(guó)Agilent公司；PB-10型標(biāo)準(zhǔn)pH計(jì)，德國(guó)Sartorius公司；CM-5型分光測(cè)色計(jì)，日本Konica Minolta公司；AUW220D型萬(wàn)分之一天平，日本島津公司；TG16-WS型臺(tái)式高速離心機(jī)，湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；Vortex-Genie2型渦旋振蕩器，美國(guó)Scientific Industries公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 酵母活化

活性干酵母用量為200 mg/L。錐形瓶取10倍于活性干酵母重量的蒸餾水，使溫度為38 ℃，加入稱好的活性干酵母。在38 ℃恒溫水浴鍋中靜置15 min。分次取待發(fā)酵葡萄汁(最終加入體積與酵母液體積相同)，緩慢加入上述制備好的酵母活化液中。

1.2.2 釀造工藝

將經(jīng)過(guò)分選破碎后的葡萄醪，加入到20 L發(fā)酵罐中，加入50 mg/L SO2和15 mg/L果膠酶。當(dāng)葡萄醪回溫至15 ℃，加入活化好的酵母液。溫度控制在20～25 ℃。每日監(jiān)測(cè)比重和溫度，同時(shí)進(jìn)行壓帽。發(fā)酵結(jié)束后浸漬24 h，之后分離出罐，加入50 mg/L SO2，滿罐貯藏。1個(gè)月之后，分離灌裝酒樣，于恒溫16～18 ℃酒窖貯存。

1.2.3 基礎(chǔ)理化指標(biāo)測(cè)定

總糖和還原糖測(cè)定采用直接滴定法，酒精度測(cè)定采用密度瓶法，總酸(以酒石酸計(jì))和揮發(fā)酸(以醋酸計(jì))測(cè)定采用指示劑法，以上指標(biāo)測(cè)定方法均參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》進(jìn)行。pH值測(cè)定采用酸度計(jì)法。

1.2.4 CIELab顏色參數(shù)測(cè)定

參考李運(yùn)奎等[8]的方法進(jìn)行測(cè)定和表示。酒樣經(jīng)過(guò)0.45 μm濾膜過(guò)濾，測(cè)量時(shí)使用分光測(cè)色計(jì)和10 mm石英比色皿測(cè)定，測(cè)色計(jì)參數(shù)為液體測(cè)量，標(biāo)準(zhǔn)觀察者角度為10°，光源為D65標(biāo)準(zhǔn)白光源，去離子水為空白參比。

1.2.5 酚類物質(zhì)測(cè)定

總酚測(cè)定采用福林酚法[9]，以沒(méi)食子酸計(jì)。單寧測(cè)定采用甲基纖維素(methylcellulose，MCP)沉淀法[10]，以兒茶素計(jì)。總花色苷測(cè)定采用pH示差法[11]，以矢車菊素-3-O-葡萄糖苷計(jì)。黃酮醇和酒石酸酯的測(cè)定參考CLIFF等[12]，分別以槲皮素和咖啡酸計(jì)。黃烷醇測(cè)定參考LI等[13]，以兒茶素計(jì)。以上單位均為mg/L。

1.2.6 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示。使用SPSS 25.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(P<0.05)。使用Origin lab 2021軟件用于Spearman相關(guān)性分析(P<0.05，P<0.01)，并用于作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄酒基礎(chǔ)理化指標(biāo)分析

酒樣基本理化指標(biāo)見(jiàn)表2。酒樣殘?zhí)蔷?4 g/L，為干型葡萄酒。酒樣的酒精度在10.56%vol～14.34%vol，具有顯著差異。酒樣的揮發(fā)酸在0.28～0.52 g/L，均遠(yuǎn)低于GB 15037—2006《葡萄酒》規(guī)定的1.2 g/L。葡萄原料最低酸度為5.79 g/L，因此未進(jìn)行人工調(diào)酸。發(fā)酵結(jié)束后試驗(yàn)酒樣總酸在6.71～9.64 g/L。陳釀1年后酒樣總酸在5.09～6.79 g/L。其中卡本內(nèi)·維洛斯酒樣總酸變化最小，從7.18 g/L降為6.79 g/L。隨著全球變暖，當(dāng)前西北產(chǎn)區(qū)普遍存在葡萄原料含糖量逐年增加，總酸積累不足，需人工增酸的情況[14]。此次試驗(yàn)的新引葡萄品種或能助力解決這一問(wèn)題。

2.2 葡萄酒CIELab顏色參數(shù)分析

根據(jù)SN/T 4675.25—2016《出口葡萄酒顏色的測(cè)定 CIE1976(L*a*b*)色空間法》，葡萄酒的顏色由色調(diào)、明度和彩度組成。色調(diào)是顏色最重要的屬性，幫助描述顏色本身(紅、黃、綠、藍(lán)等)，明度是表征物體表面明亮程度的視覺(jué)特征值，而彩度是表征物體表面顏色濃淡程度的特征值。色差則用來(lái)定量表示顏色知覺(jué)差別。實(shí)際數(shù)值表示時(shí)，使用L*、a*、b*的三維參考系，其中L*對(duì)應(yīng)于顏色的明度，取值范圍為0～100，從黑色漸變到無(wú)色；a*表示葡萄酒的紅/綠程度，a*>0時(shí)，顏色偏紅、a*<0時(shí)，顏色偏綠；b*表示葡萄酒的黃/藍(lán)程度，b*>0時(shí)，顏色偏黃，b*<0時(shí)，顏色偏藍(lán)。

表2 酒樣基本理化指標(biāo)Table 2 Basic physical and chemical indicators of wine samples

表3結(jié)果顯示，各個(gè)酒樣的L*、a*和b*值具有顯著差異。針對(duì)L*值，黑比諾酒樣最高，顏色最明亮；卡本內(nèi)·維洛斯酒樣最低，顏色最暗。供試酒樣均為紅葡萄酒樣，因此a*值均>0，其中赤霞珠169酒樣最高，紅色占比最多；黑比諾酒樣最低，這符合該品種顏色較淺的特性。供試酒樣的b*值均>0，說(shuō)明酒樣更偏向黃色，其中赤霞珠169酒樣最高，萊博酒樣最低。色差代表了酒樣與空白參比蒸餾水的色差，其中萊博酒樣的色差值最高為100.34，黑比諾酒樣最低。針對(duì)彩度，赤霞珠170酒樣數(shù)值最高，為49.24，最鮮艷，黑比諾酒樣最低。色調(diào)值從-90至0再到90的變化，表征了紅葡萄酒顏色由藍(lán)色到紅色再向黃色轉(zhuǎn)變的過(guò)程，代表著紅葡萄酒顏色隨貯存時(shí)間延長(zhǎng)的變化方向[15]，其中萊博酒樣數(shù)值最小，最接近紫紅色，而黑比諾酒樣相比于其他酒樣紅色調(diào)較少。

表3 酒樣CIELab顏色參數(shù)Table 3 CIELab colour parameters for wine samples

2.3 葡萄酒酚類物質(zhì)分析

圖1結(jié)果顯示，各個(gè)酒樣總酚含量差異顯著?？ū緝?nèi)·維洛斯酒樣含量最高為2 349.70 mg/L，小味爾多和萊博酒樣次之?？ū緝?nèi)·維洛斯葡萄母本為赤霞珠，父本為20/3[16]，其父本是通過(guò)山葡萄(V.amurensis)雜交所得，這可能是卡本內(nèi)·維洛斯酒樣酚類物質(zhì)含量較多的原因[17-18]。

圖2結(jié)果顯示，各個(gè)酒樣的單寧和黃烷醇含量差異顯著?？ū緝?nèi)·維洛斯酒樣單寧含量最高為818.57 mg/L，其次是小味爾多和赤霞珠169酒樣。黑比諾酒樣單寧含量為274.52 mg/L，其相比于其他品種單寧含量較少，口感更加柔和。小味爾多酒樣黃烷醇含量最高為1 135.04 mg/L，其次是黑比諾和赤霞珠169酒樣。黃烷醇通過(guò)不同聚合度影響葡萄酒的澀味呈現(xiàn)，富含黃烷醇的小味爾多在國(guó)內(nèi)外釀酒工藝中常用于調(diào)配以改善葡萄酒酚類物質(zhì)結(jié)構(gòu)[19]，提升葡萄酒感官品質(zhì)。本試驗(yàn)表明在甘肅產(chǎn)區(qū)引種的小味爾多保留了這一特性，這為后續(xù)開展甘肅產(chǎn)區(qū)新引小味爾多與其他品種混釀試驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。

圖3結(jié)果顯示，各酒樣的花色苷、黃酮醇以及酒石酸酯含量有明顯差異?？ū緝?nèi)·維洛斯酒樣花色苷含量最高，為206.08 mg/L，黑比諾酒樣含量最低為7.36 mg/L。黃酮醇和酒石酸酯含量最高的是馬瑟蘭酒樣，分別為354.81、311.85 mg/L，其次是萊博和卡本內(nèi)·維洛斯酒樣。黃酮醇和酒石酸酯作為輔色物質(zhì)通過(guò)“π—π”堆疊相互作用以及疏水效應(yīng)與花色苷形成分子締合或復(fù)合體，增強(qiáng)吸光度并導(dǎo)致最大吸收光度波長(zhǎng)紅移，從而促進(jìn)葡萄酒顏色穩(wěn)定[20]。近幾年，河西走廊產(chǎn)區(qū)葡萄酒顏色不穩(wěn)定、褪色快的問(wèn)題愈發(fā)凸顯，目前主要通過(guò)添加外源物質(zhì)來(lái)促進(jìn)顏色穩(wěn)定性[15]。而本試驗(yàn)的馬瑟蘭酒樣黃酮醇和酒石酸酯含量都較高，說(shuō)明本產(chǎn)區(qū)引種的馬瑟蘭品種自身具有保持顏色穩(wěn)定的潛力，后續(xù)可開展相關(guān)顏色穩(wěn)定性研究，為其推廣種植提供實(shí)踐指導(dǎo)。

圖1 酒樣總酚含量Fig.1 Total phenolic content of wine samples注：不同小寫字母代表差異顯著性(P<0.05)(下同)

圖2 酒樣單寧和黃烷醇含量Fig.2 Tannin and flavanol content of wine samples

圖3 酒樣花色苷、黃酮醇和酒石酸酯含量Fig.3 Anthocyanin, flavanol and tartaric acid ester content of wine samples

2.4 葡萄酒酚類物質(zhì)與顏色相關(guān)性分析

酚類物質(zhì)對(duì)于葡萄酒顏色呈現(xiàn)具有決定性作用，因此對(duì)酚類物質(zhì)與顏色進(jìn)行相關(guān)性分析，探索不同酚類物質(zhì)對(duì)顏色的影響機(jī)制。結(jié)果如圖4所示，花色苷、黃酮醇以及酒石酸酯對(duì)酒樣的L*值，即酒樣的明度有極顯著的負(fù)相關(guān)作用。可能的原因是花色苷作為紅葡萄酒顏色主要貢獻(xiàn)者，黃酮醇和酒石酸酯作為輔色物質(zhì)對(duì)葡萄酒具有增色效應(yīng)，酒樣顏色越深，亮度越低，與之前研究結(jié)果一致[20]。結(jié)果顯示酒樣色調(diào)(H*)和色差(ΔE*)同花色苷顯著正相關(guān)，與黃烷醇顯著負(fù)相關(guān)。有研究表明葡萄酒色調(diào)與聚合和吡喃花色苷正相關(guān)，并隨著花色苷甲氧基數(shù)目的增多呈現(xiàn)紫色調(diào)[21-22]。

圖4 酒樣酚類物質(zhì)含量與CIELab顏色參數(shù)相關(guān)系數(shù)矩陣Fig.4 Correlation coefficient matrix between phenolic content and CIELab colour parameters in wine samples注：矩陣內(nèi)*代表顯著相關(guān)，P<0.05；**代表極顯著相關(guān)，P<0.01

由圖2和圖3對(duì)比可知，酒樣黃烷醇與花色苷含量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，可能的原因是黃烷醇和花色苷的生物合成途徑存在矢車菊素和飛燕草素等次級(jí)代謝產(chǎn)物的競(jìng)爭(zhēng)[23]，因此后續(xù)還需進(jìn)一步測(cè)定新引品種酒樣的花色苷組成及結(jié)構(gòu)以闡明色調(diào)、花色苷和黃烷醇三者關(guān)系。結(jié)果顯示黃烷醇與單寧顯著正相關(guān)，蘭圓圓等[24]研究表明在多產(chǎn)區(qū)不同年份干紅葡萄酒中二者呈現(xiàn)正相關(guān)，單寧由黃烷-3-醇縮合而成，后續(xù)還需測(cè)定酒樣中黃烷醇組成結(jié)構(gòu)以闡釋二者關(guān)系。結(jié)果顯示黃酮醇、酒石酸酯和花色苷彼此之間極顯著正相關(guān)，史肖等[25]研究表明在黑比諾葡萄中酒石酸酯與黃酮醇顯著正相關(guān)，但與花色苷顯著負(fù)相關(guān)。因此花色苷酚與非花色苷酚的內(nèi)在影響機(jī)制還有待挖掘。結(jié)果顯示a*和b*值呈極顯著正相關(guān)，說(shuō)明酒樣顏色的紅色和黃色的呈現(xiàn)偏向具有一致性，與之前研究結(jié)果相吻合[26]。色調(diào)(H*)與色差(ΔE*)極顯著正相關(guān)，說(shuō)明酒樣色調(diào)轉(zhuǎn)變與引起的視覺(jué)差異具有協(xié)同性。

3 結(jié)論與討論

通過(guò)對(duì)河西走廊新引紅葡萄品種酒樣的酚類物質(zhì)分析可知，卡本內(nèi)·維洛斯、萊博、小味爾多和赤霞珠169酒樣酚類物質(zhì)含量較高，其中卡本內(nèi)·維洛斯酒樣的總酚、單寧以及花色苷含量最為突出，具有良好的陳年潛力和應(yīng)用前景；馬瑟蘭酒樣花色苷、黃酮醇和酒石酸酯含量較高，具有保持顏色穩(wěn)定的潛質(zhì)。新引紅葡萄品種總酸含量適中，其中卡本內(nèi)·維洛斯酒樣未經(jīng)人工調(diào)酸，陳釀1年后與發(fā)酵結(jié)束相比總酸變化較小，有望助力解決目前西北產(chǎn)區(qū)葡萄原料酸度不足的問(wèn)題。本研究為河西走廊新引紅葡萄品種的推廣提供了理論基礎(chǔ)，為其實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用提供了建議，但有關(guān)新引品種的非揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)分析還不夠深入，后續(xù)還需持續(xù)跟進(jìn)研究。