葡萄芳香物質(zhì)影響因素研究進(jìn)展

牛帥科，楊麗麗*，孫聰偉，陳展，宣立鋒，魏建國，趙艷卓，褚鳳杰

（河北省農(nóng)林科學(xué)院石家莊果樹研究所，石家莊 050061）

葡萄芳香物質(zhì)影響因素研究進(jìn)展

牛帥科，楊麗麗*，孫聰偉，陳展，宣立鋒，魏建國，趙艷卓，褚鳳杰

（河北省農(nóng)林科學(xué)院石家莊果樹研究所，石家莊 050061）

芳香物質(zhì)是葡萄與葡萄酒重要感官質(zhì)量指標(biāo)之一。葡萄中含有復(fù)雜的芳香物質(zhì)，包括酯、醛、酮、醇、揮發(fā)性酸類、萜烯類，這些芳香物質(zhì)構(gòu)成了某一品種、某一地區(qū)、某一管理模式下葡萄與葡萄酒的芳香物質(zhì)特點。本文綜述了影響葡萄芳香物質(zhì)的幾個主要因素，以期對葡萄芳香物質(zhì)研究方面提供參考。

葡萄；芳香物質(zhì)；影響因素

芳香物質(zhì)是葡萄的重要感官指標(biāo)，葡萄中芳香物質(zhì)如酯、醛、酮、醇、揮發(fā)性酸類、萜烯類等物質(zhì)以一定比例存在[1]，目前已從不同葡萄品種中檢測出500余種香氣成分，以具有揮發(fā)性的游離態(tài)和不具有會發(fā)但可以轉(zhuǎn)化為游離態(tài)的結(jié)合態(tài)兩種狀態(tài)存在，這些芳香物質(zhì)通過累加作用、協(xié)同作用、抑制作用等相互影響，構(gòu)成了不同葡萄品種的香氣特點[2-3]。近年來，對葡萄芳香物質(zhì)方面的研究逐漸成為熱點，通過對葡萄芳香物質(zhì)研究對改進(jìn)栽培技術(shù)、選育優(yōu)良品種、改進(jìn)加工工藝等多方面具有重要意義。

1 葡萄果實香氣物質(zhì)的種類

葡萄芳香物質(zhì)多種多樣，只有游離態(tài)的芳香物質(zhì)具有氣味，葡萄當(dāng)中芳香物質(zhì)以具有揮發(fā)性的游離態(tài)和不具有揮發(fā)性但可被轉(zhuǎn)化為具有揮發(fā)性游離態(tài)的結(jié)合態(tài)兩種形態(tài)存在。

游離態(tài)芳香物質(zhì)主要有具有芳香環(huán)的化合物、脂類、醛類、萜烯類化合物，這些物質(zhì)能同時引起嗅覺和味覺。芳香環(huán)的化合物具有特殊的氣味。如水楊酸乙酯，存在于所有葡萄品種中；氨茴酸甲酯，存在于美洲葡萄和它的雜種中，具有狐臭味。脂類，具有果香與花香氣味。如甲酸乙酯，具有李子氣味；乙酸甲酯和乙酸乙酯，具有蘋果味；異戊基，具有香蕉味；醛類，具有花香氣味。如乙醛，具有風(fēng)信子味；肉桂酸，具有肉桂子味；茴香醛，具有山楂氣味。萜烯類化合物，是葡萄漿果中的主要芳香物質(zhì)，如香茅醇，具有檸檬氣味；牻牛兒醇和橙花醇，具有玫瑰氣味；里啦醇，具有較重的玫瑰木氣味，存在于所有葡萄品種中。

結(jié)合態(tài)芳香物質(zhì)，也稱為風(fēng)味前體物質(zhì)，以糖苷鍵的結(jié)合態(tài)、水溶性的非極性化合物形式存在，經(jīng)過機械處理、酶處理、浸漬作用等會釋放游離態(tài)的芳香物質(zhì)，主要有芳香環(huán)的化合物的糖苷，萜烯類化合物的糖苷[4]。

2 影響葡萄芳香物質(zhì)形成的因素

葡萄果實中的芳香物質(zhì)是其在成熟過程中形成的次生代謝產(chǎn)物，目前研究認(rèn)為氨基酸、脂肪酸、單糖、糖苷、萜烯類化合物、羥基酸、酚類為芳香物質(zhì)的前體物質(zhì),這些物質(zhì)在酶的作用下在葡萄的生長過程中通過分解、合成等作用形成芳香物質(zhì)[5]，一般來講隨著葡萄的成熟香氣物質(zhì)達(dá)到頂峰[2]。所以，影響到芳香物質(zhì)及其前體物質(zhì)變化的因素，均為影響因子，包括內(nèi)因與外因兩方面，內(nèi)因有品種、樹齡、成熟度、砧木；外因有風(fēng)土與栽培因素。

2.1 影響葡萄芳香物質(zhì)的內(nèi)因

2.1.1品種

不同葡萄品種中的葡萄香氣成分與含量均有差別，在歐洲種葡萄中Mateo等人[6]提出根據(jù)葡萄果實中的香氣成分對萜烯類化合物的依賴程度將葡萄分為三類：第一類，玫瑰香型芳香品種，屬于單萜依賴型芳香葡萄，這些品種如玫瑰香、白玫瑰、昂托玫瑰，可大量檢測出葡萄特征芳香物質(zhì)包括里那醇、橙花醇、香葉醇等。第二類，非玫瑰香型芳香品種，如雷司令、長相思，可少量檢測到玫瑰香型芳香品種，其芳香物質(zhì)分為四類：（1）去甲類異戊二烯，含量較低；（2）萜烯類化合物，濃度低于玫瑰香型高于非芳香性；（3）苯衍生物；（4）酯族和其他化合物。第三類，非芳香品種，如赤霞珠、霞多麗、西拉，其主要香氣成分是直鏈脂肪族類物質(zhì)，包括脂肪醛、脂肪酯和脂肪醇[7-8]。歐美雜交種則會呈現(xiàn)草莓等果香特征。

2.1.2樹齡

研究認(rèn)為，葡萄果實的芳香物質(zhì)會隨著樹齡的增加而增加。葡萄在每年正常的生產(chǎn)管理當(dāng)中會在果實收獲后進(jìn)行剪枝，當(dāng)年的新梢留少量芽眼其他部分全部剪掉，所以樹齡對葡萄果實影響因素主要來源于根系與樹干，隨著樹齡的增加根系不斷生長，樹干不斷變粗，隨著其吸取養(yǎng)分、積累養(yǎng)分的能力逐年增強，芳香物質(zhì)勢必會逐年增加。有報導(dǎo)黑比諾的樹齡與果實香氣強度有顯著的正相關(guān)，樹齡較高的雷司令含有更豐富的萜烯類物質(zhì)[9-10]。

2.1.3成熟度

葡萄果實中的芳香物質(zhì)是隨著果實發(fā)育而產(chǎn)生的，絕大多數(shù)芳香物質(zhì)隨著成熟度的增高而增高，有些芳香物質(zhì)則會降低。段雪榮等[11]在其研究中表明隨著赤霞珠成熟度的增加，所釀酒中萜烯醇和去甲類異戊二烯化合物含量增加，果香與花香特征明顯。成明等[12]對不同成熟度的乍娜葡萄的揮發(fā)性香氣成分分析表明，隨著成熟度的增加芳香物質(zhì)總量增加，酯類、醛類、酸類物質(zhì)含量下降，醇類物質(zhì)升高。陳芳等人[13]對威戴爾葡萄研究過程中發(fā)現(xiàn)在威代爾葡萄后熟過程中所檢測到的8種萜烯類化合物不斷降低，認(rèn)為這與當(dāng)?shù)貧鉁亟档陀幸欢ǖ年P(guān)聯(lián)。

2.1.4砧木

砧木對接穗品種生長發(fā)育的影響主要體現(xiàn)在營養(yǎng)生長上，嫁接苗與自根苗最大的區(qū)別在于根系的差異，如根系大小、抗性及生理指標(biāo)（如POD、可溶性糖、可溶性蛋白等）[14]，從這幾個方面對接穗品種的影響大致可分為增強和減弱生長勢兩種類型[15]。一般認(rèn)為，能減弱生長勢的砧木組合有利于提高葡萄果實品質(zhì)。有人認(rèn)為，長勢弱的砧木會限制葡萄樹的營養(yǎng)生長利于生殖生長[1]，Wolpert等[16]研究表明，1616C、SO4、125AA、Cosmo2、5BB砧木嫁接的赤霞珠品質(zhì)較高，芳香物質(zhì)含量較高。而5A、Freedom、1447P、5C、99R、1103P等砧木嫁接的赤霞珠的品質(zhì)較低，芳香物質(zhì)含量較低。

2.2 影響葡萄芳香物質(zhì)的外因

2.2.1風(fēng)土

風(fēng)土包括土壤與氣候。近年來國內(nèi)的學(xué)者專家越來越重視風(fēng)土對葡萄與葡萄酒的影響。葡萄的產(chǎn)地是影響葡萄芳香物質(zhì)的關(guān)鍵因素，不同產(chǎn)地同一品種的芳香物質(zhì)的組成與含量必然不同，這可以作為彰顯不同地區(qū)葡萄與葡萄酒風(fēng)格的標(biāo)簽。對山東沂源、濟(jì)寧兩個產(chǎn)區(qū)巨峰葡萄的芳香物質(zhì)進(jìn)行分析，結(jié)果表明兩個產(chǎn)區(qū)巨峰葡萄芳香物質(zhì)的相似性較高，但沂源產(chǎn)區(qū)芳香物質(zhì)總量高于濟(jì)寧產(chǎn)區(qū)[17]。對寧夏賀蘭山地區(qū)與河北沙城地區(qū)赤霞珠和美樂的葡萄酒芳香物質(zhì)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，寧夏賀蘭山地區(qū)的赤霞珠、美樂葡萄酒的特征芳香物質(zhì)為戊醇、4-甲基戊醇、3-甲基戊醇，而河北沙城地區(qū)特征香氣為3-甲硫基丙醇，作者認(rèn)為，產(chǎn)區(qū)因素對葡萄香氣物質(zhì)影響大于品種因素[18]。郭志剛等[19]分別對甘肅武威與山東煙臺的赤霞珠進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，武威的赤霞珠葡萄汁芳香物質(zhì)主要為鄰苯二甲酸二甲酯（68.48%）和鄰苯二甲酸二乙酯（10.05%），煙臺主要是鄰苯二甲酸二甲酯（46.62%）和2-苯乙醇（7.69%），并且其他芳香物質(zhì)的種類與含量也有很大差異。

葡萄最適宜的土壤類型為砂礫土和沙壤土，目前，認(rèn)為在砂礫土上生產(chǎn)出的釀酒葡萄品質(zhì)最佳。李文超等[20]研究了寧夏地區(qū)不同土壤條件對釀酒葡萄果實品質(zhì)的影響結(jié)果表明含石的沙壤土明顯促進(jìn)了釀酒葡萄風(fēng)味物質(zhì)的積累。另外，黏土性土壤較其他性質(zhì)土壤不利于芳香物質(zhì)的積累，在該土壤中生長的葡萄應(yīng)及時采收，否則會減低葡萄的芳香物質(zhì)[21]。

氣候條件包括溫度、光照、降雨及當(dāng)?shù)匦夂驐l件，其中溫度條件以積溫為標(biāo)準(zhǔn)，Winkler等[22]將全球的葡萄栽培區(qū)分為5個區(qū)域，并標(biāo)明了各區(qū)所能生產(chǎn)的葡萄酒類型和相應(yīng)的品種。從區(qū)域劃分結(jié)果來看，冷涼地區(qū)適合產(chǎn)突出果香味、新鮮、清爽的葡萄酒及相應(yīng)品種，溫度較高地區(qū)適合產(chǎn)突出結(jié)構(gòu)感的葡萄酒及相應(yīng)品種。雖然溫度較低利于芳香物質(zhì)的積累，但不同葡萄品種的理想溫度有一定范圍，過高或過低都會對芳香物質(zhì)積累產(chǎn)生負(fù)面影響[21]。

一般情況下，光照利于果實芳香物質(zhì)總量積累、種類的改變，但也有研究表明光照過強反而制約果實中某些芳香物質(zhì)的形成與積累[21]，Belancic等[23]研究表明，葡萄經(jīng)過曝光處理對酯類物質(zhì)沒有明顯影響，但可以顯著增加葡萄中萜烯類物質(zhì)含量如香茅醇、橙花醇、香葉醇。隨著日照時數(shù)的增加赤霞珠果實中直鏈脂肪醛含量顯著減少，萜烯類物質(zhì)顯著增加[24]。杭潔等[25]對轉(zhuǎn)色到成熟的赤霞珠與蛇龍珠進(jìn)行了遮光處理，結(jié)果顯示，遮光處理抑制了果實中醇類物質(zhì)的釋放，促進(jìn)醛類物質(zhì)釋放。

近年研究表明，適當(dāng)限制水分的供給利于葡萄芳香物質(zhì)的積累[26]，缺水條件下葡萄生長勢弱，枝條對果穗的遮陰較少。在適當(dāng)水分虧缺下，葡萄中類胡蘿卜素含量增加，同時更利于果實內(nèi)芳香物質(zhì)合成相關(guān)酶類基因的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而加快類胡蘿卜素的裂解，生成芳香物質(zhì)。且作為芳香物質(zhì)的前體物質(zhì)氨基酸在某些品種適當(dāng)水分虧缺的條件下，積累量增加[27]。所以，基于提高葡萄品質(zhì)的目的，歐洲葡萄酒產(chǎn)區(qū)一般禁止對釀酒葡萄進(jìn)行人工灌溉。

葡萄栽培區(qū)域的小氣候條件對葡萄芳香物質(zhì)亦有較強的影響。小氣候是指在一定的大氣候背景下局部地區(qū)的地形、坡向、海拔、坡度、河海湖泊、土壤植被等環(huán)境條件。隨著葡萄園海拔的增加，直鏈脂肪醛類、吡嗪類和支鏈脂肪族類物質(zhì)顯著升高，赤霞珠生青味明顯[24]。李喜宏等人[28]研究表明，山地葡萄較平地葡萄所釀的葡萄酒香氣成分較多，且其中山地葡萄特有的香氣成分是安息香醛、丁二酸二乙酯和一些微量的醇類物質(zhì)，而平地的特有香氣成分是4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚和微量烷烴，并指出這些特有的香氣成分是造成二者氣味差別的主要原因。

2.2.2栽培因素

葡萄栽培因素涉及栽培模式、架型與樹形、肥水管理、負(fù)載量等，這些因素或多或少都會對葡萄芳香物質(zhì)產(chǎn)生影響。

葡萄栽培模式分為設(shè)施栽培與露地栽培。設(shè)施栽培是一種人工調(diào)節(jié)能力更大的栽培模式，芳香物質(zhì)在設(shè)施栽培中較露地栽培更多的是受到人為因素的影響。研究表明：日光溫室栽培的玫瑰香葡萄二次果較露地醛類化合物及具有清香味的2-己烯醛相對含量最高；露地栽培果實中醇類化合物及具有玫瑰香味的里那醇相對含量最高，二者風(fēng)味存在顯著差異[29]。避雨栽培較露地栽培增加了赤霞珠果實中酯類、醛類、酸類、醇類和揮發(fā)性苯酚含量，其研究表明乙酸乙酯、2-己烯醛、己醇、(E)-2-己烯-1-醇的合成量升高，而己酸乙酯、乙酸己酯、壬醛、1-辛烯-3-醇、辛酸、癸酸是避雨栽培赤霞珠果實中的特征香氣成分[30]。

葡萄的架型、樹形及葉幕形及配套的修剪技術(shù)對葡萄的樹勢、光能利用率、通風(fēng)性、產(chǎn)量等多方面的影響直接關(guān)系到果品芳香物質(zhì)。商佳胤等[31]對玫瑰香葡萄Y形架與籬架對比發(fā)現(xiàn)Y形架果實中的里那醇、香葉醇、月桂烯、玫瑰木醚醇分別為籬架的5.7、7.2、4.2、6.4倍，另外p-薄荷-1-烯-8-醇和橙花醇則僅在Y形架果實中檢測到，Y形架玫瑰香果實風(fēng)味優(yōu)于籬架。遲明[32]在其研究中表明赤霞珠不同整形方式對果實香氣組分存在較大影響，從單干單臂、單干雙臂和單干雙層雙臂果實中分別檢測到39、33和26種香氣成分，單干單臂醛類含量明顯的低于其它兩種整形方式、而脂類和酸類明顯的高于其它兩種整形方式、醇類明顯的低于單干雙層雙臂；單干單臂和單干雙臂果實萜稀類物質(zhì)含量明顯高于單干雙層雙臂。史祥賓等人[33]研究表明，京蜜葡萄在直立、V形和水平3種葉幕形處理下，V形葉幕揮發(fā)性芳香物質(zhì)種類最多，含量最高，說明V形葉幕的京蜜更能體現(xiàn)其品種特性。

葡萄在整個生命活動中需要多種營養(yǎng)物質(zhì)，肥料情況直接影響葡萄品質(zhì)從而影響葡萄的芳香物質(zhì)，施肥的種類、時間、方式、程度都會對葡萄果實的芳香物質(zhì)產(chǎn)生影響。張超杰等[34]對巨峰葡萄分別噴施了氨基酸和富硒葉面肥，結(jié)果表明，噴施葉面肥提高了乙酸乙酯的含量，并且不同類型的葉面肥導(dǎo)致果實主要芳香物質(zhì)種類也不同，作者認(rèn)為是由導(dǎo)致相關(guān)芳香物質(zhì)代謝途徑以及相關(guān)酶活性的差異引起的。Bravdo等[35]研究發(fā)現(xiàn)，磷肥可使赤霞珠葡萄酒中萜烯類物質(zhì)增加，高濃度的氮磷鉀復(fù)合肥會增加新榨葡萄汁和葡萄酒中的青草味；低濃度的復(fù)合肥會增加新榨葡萄汁中己酸、乙酸己酯、苯乙醇和庚醇的含量。

葡萄負(fù)載量對果實品質(zhì)有顯著影響，一般認(rèn)為，隨著負(fù)載量的降低，果實品質(zhì)增加，芳香物質(zhì)總量與種類增加。當(dāng)然，過低的負(fù)載量存在浪費樹體營養(yǎng)等問題。綜合來看，獲得優(yōu)良品質(zhì)葡萄的負(fù)載量條件，應(yīng)該是在一個范圍之內(nèi)。林玉友等[36]研究表明，隨著威代爾葡萄負(fù)載量的增大，其特征香氣2-苯乙醇含量下降，綜合其他品質(zhì)，認(rèn)為當(dāng)?shù)赝鸂柶咸堰m宜產(chǎn)量為15000～22500 kg/hm2。張峰瑋[37]研究表明，隨著負(fù)載量的降低，赤霞珠芳香物質(zhì)的種類與含量顯著增加，對酯類物質(zhì)影響最為明顯。

3 結(jié)語

葡萄芳香物質(zhì)組成復(fù)雜，影響因素多變，是葡萄營養(yǎng)生長與生殖生長達(dá)到某一個平衡點的產(chǎn)物，所以除了上述的影響因素外，只要能改變這一平衡點的操作皆可以改變芳香物質(zhì)的組成，如激素的使用、行間生草、病蟲害防控、人為通風(fēng)、煙霧接觸等。目前，葡萄與葡萄酒產(chǎn)業(yè)的方向是發(fā)揮地區(qū)特色生產(chǎn)，有地區(qū)風(fēng)格的葡萄與葡萄酒，而芳香物質(zhì)就是一個很好的切入點，所以挖掘某一產(chǎn)區(qū)葡萄與葡萄酒的香氣特點如何最大限度體現(xiàn)該產(chǎn)區(qū)特點，亟待進(jìn)一步研究。

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10.13414/j.cnki.zwpp.2017.04.027

2017-06-10

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項資金（CARS-30）

牛帥科（1987-），助理研究員。E-mail: 258715971@qq.com

*通訊作者：楊麗麗（1979-），副研究員。E-mail: 634814981@qq.com