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    不同葉幕機(jī)械修剪方式下赤霞珠葡萄所釀酒的酚類物質(zhì)研究

    2017-07-31 23:58:10王珍劉迪迪張振文
    中國(guó)釀造 2017年7期

    王珍,劉迪迪,張振文,2*

    (1.西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院,陜西楊凌712100;2.陜西省葡萄與葡萄酒工程中心,陜西楊凌712100)

    不同葉幕機(jī)械修剪方式下赤霞珠葡萄所釀酒的酚類物質(zhì)研究

    王珍1,劉迪迪1,張振文1,2*

    (1.西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院,陜西楊凌712100;2.陜西省葡萄與葡萄酒工程中心,陜西楊凌712100)

    以赤霞珠葡萄為試材,研究機(jī)械修剪葉幕厚度對(duì)葡萄酒酚類物質(zhì)的影響,為試驗(yàn)地葡萄管理提供理論基礎(chǔ)。通過(guò)葉幕修剪機(jī)設(shè)置4種葉幕厚度(機(jī)械+人工、機(jī)械70 cm、85 cm、100 cm),果實(shí)成熟后采收并采用傳統(tǒng)工藝釀造干紅葡萄酒,檢測(cè)花色苷及非花色苷酚類物質(zhì)組成及含量。結(jié)果表明,機(jī)械+人工及機(jī)械70 cm處理方式能夠有效增加基本花色苷、乙酰化花色苷、香豆?;ㄉ占翱Х弱;ㄉ蘸?,并豐富其組成;機(jī)械70 cm處理能促進(jìn)黃酮醇及非類黃酮物質(zhì)的積累,并增加其組成;而機(jī)械+人工處理降低了黃烷醇及羥基肉桂酸酚類物質(zhì)含量。因此,在選擇葉幕管理方式時(shí),機(jī)械+人工及機(jī)械70 cm這兩種處理具有現(xiàn)實(shí)的參考意義。

    機(jī)械修剪;赤霞珠;酚類物質(zhì);花色苷;類黃酮

    葡萄酒中的酚類物質(zhì)主要包括花色苷酚類物質(zhì)及非花色苷酚類物質(zhì),作為葡萄酒的結(jié)構(gòu)骨架,對(duì)葡萄酒酒體、外觀色澤、香氣以及感官品質(zhì)發(fā)揮著決定性作用[1],是一類生物活性物質(zhì),具有強(qiáng)抗氧化作用,在預(yù)防心血管疾病、抗動(dòng)脈硬化[2]、抗衰老等領(lǐng)域的保健功能[3-4],越來(lái)越受到大眾喜愛。一部分直接來(lái)源于葡萄果實(shí),受葡萄品種[5]、溫度、光照[6]、土壤[7]、栽培管理措施[8]、釀造工藝[9-10]等因素的影響,一部分來(lái)源于葡萄酒釀造過(guò)程中的酵母代謝[11]、外援添加或者橡木桶陳釀、橡木片浸漬[12]等。

    機(jī)械化管理作為一種省時(shí)、省力、作業(yè)整齊的快捷管理方式,恰好解決了快速增長(zhǎng)的葡萄種植產(chǎn)業(yè)對(duì)人力成本的高標(biāo)準(zhǔn)需求。通過(guò)葉幕修剪來(lái)調(diào)節(jié)樹體的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)是葡萄夏季管理的重要環(huán)節(jié)之一,但目前有關(guān)機(jī)械修剪方式對(duì)葡萄酒品質(zhì)影響的相關(guān)研究還比較少,急需探尋一種適宜的夏季修剪模式。本試驗(yàn)依托山西堯京酒莊提供的葉幕修剪機(jī),設(shè)置不同的葉幕修剪厚度,旨在通過(guò)探究葉幕厚度對(duì)葡萄酒酚類物質(zhì)的影響,為當(dāng)?shù)仄咸讶~幕管理提供理論基礎(chǔ)。

    1 材料與方法

    1.1 材料與試劑

    1.1.1 材料

    4年生赤霞珠,晚熟葡萄,南北行向種植,株距1 m,行距3 m,斜拉“廠”字型單籬架整形方式。除葉幕管理外,其余土肥水管理均采用基地統(tǒng)一管方式。

    1.1.2 試劑

    甲酸、甲醇、乙腈(均為分析純):天津市博迪化工有限公司;二甲花翠素、原花色素B1、兒茶素、沒(méi)食子酸兒茶素、槲皮素、山奈酚等花色苷及非花色苷標(biāo)品(純度97%):美國(guó)Sigma-Aldrich公司;Red fruit酵母干粉:意大利Enartis公司;Lallzyme EX果膠酶(酶活5 700 U/g):法國(guó)Lallemand公司。

    1.2 儀器與設(shè)備

    CentriVap離心濃縮儀:美國(guó)Labconco公司;5804R型低溫冷凍離心機(jī):德國(guó)Eppendorf公司;ZWY-2102C型恒溫培養(yǎng)振蕩器:上海智城分析儀器制造有限公司;1100系列LC/MSD Trap-VL液相色譜-離子阱質(zhì)譜聯(lián)用儀(配G1379A真空溶劑脫氣機(jī)、G1312B二元高壓梯度泵、G1313A自動(dòng)進(jìn)樣器、G1316A柱溫箱、G1315A二極管陣列檢測(cè)器(diodearray detector,DAD)):美國(guó)安捷倫科技有限公司。

    1.3 方法

    1.3.1 葉幕處理方法

    葡萄葉幕采用機(jī)器修剪,葉幕高度統(tǒng)一為2 m,厚度設(shè)置4種,分別為T1(機(jī)械修剪+人工抹除副梢,葉幕厚85cm)、T2(保留副梢,全機(jī)械修剪,葉幕厚70 cm)、T3(保留副梢,全機(jī)械修剪,葉幕厚85 cm)、T4(保留副梢,全機(jī)械修剪,葉幕厚100 cm)。每個(gè)處理150株(3個(gè)重復(fù)),共600株。

    1.3.2 葡萄酒釀造方法

    葡萄成熟后每個(gè)處理隨機(jī)采樣30 kg,重復(fù)3次。具體為果實(shí)破碎入罐后立即加入40 mg/L SO2攪勻,1 h后加入20 mg/L果膠酶,控溫23~25℃,24 h后加入活性干酵母200mg/L進(jìn)行酒精發(fā)酵,并于殘?zhí)堑陀? g/L時(shí)加入60 mg/L SO2終止發(fā)酵,去除酒腳,20℃條件下自然澄清2個(gè)月后取樣測(cè)定葡萄酒各品質(zhì)指標(biāo)。

    1.3.3 花色苷酚類物質(zhì)檢測(cè)方法

    前處理:取2 mL待測(cè)酒樣,離心后過(guò)0.45 μm濾膜,直接上樣,進(jìn)行高效液相色譜法測(cè)定。色譜條件:Kromasil 100-5C18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),流速1 mL/min,柱溫50℃,波長(zhǎng)525 nm,樣品30 μL。根據(jù)保留時(shí)間,參照“葡萄與葡萄酒酚類物質(zhì)HPLC-UV-MS/MS指紋譜庫(kù)”進(jìn)行定性分析;使用二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷標(biāo)品做標(biāo)準(zhǔn)曲線,按照標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程對(duì)單體花色苷定性定量分析,詳細(xì)方法參照趙權(quán)等[13]研究。

    1.3.4 非花色苷酚類物質(zhì)檢測(cè)方法

    前處理:100mL酒樣加入100 mL蒸餾水稀釋,用80 mL乙酸乙酯萃取3次,將有機(jī)相于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀28℃蒸發(fā)至干,色譜甲醇定容至5 mL,過(guò)0.22 μm有機(jī)濾膜后直接上樣,進(jìn)行高效液相色譜法測(cè)定。色譜條件:SB-C18色譜柱(150mm× 3 mm,5 μm),流速1 mL/min,柱溫30℃,波長(zhǎng)280 nm,樣品10 μL。根據(jù)保留時(shí)間及碎片離子,并參照“葡萄與葡萄酒酚類物質(zhì)HPLC-UV-MS/MS指紋譜庫(kù)”進(jìn)行定性分析;使用沒(méi)食子酸、咖啡酸、槲皮素、兒茶素等為標(biāo)品做標(biāo)準(zhǔn)曲線,按照標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程進(jìn)行定量分析,詳細(xì)方法參照趙權(quán)等[13]研究。

    1.3.5 數(shù)據(jù)處理

    數(shù)據(jù)采用Excel2010整理,SPSS20.0進(jìn)行單因素方差分析(analysisofvariance,ANOVA),t檢驗(yàn)驗(yàn)證各處理在P<0.05水平下是否具有顯著性差異,Duncan法進(jìn)行多重比較。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 不同葉幕處理方式下赤霞珠葡萄酒花色苷酚類物質(zhì)組成及含量分析

    2.1.1 葉幕處理方式對(duì)赤霞珠酒單體花色苷總量的影響

    花色苷是花色素與葡萄糖結(jié)合成的一類有機(jī)化合物,不同花色苷的積累量及比例使葡萄酒呈現(xiàn)不同的顏色,且與葡萄酒中其他成分發(fā)生復(fù)雜的生理生化反應(yīng),影響葡萄酒顏色穩(wěn)定性。不同葉幕處理方式對(duì)赤霞珠酒單體花色苷總量的影響,結(jié)果見圖1。由圖1可知,4種處理赤霞珠葡萄酒共檢測(cè)到10種花色苷,總量表現(xiàn)為T1(149.59 mg/L)>T2(124.42 mg/L)>T3(108.48 mg/L)>T4(107.08 mg/L),T1較T2、T3、T4分別提高20.23%、37.89%、39.69%。說(shuō)明機(jī)械修剪與人工抹除副梢相結(jié)合的葉幕管理方式能有效提高酒中花色苷酚類物質(zhì)的含量,對(duì)葡萄酒外觀、色澤發(fā)揮著積極的作用,而僅采用機(jī)械方式控制葉幕厚度的處理中,70cm厚的葉幕下單體花色苷總量也較高,但隨著葉幕厚度的增加,單體花色苷呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。

    圖1 不同葉幕修剪方式下赤霞珠葡萄酒花色苷酚類物質(zhì)總量Fig.1 Total contents of anthocyanin compounds of Cabernet Sauvignon wine under different leaf trimming systems

    2.1.2 葉幕處理方式對(duì)赤霞珠酒酰化及未?;ㄉ盏挠绊?/p>

    不同葉幕修剪方式下葡萄酒單體花色苷種類及含量檢測(cè)結(jié)果見表1。由表1可知,赤霞珠葡萄酒中?;ㄉ帐亲钪饕幕ㄉ辗宇愇镔|(zhì),在總量中占比75%以上。赤霞珠葡萄酒的?;ㄉ瞻?種乙?;咸烟擒铡?種香豆?;咸烟擒蘸?種咖啡?;咸烟擒?。T1、T2、T3、T4處理后?;ㄉ蘸糠謩e為34.44 mg/L、26.58 mg/L、21.79 mg/L、24.96 mg/L,含量最高的T1較含量最低的T3提高了58.05%。

    四種處理葡萄酒均檢測(cè)出3種乙酰化花色苷,分別是甲基花翠素乙?;⒍谆ù渌匾阴;凹谆ㄇ嗨匾阴;咸烟擒?,3種物質(zhì)總量在T1處理下高達(dá)32.52 mg/L,其次是T2、T4處理,T3處理含量最低(21.57 mg/L)。其中二甲花翠素乙酰化葡萄糖苷起主要作用,T1處理含量依次高于T2、T4處理,并在P<0.05水平上較T3處理顯著升高。甲基花翠素乙?;凹谆ㄇ嗨匾阴;ㄉ帐苋~幕厚度影響相似,均在T1處理下表現(xiàn)最好。

    T1處理香豆?;ㄉ沼?種,包括甲基花青素香豆?;ㄉ占岸谆ù渌叵愣辊;咸烟擒?,且香豆?;偭孔罡撸?.03 mg/L),其余處理均未檢測(cè)出甲基花青素香豆?;ㄉ?,二甲花翠素香豆?;咸烟擒蘸烤陀?.3 mg/L??Х弱;ㄉ找矁H在T1處理中檢測(cè)出1種,為甲基花青素咖啡?;咸烟擒?,其余處理均未檢測(cè)到。

    表1 不同葉幕修剪方式下葡萄酒單體花色苷種類及含量Table 1 Categories and contents of anthocyanin compounds of Cabernet Sauvignon wine under different leaf trimming systems

    由表1可知,赤霞珠葡萄酒中檢測(cè)到的非?;ㄉ沼?種,包括花翠素葡萄糖苷、甲基花翠素葡萄糖苷、二甲花翠素葡萄糖苷及甲基花青素葡萄糖苷。組成上T1、T2處理均為4種,T3、T4處理均為3種,未檢測(cè)到花翠素葡萄糖苷??偭勘憩F(xiàn)為T1(115.15 mg/L;77.44%)>T2(97.84 mg/L;78.64%)>T3(86.69 mg/L;79.91%)>T4(82.12 mg/L;76.69%)。以二甲花翠素葡萄糖苷為主,含量占非?;ㄉ湛偭康?0%以上,T1處理含量最高,為104.55 mg/L,較T2、T3分別提高11.75%、24.72%,T4處理含量最低,僅有79.96 mg/L。其余3種基本花色苷含量雖較低,但受葉幕處理方式的影響很大?;ù渌卦赥1處理的含量比T2處理高出2.3倍。T1處理甲基花青素、甲基花翠素葡萄糖苷分別為5.30 mg/L,而其余處理這兩種物質(zhì)分別在3 mg/L、1 mg/L以下。

    2.2 不同葉幕處理方式下赤霞珠葡萄酒非花色苷酚類物質(zhì)組成及含量分析

    2.2.1 葉幕處理方式對(duì)非花色苷酚類物質(zhì)總量的影響

    葡萄酒中的非花色苷酚類物質(zhì)主要有兩大類,即類黃酮及非類黃酮。4種葉幕厚度下赤霞珠葡萄酒中檢測(cè)到的非花色苷單體酚類物質(zhì)的總量結(jié)果見圖2。由圖2可知,4種處理赤霞珠葡萄酒中單體酚組成略有不同,總量表現(xiàn)為T2(38.32 mg/L)>T3(38.11 mg/L)>T4(35.98 mg/L)>T1(29.76 mg/L)。說(shuō)明保留副梢處理相比不保留副梢能促進(jìn)葡萄酒中單體酚類物質(zhì)的提升,且以相對(duì)較窄的葉幕70cm及85cm處理表現(xiàn)要優(yōu)于100cm處理。

    圖2 不同葉幕修剪方式下赤霞珠葡萄酒非花色苷酚類物質(zhì)總量Fig.2 Total contents of non-anthocyanin compounds of Cabernet Sauvignon wine under different leaf trimming systems

    2.2.2 葉幕厚度對(duì)類黃酮酚類及非類黃酮類物質(zhì)的影響

    不同葉幕處理方式下赤霞珠葡萄酒非花色苷酚類物質(zhì)組成及含量檢測(cè)結(jié)果見表2。由表2可知,試驗(yàn)共檢測(cè)出22種單體酚,其中類黃酮有13種,非類黃酮有9種。赤霞珠酒中類黃酮酚類物質(zhì)包括黃烷醇和黃酮醇。黃烷醇是赤霞珠葡萄酒中重要的單體酚類物質(zhì),比例占到總量的60%以上。4種處理酒的黃烷醇組成完全相同,總量表現(xiàn)為T3(31.64 mg/L;83.04%)>T2(28.15 mg/L;73.45%)>T4(27.40 mg/L;76.14%)>T1(20.34 mg/L;68.36%),其中含量較高的是兒茶素、表兒茶素及原花色素。其中兒茶素含量在9.85~12.62mg/L,4種處理結(jié)果間差異不顯著(P>0.05)。T3處理(11.98mg/L)表兒茶素含量最高,相比T2提高25.18%,是T1的2.08倍。T1與T4處理酒的原花色素B1含量相近,均顯著低于T2及T3處理(P<0.05)。T1與T4處理在這三種單體酚上的表現(xiàn)均劣于T2及T3處理。說(shuō)明葉片數(shù)量過(guò)多或過(guò)少均不利于黃烷醇類物質(zhì)的提高。

    表2 不同葉幕厚度赤霞珠葡萄酒非花色苷單體酚類物質(zhì)種類及含量Table 2 Categories and contents of non-anthocyanin phenolic compounds of Cabernet sauvignon wine under different leaf trimming systems

    黃酮醇類物質(zhì)種類雖然較多,但各組成成分含量均低于1mg/L,總含量表現(xiàn)為T2(1.99mg/L;5.18%)>T1(1.52mg/L;5.11%)>T4(1.42 mg/L;3.95%)>T3(1.07 mg/L;2.80%)。起主要作用的是槲皮素衍生物,有二氫槲皮素、槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸酐及槲皮素-3-O-葡萄糖苷。4種處理二氫槲皮素在0.40~0.58 mg/L之間,槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸酐在0.36~0.72 mg/L之間,槲皮素-3-O-葡萄糖苷含量低于0.30 mg/L。4種處理在3種主要物質(zhì)上均為T2處理表現(xiàn)較佳,且只有T2處理檢測(cè)到楊梅酮存在。

    赤霞珠酒中的非類黃酮酚類物質(zhì)包括羥基苯甲酸和羥基肉桂酸,其中羥基苯甲酸含量遠(yuǎn)高于羥基肉桂酸含量。由表2可以看出,羥基苯甲酸在組成上T3處理未檢測(cè)到香草酸,共5種,其余處理為6種,含量上4種處理差距較小,表現(xiàn)為T2(6.84 mg/L;17.85%)>T1(6.68 mg/L;22.45%)>T4(5.93 mg/L;16.48%)>T3(4.07 mg/L;10.69%)。最主要的是沒(méi)食子酸和丁香亭-半乳糖苷,其余物質(zhì)含量均較低。其中,四種處理的沒(méi)食子酸在2.14~3.53 mg/L,T3處理含量最低,其余3個(gè)處理含量接近。丁香亭-半乳糖苷含量在1.42~1.88 mg/L,也為T3處理含量最低,其次為T4,T1與T2處理該物質(zhì)積累量最多。

    羥基肉桂酸只檢測(cè)到3種,包括咖啡酸、4-羥基肉桂酸及3-羥基肉桂酸,但3-羥基肉桂酸僅在T3處理中檢測(cè)到,含量極低??Х人岷?-羥基肉桂酸含量均低于1mg/L。各處理間總量分布在1.21~1.35 mg/L,差異較小。

    3 討論

    本試驗(yàn)赤霞珠葡萄酒中檢測(cè)到二甲花翠素及其香豆酰化、乙?;咸烟擒盏暮吭诨ㄉ湛偭恐斜壤^高。其中,花翠素類花色苷結(jié)構(gòu)中含有6個(gè)羥基,羥基數(shù)量的增多使葡萄酒顏色更藍(lán),二甲花翠素類花色苷結(jié)構(gòu)中含有4個(gè)羥基和2個(gè)甲氧基,甲氧基數(shù)量的增多又使葡萄酒紅色更強(qiáng)[14-16]。對(duì)于赤霞珠來(lái)說(shuō),T1處理中二甲花翠素類物質(zhì)含量依次高于T2、T3、T4,那么T1處理赤霞珠酒顏色藍(lán)色調(diào)變輕,偏于紅色調(diào),且色度強(qiáng)于其他處理。此外,各處理葡萄酒?;ㄉ蘸繘](méi)有明顯區(qū)別,對(duì)葡萄酒色澤穩(wěn)定性影響不大。試驗(yàn)赤霞珠葡萄酒中黃酮類以兒茶素為主,非黃酮類以沒(méi)食子酸為主,這與張軍賢等[17]研究結(jié)果一致。并且T1、T2處理具有較高的黃酮醇、羥基苯甲酸及羥基肉桂酸類物質(zhì),這些非花色苷酚類物質(zhì)在葡萄酒儲(chǔ)存過(guò)程中,參與與花色苷的輔助成色作用[18],增強(qiáng)葡萄酒對(duì)溫濕度、光照、pH變化的抵抗性能,利于葡萄酒顏色的穩(wěn)定。

    4 結(jié)論

    4種葉幕管理方式對(duì)花色苷酚類物質(zhì)及非花色苷酚類物質(zhì)的影響不具有一致性。機(jī)械修剪與人工抹除副梢相結(jié)合(T1)能有效增加非?;磅;ㄉ辗宇愇镔|(zhì)的含量,并對(duì)乙?;ㄉ?、香豆?;ㄉ找约翱Х弱;ㄉ站胁煌潭忍嵘饔谩1A舾鄙业臈l件下,葉幕厚度控制在70cm也能達(dá)到類似提高花色苷總量的效果,而較厚的葉幕則明顯降低了各類花色苷含量及組成。非花色苷酚類物質(zhì)的含量受葉幕厚度的影響并未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律,但機(jī)械+人工處理降低了黃烷醇、羥基肉桂酸含量,而保留副梢葉幕70cm厚處理則增加了黃酮醇、羥基苯甲酸及羥基肉桂酸含量??傮w來(lái)說(shuō),“人工+機(jī)械”或者機(jī)械70 cm的葉幕管理方式有利于赤霞珠葡萄酒中酚類物質(zhì)的積累,增加酚類物質(zhì)的種類。

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    Phenolic compounds of Cabernet Sauvignon wine from vines under different mechanical trimming systems

    WANG Zhen1,LIU Didi1,ZHANG Zhenwen1,2*
    (1.College of Enology,Northwest A&F University,Yangling 712100,China; 2.Shaanxi Engineering Research Center for Viti-Viniculture,Yangling 712100,China)

    In order to provide a theoretical basis for cultivation management,taking Cabernet Sauvignon grape as material,the effect of canopy thickness by mechanical trimming on phenolic compounds in wine was researched.There were four treatments(mechanical&manual,mechanical 70 cm, 85 cm,100 cm).The fruit was harvested after maturation,and the Cabernet Sauvignon dry red wine was brewed by traditional technology,and then anthocyanin and non-anthocyanin phenolic compounds were detected.The results showed that:mechanical&manual and mechanical 70 cm methods significantly increased the contents of monoglucoside,acetylglucoside,coumaroylglucoside and caffeoylglucoside,and enriched its category;mechanical 70 cm method promoted the accumulation of flavonol and non-flavonoid compounds,and increased its composition,whereas mechanical& manual method caused the reduction of flavanol and hydroxycinnamic acids.Therefore,mechanical&manual and mechanical 70 cm methods had realistic reference significance for leaf trimming management.

    mechanical trimming;Cabernet Sauvignon;phenolic compound;anthocyanin;flavonoid

    S663.1

    0254-5071(2017)07-0119-05

    10.11882/j.issn.0254-5071.2017.07.026

    2016-12-23

    國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資助項(xiàng)目(CARS-30-zp-09)

    王珍(1991-),女,碩士研究生,研究方向?yàn)槠咸雅c葡萄酒。

    *通訊作者:張振文(1960-)男,教授,碩士,研究方向?yàn)槠咸雅c葡萄酒。

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