葉幕類型對摩爾多瓦葡萄酒品質(zhì)的影響

劉笑宏，趙 爍，李公存，王建萍，杜遠(yuǎn)鵬，翟 衡*

（1.煙臺市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東 煙臺 265500；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安 271000）

葡萄酒的香氣、口感、顏色等是葡萄酒品質(zhì)的重要指標(biāo)，決定著葡萄酒的商業(yè)價值。其中，香氣和酚類物質(zhì)的含量及組成是影響葡萄酒品質(zhì)的關(guān)鍵因素。研究表明，酚類物質(zhì)的含量影響葡萄酒的抗氧化能力，對葡萄酒的風(fēng)味、收斂性及其穩(wěn)定性具有重要作用[1-3]，是釀造優(yōu)質(zhì)葡萄酒的決定因素之一[4]，其所含有的類黃酮類物質(zhì)能夠有效地清除體內(nèi)自由基、降低氧化酶活性[5-6]，而在類黃酮物質(zhì)中，黃烷醇能夠降低葡萄酒粗糙的口感，柔順酒體[7]；酚類物質(zhì)中的單寧和花色苷對葡萄酒也具有重要作用，單寧主宰葡萄酒的收斂性，使葡萄酒具有陳化耐力[8]，而花色苷作為葡萄酒的主要呈色物質(zhì)，其含量及組成比例直接決定了葡萄酒的色度、色調(diào)及顏色的穩(wěn)定性[9]。香氣物質(zhì)作為葡萄酒的另一項重要指標(biāo)，決定著葡萄酒的風(fēng)味和典型性[10-12]，其中，品種香氣是葡萄酒整體風(fēng)味的重要組成部分，發(fā)酵和陳釀香氣對品種香氣起到補充和修飾的作用[13]。

然而葡萄酒中絕大多數(shù)的營養(yǎng)成分是通過釀酒、浸提，從葡萄中得來的[14]，因此，葡萄品質(zhì)是葡萄酒質(zhì)量的物質(zhì)基礎(chǔ)[15]，決定葡萄酒的風(fēng)味、色澤、貯藏壽命及其化學(xué)穩(wěn)定性[16]，影響葡萄酒品質(zhì)的高低。而葡萄品質(zhì)受氣候、土壤和品種等多種因素的影響，其中氣候?qū)麑嵉某煞钟绊懽畲骩17]。但是隨著亞洲中高緯地帶變暖趨勢越來越明顯[18-19]，葡萄出現(xiàn)糖分過量或積累過快的特征[20-22]，導(dǎo)致葡萄提前成熟[23]，影響葡萄酒品質(zhì)。SPAYD SE等[24]的研究表明，直接曝光的果實表面溫度可比周邊及遮蔭的果實高13℃；陳建紅等[25]通過架式試驗證明，棚架對光能的利用率高，可以增強植株的光合速率，促進碳水化合物的累積，進而增加果實產(chǎn)量；劉笑宏等[26]對比棚架與籬架發(fā)現(xiàn)，棚架水平葉幕可有效降低果實微域環(huán)境的溫濕度，改善果實次生代謝品質(zhì)；然而對籬架葡萄采用遮陽網(wǎng)會降低葡萄和葡萄酒中的總花色苷和總類黃酮含量[27]，BUREAU SM等[28]認(rèn)為，自然遮陰不同于人工遮陰，不會降低葡萄中香氣物質(zhì)的含量，而對于不同架式的葉幕類型對葡萄酒品質(zhì)的影響尚未見報道。因此，本試驗以籬架直立葉幕和棚架水平葉幕下的成熟葡萄為試材，進行釀酒試驗，探究兩種葉幕類型對葡萄酒基本理化指標(biāo)和次生代謝物質(zhì)含量的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

試驗于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)核心葡萄示范園進行。2015-2016年以2010年定植的鮮食與釀酒兼用葡萄品種摩爾多瓦（Moldova）Guzali Kala×SV.12-375為試材，設(shè)小棚架龍干形水平葉幕、籬架單干單臂形直立葉幕兩種類型，棚架和籬架均為南北行向，行距2.2 m，高2 m，棚架株距1.7 m，籬架株距1.2 m。棚架和籬架每個架式各36株，均種植兩行。生長期內(nèi)修剪及水肥管理等技術(shù)統(tǒng)一。兩種架式均從新梢發(fā)育開始控制留梢量，每平方米5個結(jié)果枝、50～55個葉片，每個結(jié)果枝留2個果穗，在豆果期疏去副穗和穗尖。當(dāng)葡萄糖度＞16°Bx時開始采摘，測定兩種葉幕類型下果實的基本指標(biāo)，結(jié)果顯示，棚架葡萄的可溶性固形物、可滴定酸、pH值分別為16.5%、6g/L、3.09，而籬架葡萄的分別為16.3%、5.75 g/L、3.14。

1.1.2 試劑

EX-V果膠酶（100 U/g）：法國Laffort；Lalvin RC212酵母：法國LALLEMANT公司；蔗糖、焦亞硫酸鉀（均為食品級）：市售。

1.2 儀器與設(shè)備

5 L玻璃廣口瓶、PB-10 pH計：德國Sartorius公司；CR-10便攜式測色儀：中國柯盛行儀器有限公司；GL-20G-II離心機：中國安科公司。

1.3 方法

將籬架及棚架的果實按照國標(biāo)要求分別進行釀酒試驗，葡萄破碎后分別放入5 L玻璃廣口瓶，控制葡萄勻漿的量為罐容量的70%，加入適量蔗糖，使發(fā)酵后的干酒酒精度在11%vol左右，均勻添加焦亞硫酸鉀溶液，控制SO2量為40～60 mg/L，并均添加果膠酶及商業(yè)酵母，用冷水控制發(fā)酵溫度＜30℃。酒精發(fā)酵結(jié)束后分離皮渣，添加乳酸菌進行密閉式蘋果酸-乳酸發(fā)酵，直至液面不再出現(xiàn)氣泡，貯存至1月份，采樣測定。每個樣品釀制3瓶，平行測定3次。

葡萄酒pH值：使用pH計測定；可滴定酸、抗壞血酸含量：按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》測定；單寧含量：Folir-Denis法測定[29]；總酚含量：Folin-Cioealetu法測定[30]；類黃酮含量：亞硝酸鹽-氯化鋁法測定[31]；黃烷醇含量：香草醛-鹽酸法測定[32]。

葡萄酒抗氧化性：1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除率、鐵離子還原能力（Ferric ionreducingantioxidantpower，F(xiàn)RAP）按照參考文獻(xiàn)[33]的方法測定；葡萄酒色度及色調(diào)按照參考文獻(xiàn)[34]的方法測定。

香氣物質(zhì)：采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gaschromatographymassspectrometer，GC-MS），參照美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（national institute of standardsand technology，NIST）08標(biāo)準(zhǔn)庫譜及相關(guān)文獻(xiàn)對樣品進行定性分析，并以2-辛醇為內(nèi)標(biāo)參照物，進行定量分析。所有指標(biāo)均按田間重復(fù)進行測定，每個樣品平行測定3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉幕類型對葡萄酒理化指標(biāo)的影響

表1 葉幕類型對摩爾多瓦葡萄酒理化指標(biāo)的影響Table 1 Effect of canopy types on the physicochemical index of Moldova wine

由表1可知，兩種葉幕類型果實所釀葡萄酒新酒的可滴定酸含量無顯著差異（P＞0.05），棚架葡萄酒的pH值比籬架葡萄酒高0.02，色度提高44.12%，色調(diào)也更偏向紫紅色，即棚架葡萄酒的色調(diào)飽和度更高，但整體色彩偏暗，明亮度較低，這與葡萄酒感官指標(biāo)相符。

2.2 葉幕類型對葡萄酒次生代謝物質(zhì)的影響

表2 葉幕類型對摩爾多葡萄酒次生代謝物質(zhì)的影響Table 2 Effect of canopy types on the secondary metabolite in the Moldova wine

由表2可知，棚架葡萄酒的總酚、抗壞血酸含量分別達(dá)2.99 g/L、0.50 g/L，比籬架葡萄酒提高18.65%、14.64%；兩種葉幕類型葡萄酒的單寧、類黃酮、黃烷醇含量差異不顯著（P＞0.05）。

2.3 葉幕類型對葡萄酒芳香物質(zhì)含量的影響

表3 葉幕類型對摩爾多瓦葡萄酒香氣物質(zhì)組分及含量的影響Table 3 Effect of canopy types on the aroma component and content in Moldovan wine

由表3可知，棚架葡萄酒共檢測到29種香氣物質(zhì)，比籬架葡萄酒多7種。兩種葡萄酒均以酯類、醇類物質(zhì)作為主要成分，棚架葡萄酒的酯類、醇類物質(zhì)含量分別是籬架的3.06倍、1.36倍，其中，棚架葡萄酒的正己醇、辛酸乙酯、苯乙醇含量分別是籬架酒的2.08倍、2.26倍、1.93倍，乙酸異丁酯、丙醇、乙酸異戊酯含量分別比籬架葡萄酒高69.80%、41.87%、60.57%。在二者共有香氣物質(zhì)中，籬架葡萄酒僅有乙酸甲酯、2,3-丁二酮、醋酸、（2R,3R）-（-）-2,3-丁二醇4種物質(zhì)含量高于棚架葡萄酒，其中乙酸甲酯含量比棚架葡萄酒高43.15%。

2.4 葉幕類型對葡萄酒抗氧化性的影響

圖1 葉幕類型對摩爾多瓦葡萄酒抗氧化性的影響Fig.1 Effect of canopy types on the antioxidant of Moldovan wine

由圖1可知，棚架葡萄酒的抗氧化能力顯著高于籬架葡萄酒。經(jīng)測定，棚架葡萄酒的FRAP、DPPH自由基清除率分別為13.323mmol/L、80.6%，比籬架酒顯著提高43.76%、17.39%。

2.5 主成分分析

圖2 不同葉幕類型摩爾多瓦葡萄酒香氣成分的主成分分析（A）及成分得分系數(shù)（B）圖Fig.2 Principal component analysis(A)and component score coefficient(B) of aroma components in Moldovan grape wine with different canopy types

經(jīng)主成分分析降維后獲得兩個主成分PC1和PC2，累計貢獻(xiàn)率達(dá)96.068%，可以充分反映31個葡萄酒香氣在兩種葉幕類型條件下的表達(dá)模式。由圖2A知，3次重復(fù)之間在第一主成分維度上差異較小，說明重復(fù)性較好，棚架、籬架葡萄酒可以明顯劃分為兩個不同組。PC1的特征值的貢獻(xiàn)率達(dá)80.427%，能反映大部分的香氣，其中乙烯基乙醚、3-甲氧基1-戊烯、6-甲基-2-庚醇和甲酸乙烯酯等主要由PC1反映，而2,3-戊二酮和（2R,3R）-（-）-2,3-丁二醇受PC2影響也較大。

3 討論

鮮食葡萄生產(chǎn)上應(yīng)用的架式和葉幕類型很多，既有棚架也有籬架，既有水平葉幕，也有直立葉幕或V形葉幕[35]，但在釀酒葡萄上絕大部分采用籬架這種直立生長的葉幕類型，從管理層面講，籬架直立葉幕對于規(guī)?；耘嗟尼劸破咸褋碚f，無論在樹體管理上還是土壤管理上，都比其他架式更有利于機械化作業(yè)[36]；然而從技術(shù)層面講，不同架式的區(qū)別則很多，首先，籬架葉幕短小，比棚架更容易控制產(chǎn)量，但在相同單位產(chǎn)量的前提下，棚架葉幕量大，與籬架相比果實品質(zhì)成熟更好，釀酒品質(zhì)更優(yōu)[26]；其次，棚架與籬架植株的樹勢不同，籬架枝條直立生長，頂端優(yōu)勢顯著，營養(yǎng)生長與生殖生長競爭激烈，而棚架枝條水平生長，抑制了頂端優(yōu)勢，從而可以將更多營養(yǎng)物質(zhì)運輸?shù)焦麑嵵衃37]；最后，不同架式形成的微域氣候條件也明顯不同，籬架直立葉幕所有葉片都暴露在直射陽光下，在炎熱的夏季容易造成光過剩的現(xiàn)象，而棚架葉幕上下具有明顯的微域異質(zhì)性，更利于植物進行光合作用。炎熱的夏季會增加葡萄生長的有效積溫，釀出的葡萄酒口感粗糙，不協(xié)調(diào)；而夏季涼爽時，葡萄果實的有效積溫適中，釀出的葡萄酒清香、細(xì)膩、柔和[38]。

我國葡萄產(chǎn)區(qū)大部分屬于大陸性季風(fēng)氣候，葡萄果實發(fā)育期具有高溫高濕的氣候特點。孫永江[39]研究表明，高溫強光會使籬架葉片截留的碳、氮元素含量高于棚架，但分配到果實中的碳、氮元素含量顯著降低；本試驗研究結(jié)果也表明，棚架葡萄酒的酚類等次生代謝物質(zhì)含量絕大部分高于籬架葡萄酒，可能是由于葉幕的蒸騰作用降低了果實表面溫度，且果實懸空可減少地面的濕氣蒸騰作用，從而為葡萄提供一個涼爽的微環(huán)境，減少了果實次生代謝產(chǎn)物的降解，進而提高了葡萄酒次生代謝產(chǎn)物含量及葡萄酒的品質(zhì)，試驗中，棚架葡萄酒的抗氧化能力顯著高于籬架葡萄酒，也進一步驗證了棚架水平葉幕果實所釀葡萄酒的次生代謝產(chǎn)物含量更高，釀造的葡萄酒口感更好、抗氧化性更強、穩(wěn)定性更高。

葡萄果實的成熟需要一定的高溫條件，以便提高葡萄酒的品質(zhì)[40]，但是長期高溫、強光會改變所釀葡萄酒的香氣品質(zhì)[41]。研究表明，冷涼環(huán)境更利于香氣物質(zhì)的產(chǎn)生[42]，曝光度較高的架式所釀葡萄酒中酯類物質(zhì)含量顯著低于具有遮陰效果的葡萄架式[43]，本試驗中兩種葉幕類型下果實所釀葡萄酒主成分不同，棚架葡萄酒的酯類、醇類化合物的種類和含量均高于籬架葡萄酒結(jié)果與其一致，這可能是因為棚架葉幕為葡萄提供的微環(huán)境更為適宜，從而為香氣物質(zhì)的形成提供了更多的物質(zhì)基礎(chǔ)；也有可能是由于棚架下果穗周圍環(huán)境的溫度較低，不利于揮發(fā)性物質(zhì)的擴散[44]。

4 結(jié)論

本實驗測定水平葉幕和直立葉幕對葡萄酒品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，棚架葡萄酒與籬架葡萄酒可滴定酸含量無顯著差異（P＞0.05），但棚架葡萄酒的pH值比籬架葡萄酒高0.02，葡萄酒色度提高44.12%，總酚、抗壞血酸含量分別提高18.65%、14.64%，抗氧化能力（鐵還原/抗氧化能力分析法）分別提高43.76%、17.39%。同時，棚架葡萄酒香氣物質(zhì)種類比籬架葡萄酒多7種，酯類、醇類物質(zhì)含量分別是籬架的3.06倍、1.36倍，其中，正己醇、辛酸乙酯、苯乙醇含量達(dá)到2.08倍、2.26倍、1.93倍，乙酸異丁酯、丙醇、乙酸異戊酯含量也分別高69.80%、41.87%、60.57%。棚架水平葉幕可提高葡萄酒次生代謝物質(zhì)含量，增加葡萄酒色調(diào)飽和度，增強葡萄酒穩(wěn)定性，提升葡萄酒風(fēng)味，改善葡萄酒品質(zhì)。