疏穗對(duì)‘赤霞珠’葡萄酒類黃酮物質(zhì)含量的影響

曾桂花，高飛飛，惠竹梅,2，張振文,2*

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

葡萄藤負(fù)載量是影響葡萄果實(shí)和葡萄酒品質(zhì)的重要因素[1]。葡萄藤負(fù)載量過高會(huì)減弱營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，導(dǎo)致果粒過小、果實(shí)著色差、果肉風(fēng)味淡、成熟期延遲；過低會(huì)導(dǎo)致植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛，果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量降低[2-4]。疏穗是葡萄栽培中常用的調(diào)控葡萄藤負(fù)載量的措施。一方面，疏穗調(diào)節(jié)了庫源比例關(guān)系，提高光合作用效率，增強(qiáng)植株生長(zhǎng)發(fā)育；另一方面，疏穗改變了剩余果穗生長(zhǎng)的微環(huán)境，有利于葡萄果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育[5-6]。疏穗時(shí)間和疏穗水平的選擇很重要，太早疏穗或過量疏穗都會(huì)導(dǎo)致植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)過于旺盛，不利于果實(shí)品質(zhì)的提高[7-8]。研究發(fā)現(xiàn)，在葡萄果實(shí)豌豆大小時(shí)期和轉(zhuǎn)色期疏穗是最合適的[6,8]。

類黃酮物質(zhì)是以1個(gè)吡喃環(huán)連接2個(gè)芳香環(huán)為骨架結(jié)構(gòu)的一類次生代謝產(chǎn)物，是葡萄果實(shí)和葡萄酒重要的品質(zhì)指標(biāo)[9]?；ㄉ?、黃烷-3-醇和黃酮醇是葡萄和葡萄酒中最重要的3種類黃酮化合物[10-11]。其中，花色苷是葡萄果實(shí)和葡萄酒中的主要呈色物質(zhì)；黃烷-3-醇是葡萄酒中苦味和澀味的主要來源，構(gòu)成了葡萄酒的基本骨架；黃酮醇可以與花色苷作用生成穩(wěn)定的復(fù)合物，對(duì)葡萄酒顏色的形成和穩(wěn)定有重要影響[12-14]。遺傳特性、氣候條件和栽培措施等因素都會(huì)影響葡萄和葡萄酒中類黃酮物質(zhì)的種類和含量[10,15-17]。本研究比較了不同疏穗處理下‘赤霞珠’葡萄酒中類黃酮物質(zhì)的含量，研究疏穗對(duì)其的影響，以期為山西鄉(xiāng)寧地區(qū)釀酒葡萄的管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在山西省鄉(xiāng)寧縣戎子酒莊進(jìn)行(35.97°N，110°E)。該地區(qū)屬于暖溫帶大陸性氣候，雨熱同期，全年日照時(shí)數(shù)約2 500 h，有效積溫1 500～1 700℃，無霜期212 d[18]。園內(nèi)釀酒葡萄‘赤霞珠’(Vitisvinifera‘Cabernet Sauvignon’)于2012年定植，南北行向，行距2.5 m，株距1.2 m。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在葡萄果實(shí)豌豆粒大小時(shí)期進(jìn)行疏穗處理。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，葡萄藤負(fù)載量分別為22(CK)、16穗·株-1(C1)和10穗·株-1(C2)。每次處理包括3個(gè)生物學(xué)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)包括15株長(zhǎng)勢(shì)一致的健康植株。在果實(shí)成熟期采樣20 kg，參考李華[19]的方法釀造干紅葡萄酒。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

1.3.1 基本理化指標(biāo)測(cè)定 酒精度、殘?zhí)?、總酸和揮發(fā)酸測(cè)定參照王華[20]的方法進(jìn)行。

1.3.2 單體花色苷、黃烷醇和黃酮醇物質(zhì)測(cè)定 采用Agilent 1100系列LC/MSD Trap-VL液相色譜-離子阱質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)單體花色苷。采用Agilent1200系列LC/MSD Trap-VL高效液相色譜-離子阱質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)黃烷醇和黃酮醇。酒樣經(jīng)過0.45 μm水系濾膜過濾后進(jìn)樣，分析條件參照Y.Wangetal[21]的方法。單體花色苷、黃烷醇和黃酮醇的定性與定量分析參考N.N.Liangetal[22]的方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；SPSS 20.0進(jìn)行單因素方差分析(one-way analysis of variance,ANOVA)；Rstudio軟件進(jìn)行聚類分析和主成分分析(principal component analysis,PCA)。

2 結(jié)果與分析

2.1 疏穗對(duì)葡萄酒基本理化指標(biāo)的影響

由表1可見，不同疏穗處理‘赤霞珠’干紅葡萄酒均符合國(guó)標(biāo)(GB 15037-2006)的標(biāo)準(zhǔn)要求。各處理之間殘?zhí)呛蛽]發(fā)酸含量相近，處理之間差異不顯著。與CK相比，C1和C2處理不同程度地提高了酒樣的酒精度，降低了總酸含量。

表1 疏穗對(duì)葡萄酒理化指標(biāo)的影響Table 1 Effect of cluster thinning on physicochemical indices of wine

2.2 疏穗對(duì)葡萄酒花色苷的影響

在葡萄酒中共檢測(cè)出18種單體花色苷，包括花青素、花翠素、甲基花青素、甲基花翠素和二甲花翠素5種基本花色苷及其乙?；?、香豆酰化和咖啡?；苌?。其中，二甲花翠素葡萄糖苷含量最高，約占總花色苷含量的70%。C1、C2處理酒樣中單體花色苷含量較CK分別提高了7.61%和15.95%，均達(dá)到差異顯著水平。

根據(jù)代謝路徑將花色苷分成3′-羥基取代花色苷和3′5′-羥基取代花色苷。3′-取代花色苷包括花青素葡萄糖苷、甲基花青素葡萄糖苷及其?；ㄉ?，3′5′-取代花色苷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其?；ㄉ誟23]。與CK相比，C1和C2處理酒樣中3′-取代花色苷含量分別提高了15.94%和10.76%，3′ 5′-取代花色苷含量分別提高了6.36%和16.73%，差異顯著。

花色苷的糖殘基可以與有機(jī)酸發(fā)生葡萄糖苷?；磻?yīng)，生成較為穩(wěn)定的?；ㄉ?。在釀酒葡萄中，花色苷的酰化主要有乙?；?、香豆?；涂Х弱；痆9]。在本試驗(yàn)中，非?；ㄉ照伎偭康?0%以上，其次為乙?；ㄉ?，占總量的29%～33%。C1和C2處理均顯著提高了葡萄酒中非?；ㄉ蘸王；ㄉ盏暮?。

2.3 疏穗對(duì)葡萄酒黃烷醇的影響

在葡萄酒中共檢測(cè)到7種黃烷醇(表3)，分別為原花色素B1、原花色素B2、原花色素C1、棓兒茶素、表?xiàng)攦翰杷?、兒茶素和表兒茶素。其中，兒茶素和表兒茶素是含量較高的2種黃烷醇物質(zhì)，分別占黃烷醇總含量的32%～43%和40%～48%。C1和C2處理黃烷醇含量較CK分別提高了39.03%和98.86%，均達(dá)到差異顯著水平。

表2 疏穗對(duì)葡萄酒單體花色苷的影響Table 2 Effect of cluster thinning on the monomeric anthocyanins in wine /(μg·L-1)

表3 疏穗對(duì)葡萄酒黃烷醇的影響Table 3 Effect of cluster thinning on the flavanols in wine /(μg·L-1)

2.4 疏穗對(duì)葡萄酒黃酮醇的影響

由表4可知，共檢測(cè)到8種黃酮醇物質(zhì)，主要為槲皮素類、丁香亭類和楊梅酮類。不同處理黃酮醇總含量表現(xiàn)為CK(5.73 μg·L-1)>C2(5.65 μg·L-1)>C1(4.94 μg·L-1)。C2處理黃酮醇含量較CK略有降低，但差異不明顯，C1處理黃酮醇含量較CK降低了14.08%，差異顯著。

表4 疏穗對(duì)葡萄酒黃酮醇的影響Table 4 Effect of cluster thinning on the flavonols in wine /(μg·L-1)

2.5 不同疏穗處理葡萄酒類黃酮物質(zhì)聚類分析和PCA分析

對(duì)不同疏穗處理酒樣中的類黃酮物質(zhì)進(jìn)行聚類分析(圖1)。由圖1可知，33種類黃酮物質(zhì)被聚為Ⅱ大類。第Ⅰ類物質(zhì)包括甲基花青素乙酰化葡萄糖苷、二甲花翠素咖啡酰化葡萄糖苷和甲基花翠素葡萄糖苷等17種物質(zhì)，其含量均表現(xiàn)為CK處理低于C1和C2處理，說明疏穗提高了這些物質(zhì)的含量。第Ⅱ類物質(zhì)包括槲皮素-3-O-半乳糖苷、楊梅酮、反式二甲花翠素香豆?；咸烟擒盏?6種物質(zhì)，其含量在疏穗后有一定程度的降低。對(duì)不同處理進(jìn)行聚類分析，結(jié)果表明C1和CK處理聚為一類，說明C1和CK處理對(duì)類黃酮物質(zhì)的影響呈現(xiàn)類似表現(xiàn)。

圖1 不同疏穗處理葡萄酒類黃酮醇物質(zhì)聚類分析Fig.1 Cluster analysis of flavonoid compounds in wine with cluster thinning treatment

為探究類黃酮物質(zhì)在不同疏穗處理酒樣中的分布及其相互關(guān)系，對(duì)葡萄酒的基本理化指標(biāo)和類黃酮組分進(jìn)行PCA分析。結(jié)果表明，前2個(gè)主成分解釋了總方差的83.60%。由載荷圖(圖2B)可知，12種花色苷和6種黃烷醇位于PC1正端，C2處理的酒樣在這些成分附近，該酒樣中這18種類黃酮物質(zhì)的含量較高?；ù渌匾阴；咸烟擒?、花青素乙酰化葡萄糖苷、表?xiàng)攦翰杷氐?種類黃酮物質(zhì)和處理CK酒樣位于PC2正端。反式-二甲花翠素香豆酰化葡萄糖苷、楊梅酮-葡萄糖苷和C1處理酒樣位于PC1與PC2的負(fù)向端，說明該酒樣中這2種物質(zhì)的含量較高。

注：A.得分圖；B.載荷圖；1.殘?zhí)牵?.總酸；3.揮發(fā)酸；4.酒精度；5.干浸出物；6.花翠素-3-O-葡萄糖苷；7.花青素-3-O-葡萄糖苷；8.甲基花翠素葡萄糖苷；9.甲基花青素葡萄糖苷；10.花翠素-3-O-(6-O-乙酰化)葡萄糖苷；11.花青素-3-O-(6-O-乙酰化)葡萄糖苷；12.甲基花翠素乙酰化葡萄糖苷；13.甲基花青素乙?；咸烟擒?；14.甲基花翠素咖啡酰化葡萄糖苷；15.花青素香豆酰化葡萄糖苷；16.二甲花翠素咖啡?；咸烟擒眨?7.甲基花翠素香豆?；咸烟擒?；18.順式-甲基花青素香豆酰化葡萄糖苷；19.順式-二甲花翠素香豆?；咸烟擒眨?0.反式-甲基花青素香豆?；咸烟擒?；21.反式-二甲花翠素香豆?；咸烟擒?；22.二甲花翠素葡萄糖苷；23.二甲花翠素乙?；咸烟擒眨?4.原花色素B1；25.原花色素B2；26.棓兒茶素；27.表?xiàng)攦翰杷兀?8.兒茶素；29 原花色素C1；30.原兒茶素；31.楊梅酮-葡萄糖苷；32.槲皮素-3-O-半乳糖苷；33.槲皮素-3-O-葡萄糖苷；34.丁香亭-葡萄糖苷；35.鼠李糖素-3-O-葡萄糖苷；36.楊梅酮；37.槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸酐；38.丁香亭-半乳糖苷。圖2 不同疏穗處理與葡萄酒品質(zhì)相關(guān)物質(zhì)的主成分分析Fig.2 Pincipal component analysis of substances related to wine quality under cluster thinning treatment

3 結(jié)論與討論

有研究報(bào)導(dǎo)，疏穗可以提高葡萄酒的酒精度和酚類物質(zhì)含量[24]，也有研究表明，疏穗對(duì)葡萄酒的理化指標(biāo)沒有顯著影響[25-26]。在本研究中，疏穗提高了葡萄酒的酒精度，降低了總酸含量，對(duì)揮發(fā)酸和殘?zhí)堑挠绊戄^小。類黃酮物質(zhì)對(duì)葡萄酒的感官特性和生理活性功能有重要影響[12-14]。先前的研究表明，疏穗對(duì)葡萄果實(shí)和葡萄酒中類黃酮物質(zhì)的影響因氣候條件和試驗(yàn)品種有所差異，但總的來說，疏穗促進(jìn)了葡萄果實(shí)中類黃酮物質(zhì)的積累，增加了葡萄酒中類黃酮物質(zhì)的含量[27-29]。本研究中，不同程度疏穗處理均增加了葡萄酒中類黃酮物質(zhì)的總含量。

花色苷是葡萄酒中的主要呈色物質(zhì)，其含量和組成決定了葡萄酒的色度、色調(diào)及顏色穩(wěn)定性[12,25]。研究表明，疏穗會(huì)影響葡萄果實(shí)和葡萄酒中花色苷的含量和比例[30-31]。D.Ivanisevicetal[32]報(bào)道，花后7 d進(jìn)行1穗/新梢疏穗處理增加了‘赤霞珠’和‘Probus’葡萄酒中總花色苷和?；ㄉ盏暮?。在本試驗(yàn)中，C1和C2處理均增加了‘赤霞珠’葡萄酒中花色苷的總含量及?；ㄉ账急壤?，與前人研究一致[32]，說明疏穗能加深葡萄酒的顏色。黃烷醇和黃酮醇使葡萄酒具有苦味和收斂性，構(gòu)成了葡萄酒的基本骨架[14]。同時(shí)這些物質(zhì)還可以增強(qiáng)和保護(hù)葡萄酒的顏色[9,14]。研究表明，疏穗對(duì)葡萄酒黃烷醇和黃酮醇的影響并不一致。J.Rescicetal[33]發(fā)現(xiàn)在漿果豌豆大小時(shí)期疏除40%～50%的果穗對(duì)‘Blauer Portugieser’葡萄酒中黃烷醇含量沒有顯著影響，但提高了黃酮醇的含量。M.Karoglanetal[34]得出相反的結(jié)論，認(rèn)為在花后30 d進(jìn)行1穗/新梢的疏穗處理提高了‘美樂’和‘赤霞珠’葡萄酒中總酚和黃烷-3-醇的含量。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)疏穗提高了‘赤霞珠’葡萄酒中黃烷醇的含量，但降低了黃酮醇的含量。這些數(shù)據(jù)之間的差異可能是由栽培條件、氣候和品種等因素造成的。

總體而言，疏穗有利于‘赤霞珠’葡萄酒中類黃酮物質(zhì)含量的提高，其中，當(dāng)葡萄藤負(fù)載量為10穗·株-1時(shí)，葡萄酒中類黃酮物質(zhì)含量最高。因此，建議以此為依據(jù)結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益和成本預(yù)算，合理疏穗。