新疆10個釀酒葡萄品種(系)可溶性糖組分及含量分析

鐘海霞，丁 祥，周曉明，潘明啟，張付春，韓守安，張 雯，謝 輝，王 敏，艾爾買克·才卡斯木，伍新宇

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所,烏魯木齊 830091；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，烏魯木齊 830052)

0 引 言

【研究意義】新疆是中國最大的葡萄產(chǎn)區(qū)，其栽培面積達14.39×104hm2，產(chǎn)量達270.57×104t[1]。新疆葡萄種質(zhì)資源豐富，有600多個品種，廣泛種植的品種約20個[2]。糖類物質(zhì)是決定果實品質(zhì)的關(guān)鍵因素，不僅影響果實甜度與風(fēng)味，而且為酸、 維生素、 芳香物質(zhì)和色素等物質(zhì)的合成提供基礎(chǔ)原料[3]。釀酒葡萄果實中可溶性糖類含量又是其成熟度的重要標(biāo)志，糖度高低能直接影響到酵母菌繁殖與轉(zhuǎn)化功能，并最終影響到葡萄酒的酒精度及品質(zhì)[4,5]。釀酒葡萄中的糖含量與葡萄酒中的酚類物質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)，其葡萄糖含量對釀造的葡萄酒pH值的升高、總酸的降低及蘋果酸乳酸轉(zhuǎn)化程度均有影響[6,7]。葡萄果實中除水分之外，糖含量最高，其中以葡萄糖、果糖為主，蔗糖為輔，轉(zhuǎn)熟時葡萄糖含量高于果糖，之后二者大體相當(dāng)[8-10]。研究釀酒葡萄糖組分及含量特性，為新疆釀酒葡萄品種(系)評價、適時采收、葡萄酒發(fā)酵及品質(zhì)調(diào)控奠定理論基礎(chǔ)?！厩叭搜芯窟M展】目前有關(guān)在釀酒葡萄糖類物質(zhì)的研究主要集中在栽培措施調(diào)控方面[11,12]。研究表明，摘除老葉處理的葡萄果實中還原糖含量逐漸增加，糖酸比逐漸增加[13]。劉玲等[14]認(rèn)為，在結(jié)果部位高度距地面80 cm利于葡萄果實中還原糖含量的積累。高彩琴[15]研究表明，整形方式為單行倒型處理的蛇龍珠葡萄樹勢長勢最好，成熟期的可溶性總糖、還原糖含量最大。李磊[16]研究發(fā)現(xiàn)，在膨大期-著色期灌水3次能夠增加釀酒葡萄的可溶性固形物和還原糖含量。劉勝[17]研究發(fā)現(xiàn)，疏果可增加可溶性固形物含量，其中疏下穗和疏下穗一半處理方式較佳?！颈狙芯壳腥朦c】生產(chǎn)中釀酒葡萄品種(系)間糖含量差異較大，一些品種產(chǎn)量高但糖度低，不利于達到適宜的成熟度和發(fā)酵條件，一些品種糖分積累過高引起酚類物質(zhì)和有機酸類積累不足，對釀酒葡萄和葡萄酒品質(zhì)提升影響較大，限制了葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。前人研究主要集中在不同栽培措施對釀酒葡萄果實中糖含量的影響，而關(guān)于新疆不同基因型釀酒葡萄糖組分及含量特性分析鮮見報道。研究以新疆同一立地條件下10個釀酒葡萄品種(系)為試材，測定其成熟期果實的可溶性糖組分及含量、可溶性固形物和總酸等，對其進行比較、分析，研究其果實中可溶性糖組分及含量的特性?！緮M解決的關(guān)鍵問題】對新疆10個釀酒葡萄品種(系)成熟期果實為試材，利用HPLC技術(shù)測定其果實糖類物質(zhì)組分及含量，比較分析其糖類物質(zhì)積累特性和差異，進行聚類分析，為新疆釀酒葡萄生產(chǎn)上糖品質(zhì)特性評價、利用及糖品質(zhì)調(diào)控研究提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗在新疆農(nóng)科院安寧渠試驗場園藝所葡萄基地(87。28' E，45。56' N)進行，屬于溫帶干旱半干旱大陸性氣候，無霜期為155 ～ 177 d，早霜在 9 月下旬至 10 月中旬，晚霜在 4 月底至 5 月中旬，冬季平均最低氣溫為-22.0℃ ，極端最低氣溫為-40.0℃ ，為典型的西北埋土防寒區(qū)。該試驗基地占地面積4 hm2(60 畝)，其中釀酒葡萄1.33 hm2(20畝)，具備灌溉、施肥、除草、打藥等設(shè)備，基地建設(shè)齊全、發(fā)展良好。以該基地種植的6年生釀酒葡萄品種(系)赤霞珠、赤霞珠5、赤霞珠6、赤霞珠9、梅鹿輒、梅鹿輒4、品麗珠、霞多麗、威代爾和雷司令為試驗材料，株行距1×3.5(m)，單蔓傾斜龍干形(“廠”形架式)，即主蔓1個，主蔓與地面呈≤30°夾角傾斜拉到第一道鐵絲后，水平綁縛在第一道鐵絲上，作為結(jié)果部位，結(jié)果部位的長度與下一株葡萄接觸為止。同行葡萄主蔓向一個方向傾斜，在第一道鐵絲上逐年形成水平連接的多年生結(jié)果部位。單株結(jié)果部位上培養(yǎng)4～6個結(jié)果枝組，每個結(jié)果枝組上留1～2個結(jié)果母枝。正常土肥水管理。

1.2 方 法

試驗于2018年7～12月進行，各品種選定樹勢均一的15株，每5株為1個重復(fù)，共3次重復(fù)，花期掛牌標(biāo)注。各品種于成熟期采樣，即從每個品種上、中、下結(jié)果部位隨機各采集30 粒果實，去除果皮和果核，留果肉，液氮速凍，帶回實驗室于-80℃冰箱保存樣品，待測。

利用日本PAL-1數(shù)顯折光糖度儀測定果汁的可溶性固形物含量；參照“GB/T 12456-2008 食品中總酸的測定”方法[18]，結(jié)果以酒石酸計測定總酸含量。采用高效液相色譜(HPLC)技術(shù)[19]測定可溶性糖組分及含量。預(yù)處理：樣品解凍后，稱量10 g加50 mL超純水后，超聲提取溫度30℃，頻率53 kHz超聲波振蕩30 min，將其混勻，取上清液，用0.45 μm濾膜過濾后上機測定?？扇苄蕴墙M分及含量測定利用FL2200Ⅱ型高效液相色譜儀，自帶紫外檢測器。SK7200H 型超聲波清洗器。HPLC色譜條件參考國標(biāo)方法[20]并進行優(yōu)化：色譜柱為4.6 mm × 250 mm，3 μm 的Inertsil NH2柱，柱溫為40℃；流動相：乙睛：水=75%:25%(v/v)，真空泵脫氣；流速為0.8 mL/min，柱溫為40℃，進樣量為10 μL。

采用歐氏距離離差平方和法對新疆10個釀酒葡萄品種(系)果實的葡萄糖、果糖、蔗糖、可溶性總糖和可溶性固形物這5個指標(biāo)進行系統(tǒng)聚類分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)整理、作圖、方差分析和聚類分析等用SPSS25.0和Excel 2016軟件進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 10個釀酒葡萄品種(系)果實成熟期可溶性固形物和總酸含量比較

研究表明，10個釀酒葡萄品種間果實成熟期可溶性固形物和總酸含量存在顯著性差異?？扇苄怨绦挝锖縼砜?，赤霞珠5最高，達28.22%；其次為品麗珠、赤霞珠、梅鹿輒和霞多麗；再次為雷司令，威代爾最低，顯著或極顯著低于其余品種，赤霞珠5的可溶性固形物含量較威代爾高了30.59%。10個釀酒葡萄品種總酸含量中最高的是雷司令，為0.73%，最低的為赤霞珠6，兩者間差異達到極顯著水平，其余8個品種的總酸含量在0.60%左右。固酸比所有平均值都在30.00以上，其中 赤霞珠5、赤霞珠6 、赤霞珠9較高，均在50.00以上，威代爾和雷司令相對較低。圖1

2.2 10個釀酒葡萄品種(系)果實成熟期可溶性糖組分及含量

研究表明，成熟期10個不同釀酒葡萄品種(系)間果實主要以果糖和葡萄糖積累為主，蔗糖為輔，且成熟采收時果糖含量略高于葡萄糖，各糖組分的含量存在顯著或極顯著差異。葡萄糖含量最高的是赤霞珠5達123.14 mg/g，顯著或極顯著高于其他品種；赤霞珠6和品麗珠在110.00 mg/g左右；其次是赤霞珠、赤霞珠9、梅鹿輒和梅鹿輒4等，威代爾含量最低，極顯著低于其他品種。果糖含量最高的是赤霞珠5達122.12 mg/g；其次是赤霞珠6和品麗珠，為117.00 mg/g左右，其中赤霞珠5果糖含量較威代爾極顯著高了23.84%；赤霞珠5、赤霞珠6、品麗珠和雷司令在5.90 mg/g以上， 赤霞珠的含量最低，為3.06 mg/g。可溶性總糖含量最高的是赤霞珠5達251.17 mg/g； 威代爾最低，極顯著低于其他品種 赤霞珠5較威代爾高了29.21%。篩選出高糖型的釀酒葡萄品種(系)赤霞珠5；低糖型的釀酒葡萄品種威代爾。表1

表1 新疆不同葡萄品種糖組分及含量比較Table 1 Comparative analysis of sugar components and contents of different grape varieties in Xinjiang

2.3 不同釀酒葡萄品種(系)可溶性糖組分所占可溶性總糖的比例

研究表明，不同釀酒葡萄品種(系)的可溶性糖各組分占可溶性總糖的比例存在顯著差異。在10個釀酒葡萄品種中，葡萄糖占總糖的比例較大的是赤霞珠5、梅鹿輒赤霞珠和雷司令，占比在48.00%以上，顯著高于其他品種；其余6個品種的葡萄糖占總糖比無顯著差異，占比范圍在47.04%～47.44%。果糖占總糖的比例最大的是霞多麗，高達51.23%，與之差異不顯著的品種有赤霞珠9、梅鹿輒4和威代爾 ； 赤霞珠、赤霞珠6和品麗珠占比略小，在50.00%左右，與其他品種有顯著差異；其次是梅鹿輒，占比為49.43% ；最后是赤霞珠5和雷司令，占比在48.70%左右，果糖占總糖的比例顯著低于其他品種。從蔗糖占總糖的比例來看，占比最大的是雷司令，高達2.91%，與之差異不顯著的有赤霞珠6和品麗珠，均與其他品種有顯著性差異；其次是赤霞珠5、赤霞珠9、梅鹿輒4和威代爾，占比范圍在1.73%～2.36%，與其他品種有顯著性差異；占比最小的是赤霞珠，為1.39%。新疆釀酒葡萄果實糖組分中果糖積累量最大，蔗糖積累量很少，不足總糖的4%。表2

表2 10個釀酒葡萄品種(系)可溶性糖組分所占可溶性總糖的比例Table 2 Comparative analysis of the proportion of soluble sugar components to total soluble sugar of 10 wine grape varieties (lines)

2.4 不同釀酒葡萄品種(系)可溶性糖組分間相關(guān)性

研究表明，葡萄糖和果糖與可溶性總糖間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系，葡萄糖與可溶性總糖間的相關(guān)性最大，相關(guān)系數(shù)高達0.979，略高于果糖與可溶性總糖間的相關(guān)系數(shù)，其次是果糖與可溶性總糖間的相關(guān)性，系數(shù)達0.974。果糖和葡萄糖均是釀酒葡萄品種(系)果實中可溶性總糖的最重要的成分。相比之下蔗糖與可溶性總糖間的相關(guān)性最小，相關(guān)系數(shù)為0.605，達到顯著或極顯著相關(guān)水平。10個釀酒葡萄品種(系)的葡萄糖與果糖之間呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達0.917，葡萄糖和果糖分別與蔗糖之間無顯著相關(guān)性。表3

表3 10個釀酒葡萄品種(系)成熟期可溶性糖組分的相關(guān)性Table 3 Correlation analysis of soluble sugar components in maturity of 10 wine grape varieties (lines)

2.5 不同釀酒葡萄品種(系)可溶性糖組分及含量的相關(guān)性

研究表明，x軸變量為葡萄糖、果糖和蔗糖含量，y軸變量為可溶性總糖含量。葡萄糖與可溶性總糖、果糖與可溶性總糖、蔗糖與可溶性總糖的兩變量間均呈直線趨勢。但蔗糖與可溶性總糖的兩變量間直線趨勢與其余2個相比差異不顯著，可溶性總糖與葡萄糖和果糖為極顯著正相關(guān)關(guān)系，與蔗糖含量的相關(guān)關(guān)系未達到顯著或極顯著水平。圖2

2.6 10個釀酒葡萄品種(系)果實可溶性糖品質(zhì)相關(guān)的聚類及比較

研究表明，以歐氏距離10為臨界值，可將10個釀酒葡萄分為3大類群。第1類群的葡萄有 4 個品種，即赤霞珠9、梅鹿輒4、赤霞珠和梅鹿輒，占總體的40%，這一類群表現(xiàn)為各品種果實內(nèi)葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性總糖含量基本適中，其甜度風(fēng)味一般；第2類群的葡萄有3個品種，即霞多麗、威代爾和雷司令，占總體的30%，表現(xiàn)為各品種果實內(nèi)葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性總糖含量均較低；第3類群的葡萄3個品種，即赤霞珠6、品麗珠和赤霞珠5，占總體的30%，這一類群表現(xiàn)為各品種果實內(nèi)葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性總糖含量均較高。以歐氏距離6.5為臨界值，又可以將3個大類分為6個亞類。第1個亞類有赤霞珠9和梅鹿輒4，第2個亞類有赤霞珠和梅鹿輒，其表現(xiàn)為除蔗糖含量較其他品種最低外，其他含量均適中；第3個亞類有霞多麗和威代爾，這2個品種的葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性總糖均偏小，其中葡萄糖、果糖、可溶性總糖和可溶性固形物含量均為最低；第4個亞類只有雷司令，除蔗糖含量偏高外，其他含量均偏低；第5個亞類有赤霞珠6和品麗珠，各品種果實內(nèi)葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性總糖均偏大；第6個亞類只有赤霞珠5，各品種果實內(nèi)葡萄糖、果糖、可溶性總糖和可溶性固形物含量均為較高，其甜度風(fēng)味較好。圖3，表4

表4 不同釀酒葡萄品種(系)果實糖相關(guān)品質(zhì)類型指標(biāo)平均值比較Table 4 Comparison of mean values of sugar-related quality types in different wine grape varieties

3 討 論

糖的種類和含量是衡量果實品質(zhì)的重要指標(biāo)，成熟時果實含有的糖分很大程度上影響了葡萄的風(fēng)味和發(fā)酵[21]。葡萄酒中的酒精含量與葡萄中的含糖量密切相關(guān)，適宜含糖量的葡萄原料是釀造優(yōu)質(zhì)葡萄酒的關(guān)鍵。若釀酒葡萄原料中含糖量過低，則需要添加外源糖來調(diào)控[[22]。隨著采收時間的推遲，葡萄果實中的可溶性固形物、可溶性總糖含量不斷升高，而葡萄原料中含糖量過高時，則需要適當(dāng)提前采收來降低葡萄酒的酒精含量[23]。研究對新疆10個釀酒葡萄品種(系)成熟期可溶性糖組分及含量、可溶性固形物和總酸含量進行了測定，比較分析發(fā)現(xiàn)在果實成熟期10個品種主要以果糖、葡萄糖為主，蔗糖為輔，果糖含量略高于葡萄糖含量，這與Chen等[24]研究發(fā)現(xiàn)，不同梨品種中果實果糖含量最高的研究結(jié)果相一致。10個品種(系)果實中的可溶性固形物含量差異顯著，而總酸含量差異不顯著，這與張玉等[25]的研究相一致。其中果糖占總糖的比例高達51.23%，葡萄糖占總糖的比例高達49.02%，蔗糖占總糖的比例最高僅2.91%。

聚類分析方法對10個釀酒葡萄品種進行分析, 將供試的釀酒葡萄品種劃分為 3 個品種群和6個亞群，同一品種群內(nèi)的釀酒品種有較為相似的糖含量特性。從第1類群葡萄品種赤霞珠9、梅鹿輒4、赤霞珠和梅鹿輒的糖含量特性中可以看出，果實中葡萄糖、果糖、蔗糖、可溶性總糖、可溶性固形物含量均適中，適宜在成熟期采收為釀造葡萄酒提供優(yōu)質(zhì)原材料；從第2類群葡萄品種霞多麗、威代爾和雷司令的糖含量特性中可以看出果實中葡萄糖、果糖、蔗糖、可溶性總糖、可溶性固形物含量均偏低，這與其性狀特性結(jié)果一致，后期在生產(chǎn)中可根據(jù)欲釀造葡萄酒的酒精含量適當(dāng)添加外源糖。從第3類群葡萄品種赤霞珠5、赤霞珠6和品麗珠的糖含量特性中可以看出，3個品種果實中葡萄糖、果糖、蔗糖、可溶性總糖、可溶性固形物含量均較高，在生產(chǎn)上可作為高糖品種加以利用研究，通過適當(dāng)提前采收果實來作為釀造葡萄酒的主要原材料。

4 結(jié) 論

4.1新疆10個釀酒葡萄品種(系)果實成熟期可溶性固形物、可溶性糖組分及含量存在顯著或極顯著差異。其中赤霞珠5的可溶性固形物最高，顯著或極顯著高于其他品種，較含量最低的威代爾高了30.59%。赤霞珠5的可溶性總糖含量最高，較含量最低的威代爾極顯著高了29.21%。10個釀酒葡萄品種(系)在果實成熟期糖組分主要以葡萄糖和果糖積累為主，蔗糖為輔，其中果糖占總糖的比例高達51.23%，葡萄糖占總糖的比例高達49.02%，蔗糖占總糖的比例最高僅2.91%。

4.2根據(jù)10個葡萄品種果實可溶性糖組分及含量進行聚類，將其劃分為 3 個品種群，同一品種群內(nèi)的釀酒品種有較為相似的糖含量特性。第1類群葡萄品種有赤霞珠9、梅鹿輒4、赤霞珠、梅鹿輒，各糖類物質(zhì)含量均適中；第2類群葡萄品種有霞多麗、威代爾、雷司令，各糖類物質(zhì)含量均偏低；第3類群葡萄品種有赤霞珠6、品麗珠、赤霞珠5，果實中各糖類物質(zhì)含量均較高。篩選出高糖型品種(系)為赤霞珠5，低糖型品種為威代爾。在新疆釀造葡萄酒時，可以根據(jù)不同基因型品種(系)的糖含量特性來進行成熟期的確定。