不同葡萄品種果實品質(zhì)與葡萄酒香氣成分的比較分析*

孫 薇，劉成敏，單守明，王佳薇，金 悅

（寧夏大學農(nóng)學院，寧夏 銀川 750021）

葡萄（Vitis viniferaL.）屬于葡萄科（Vitaceae）葡萄屬（VitisL.），落葉藤本植物[1-2]。葡萄是世界上廣泛種植的水果之一，是世界上的重要經(jīng)濟作物，除可以鮮食外，還可以釀酒、制干、制汁及釀果醋等，經(jīng)濟價值極高，在世界果樹生產(chǎn)中占據(jù)重要位置[3]。葡萄果實品質(zhì)是影響葡萄酒品質(zhì)和口感的決定指標，高品質(zhì)葡萄酒來源于優(yōu)質(zhì)的葡萄原料，葡萄品質(zhì)好壞直接關(guān)系到葡萄酒質(zhì)量的優(yōu)劣[4-5]。香氣是葡萄酒的重要感官質(zhì)量指標之一，構(gòu)成物質(zhì)十分復(fù)雜，直接決定著葡萄酒的感官品質(zhì)[6-7]。不同品種的葡萄所含有的香氣物質(zhì)的種類和含量不同，導(dǎo)致葡萄及葡萄酒的風味和典型特征也呈現(xiàn)很大差異。常見的香氣化合物按化學類別主要分為酯類、醇類、有機酸類、烷類等幾大類[8-9]。寧夏的葡萄種植面積達到46 萬畝，是我國最大的釀酒葡萄集中連片產(chǎn)區(qū)，占全國釀酒葡萄面積的四分之一[8-9]。

近年來，寧夏釀酒葡萄栽培面積快速擴大，寧夏葡萄酒名氣越來越大，推動當?shù)亟?jīng)濟快速提升，但有利也有弊，較為盲目地發(fā)展、品種區(qū)域布局不規(guī)范、栽培設(shè)施不先進，使葡萄果實品質(zhì)達不到預(yù)期，因此有必要對寧夏地區(qū)葡萄品質(zhì)進行研究，從而提高品質(zhì)葡萄酒的產(chǎn)量并促進該地區(qū)釀酒葡萄產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展[10-11]。本試驗對寧夏市6種釀酒葡萄的主要理化品質(zhì)指標進行研究，優(yōu)選釀酒葡萄的品種，為提高該產(chǎn)區(qū)的葡萄果實和葡萄酒的品質(zhì)提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗所用單品種葡萄均來自寧夏賀蘭山東麓金山小產(chǎn)區(qū)同一產(chǎn)區(qū)釀酒葡萄園內(nèi)，選擇5 年生“桑嬌維塞”（Vitis viniferaL.Sangiovese）、“西拉”（Vitis viniferaL.Syrah）、“小味爾多”（Vitis viniferaL.Petit Verdot）、“巴貝拉”（Vitis viniferaL.Barbera）、“佳麗釀”（Vitis viniferaL.Cabernet Franc）、“摩爾多瓦”（Vitis viniferaL.Moldova）。葡萄年份為2019—2020年。試驗期間對供試植株進行常規(guī)管理（肥水管理和病蟲害防治與常規(guī)一致）?！皬S”字架形，1.5 m 高葉幕；株行距1.0 m×3.0 m；基本相似的單株負載量；南北行向，單籬架、無主干多主蔓整形，灌溉方式為溝灌。

1.2 試驗地概況

試驗基地位于寧夏賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)平吉堡釀酒葡萄園內(nèi)，該試驗基地位于北緯38°38′～38°26′，東經(jīng)105°49′～106°22′，是溫帶干旱氣候區(qū)，晝夜溫差大，干燥少雨，十分干旱，蟲害較少，日照充足，葡萄生長周期長。該地區(qū)年平均氣溫8.7 ℃，無霜期平均167 d，年平均降水量201.4 mm，十分適合釀酒葡萄的生長發(fā)育[12-13]。

1.3 試驗方法

1.3.1 葡萄酒的釀造

干型紅葡萄酒釀造工藝參考小容器釀造法[14]，具體工藝流程如下：葡萄原料→果實分選→除梗破碎→浸漬發(fā)酵→發(fā)酵啟動→倒罐→皮渣分離（比重1.010）→酒精發(fā)酵監(jiān)控→測殘?zhí)牵ǎ? g/L）→終止發(fā)酵（比重0.992）→自然澄清→倒罐→低溫冷藏→裝瓶。

1.3.2 理化指標的測定

外觀品質(zhì)指標測定方法：粒質(zhì)量測定，每個處理隨機選取葡萄果粒20 粒，并用電子天平稱取其重量，重復(fù)3 次，求得平均單粒重。內(nèi)在品質(zhì)指標測定方法：可溶性固形物采用PAL-1 型數(shù)顯手持糖度計測定；可滴定酸采用0.1 mol/L的NaOH進行滴定；可溶性總糖采用蒽酮硫酸比色法測定；還原糖采用3,5-二硝基水楊酸比色法測定；總花色苷采用鹽酸甲醇比色法測定；總酚采用福林酚法測定；單寧采用福林丹尼斯法測定。

1.3.3 香氣成分的測定

葡萄酒中香氣物質(zhì)的萃取采用頂空-固相微萃取法（headspace-solid phase microextraction,HSSPME）[15]。稱取2 g NaCl 于20 mL 樣品瓶中，準確量取8 mL 葡萄酒樣品加入頂空瓶中，同時添加394.08 μg/L 的內(nèi)標物4-甲基-1-戊醇10 μL，加蓋密封，常溫放置20 min，振蕩混勻。插入CAR/DVB/PDMS 萃取纖維，45 ℃下吸附30 min，將萃取纖維在GC 進樣口于250 ℃下解吸3 min，進行GC-MS分析。

香氣成分的測定色譜條件：GC-MS 的檢測條件參照王華等的方法，有所改動[16]。Inert Cap WAX極性色譜柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm），升溫程序：40 ℃保持5 min，以3 ℃/min升至120 ℃，再以8 ℃/min升至230 ℃，保持10 min；載氣（He）流速0.8 mL/min，不分流。質(zhì)譜條件：電子轟擊離子源；電子能量70 eV；傳輸線溫度275 ℃；離子源溫度230 ℃；激活電壓1.5 V；燈絲流量0.25 mA；質(zhì)量掃描范圍33 m/z～450 m/z。定性定量方法定性分析：以正構(gòu)烷烴（C6-C32）為標準采用Kovats 法測定了所有組分的保留指數(shù)。通過與標準物質(zhì)保留時間、保留指數(shù)、自建庫以及NIST 14 譜庫檢索進行化合物的定性分析，并結(jié)合相關(guān)文獻對化合物定性結(jié)果進一步驗證。定量分析：有標準品的化合物采用外標定量法進行化合物定量分析，沒有標準品的化合物以4-甲基-1-戊醇為內(nèi)標物質(zhì)，進行半定量分析。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有樣品均分別平行測定3 次，取平均值。采用Excel 2019軟件進行數(shù)據(jù)整理；采用SPSS 20.0軟件進行單因素方差分析，比較不同處理間的差異顯著性（P ＜0.05）、相關(guān)分析和多元線性回歸分析；采用Origin 2018a軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種釀酒葡萄果實常規(guī)品質(zhì)指標品質(zhì)分析

由表1 可以得出，不同品種釀酒葡萄果實基本物理指標之間存在顯著性差異。所有品種單粒質(zhì)量在26.26 g～48.88 g范圍內(nèi)，最大單粒質(zhì)量為“佳麗釀”，達48.88 g，“桑嬌維塞”和“摩爾多瓦”之間無顯著性差異。從可溶固形物含量來看，除“小味爾多”外，所有品種可溶性固形物含量均在22.0%以上，且顯著高于“小味爾多”，“桑嬌維塞”“西拉”“巴貝拉”“佳麗釀”“摩爾多瓦”5 個品種間無顯著性差異?？傻味ㄋ岷吭?.88 g/L～12.00 g/L范圍內(nèi)，其中“小味爾多”最高，為12.00 g/L，“巴貝拉”和“佳麗釀”最低，含量僅為7.88 g/L，二者之間無顯著性差異。所有品種總糖含量范圍在185.91 g/L～218.04 g/L之間，“小味爾多”總糖含量最低，僅為185.91 g/L，其次為“桑嬌維塞”；總糖含量最高的為“佳麗釀”，高達218.04 g/L，顯著高于其他品種。6 個品種葡萄還原糖含量范圍在94.85 g/L～ 166.54 g/L之間，“佳麗釀”＞“巴貝拉”＞“摩爾多瓦”＞“西拉”＞“桑嬌維塞”＞“小味爾多”，6 個品種還原糖含量差異性明顯。

表1 不同品種釀酒葡萄果實常規(guī)品質(zhì)指標品質(zhì)分析

2.2 不同品種釀酒葡萄果實酚類物質(zhì)分析

由表2 可以得出，不同品種釀酒葡萄的果實酚類物質(zhì)含量存在顯著性差異。單寧含量都在1.0 mg/g以上，最高的為“巴貝拉”，含量高達3.93 mg/g，顯著高于其他品種，其次為“桑嬌維塞”“摩爾多瓦”，緊接著為“小味爾多”“西拉”，“桑嬌維塞”和“摩爾多瓦”之間無顯著性差異，“佳麗釀”單寧含量最低。總酚含量在1.99 mg/g～5.37 mg/g之間，含量的較高的品種為“桑嬌維塞”，其次為“小味爾多”和“巴貝拉”，接著是“西拉”和“摩爾多瓦”，且二者之間不存在顯著性差異，含量3.93 mg/g 左右，“佳麗釀”總酚含量最低，僅為1.99 mg/g，顯著低于其他品種。從總花色苷含量可以看出，“摩爾多瓦”＞“小味爾多”＞“桑嬌維塞”＞“西拉”＞“佳麗釀”＞“巴貝拉”，“桑嬌維塞”和“西拉”二者之間差異性不明顯。

表2 不同品種釀酒葡萄果實品質(zhì)比較分析

2.3 不同品種葡萄釀造的葡萄酒品質(zhì)比較

由表3 可以得出，不同品種葡萄釀造的葡萄酒品質(zhì)指標之間存在顯著性差異。6 個品種葡萄酒酒樣揮發(fā)酸都低于0.1 g/L，其中最高為“巴貝拉”，最低為“小味爾多”，“西拉”和“佳麗釀”二者之間無顯著性差異。葡萄酒可滴定酸含量為6.188 g/L～16.875 g/L，最低為“桑嬌維塞”，其次是“巴貝拉”＜“摩爾多瓦”＜“佳麗釀”＜“小味爾多”＜“西拉”，“西拉”顯著高于其他品種。除“佳麗釀”外，總酚含量都在2.0 mg/g以上，最高是“西拉”，其次是“桑嬌維塞”“小味爾多”，接下來是“巴貝拉”“摩爾多瓦”。除“巴貝拉”以外，單寧含量都在1.0 mg/g以下，“西拉”最低，“巴貝拉”顯著高于其他品種。花色苷含量在1.25 mg/g～5.52 mg/g之間，“小味爾多”＞“巴貝拉”＞“西拉”＞“桑嬌維塞”＞“佳麗釀”＞“摩爾多瓦”，“佳麗釀”和“摩爾多瓦”差異不顯著。

表3 不同品種葡萄釀造的葡萄酒品質(zhì)比較分析

2.4 葡萄果實品質(zhì)與葡萄酒品質(zhì)的相關(guān)性

為探究葡萄果實品質(zhì)與釀成的葡萄酒品質(zhì)之間的相關(guān)性，課題組選取不同品種葡萄的單寧含量、總酚含量、總糖含量、還原糖含量、花色苷含量、可溶性固形物、可滴定酸、單果重等果實品質(zhì)指標，以及不同品種葡萄制成的葡萄酒的揮發(fā)酸、可滴定酸、單寧、總酚、花色苷等品質(zhì)指標進行相關(guān)性分析，如圖1 所示。其中，葡萄酒單寧含量與果實總酚含量呈極顯著性正相關(guān)，與果實總糖含量呈顯著性負相關(guān)，與單果重、還原糖含量呈極顯著性負相關(guān)，與果實可滴定酸含量呈顯著正相關(guān)；葡萄酒總酚含量與果實總酚含量、花色苷含量呈極顯著負相關(guān)，與果實還原糖含量呈極顯著正相關(guān)，與單果重呈顯著性正相關(guān)，與果實可滴定酸呈顯著性負相關(guān)；葡萄酒花色苷與果實總糖含量呈顯著性負相關(guān)，與果實可滴定酸含量呈極顯著性正相關(guān)；葡萄酒揮發(fā)酸含量與果實單寧含量呈顯著性負相關(guān)，與果實總糖含量呈顯著性正相關(guān)。

圖1 不同品種葡萄的果實品質(zhì)及葡萄酒品質(zhì)的相關(guān)性分析

2.5 不同品種葡萄酒的隸屬函數(shù)值分析

平均隸屬函數(shù)值按照如下公式計算：F(X)=(XXmin)/(Xmax-Xmin)或F(X)=1-(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)。其中，F(xiàn)(X)為該品系x 指標的隸屬函數(shù)值，X 為該品系指標的測量值，Xmax、Xmin分別為該品系指標的測量值的最大值和最小值。如表4 所示，結(jié)合不同種葡萄的單寧含量、總酚含量、總糖含量、還原糖含量、花色苷含量、可溶性固形物、可滴定酸、單果重等果實品質(zhì)及不同種葡萄制成的酒的揮發(fā)酸、可滴定酸、單寧、總酚、花色苷等品質(zhì)進行綜合評價，得出“巴貝拉”總體狀況最為良好，其次為“西拉”。

表4 6 種葡萄的果實品質(zhì)及釀成的葡萄酒品質(zhì)綜合評價

2.6 不同品種葡萄酒的香氣

2.6.1 酯類物質(zhì)

6 種酒中酯類物質(zhì)檢測結(jié)果如表5 所示。共檢測酯類物質(zhì)共10 種，“桑嬌維塞”含8 種、“西拉”含7種、“小味爾多”含9 種、“巴貝拉”含10 種、“佳麗釀”含6種、“摩爾多瓦”含5 種。

表5 不同品種酒中酯類成分GC-MS 分析結(jié)果

2.6.2 醇類物質(zhì)

6 種酒中醇類物質(zhì)檢測結(jié)果如表6 所示。共檢測醇類物質(zhì)9 種，“桑嬌維塞”含8 種、“西拉”含6 種、“小味爾多”含7 種、“巴貝拉”含9 種、“佳麗釀”含5種、“摩爾多瓦”含7 種。

表6 不同品種酒中醇類成分GC-MS 分析結(jié)果

2.6.3 有機酸類物質(zhì)

6 種酒中有機酸類物質(zhì)檢測結(jié)果如表7 所示。共檢測有機酸類物質(zhì)4 種，“桑嬌維塞”含3 種、“西拉”含4 種、“小味爾多”含3 種、“巴貝拉”含3 種、“佳麗釀”含4種、“摩爾多瓦”含4種。

表7 不同品種酒中有機酸類成分GC-MS 分析結(jié)果

2.6.4 烷類化合物

6 種酒中烷類物質(zhì)檢測結(jié)果如表8 所示。共檢測有烷類物質(zhì)3 種，“桑嬌維塞”含2 種、“西拉”含3 種、“小味爾多”含2 種、“巴貝拉”含2 種、“佳麗釀”含3種、“摩爾多瓦”含3 種。

表8 不同品種酒中烷類成分GC-MS 分析結(jié)果

3 討論

試驗結(jié)果表明，不同品種葡萄果實品質(zhì)（果實單粒質(zhì)量、可溶性固形物、總糖、還原糖、可滴定酸、總酚、單寧和總花色苷）之間存在顯著性差異。不同品種葡萄制成的葡萄酒酒樣品質(zhì)（揮發(fā)酸、可滴定酸、總酚、單寧和總花色苷）之間存在顯著性差異。葡萄果實品質(zhì)及釀造成酒品質(zhì)之間存在一定的正負相關(guān)性。6 個品種葡萄釀造成酒品質(zhì)綜合評價比較分析得出，“巴貝拉”總體狀況最為良好，其次為“西拉”。不同品種葡萄酒酒樣的香氣檢測出各類物質(zhì)種類和相對含量不同。