葡萄枝條堆肥化處理對(duì)葡萄酒質(zhì)量的影響

涂 倩，丁維康，黃燕萍，李媛媛，劉世秋，閔旭武，鄭長(zhǎng)華，袁春龍,4,*

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.酩悅軒尼詩(shī)夏桐（寧夏）葡萄園有限公司，寧夏 銀川 750100；3.貴州金州農(nóng)耕莊園發(fā)展有限公司，貴州 安龍 552400；4.西北農(nóng)林科技大學(xué)寧夏賀蘭山東麓葡萄酒實(shí)驗(yàn)示范站，寧夏 永寧 750104）

葡萄枝條作為葡萄園產(chǎn)量最大的固體廢棄物，是一種很好的堆肥基質(zhì)，同時(shí)寧夏賀蘭山東麓是我國(guó)優(yōu)質(zhì)釀酒葡萄種植的核心產(chǎn)區(qū)，也是高品質(zhì)葡萄酒的供應(yīng)基地，但土壤中的有機(jī)質(zhì)含量較低。葡萄枝條成分組成與植物相一致，營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)與植物的生長(zhǎng)需求相統(tǒng)一，在世界范圍內(nèi)被認(rèn)為具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]。葡萄種植的新生態(tài)方法強(qiáng)調(diào)生態(tài)無(wú)害的葡萄生產(chǎn)，葡萄枝條被視為復(fù)雜農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的一部分[2]，而傳統(tǒng)廢棄物的處理涉及焚燒或填埋，這降低了有機(jī)廢棄物的利用率，并對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了負(fù)擔(dān)[3-4]。作為替代，堆肥技術(shù)被認(rèn)為是有機(jī)廢物與土壤碳庫(kù)之間的橋梁，也是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)[5]。堆肥產(chǎn)品也是植物生長(zhǎng)介質(zhì)和農(nóng)業(yè)土壤肥料的良好來(lái)源[6-7]。

堆肥是一個(gè)自加熱、微生物驅(qū)動(dòng)的過(guò)程，能夠?yàn)橥寥捞峁┪⒘繝I(yíng)養(yǎng)素和大量營(yíng)養(yǎng)素，以利于植物的最佳生長(zhǎng)[8]。作物吸收了堆肥中的氮、磷或鉀，有利于作物產(chǎn)量和質(zhì)量的提高[9]。近年來(lái)，對(duì)堆肥的研究主要集中在優(yōu)化和縮短堆肥過(guò)程[10-11]、堆肥過(guò)程的氣味控制[12]和微生物群落結(jié)構(gòu)[13]。此外，由于堆肥可以生物降解有機(jī)產(chǎn)品，研究人員一直使用該技術(shù)處理頑固的有機(jī)污染物[14]。

葡萄酒的獨(dú)特風(fēng)味特性受到釀酒葡萄質(zhì)量的影響，而不同的品種、地理環(huán)境和栽培管理等決定了釀酒葡萄的品質(zhì)[15]。Morlat等[16]表明長(zhǎng)期每年添加2 t/hm2的修剪廢料堆肥不會(huì)影響葡萄樹(shù)的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，但較高的有機(jī)改良率延緩了葡萄漿果的成熟，葡萄汁中的可溶性固形物、花色苷和單寧的含量較對(duì)照組顯著降低。Mugnai等[17]在葡萄園施用綠色廢物堆肥9 a后，報(bào)告了類(lèi)似的結(jié)果。然而，Gaiotti等[18]在赤霞珠葡萄園長(zhǎng)期施用葡萄枝條堆肥和牛糞堆肥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期施用堆肥有利于土壤特性、植株生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì)，其中以每年每公頃4 t的堆肥施用量，葡萄植株的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和根系生長(zhǎng)最好。目前對(duì)葡萄園施用堆肥的研究主要集中在研究其對(duì)土壤養(yǎng)分或?qū)麑?shí)品質(zhì)的影響，但系統(tǒng)研究堆肥處理后葡萄酒質(zhì)量的較少。因此，本研究以添加不同比例葡萄枝條和羊糞混合制作的堆肥為原料，通過(guò)大田實(shí)驗(yàn)，明確不同堆肥處理對(duì)葡萄酒基本理化指標(biāo)、酚類(lèi)物質(zhì)、顏色、香氣和葡萄酒感官質(zhì)量的影響，為葡萄枝條綜合利用和提高葡萄酒質(zhì)量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

葡萄枝條來(lái)自酩悅軒尼詩(shī)夏桐酒莊2020年的冬剪葡萄枝條，堆肥前將葡萄枝條粉碎成1～2 cm碎末，新鮮羊糞來(lái)自內(nèi)蒙古養(yǎng)殖場(chǎng)，實(shí)驗(yàn)前風(fēng)干經(jīng)4～6 mm的篩網(wǎng)過(guò)篩。供試品種為釀酒葡萄黑比諾（Vitis viniferaL.cv Pinot Noir），樹(shù)齡為8 a，園區(qū)定植行向東西方向，株距0.5 m，行距3 m，整型方式為居約式長(zhǎng)梢修剪。

氫氧化鈉、五水合硫酸銅、無(wú)水碳酸鈉、氯化鋁、甲醇、亞硝酸鈉、乙酸鈉等（分析純）天津市奧博化工有限公司；偏重亞硫酸鉀 意大利Enartis公司；果膠酶、酵母 法國(guó)Laffort公司；總硫試劑盒、游離硫試劑盒 西班牙BioSystems公司；兒茶素、沒(méi)食子酸、香氣標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FA2014N電子天平 上海菁海儀器有限公司；FE20 pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；Cary-60紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 安捷倫科技（中國(guó)）有限公司；HC-3018R高速冷凍離心機(jī) 安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；KH-500DE超聲波清洗機(jī) 昆山合創(chuàng)超聲儀器有限公司；IQ7000超純水機(jī) 密理博中國(guó)有限公司；Y15葡萄酒全自動(dòng)分析儀 西班牙Biosystens公司；W100葡萄酒顏色分析儀 海能儀器股份有限公司；FTIR葡萄酒分析儀 奧地利安東帕股份有限公司；LC-20AT03030623高效液相色譜儀 日本Shimadzu公司；7890B氣相色譜（gas chromatography，GC）儀、5977B質(zhì)譜（mass spectrometry，MS）儀、PAL3自動(dòng)進(jìn)樣器 美國(guó)Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)于2021年6月—2022年9月在寧夏回族自治區(qū)銀川市永寧縣黃羊?yàn)┺r(nóng)場(chǎng)酩悅軒尼詩(shī)夏桐酒莊葡萄種植基地（38°20′34″N，105°58′49″E）進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)地處于賀蘭山東麓山前洪積傾斜平原區(qū)，地勢(shì)西高東低，海拔1106～1407 m。氣候?qū)俚湫偷闹袦貛Ц珊荡箨懶詺夂?，多年平均降水量?87 mm，年日照時(shí)數(shù)為2800～3300 h，全年無(wú)霜期155 d左右，多年平均氣溫8.5 ℃。原始土壤基本理化指標(biāo)為：容重1.45 g/cm3，田間持水量178 g/kg，pH 7.89，有機(jī)質(zhì)含量13.84 g/kg，全氮含量1.03 g/kg。

以冬剪葡萄枝條和羊糞不同體積比的堆肥為原料，共設(shè)置6 個(gè)處理組，分別是100%粉碎葡萄枝條（GB）、70%粉碎葡萄枝條+30%羊糞（GM1）、50%粉碎葡萄枝條+50%羊糞（GM2）、30%粉碎葡萄枝條+70%羊糞（GM3）、100%羊糞（SM），并以不添加堆肥處理作為對(duì)照（CK）。不同堆肥均完全腐熟，基本理化指標(biāo)見(jiàn)表1。在2021年6月中旬對(duì)黑比諾葡萄種植區(qū)進(jìn)行施肥實(shí)驗(yàn)，每個(gè)處理組施種兩行（一畝），且不同處理之間空兩行，以防不同處理交叉影響，每個(gè)種植區(qū)均按照以下方案進(jìn)行施肥處理：施肥機(jī)沿著葡萄種植行向50 cm外施肥，溝深30～40 cm，溝寬20～30 cm，施肥量約為3 t/畝，除了施用不同堆肥外，其他田間管理均相同，且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不使用化肥。

1.3.2 葡萄酒釀造

釀酒方法參照小容器釀造法[19]。在2022年葡萄采收期，每個(gè)處理隨機(jī)采摘20 kg左右葡萄果實(shí)，將葡萄除梗破碎，一式3 份裝在5 L發(fā)酵罐中，除梗破碎的同時(shí)加入60 mg/L的SO2避免氧化，裝罐1 h后加入20 mg/L果膠酶，降低溫度（＜10 ℃）冷浸漬24 h，恢復(fù)到室溫后加入活化好的商業(yè)酵母（150 mg/L），在發(fā)酵過(guò)程中每天進(jìn)行3 次壓帽，測(cè)定溫度和相對(duì)密度，直到發(fā)酵完成。發(fā)酵過(guò)程中所有其他處理均一致，且環(huán)境溫度嚴(yán)格控制在（20±1）℃，具體工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 干紅釀酒工藝流程圖Fig.1 Process flow chart of dry red wine brewing

1.3.3 葡萄基本理化指標(biāo)測(cè)定

2022年8月底在相同時(shí)間對(duì)各處理葡萄果實(shí)進(jìn)行采樣，采樣時(shí)在施肥中間部位S型取樣，選取植株上、中、下部各1 穗葡萄，兼顧陽(yáng)面和陰面，每穗葡萄在上、中部各采2 粒，下部采1 粒，采樣300 粒[20]，帶回實(shí)驗(yàn)室后存儲(chǔ)在超低溫冰箱中，用于果實(shí)基本理化指標(biāo)的檢測(cè)。用電子天平測(cè)量葡萄果實(shí)百粒質(zhì)量和單穗質(zhì)量；可溶性固形物含量采用具有溫度補(bǔ)償功能的手持式糖度計(jì)進(jìn)行測(cè)定；還原糖、可滴定酸含量和pH值參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》測(cè)定，還原糖含量采用斐林試劑滴定法（以葡萄糖計(jì)）測(cè)定，可滴定酸采用NaOH滴定法（以酒石酸計(jì)）測(cè)定，pH值直接用pH計(jì)測(cè)定。

1.3.4 葡萄酒基本理化指標(biāo)測(cè)定

取不同處理釀造的酒樣，pH值及總糖、可滴定酸、揮發(fā)酸含量參照GB/T 15038—2006測(cè)定?？偺呛坎捎渺沉衷噭┑味ǚǎㄒ云咸烟怯?jì)）測(cè)定；可滴定酸采用NaOH滴定法（以酒石酸計(jì)）測(cè)定；pH值直接用pH計(jì)的電位法測(cè)定；揮發(fā)酸含量采用水蒸氣蒸餾法，用NaOH滴定（以乙酸計(jì)）。酒精度用FTIR葡萄酒分析儀測(cè)定；游離硫和總硫含量用Y15葡萄酒全自動(dòng)分析儀測(cè)定。

1.3.5 酚類(lèi)物質(zhì)測(cè)定

總酚采用福林-肖卡法測(cè)定，結(jié)果以沒(méi)食子酸表示[21]；總單寧采用甲基纖維素沉淀法測(cè)定，結(jié)果以兒茶素表示[22]；花色苷采用pH示差法測(cè)定，結(jié)果以錦葵色素-3-O-葡萄糖苷表示[23]；總黃烷-3-醇采用p-DMACA鹽酸法測(cè)定，結(jié)果以(+)-兒茶素表示[24]；總類(lèi)黃酮采用NaNO2-AlCl3法測(cè)定，結(jié)果以蘆丁表示[25]。

1.3.6 葡萄酒顏色測(cè)定

將葡萄酒樣用0.45 μm有機(jī)系微孔過(guò)濾膜過(guò)濾，然后用W100葡萄酒顏色分析儀測(cè)定葡萄酒顏色，測(cè)量時(shí)要先用蒸餾水調(diào)零，并且每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3 次。葡萄酒顏色指標(biāo)使用國(guó)際照明委員會(huì)規(guī)定的CIELab顏色空間表示。

1.3.7 葡萄酒香氣化合物測(cè)定

采用頂空-固相微萃?。╤eadspace solid-phase microextraction，HS-SPME）與GC-MS聯(lián)用技術(shù)測(cè)定葡萄酒中的香氣物質(zhì)。游離態(tài)香氣物質(zhì)檢測(cè)方法如下：在20 mL頂空瓶中加入1.00 g NaCl和5 mL葡萄酒樣品，然后加入10 μL 4-甲基-2-戊醇（質(zhì)量濃度為1.0083 g/L）作為內(nèi)標(biāo)物質(zhì)，密封頂空瓶。

GC條件：色譜柱HP-INNOWax（60 m×250 μm，0.25 μm）；載氣（He）流速1 mL/min，壓力16.909 psi；采用5∶1的分流進(jìn)樣模式（流速5 mL/min），進(jìn)樣量0.5 μL（自動(dòng)進(jìn)樣），進(jìn)樣口溫度250 ℃；柱箱升溫程序：50 ℃保持1 min，再以3 ℃/min升至220 ℃，保持5 min。

MS條件：電離方式電子電離，離子源溫度230 ℃，離子能量70 eV，接口溫度280 ℃，四極桿溫度150 ℃，質(zhì)量掃描范圍43～450 u。

定性定量分析：GC-MS分析所得樣品質(zhì)譜圖經(jīng)計(jì)算機(jī)自帶的NIST14.L庫(kù)物質(zhì)匹配比對(duì)進(jìn)行香氣化合物的定性分析。混標(biāo)法制備標(biāo)準(zhǔn)曲線（質(zhì)譜選擇離子掃描的峰面積-化合物的質(zhì)量濃度）定量分析。

1.3.8 感官品評(píng)

成立11 人的感官品評(píng)小組，分別有男性5 人，女性6 人，年齡在20～30 歲之間，均有扎實(shí)的葡萄酒品嘗理論基礎(chǔ)且經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的感官培訓(xùn)。在評(píng)價(jià)葡萄酒樣品前，利用不同濃度的溶液訓(xùn)練小組成員對(duì)酸甜苦澀的敏感度，并在感官評(píng)價(jià)時(shí)記錄感覺(jué)到的強(qiáng)度，具體強(qiáng)度描述為沒(méi)有感覺(jué)（0）、弱（1）、稍弱（2）、平均（3）、稍強(qiáng)（4）和強(qiáng)（5）。在對(duì)不同葡萄酒進(jìn)行感官評(píng)價(jià)時(shí)，在外觀（澄清度、色度和色調(diào)）、香氣（純凈性、濃郁度和質(zhì)量）、口感（純正度、濃郁度、持久度和質(zhì)量）、平衡性4 個(gè)方面進(jìn)行打分，以上各項(xiàng)分別占比15%、30%、44%和11%，并計(jì)算整體得分，總評(píng)分為100 分，得出葡萄酒的感官質(zhì)量整體評(píng)價(jià)[26]。每評(píng)價(jià)完一款樣品，用去離子水漱口兩次，并咀嚼蘇打餅干使味覺(jué)得到恢復(fù)，且在對(duì)下一樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)前至少等待30 s，每個(gè)樣品的評(píng)價(jià)在5 min內(nèi)完成。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Office Excel 2021軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)為3 次實(shí)驗(yàn)的±s；使用IBM SPSS Statistics 26進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，顯著差異通過(guò)使用方差分析（Duncan’s test），結(jié)果的顯著差異由P＜0.05表示；使用Origin 2021繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄基本理化指標(biāo)

由表2可知，施肥1 a后堆肥處理顯著提高了黑比諾葡萄果實(shí)的百粒質(zhì)量、可溶性固形物和還原糖的含量，百粒質(zhì)量具體表現(xiàn)為GB＞GM2＞GM1＞GM3＞SM＞CK，還原糖表現(xiàn)為GM3處理提高幅度最大，為16.06%，可溶性固形物具體表現(xiàn)為GM3＞GB＞GM2＞GM1＞SM＞CK。黑比諾葡萄果實(shí)的可滴定酸含量具體表現(xiàn)為GM1＞GM2＞GM3＞GB＞SM＞CK，除SM處理外，其他堆肥處理均與CK處理存在顯著性差異。果實(shí)的pH值在3.68～3.81之間，其中GB處理顯著提高了黑比諾葡萄的pH值，其他堆肥處理顯著降低了黑比諾葡萄的pH值。

表2 黑比諾葡萄采收期果實(shí)的基本理化指標(biāo)Table 2 Basic physicochemical indexes of ‘Pinot Noir’ grapes at harvest

2.2 葡萄酒基本理化指標(biāo)

由表3 可知，黑比諾各葡萄酒的基本理化指標(biāo)均符合GB/T 15037—2006《葡萄酒》要求。施肥1 a后黑比諾葡萄酒的酒精度在10.3%～12.0%之間，堆肥處理顯著提高了黑比諾葡萄酒的酒精度，其中，GM3相比CK組提高了16.5%，這與堆肥處理均顯著提高了葡萄果實(shí)中的還原糖含量相一致，具體表現(xiàn)為GM3＞GM2＝GB＞GM1＞SM＞CK?？傻味ㄋ豳|(zhì)量濃度在4.83～6.09 g/L之間，除了純枝條堆肥外，其他堆肥處理均能提高黑比諾葡萄酒中的可滴定酸含量，具體表現(xiàn)為GM3＞SM＞GM2＞GM1＞CK＞GB，其中，GM3相比CK組提高了24.03%。pH值在3.76～3.98之間，GB和GM2處理顯著提高了葡萄酒的pH值，其他堆肥處理顯著降低了黑比諾葡萄酒的pH值。

表3 堆肥處理后黑比諾葡萄酒的基本理化指標(biāo)Table 3 Basic physicochemical indicators of ‘Pinot Noir’ wine after composting treatments

2.3 葡萄酒酚類(lèi)物質(zhì)分析

由圖2可知，堆肥處理顯著提高了黑比諾葡萄酒中的總酚、總花色苷、總黃烷-3-醇和總類(lèi)黃酮含量，其中總酚質(zhì)量濃度在807.59～1021.84 mg/L之間，具體表現(xiàn)為SM＞GM3＞GM2＞GB＞GM1＞CK?？偦ㄉ站唧w表現(xiàn)為SM＞GM3＞GM2＞GM1＞GB＞CK，隨著羊糞比例的增加，黑比諾葡萄酒中的總花色苷含量也在顯著增加。黑比諾葡萄酒中的總黃烷-3-醇在168.33～205.52 mg/L之間，其中GB處理提高幅度最大，達(dá)到22.09%?？傤?lèi)黃酮含量具體表現(xiàn)為SM＞GM3＞GB＞GM2＞GM1＞CK。GB、GM3和SM處理顯著提高了黑比諾葡萄酒中的總單寧含量，而其他堆肥處理與CK處理差異不顯著。

圖2 堆肥處理后黑比諾葡萄酒中酚類(lèi)物質(zhì)的含量Fig.2 Phenolic contents in ‘Pinot Noir’ wine after composting treatments

2.4 葡萄酒顏色分析

不同堆肥處理后黑比諾葡萄酒的CIELab值如表4所示，黑比諾葡萄酒的L*值在58.97～69.98之間；a*值在31.02～43.13之間；b*值在10.99～17.04之間；C*值在34.66～45.87之間；h值在0.30°～0.50°之間；ΔE*值在44.89～60.67之間。使用堆肥1 a后，不同堆肥處理顯著降低了黑比諾葡萄酒的L*值，說(shuō)明堆肥處理降低了黑比諾葡萄酒的亮度。GB處理顯著降低了黑比諾葡萄酒的a*值，其他堆肥顯著提高了黑比諾葡萄酒的a*值，說(shuō)明GB處理降低了黑比諾葡萄酒的紅色調(diào)，其他堆肥處理均顯著提高了黑比諾葡萄酒的紅色調(diào)。GB和SM處理顯著提高了黑比諾葡萄酒的b*值，GM1和GM3處理顯著降低了黑比諾葡萄酒的b*值，說(shuō)明GB和SM處理后的黑比諾葡萄酒黃色調(diào)加深，而GM1和GM3處理后黃色調(diào)變淺。使用堆肥1 a后，不同堆肥處理均顯著提高了黑比諾葡萄酒的C*值，說(shuō)明堆肥處理提高了黑比諾葡萄酒顏色的飽和度。

表4 堆肥處理后黑比諾葡萄酒的CIELab值Table 4 CIELab color parameters of ‘Pinot Noir’ wine after composting treatments

2.5 葡萄酒香氣物質(zhì)分析

由圖3可知，通過(guò)HS-SPME-GC-MS定量55 種揮發(fā)性香氣物質(zhì)，包括高級(jí)醇類(lèi)16 種、酯類(lèi)20 種、酸類(lèi)6 種、醛類(lèi)5 種、萜烯類(lèi)6 種和其他類(lèi)物質(zhì)2 種，這些香氣物質(zhì)主要來(lái)源于葡萄果實(shí)以及在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生。根據(jù)黑比諾葡萄酒中香氣物質(zhì)的種類(lèi)和含量，通過(guò)聚類(lèi)熱圖可將不同處理分為兩大類(lèi)，其中CK和SM處理被分為一類(lèi)，這類(lèi)黑比諾葡萄酒中含有較多的乙偶姻、乙酸苯乙酯、癸酸、乳酸乙酯和(Z)-3-己烯-1-醇。GB、GM1、GM2和GM3處理被分為一類(lèi)，這種類(lèi)型的黑比諾葡萄酒中含有較多的香茅醇、己酸異戊酯、異戊酸、乙酸香葉酯、辛醇、辛酸乙酯、正庚醇、1-辛烯-3-醇、(Z)-2-己烯-1-醇、異丁酸、3-甲基丁酸乙酯和丁二酸二乙酯。

圖3 堆肥1 a后黑比諾葡萄酒香氣物質(zhì)的聚類(lèi)熱圖Fig.3 Cluster heatmap of aroma substances in ‘Pinot Noir’ wine after composting treatments for one year

為了進(jìn)一步分析使用堆肥對(duì)黑比諾葡萄酒香氣的影響，將香氣物質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn)化后使用SMICA 14.1篩選出不在95%置信區(qū)間的樣本，以本實(shí)驗(yàn)的6 個(gè)處理為Y變量和55 種香氣物質(zhì)的濃度為X變量進(jìn)行正交偏最小二乘判別分析（orthogonal partial least squares-discriminant analysis，OPLS-DA）。由圖4a可知，OPLS-DA的前兩個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為89.5%，說(shuō)明這兩個(gè)主成分可以反映原始香氣指標(biāo)的絕大部分信息，其中＝0.996；＝0.979；Q2＝0.894。200 次置換實(shí)驗(yàn)的交叉驗(yàn)證表明，模型Q2的一元線性回歸曲線在縱軸上的截距小于0，說(shuō)明模型可靠，沒(méi)有過(guò)度擬合（圖4b）。OPLS-DA模型中的3 種多元分析方法VIP、S圖和加載圖是尋找標(biāo)記化合物的重要方法。篩選出VIP＞1的成分作為不同堆肥處理后黑比諾葡萄酒中的主要差異香氣。由圖4c可知，不同堆肥處理黑比諾葡萄酒中主要的差異香氣為異戊醇、1-丙醇、3-甲基-1-戊醇、異丁醇、雙乙酰和(Z)-2-己烯-1-醇。

圖4 黑比諾葡萄酒香氣物質(zhì)的多元統(tǒng)計(jì)分析Fig.4 Multivariate statistical analysis of aroma substances in‘Pinot Noir’ wine

通常把香氣活性值（odor activity values，OAV）≥1的香氣物質(zhì)作為對(duì)整體香氣有貢獻(xiàn)的成分。由表5可知，本實(shí)驗(yàn)OAV＞1的香氣物質(zhì)共10 種，其中包括3 種品種香氣物質(zhì)和7 種發(fā)酵香氣物質(zhì)。橙花醇、β-紫羅蘭酮和(Z)-2-己烯-1-醇均表現(xiàn)為GM3處理高于其他堆肥處理，且顯著高于對(duì)照組。酯類(lèi)物質(zhì)是本實(shí)驗(yàn)黑比諾葡萄酒的呈香主體，OAV＞1的酯類(lèi)物質(zhì)有4 種，分別是乙酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯和辛酸乙酯，添加葡萄枝條的堆肥處理提高了上述酯類(lèi)物質(zhì)的含量。SM處理顯著提高了乙酸乙酯的含量但降低了辛酸乙酯的含量。

表5 不同堆肥處理后黑比諾葡萄酒中OAV＞1物質(zhì)質(zhì)量濃度Table 5 Content of aroma substances with OAV >1 in ‘Pinot Noir’wine after different composting treatments μg/L

2.6 黑比諾葡萄酒的感官質(zhì)量

為了評(píng)價(jià)堆肥處理的黑比諾葡萄酒質(zhì)量，對(duì)黑比諾葡萄酒進(jìn)行了感官評(píng)價(jià)。由圖5a可知，在整體評(píng)價(jià)上，SM處理表現(xiàn)最好，為83.5 分，其次是GM2、GM3和GB處理，GM1處理略低于CK處理。在外觀方面，SM處理表現(xiàn)最好，GM1處理最差，其他處理與CK差異較小。在香氣方面，GM2處理的葡萄酒好于CK處理。不同堆肥處理后的黑比諾葡萄酒在口感和平衡性上均好于CK處理。

圖5 不同堆肥處理后黑比諾葡萄酒的感官品質(zhì)雷達(dá)圖Fig.5 Radar maps for sensory quality of ‘Pinot Noir’ wine after different composting treatments

由圖5b可知，在味覺(jué)上，不同堆肥處理均提高了黑比諾葡萄酒澀感、苦味和甜味強(qiáng)度，其中澀感具體表現(xiàn)為GM3＞SM＞GB＞GM2＝GM1＞CK；苦味具體表現(xiàn)為GB＞SM＞GM2＞GM1＞GM3＞CK；甜味具體表現(xiàn)為GM3＞SM＞GB＞GM1＝GM2＞CK。不同堆肥處理后酸味強(qiáng)度具體表現(xiàn)為GM1＞CK＝GB＝GM3＝SM＞GM2，其中GM1處理提高了黑比諾葡萄酒的酸味強(qiáng)度，GM2處理的黑比諾葡萄酒降低了黑比諾葡萄酒的酸味強(qiáng)度，其他堆肥處理對(duì)黑比諾葡萄酒的酸味強(qiáng)度影響不大。

3 討論

葡萄酒的獨(dú)特風(fēng)味特性受到釀酒葡萄質(zhì)量的影響，而不同的栽培管理技術(shù)會(huì)影響釀酒葡萄的品質(zhì)[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，在施肥1 a后，不同堆肥處理顯著提高了黑比諾葡萄酒的酒精度，酒精度的增加會(huì)提高葡萄酒的甜味，這與黑比諾葡萄酒的感官評(píng)價(jià)甜味得分提高相一致。除了純枝條堆肥外，其他堆肥處理均能提高黑比諾葡萄酒中的可滴定酸含量，在口感上，使用堆肥1 a后黑比諾葡萄酒的平衡性得分也整體提高。

酚類(lèi)物質(zhì)是葡萄中最重要的次生代謝物之一，它在紅葡萄酒的質(zhì)量參數(shù)中發(fā)揮著重要作用[27-28]。本研究發(fā)現(xiàn)在使用堆肥1 a后，堆肥處理顯著增加了黑比諾葡萄酒中的總酚、總花色苷、總黃烷-3-醇和總類(lèi)黃酮含量，部分處理顯著提高了葡萄酒中的總單寧含量。有研究表明在適量的氮素供應(yīng)下，根的生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收能力增強(qiáng)，果皮中總酚、總花色苷、黃酮類(lèi)物質(zhì)總量提高[29]，且堆肥處理提高了黑比諾葡萄酒的酒精度，酒精度含量越高，從果皮和種子中提取的酚類(lèi)物質(zhì)也越多[30]。葡萄酒的顏色主要來(lái)源于葡萄漿果果皮中的花色苷，在浸漬和發(fā)酵過(guò)程中提取到葡萄酒中，并為其提供一系列顏色[31]。施肥1 a后，堆肥處理會(huì)增加黑比諾葡萄酒的紅色調(diào)和顏色飽和度，這與黑比諾葡萄酒中花色苷的變化趨勢(shì)相一致。在味覺(jué)上，不同堆肥處理均提高了黑比諾葡萄酒澀感和苦味，其中澀感具體表現(xiàn)為GM3＞SM＞GB＞GM2＝GM1＞CK。有研究表明葡萄酒的澀感主要來(lái)源于酒中的單寧，而單寧與干澀感顯著正相關(guān)[32]。

葡萄酒中的香氣化合物對(duì)整體香氣具有不同的貢獻(xiàn)，其中關(guān)鍵香氣物質(zhì)為葡萄酒提供獨(dú)特的香氣特征，且其濃度的變化顯著影響香氣特征強(qiáng)度[33]。通常把OAV≥1的香氣物質(zhì)作為對(duì)整體香氣有貢獻(xiàn)的成分。本實(shí)驗(yàn)OAV大于1的香氣物質(zhì)共10 種，分別是橙花醇、β-紫羅蘭酮、(Z)-2-己烯-1-醇、苯乙醇、乙酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、異丁酸和己酸。萜烯類(lèi)是葡萄酒品種香氣物質(zhì)中占比最大的一類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)，其中橙花醇和β-紫羅蘭酮均屬于萜烯類(lèi)香氣物質(zhì)，橙花醇作為一種單萜類(lèi)物質(zhì)，在葡萄酒中呈現(xiàn)出花香、果香和柑橘類(lèi)香氣[34]，β-紫羅蘭酮通常給葡萄酒帶來(lái)紫羅蘭花香[35]，GM3處理能顯著提高黑比諾葡萄酒中橙花醇和β-紫羅蘭酮的含量。之前研究也表明施肥處理對(duì)葡萄揮發(fā)性香氣化合物有顯著影響，特別是萜烯類(lèi)和C13-降異戊二烯類(lèi)，其中60%施肥量時(shí)濃度最高，改善了葡萄酒的香氣質(zhì)量[36]，Lang等[37]研究發(fā)現(xiàn)，氮肥可以顯著影響葡萄和葡萄酒的香氣和感官特性，葡萄酒中55 種代謝物的含量因氮素形態(tài)不同而有顯著差異。(Z)-2-己烯-1-醇賦予葡萄酒青草生和青氣味，添加葡萄枝條的堆肥提高了黑比諾葡萄酒中(Z)-2-己烯-1-醇的含量，SM處理降低了黑比諾葡萄酒中(Z)-2-己烯-1-醇的含量，之前也有研究表明長(zhǎng)期每年添加修剪廢料堆肥會(huì)使葡萄酒中草本和動(dòng)物氣味提高[17]。添加葡萄枝條的堆肥處理提高了黑比諾葡萄酒中乙酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯和辛酸乙酯的含量，葡萄酒中酯類(lèi)物質(zhì)具有典型的花香和果香特征，說(shuō)明使用添加葡萄枝條的堆肥可以提高黑比諾葡萄酒中的花香和果香。苯乙醇在葡萄酒中通常被描述為玫瑰味，GM2和GM3處理后黑比諾葡萄酒中的苯乙醇OAV大于1，其他處理的OAV小于1。

4 結(jié)論

在本研究比較了不同比例葡萄枝條堆肥對(duì)黑比諾葡萄基本理化指標(biāo)、葡萄酒基本理化指標(biāo)、酚類(lèi)物質(zhì)、顏色及香氣物質(zhì)的影響，并對(duì)葡萄酒進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，以評(píng)估其對(duì)葡萄酒質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，施肥1 a后堆肥處理顯著提高了黑比諾葡萄果實(shí)的百粒質(zhì)量、可溶性固形物和還原糖的含量，顯著提高了黑比諾葡萄酒的酒精度，除GB處理外，其他堆肥處理均提高了黑比諾葡萄酒中的可滴定酸。對(duì)于葡萄酒中酚類(lèi)物質(zhì)而言，堆肥處理顯著提高了黑比諾葡萄酒中的總酚、總花色苷、總黃烷-3-醇和總類(lèi)黃酮含量，部分堆肥處理顯著提高了黑比諾葡萄酒中的總單寧。在顏色上，除純葡萄枝條堆肥外，其他堆肥處理均顯著提高了黑比諾葡萄酒的紅色調(diào)，且不同堆肥處理均提高了黑比諾葡萄酒顏色的飽和度。通過(guò)HS-SPME-GC-MS定量了55 種揮發(fā)性香氣物質(zhì)，OPLS-DA表明不同堆肥處理黑比諾葡萄酒中主要的差異香氣物質(zhì)為異戊醇、1-丙醇和3-甲基-1-戊醇。添加葡萄枝條的堆肥處理提高了黑比諾葡萄酒中乙酸乙酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯和辛酸乙酯的含量。GM3處理的葡萄酒中橙花醇、β-紫羅蘭酮和(Z)-2-己烯-1-醇均高于其他處理。在口感上，不同堆肥處理后黑比諾葡萄酒的澀感、苦味和甜味強(qiáng)度均增強(qiáng)，施肥處理后的黑比諾葡萄酒在口感和平衡性上均好于不施肥處理。