釀酒葡萄“赤霞珠”早熟株系的酚類物質(zhì)差異研究

劉思凡　劉子雨　楊婷　單守明

摘要 以歐亞種紅色釀酒葡萄“赤霞珠”的4種不同成熟株系（提前9 d轉(zhuǎn)色株系E1、提前7 d轉(zhuǎn)色株系E2、提前5 d轉(zhuǎn)色株系E3、正常轉(zhuǎn)色株系CK）果實(shí)為材料，采用UPLC法測(cè)定果實(shí)中表兒茶素沒食子酸酯、丁香酸、柚皮苷等22種單體酚含量，探索不同成熟株系間葡萄果實(shí)中單體酚積累的差異。結(jié)果表明：與正常成熟株系（CK）相比，提前5 d轉(zhuǎn)色的成熟株系（E3）總單寧和總花色苷含量最高，分別為1.20和3.27 mg/g；9種酚酸類物質(zhì)中2，5-二羥基苯甲酸含量在3個(gè)早熟株系中占比均為最高，且在E2和E3中占比均超過40%；6種黃烷醇類物質(zhì)中表沒食子兒茶素沒食子酸酯含量在E1、E2、E3這3個(gè)早熟株系中的占比均為最高，分別占黃烷醇類物質(zhì)總量的46%、57%、67%；7種黃酮醇類物質(zhì)中楊梅素在早熟株系（E1、E2、E3）和正常成熟株系（CK）中的含量均為最高，分別占黃酮醇類物質(zhì)總量的87%、93%、92%、89%；隨著成熟時(shí)間的不斷延后，3種酚類物質(zhì)均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在早熟株系中，黃酮醇類物質(zhì)含量均高于酚酸類和黃烷醇類物質(zhì)，黃烷醇類物質(zhì)“赤霞珠”葡萄中積累量較低。

關(guān)鍵詞 釀酒葡萄；早熟株系；酚類物質(zhì)；積累量

中圖分類號(hào) S663.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2024）08-0169-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.08.040

Study on the Difference of Phenolic Compounds in Wine Grape “Cabernet Sauvignon”

LIU Si-fan1， LIU Zi-yu2，YANG Ting3 et al

（1.Ningxia Hui Autonomous Region Agricultural Exploration and Design Institute， Yinchuan， Ningxia 750021;2.The Management Committee of the East Foothills of Ningxia Helan Mountains， Yinchuan， Ningxia 750021;3.Ningxia Vocational and Technical College of Wine and Desertification Control， Yinchuan， Ningxia 750021）

Abstract Using the fruits of four different mature strains of the Eurasian red wine grape “Cabernet Sauvignon” （transgenic line E1 9 days in advance， transgenic line E2 7 days in advance， transgenic line E3 5 days in advance， and normal transgenic line CK） as materials，the UPLC method was used to determine the content of 22 monomeric phenols such as epigallocatechin gallate， syringic acid and naringin in fruits， and to explore the differences of monomer phenol accumulation in grape fruits among different mature strains.The results showed that compared with normal mature lines （CK）， the contents of total tannins and total anthocyanins in mature lines （E3） changed 5 days earlier were the highest， which were 1.20 and 3.27 mg/g， respectively. The content of 2， 5-dihydroxybenzoic acid in 9 phenolic acids was the highest in the three early maturing lines， and accounted for more than 40% in E2 and E3. The content of epigallocatechin gallate among the six flavanols was the highest in the three early maturity strains（E1，E2，E3）， accounting for 46%， 57% and 67% of the total flavanols， respectively. The content of myricetin in the seven flavonols was the highest in the early maturing （E1，E2，E3） and normal mature strains （CK）， accounting for 87%， 93%， 92% and 89% of the total flavonols， respectively. As the ripening time continued to delay， the three phenolic substances all showed a trend of increasing first and then decreasing. In the early maturing strains， the flavonols content was higher than that of phenolic acids and flavanols， and the accumulation of flavanols in “Cabernet Sauvignon” grapes was low.

Key words Wine grape;Early maturing strain;Phenolic substances;Accumulation

作為葡萄果實(shí)中含量最豐富的一類物質(zhì)，酚類物質(zhì)不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且涉及種類繁多，依據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)主要可分為花色苷類和非花色苷類，非花色苷類酚又可細(xì)分為酚酸類、黃烷醇類、黃酮醇類和芪類化合物。其中，黃烷醇類可賦予葡萄果實(shí)和葡萄酒苦澀味和收斂感，在塑造葡萄酒體的風(fēng)味結(jié)構(gòu)上具有重要作用；黃酮醇和酚酸作為輔色物質(zhì)，對(duì)葡萄和葡萄酒的顏色和陳釀潛力產(chǎn)生重要影響［1］；以白藜蘆醇為代表的芪類化合物具有抗炎、抗氧化和抗癌等對(duì)人體健康有益的作用，可開發(fā)應(yīng)用于保健食品領(lǐng)域［2］。在葡萄酒釀造過程中，葡萄果實(shí)中的酚類物質(zhì)以破碎浸漬的方式進(jìn)入葡萄酒中，是葡萄酒的重要組成部分，其含量和比例對(duì)葡萄酒外觀、口感、穩(wěn)定性等方面有重要影響［3-4］。

有研究表明，葡萄果實(shí)中酚類物質(zhì)含量和種類變化受外部和內(nèi)部因素調(diào)控，外部因素包括土壤條件、栽培措施、激素、海拔、采摘后的貯藏條件等，內(nèi)部因素主要與品種（品系）、基因型有關(guān)，其中基因型是決定葡萄中酚類物質(zhì)含量差異的主要因素［5-6］?！俺嘞贾椤弊鳛橹型硎炱贩N歐亞種紅色釀酒葡萄，目前世界上栽培面積最廣、分布區(qū)域最大及附加經(jīng)濟(jì)效益最高的葡萄品種，其生長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng)，抗性較好，果實(shí)香氣突出，適應(yīng)性強(qiáng)。寧夏賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)地理?xiàng)l件優(yōu)越，是公認(rèn)的釀酒葡萄生長(zhǎng)最佳生態(tài)區(qū)之一［7］。筆者選擇賀蘭山東麓產(chǎn)區(qū)歐亞種紅色釀酒品種（品系）“赤霞珠”的早熟株系為研究對(duì)象，對(duì)其成熟期酚類物質(zhì)含量進(jìn)行綜合分析，以期為寧夏產(chǎn)區(qū)篩選較適宜推廣的早熟釀酒葡萄品種（品系）提供依據(jù)，減少氣候因素對(duì)釀酒葡萄的影響，提高賀蘭山東麓葡萄及葡萄酒產(chǎn)品附加值。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為2016年定植的紅色釀酒葡萄品種（品系）“赤霞珠”，具體詳見表1。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品采集。

試驗(yàn)于2022年7月至9月底在寧夏銀川市永寧縣西夏王玉泉國(guó)際酒莊的釀酒葡萄品種資源圃和寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院園藝實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

選取長(zhǎng)勢(shì)相同的標(biāo)記株系，分別為早熟株系（E1）、中早熟株系（E2）、晚早熟株系（E3）、正常株系（CK），采集大小相差不大、著生方向一致的果穗5穗，200～300粒，除去果梗后液氮速凍，研磨成粉，置于-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 酚類物質(zhì)的測(cè)定。

葡萄果實(shí)樣品單寧含量采用Folin-Denis比色法［8］測(cè)定，總酚含量采用Folin-Ciocalteu比色法［8-9］測(cè)定。總花色苷含量以pH 示差法測(cè)定，用矢車菊素-3-葡萄糖苷（CEG）表示結(jié)果［10］。

參照唐國(guó)冬等［11-12］的方法，提取葡萄果實(shí)單體酚，測(cè)定表兒茶素沒食子酸酯、丁香酸、柚皮苷、（S）-圣草酚、楊梅素、兒茶素、闊馬酸、香草酸、沒食子酸、原兒茶酚酸、橙皮素、肉桂酸、表沒食子兒茶素沒食子酸酯、橙皮苷、水楊酸、2，5-二羥基苯甲酸、表沒食子兒茶素、沒食子兒茶素沒食子酸酯、柚皮素、阿魏酸、表兒茶素、槲皮素共22種物質(zhì)含量。

1.2.3 色譜條件。采用島津LC-20A高效液相色譜儀；二極管陣列檢測(cè)器；C18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動(dòng)相A為2%甲酸水溶液，流動(dòng)相B為乙腈，流速0.8 mL/min，柱溫30 ℃，進(jìn)樣量5 μL，檢測(cè)波長(zhǎng)280 nm；洗脫梯度：0～8.00 min，10%B；8.01～30.00 min，10%～30%B；30.01～35.00 min，30%B；35.01～45.00 min，30%～40%B；45.01～50.00 min，40%～50%B；50.01～52.00 min，50%～100%B；52.01～54.00 min，100%B；54.01 min，100%～10%B；54.02～60.00 min，10%B。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間定性單體酚成分，標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2021、DPS 7.05進(jìn)行整理、統(tǒng)計(jì)分析和繪圖，分析結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2 結(jié)果與分析

2.1 “赤霞珠”4個(gè)株系葡萄果實(shí)中酚類物質(zhì)含量分析

從表2可以看出，在“赤霞珠”4個(gè)株系中，總酚含量在3.14～5.62 mg/g，總單寧含量在1.09～1.20 mg/g，總花色苷含量在1.63～3.27 mg/g。與正常成熟株系（CK）相比，E3的總單寧和總花色苷含量較高，E2和E1的酚類物質(zhì)含量均低于CK。3個(gè)早熟株系中，E3的酚類物質(zhì)含量均為最高，總酚、總單寧、總花色苷含量分別為5.29、1.20和3.27 mg/g，含量均較低的為E1。結(jié)果表明果實(shí)隨著成熟日期不斷推后，酚類物質(zhì)含量逐漸增多。

2.2 “赤霞珠”4個(gè)株系葡萄果實(shí)中單體酚含量分析

2.2.1 葡萄果實(shí)酚酸類物質(zhì)含量分析。

從表3和圖1可以看出，在“赤霞珠”4個(gè)株系中共檢測(cè)出9種酚酸類物質(zhì)。對(duì)“赤霞珠”早熟株系葡萄果實(shí)而言，果實(shí)內(nèi)含有的丁香酸、闊馬酸、香草酸、沒食子酸、原兒茶酚酸含量均較低，2，5-二羥基苯甲酸、肉桂酸、阿魏酸含量均較高，其中2，5-二羥基苯甲酸含量在3個(gè)早熟株系中占比均為最高，且在E2和E3中占比均超過40%。與CK相比，肉桂酸和水楊酸在早熟株系中含量均較高，而2，5-二羥基苯甲酸則顯著低于對(duì)照株系。作為合成其他酚類物質(zhì)的前體物質(zhì)，阿魏酸和肉桂酸在“赤霞珠”葡萄中的積累量較高，且在3個(gè)早熟株系中均有體現(xiàn)；此外，原兒茶酚酸、2，5-二羥基苯甲酸和水楊酸以苯甲酸作為同一底物，三者存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，在“赤霞珠”早熟株系中 2，5-二羥基苯甲酸更具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

2.2.2 葡萄果實(shí)黃烷醇類物質(zhì)含量分析。

從表4和圖2可以看出，在“赤霞珠”4個(gè)株系中共檢測(cè)出6種黃烷醇類物質(zhì)。對(duì)“赤霞珠”早熟株系葡萄果實(shí)而言，果實(shí)內(nèi)含有的表兒茶素沒食子酸酯、兒茶素、沒食子兒茶素沒食子酸酯、表兒茶素含量均較低，表沒食子兒茶素沒食子酸酯、表沒食子兒茶素含量均較高，其中表沒食子兒茶素沒食子酸酯的占比均為最高，在E1、E2、E3中的含量分別占黃烷醇類物質(zhì)總量的46%、57%、67%。與CK相比較，E3的表沒食子兒茶素沒食子酸酯含量較高，而E1的黃烷醇類物質(zhì)中除表沒食子兒茶素外含量均較低。表沒食子兒茶素是表沒食子兒茶素沒食子酸酯的合成前體物質(zhì)，在成熟“赤霞珠”葡萄果實(shí)內(nèi)的表沒食子兒茶素被轉(zhuǎn)化為表沒食子兒茶素沒食子酸酯，使得后者的含量較高。

2.2.3 葡萄果實(shí)黃酮醇類物質(zhì)含量分析。

從表5和圖3可以看出，在“赤霞珠”4個(gè)株系中共檢測(cè)出7種黃酮醇類物質(zhì)。對(duì)“赤霞珠”早熟株系葡萄果實(shí)而言，果實(shí)內(nèi)含有的柚皮苷、橙皮素、橙皮苷、柚皮素、槲皮素含量均較低，（S）-圣草酚、楊梅素含量較高，其中楊梅素的占比均為最高，在E1、E2、E3中的含量分別為87%、93%、92%。與CK相比較，E2和E3的楊梅素含量較高。在歐亞種葡萄中，柚皮素是黃酮醇代謝的重要前體物質(zhì)，其可能作為底物大量用于合成其他酚類物質(zhì)，這也是柚皮素含量較低的原因；同時(shí)，（S）-圣草酚和楊梅素的底物競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)強(qiáng)于其他黃酮醇類物質(zhì)，故積累量顯著高于其他物質(zhì)。

2.2.4 葡萄果實(shí)成熟期單體酚含量比較。

由表3～5可知，在“赤霞珠”葡萄中22種單體酚分為三大類，分別為酚酸類、黃烷醇類、黃酮醇類。在不同早熟株系中，E2中積累的單體酚含量最高，為1 460.02 mg/kg，E1的酚類含量最低，僅為728.88 mg/kg，E3中積累的單體酚物質(zhì)含量（1 217.25 mg/kg）顯著高于CK（917.51 mg/kg）?？傮w來看，隨著成熟時(shí)間的不斷延后，3種酚類物質(zhì)均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)；在每一類早熟株系中，黃酮醇類物質(zhì)含量均高于酚酸類和黃烷醇類物質(zhì)，楊梅素含量為主要貢獻(xiàn)因子，黃烷醇類物質(zhì)“赤霞珠”葡萄中積累量較低。

3 討論與結(jié)論

酚類物質(zhì)作為植物的主要次生代謝產(chǎn)物之一，伴隨植物的生長(zhǎng)發(fā)育并在其中發(fā)揮重要作用。在葡萄果實(shí)中大量積累的酚類物質(zhì)，與葡萄的采后運(yùn)輸貯存、保鮮、抗病性和葡萄酒的色澤、風(fēng)味等品質(zhì)指標(biāo)有密切聯(lián)系［13］。該研究通過測(cè)定“赤霞珠”不同成熟株系葡萄果實(shí)中的總酚、總單寧、總花色苷等物質(zhì)，結(jié)果表明，隨著成熟日期不斷推后，果實(shí)中的酚類物質(zhì)含量逐漸增多，在其他歐亞種葡萄如“黑比諾”和“馬瑟蘭”中也具有相似變化趨勢(shì)［14］。

葡萄果實(shí)中單體酚類物質(zhì)主要由黃烷醇類、黃酮醇類、酚酸類和芪類物質(zhì)組成，是葡萄中重要的抗逆和抗氧化性物質(zhì)。酚類物質(zhì)在葡萄果實(shí)中的各個(gè)部分均有分布，且呈現(xiàn)明顯差異。在果皮中主要以酚酸類、黃酮醇類、黃烷醇類為主，在種子中以黃烷醇類物質(zhì)為主，果肉中的酚類物質(zhì)則主要為酚酸類和花色素類。在該研究中，“赤霞珠”葡萄果實(shí)中單體酚物質(zhì)含量主要以黃酮醇類為主，在每一類早熟株系中，黃酮醇類物質(zhì)含量均高于酚酸類和黃烷醇類物質(zhì)，其中黃烷醇類物質(zhì)含量最低，這與前人研究中以黃烷醇類物質(zhì)為主的結(jié)果不一致［15］，據(jù)推測(cè)這可能與品種、環(huán)境、田間管理有關(guān)。隨著葡萄果實(shí)的不斷成熟，酚酸類物質(zhì)逐漸積累上升，不同種類的黃烷醇類物質(zhì)先上升后下降，黃酮醇類物質(zhì)在生長(zhǎng)過程呈波動(dòng)變化，與前人研究結(jié)果相一致［16］。該研究中，“赤霞珠”不同成熟株系間的單體酚類物質(zhì)含量差異較大，且隨著時(shí)間單體酚物質(zhì)不斷積累，在E2積累量達(dá)到最大，顯著高于正常成熟時(shí)期的單體酚物質(zhì)含量。

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基金項(xiàng)目 寧夏回族自治區(qū)農(nóng)業(yè)育種專項(xiàng)（NXNYYZ20210102）。

作者簡(jiǎn)介 劉思凡（1993—），男，寧夏吳忠人，助理農(nóng)藝師，碩士，從事葡萄逆境與分子生物學(xué)研究。*通信作者，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，從事葡萄逆境與分子生物學(xué)研究。

收稿日期 2023-06-04；修回日期 2023-11-23