地形對(duì)品麗珠葡萄果實(shí)中多酚物質(zhì)及其抗氧化活性的影響

蔣 寶 羅美娟 張振文

(1.渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品檢測(cè)中心，陜西渭南 714000;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院，陜西楊凌 712100)

葡萄酒的質(zhì)量首先取決于釀造原料(葡萄果實(shí))的品質(zhì)。釀造原料品質(zhì)的好壞，除常以總糖、總酸和糖酸比值等參數(shù)作為指標(biāo)外，酚類物質(zhì)含量也日漸成為重要指標(biāo)之一。酚類物質(zhì)是存在于葡萄果實(shí)(主要位于果皮)中的一類植物次生代謝物質(zhì)，這類物質(zhì)能最終影響其所釀造葡萄酒的顏色、風(fēng)味和收斂性。另外，該類物質(zhì)還有助于降低人類患慢性疾病和心血管疾病的機(jī)率［1］。

通常將酚類物質(zhì)分為類黃酮和非類黃酮2類，其中類黃酮物質(zhì)又包括花色苷、黃酮醇和黃烷醇。相同的葡萄品種，常因生態(tài)環(huán)境條件不同導(dǎo)致其果實(shí)中酚類物質(zhì)的含量和組分存在差異，其中就包括葡萄園的坡度、坡向和海拔等，這些因素能改變葡萄園的小氣候，從而影響果實(shí)酚類物質(zhì)的代謝產(chǎn)生［2］。

山西鄉(xiāng)寧地區(qū)位于晉西黃土高原，該地區(qū)因光照充足、晝夜溫差較大等生態(tài)條件被認(rèn)為是葡萄酒的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)區(qū)。但這類地區(qū)溝壑縱橫，葡萄園多位于不同海拔、不同坡度的山地上，由此造成的山地小氣候?qū)︶劸破咸哑焚|(zhì)產(chǎn)生影響。品麗珠(Cabernet Franc)作為該地區(qū)的主栽品種，目前關(guān)于地形條件對(duì)其果實(shí)多酚含量及抗氧化能力的影響尚不清楚。本研究擬通過光譜和色譜技術(shù)，對(duì)上述內(nèi)容展開研究，為中國山地產(chǎn)區(qū)釀酒原料的品質(zhì)調(diào)控提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試品種為品麗珠。在果實(shí)充分成熟后人工采收葡萄，采樣地點(diǎn)位于山西省戎子酒莊的馱腰坡村(平地)和坪塬村(坡地)。該品種于2007年定植，且平地和坡地葡萄園的田間管理措施相同。

1.2 試驗(yàn)試劑

水溶性維生素E(trolox)、二甲花翠素葡萄糖苷(malvidin-3-O-glucoside)、二甲氨基肉桂醛(p-DMACA)、2，2-二苯代苦味酞基苯肼(DPPH)和兒茶素(catechin):美國Sigma-Aldrich公司。

1.3 儀器與設(shè)備

低溫冷凍離心機(jī):Eppendorf 5804R型，德國Eppendorf公司;

紫外可見光分光光度計(jì):UV-1800型，日本島津公司;

高液相色譜儀—質(zhì)譜:1100Agilent型，美國Agilent有限公司。

1.4 樣液提取方法

葡萄試樣收集以后，一份破碎取汁，用于果實(shí)基本理化指標(biāo)的測(cè)定;另一份用酸化甲醇提取果實(shí)中酚類物質(zhì)，收集的提取液用于多酚類物質(zhì)含量和果實(shí)抗氧化活性的測(cè)定。

1.5 果皮花色苷的提取方法

將葡萄皮干粉轉(zhuǎn)入酸化甲醇溶液中，并在搖床中避光提取，然后再低溫離心，重復(fù)提取4次，合并上清液后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干，殘?jiān)昧鲃?dòng)相(2%甲酸水溶液∶2%甲酸乙腈溶液=9∶1)定容至 10 mL，樣品進(jìn)樣前用0.45 μm 濾膜過濾［3］。

1.6 測(cè)定指標(biāo)

1.6.1 理化指標(biāo)的測(cè)定 總糖(以葡萄糖計(jì))、總酸(以酒石酸計(jì))、單寧(以單寧酸計(jì))及pH值等測(cè)定參照文獻(xiàn)［4］的方法進(jìn)行。

1.6.2 酚類物質(zhì)總量的測(cè)定 總酚含量的測(cè)定選用福林—肖卡法［5］(以沒食子酸計(jì));總類黃酮和總黃烷醇含量的測(cè)定分別選用 NaNO2—Al(Cl)3法［6］和 DMACA 法［7］(均以兒茶素計(jì));總花色苷含量的測(cè)定選用pH值示差法［8］(以二甲花翠素葡萄糖苷計(jì))。

1.6.3 抗氧化能力的測(cè)定 DPPH自由基清除力和銅離子還原力(CUPRAC)的測(cè)定分別選用 Brandwilliams等［9］和Apak等［10］的方法，結(jié)果均以Trolox表示。

1.6.4 果皮花色苷單體酚的測(cè)定 利用HPLC—UV—MS/MS技術(shù)，結(jié)合離子的保留時(shí)間對(duì)品麗珠果皮中花色苷單體進(jìn)行定性分析［3］;利用外標(biāo)法對(duì)花色苷單體進(jìn)行定量計(jì)算(以二甲花翠素葡萄糖苷作為標(biāo)準(zhǔn)物)，每個(gè)樣品重復(fù)進(jìn)樣2次。

1.7 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 17.0進(jìn)行方差分析，色譜數(shù)據(jù)重復(fù)測(cè)定2次，結(jié)果以測(cè)定均值表示;其它數(shù)據(jù)重復(fù)測(cè)定3次，結(jié)果表示為“均值±SD”。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)理化指標(biāo)的分析

由表1可知，平地和坡地條件下品麗珠果實(shí)的總糖、總酸和糖酸比相差不大，其中總糖含量均接近200 g/L，糖酸比值超過20，表明2種地形下果實(shí)的成熟狀況良好。此外，平地和坡地果實(shí)的單寧含量分別為3.0，3.1 g/L，坡地果實(shí)略高，這有利于提高葡萄酒的品質(zhì)。

2.2 果實(shí)酚類物質(zhì)含量及抗氧化活性的分析

酚類物質(zhì)含量豐富的果實(shí)有助于釀造高品質(zhì)的葡萄酒。地形條件的不同能改變葡萄園的小氣候。通常隨著葡萄園海拔的增加，環(huán)境的溫度會(huì)降低，而光強(qiáng)和紫外輻射則明顯增加，同時(shí)葡萄園晝夜溫度的變化幅度增大。所以說葡萄園海拔的不同導(dǎo)致上述氣候因子發(fā)生變化，進(jìn)而影響葡萄果實(shí)的品質(zhì)。

由表2可知，平地果實(shí)的總酚和總黃烷醇含量高于高海拔坡地果實(shí)，尤其是總黃烷醇含量相差10%左右，但它們的差異未達(dá)到顯著性水平(P≤0.05)。黃烷醇含量高的葡萄果實(shí)有利于增強(qiáng)葡萄酒的澀味和抗氧化能力。類黃酮物質(zhì)是葡萄果實(shí)中含量較高，成分較為復(fù)雜的一類多酚物質(zhì)。從表2還可以發(fā)現(xiàn)，高海拔坡地果實(shí)中總類黃酮和總花色苷含量要高出平地果實(shí)20%以上，并且含量的差異均達(dá)到顯著性水平(P≤0.05)，所以總酚含量高的葡萄果實(shí)，其總類黃酮含量未必也高。葡萄品種是影響其果皮上花色苷物質(zhì)組成和含量的主要因素，但果皮花色苷物質(zhì)的合成代謝受生態(tài)環(huán)境條件的影響。通常認(rèn)為，高海拔坡地葡萄園的強(qiáng)光、低溫和較大的晝夜溫差互相作用，共同影響著葡萄果皮中花色苷物質(zhì)的積累［11］。Hess等［12］研究證實(shí):高海拔葡萄果實(shí)通過增加果皮的厚度來增加其果實(shí)中花色苷的含量。

由于植物體中含有多種類型的自由基和豐富的抗氧化資源，且它們的理化特征迥異，為了更加有效地評(píng)價(jià)植物體的抗氧化能力，通常在試驗(yàn)中將不同抗氧化機(jī)理的方法進(jìn)行結(jié)合。由表2可知，在本研究中，DPPH自由基清除力法和銅離子還原力法(CUPRAC)的抗氧化測(cè)定結(jié)果一致，表明處于低海拔的平地品麗珠果實(shí)抗氧化能力強(qiáng)于坡地高海拔果實(shí)，兩種測(cè)定方法獲得了較好的協(xié)同性。此外，當(dāng)選用CUPRAC法進(jìn)行測(cè)定時(shí)，平地果實(shí)的抗氧化值顯著地(P≤0.05)高出坡地約18%，而DPPH自由基清除力法測(cè)得的抗氧化值差異并不顯著，體現(xiàn)了抗氧化方法間的特異性。

表1 地形條件對(duì)品麗珠果實(shí)理化指標(biāo)的影響Table 1 Effect of terrain condition on physicochemical index of Cabernet Franc berries

表2 地形條件對(duì)品麗珠果實(shí)酚類物質(zhì)含量及抗氧化活性的影響Table 2 Effect of terrain condition on phenolics content and antioxidant activity of Cabernet Franc berries

表2 地形條件對(duì)品麗珠果實(shí)酚類物質(zhì)含量及抗氧化活性的影響Table 2 Effect of terrain condition on phenolics content and antioxidant activity of Cabernet Franc berries

* 表示差異在P≤0.05水平上的顯著性，否則表示差異不顯著。

采樣點(diǎn) 總酚/(mg·kg－1)抗氧化活性/(μ mol·kg－1)DPPH CUPRAC平地 2 403.4 ±74.1 1 310.5 ±29.9 334.4 ±7.8 1 061.0 ±17.2 6 871.6 ±150.5 26 025.2 ±542.0總類黃酮/(mg·kg－1)總黃烷醇/(mg·kg－1)總花色苷/(mg·kg－1)*6 604.9 ±94.2 22 149.8 ±338.5坡地 2 305.5 ±28.3 1 769.5 ±110.4* 303.9 ±18.9 1 293.7 ±9.7*

2.3 果皮花色苷單體的分析

為進(jìn)一步研究葡萄園地形條件對(duì)品麗珠果皮單體花色苷組成和含量的影響，本試驗(yàn)利用高效液相色譜技術(shù)在2種地形的果皮中共檢出17種單體花色苷(包括12種花色苷衍生物和5種花色苷基本體)。由表3可知，2種地形條件下品麗珠果皮花色苷單體的組成完全相同。平地和坡地果皮中5種基本花色苷的總量分別為7 132.1，9 042.4 mg/kg，其中，高海拔坡地果皮基本花色苷的單體和總量均最高，坡地總量約為平地的1.3倍。2種地形條件下檢測(cè)到的12種花色苷衍生物含量存在不同程度的差異，其中花翠素順式香豆酰化葡萄糖苷(序號(hào)9物質(zhì))坡地約為平地的5倍;二甲花翠素類含量在衍生物中所占比例最大，它們是花色苷物質(zhì)的主要組成部分，這與前人［13］研究結(jié)果一致。由于本研究所用葡萄的田間管理措施完全相同，故產(chǎn)區(qū)地形因素對(duì)品麗珠果皮花色苷單體含量存在不同程度的影響，但對(duì)其組成沒有任何影響。

表3 地形條件對(duì)品麗珠果皮花色苷組成和含量的影響Table 3 Effect of terrain condition on anthocyanins composition and concentration of Cabernet Franc grape skins

3 結(jié)論

通過對(duì)地形對(duì)品麗珠果實(shí)中多酚物質(zhì)及其抗氧化能力影響的研究，得出以下結(jié)論:

(1)平地和坡地條件下品麗珠果實(shí)中各酚類物質(zhì)總量互有高低;銅離子還原力法的測(cè)定結(jié)果表明，平地果實(shí)的抗氧化能力顯著地高于坡地果實(shí);兩種抗氧化方法的測(cè)定結(jié)果彼此間存在協(xié)同性和特異性。

(2)地形對(duì)品麗珠果皮花色苷單體物質(zhì)的組成沒有影響，但對(duì)其含量存在不同程度的影響，且坡地果皮中5種基本花色苷單體的含量均高于平地果皮，總量則高出30%。

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