葉幕類型對摩爾多瓦葡萄酒品質的影響

劉笑宏，趙 爍，李公存，王建萍，杜遠鵬，翟 衡*

（1.煙臺市農業科學研究院，山東 煙臺 265500；2.山東農業大學 園藝科學與工程學院，山東 泰安 271000）

葡萄酒的香氣、口感、顏色等是葡萄酒品質的重要指標，決定著葡萄酒的商業價值。其中，香氣和酚類物質的含量及組成是影響葡萄酒品質的關鍵因素。研究表明，酚類物質的含量影響葡萄酒的抗氧化能力，對葡萄酒的風味、收斂性及其穩定性具有重要作用[1-3]，是釀造優質葡萄酒的決定因素之一[4]，其所含有的類黃酮類物質能夠有效地清除體內自由基、降低氧化酶活性[5-6]，而在類黃酮物質中，黃烷醇能夠降低葡萄酒粗糙的口感，柔順酒體[7]；酚類物質中的單寧和花色苷對葡萄酒也具有重要作用，單寧主宰葡萄酒的收斂性，使葡萄酒具有陳化耐力[8]，而花色苷作為葡萄酒的主要呈色物質，其含量及組成比例直接決定了葡萄酒的色度、色調及顏色的穩定性[9]。香氣物質作為葡萄酒的另一項重要指標，決定著葡萄酒的風味和典型性[10-12]，其中，品種香氣是葡萄酒整體風味的重要組成部分，發酵和陳釀香氣對品種香氣起到補充和修飾的作用[13]。

然而葡萄酒中絕大多數的營養成分是通過釀酒、浸提，從葡萄中得來的[14]，因此，葡萄品質是葡萄酒質量的物質基礎[15]，決定葡萄酒的風味、色澤、貯藏壽命及其化學穩定性[16]，影響葡萄酒品質的高低。而葡萄品質受氣候、土壤和品種等多種因素的影響，其中氣候對果實的成分影響最大[17]。但是隨著亞洲中高緯地帶變暖趨勢越來越明顯[18-19]，葡萄出現糖分過量或積累過快的特征[20-22]，導致葡萄提前成熟[23]，影響葡萄酒品質。SPAYD SE等[24]的研究表明，直接曝光的果實表面溫度可比周邊及遮蔭的果實高13℃；陳建紅等[25]通過架式試驗證明，棚架對光能的利用率高，可以增強植株的光合速率，促進碳水化合物的累積，進而增加果實產量；劉笑宏等[26]對比棚架與籬架發現，棚架水平葉幕可有效降低果實微域環境的溫濕度，改善果實次生代謝品質；然而對籬架葡萄采用遮陽網會降低葡萄和葡萄酒中的總花色苷和總類黃酮含量[27]，BUREAU SM等[28]認為，自然遮陰不同于人工遮陰，不會降低葡萄中香氣物質的含量，而對于不同架式的葉幕類型對葡萄酒品質的影響尚未見報道。因此，本試驗以籬架直立葉幕和棚架水平葉幕下的成熟葡萄為試材，進行釀酒試驗，探究兩種葉幕類型對葡萄酒基本理化指標和次生代謝物質含量的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

試驗于山東農業大學核心葡萄示范園進行。2015-2016年以2010年定植的鮮食與釀酒兼用葡萄品種摩爾多瓦（Moldova）Guzali Kala×SV.12-375為試材，設小棚架龍干形水平葉幕、籬架單干單臂形直立葉幕兩種類型，棚架和籬架均為南北行向，行距2.2 m，高2 m，棚架株距1.7 m，籬架株距1.2 m。棚架和籬架每個架式各36株，均種植兩行。生長期內修剪及水肥管理等技術統一。兩種架式均從新梢發育開始控制留梢量，每平方米5個結果枝、50～55個葉片，每個結果枝留2個果穗，在豆果期疏去副穗和穗尖。當葡萄糖度＞16°Bx時開始采摘，測定兩種葉幕類型下果實的基本指標，結果顯示，棚架葡萄的可溶性固形物、可滴定酸、pH值分別為16.5%、6g/L、3.09，而籬架葡萄的分別為16.3%、5.75 g/L、3.14。

1.1.2 試劑

EX-V果膠酶（100 U/g）：法國Laffort；Lalvin RC212酵母：法國LALLEMANT公司；蔗糖、焦亞硫酸鉀（均為食品級）：市售。

1.2 儀器與設備

5 L玻璃廣口瓶、PB-10 pH計：德國Sartorius公司；CR-10便攜式測色儀：中國柯盛行儀器有限公司；GL-20G-II離心機：中國安科公司。

1.3 方法

將籬架及棚架的果實按照國標要求分別進行釀酒試驗，葡萄破碎后分別放入5 L玻璃廣口瓶，控制葡萄勻漿的量為罐容量的70%，加入適量蔗糖，使發酵后的干酒酒精度在11%vol左右，均勻添加焦亞硫酸鉀溶液，控制SO2量為40～60 mg/L，并均添加果膠酶及商業酵母，用冷水控制發酵溫度＜30℃。酒精發酵結束后分離皮渣，添加乳酸菌進行密閉式蘋果酸-乳酸發酵，直至液面不再出現氣泡，貯存至1月份，采樣測定。每個樣品釀制3瓶，平行測定3次。

葡萄酒pH值：使用pH計測定；可滴定酸、抗壞血酸含量：按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》測定；單寧含量：Folir-Denis法測定[29]；總酚含量：Folin-Cioealetu法測定[30]；類黃酮含量：亞硝酸鹽-氯化鋁法測定[31]；黃烷醇含量：香草醛-鹽酸法測定[32]。

葡萄酒抗氧化性：1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除率、鐵離子還原能力（Ferric ionreducingantioxidantpower，FRAP）按照參考文獻[33]的方法測定；葡萄酒色度及色調按照參考文獻[34]的方法測定。

香氣物質：采用氣相色譜-質譜聯用（gaschromatographymassspectrometer，GC-MS），參照美國國家標準技術研究所（national institute of standardsand technology，NIST）08標準庫譜及相關文獻對樣品進行定性分析，并以2-辛醇為內標參照物，進行定量分析。所有指標均按田間重復進行測定，每個樣品平行測定3次。

2 結果與分析

2.1 葉幕類型對葡萄酒理化指標的影響

表1 葉幕類型對摩爾多瓦葡萄酒理化指標的影響Table 1 Effect of canopy types on the physicochemical index of Moldova wine

由表1可知，兩種葉幕類型果實所釀葡萄酒新酒的可滴定酸含量無顯著差異（P＞0.05），棚架葡萄酒的pH值比籬架葡萄酒高0.02，色度提高44.12%，色調也更偏向紫紅色，即棚架葡萄酒的色調飽和度更高，但整體色彩偏暗，明亮度較低，這與葡萄酒感官指標相符。

2.2 葉幕類型對葡萄酒次生代謝物質的影響

表2 葉幕類型對摩爾多葡萄酒次生代謝物質的影響Table 2 Effect of canopy types on the secondary metabolite in the Moldova wine

由表2可知，棚架葡萄酒的總酚、抗壞血酸含量分別達2.99 g/L、0.50 g/L，比籬架葡萄酒提高18.65%、14.64%；兩種葉幕類型葡萄酒的單寧、類黃酮、黃烷醇含量差異不顯著（P＞0.05）。

2.3 葉幕類型對葡萄酒芳香物質含量的影響

表3 葉幕類型對摩爾多瓦葡萄酒香氣物質組分及含量的影響Table 3 Effect of canopy types on the aroma component and content in Moldovan wine

由表3可知，棚架葡萄酒共檢測到29種香氣物質，比籬架葡萄酒多7種。兩種葡萄酒均以酯類、醇類物質作為主要成分，棚架葡萄酒的酯類、醇類物質含量分別是籬架的3.06倍、1.36倍，其中，棚架葡萄酒的正己醇、辛酸乙酯、苯乙醇含量分別是籬架酒的2.08倍、2.26倍、1.93倍，乙酸異丁酯、丙醇、乙酸異戊酯含量分別比籬架葡萄酒高69.80%、41.87%、60.57%。在二者共有香氣物質中，籬架葡萄酒僅有乙酸甲酯、2,3-丁二酮、醋酸、（2R,3R）-（-）-2,3-丁二醇4種物質含量高于棚架葡萄酒，其中乙酸甲酯含量比棚架葡萄酒高43.15%。

2.4 葉幕類型對葡萄酒抗氧化性的影響

圖1 葉幕類型對摩爾多瓦葡萄酒抗氧化性的影響Fig.1 Effect of canopy types on the antioxidant of Moldovan wine

由圖1可知，棚架葡萄酒的抗氧化能力顯著高于籬架葡萄酒。經測定，棚架葡萄酒的FRAP、DPPH自由基清除率分別為13.323mmol/L、80.6%，比籬架酒顯著提高43.76%、17.39%。

2.5 主成分分析

圖2 不同葉幕類型摩爾多瓦葡萄酒香氣成分的主成分分析（A）及成分得分系數（B）圖Fig.2 Principal component analysis(A)and component score coefficient(B) of aroma components in Moldovan grape wine with different canopy types

經主成分分析降維后獲得兩個主成分PC1和PC2，累計貢獻率達96.068%，可以充分反映31個葡萄酒香氣在兩種葉幕類型條件下的表達模式。由圖2A知，3次重復之間在第一主成分維度上差異較小，說明重復性較好，棚架、籬架葡萄酒可以明顯劃分為兩個不同組。PC1的特征值的貢獻率達80.427%，能反映大部分的香氣，其中乙烯基乙醚、3-甲氧基1-戊烯、6-甲基-2-庚醇和甲酸乙烯酯等主要由PC1反映，而2,3-戊二酮和（2R,3R）-（-）-2,3-丁二醇受PC2影響也較大。

3 討論

鮮食葡萄生產上應用的架式和葉幕類型很多，既有棚架也有籬架，既有水平葉幕，也有直立葉幕或V形葉幕[35]，但在釀酒葡萄上絕大部分采用籬架這種直立生長的葉幕類型，從管理層面講，籬架直立葉幕對于規模化栽培的釀酒葡萄來說，無論在樹體管理上還是土壤管理上，都比其他架式更有利于機械化作業[36]；然而從技術層面講，不同架式的區別則很多，首先，籬架葉幕短小，比棚架更容易控制產量，但在相同單位產量的前提下，棚架葉幕量大，與籬架相比果實品質成熟更好，釀酒品質更優[26]；其次，棚架與籬架植株的樹勢不同，籬架枝條直立生長，頂端優勢顯著，營養生長與生殖生長競爭激烈，而棚架枝條水平生長，抑制了頂端優勢，從而可以將更多營養物質運輸到果實中[37]；最后，不同架式形成的微域氣候條件也明顯不同，籬架直立葉幕所有葉片都暴露在直射陽光下，在炎熱的夏季容易造成光過剩的現象，而棚架葉幕上下具有明顯的微域異質性，更利于植物進行光合作用。炎熱的夏季會增加葡萄生長的有效積溫，釀出的葡萄酒口感粗糙，不協調；而夏季涼爽時，葡萄果實的有效積溫適中，釀出的葡萄酒清香、細膩、柔和[38]。

我國葡萄產區大部分屬于大陸性季風氣候，葡萄果實發育期具有高溫高濕的氣候特點。孫永江[39]研究表明，高溫強光會使籬架葉片截留的碳、氮元素含量高于棚架，但分配到果實中的碳、氮元素含量顯著降低；本試驗研究結果也表明，棚架葡萄酒的酚類等次生代謝物質含量絕大部分高于籬架葡萄酒，可能是由于葉幕的蒸騰作用降低了果實表面溫度，且果實懸空可減少地面的濕氣蒸騰作用，從而為葡萄提供一個涼爽的微環境，減少了果實次生代謝產物的降解，進而提高了葡萄酒次生代謝產物含量及葡萄酒的品質，試驗中，棚架葡萄酒的抗氧化能力顯著高于籬架葡萄酒，也進一步驗證了棚架水平葉幕果實所釀葡萄酒的次生代謝產物含量更高，釀造的葡萄酒口感更好、抗氧化性更強、穩定性更高。

葡萄果實的成熟需要一定的高溫條件，以便提高葡萄酒的品質[40]，但是長期高溫、強光會改變所釀葡萄酒的香氣品質[41]。研究表明，冷涼環境更利于香氣物質的產生[42]，曝光度較高的架式所釀葡萄酒中酯類物質含量顯著低于具有遮陰效果的葡萄架式[43]，本試驗中兩種葉幕類型下果實所釀葡萄酒主成分不同，棚架葡萄酒的酯類、醇類化合物的種類和含量均高于籬架葡萄酒結果與其一致，這可能是因為棚架葉幕為葡萄提供的微環境更為適宜，從而為香氣物質的形成提供了更多的物質基礎；也有可能是由于棚架下果穗周圍環境的溫度較低，不利于揮發性物質的擴散[44]。

4 結論

本實驗測定水平葉幕和直立葉幕對葡萄酒品質的影響。結果表明，棚架葡萄酒與籬架葡萄酒可滴定酸含量無顯著差異（P＞0.05），但棚架葡萄酒的pH值比籬架葡萄酒高0.02，葡萄酒色度提高44.12%，總酚、抗壞血酸含量分別提高18.65%、14.64%，抗氧化能力（鐵還原/抗氧化能力分析法）分別提高43.76%、17.39%。同時，棚架葡萄酒香氣物質種類比籬架葡萄酒多7種，酯類、醇類物質含量分別是籬架的3.06倍、1.36倍，其中，正己醇、辛酸乙酯、苯乙醇含量達到2.08倍、2.26倍、1.93倍，乙酸異丁酯、丙醇、乙酸異戊酯含量也分別高69.80%、41.87%、60.57%。棚架水平葉幕可提高葡萄酒次生代謝物質含量，增加葡萄酒色調飽和度，增強葡萄酒穩定性，提升葡萄酒風味，改善葡萄酒品質。