天山北麓產區4個葡萄品種釀酒品質探究

魏巍，盧浩成，賈倩倩，陳武，李樹德，何非*

（1. 中國農業大學食品科學與營養工程學院/葡萄與葡萄酒研究中心/農業農村部葡萄酒加工重點實驗室，北京 100083；2. 新疆中信國安葡萄酒業有限公司，新疆瑪納斯 832200）

葡萄酒的品質主要由色澤、香氣和滋味等部分組成，在氣候、品種、栽培措施、發酵工藝等諸多因素的交互作用下形成了各自獨特的風格[1]，而優良的品種只有在適宜的環境中才能表現出自身優秀的品種特性。我國天山北麓產區位于歐亞大陸腹地，在葡萄生長季節降雨量低且光照充足，有利于葡萄中風味物質的形成和積累[2]，但其廣泛種植的葡萄品種較為單一，主要為‘赤霞珠’，近年來該產區一直致力于引進、示范與推廣適應于當地種植、釀造的優質釀酒葡萄品種。

‘馬瑟蘭’（Marselan）原產于法國[3]，屬歐亞種，成熟期較晚，品質優秀，釀造的葡萄酒顏色深、果香濃、口感柔和且細膩[4]；‘紫大夫’（Dornfelder）又被稱為‘丹菲特’，歐亞種，原產自德國，生長勢較強，產量高，為早熟品種[5]，該品種葡萄酒顏色為深紅色，主要香氣類型為紅色漿果香、黑色漿果香以及果醬和酸棗味等[6-7]，是德國第二大主栽紅葡萄品種；‘丹魄’（Tempranillo），歐亞種，早熟、皮厚，果實顏色比較深，原產于西班牙，是當地種植最為廣泛的紅色葡萄品種之一，非常適宜于在冷涼地區種植，該品種葡萄酒酒體呈寶石紅色，飽滿且渾厚[8]；‘蒙特布查諾’（Montepulciano），歐亞種，屬于晚熟品種，生長勢較強且產量高，原產于意大利，是阿布魯佐蒙特布查諾產區（Montepulciano d' Abruzzo）最重要的品種，該品種葡萄酒呈深紫色或者深寶石紅色，單寧較強，在調配酒的生產過程中可為葡萄酒的顏色及口感的改良做出貢獻[9]。

葡萄酒中酚類物質主要來自于果皮、種子和果梗，以果皮中的含量最高，其種類包括花色苷、黃酮醇、黃烷醇、酚酸等，由于其特殊的結構與性質，酚類物質對酒的色澤、風味和口感起到重要作用，是評價葡萄酒品質的常用參數[10]。花色苷是一類水溶性色素，且由于B環羥基或甲氧基取代基團的數量和位置而呈現出不同的色調[11]，從而影響葡萄酒的顏色；黃酮醇是一類重要的類黃酮物質，Boulton等的研究表明，在紅葡萄酒中，黃酮醇可以和花色苷結合形成輔色素，使酒體顏色更加穩定[12]；黃烷醇是一類具有C3-C6-C3骨架結構的物質，在葡萄的發酵過程中，此類物質逐漸浸出，不但具有輔色作用，而且作為酒中重要的苦味及澀味物質，構成葡萄酒的基本骨架[13]；酚酸是葡萄酒中最主要的非類黃酮物質，部分具有抗氧化性，如咖啡酸等，有助于葡萄酒顏色的穩定[14]。葡萄酒中酚類物質的組成和含量與釀酒葡萄果實息息相關[15]，不同品種的葡萄酒中酚類物質均有所差異，而同一個品種的釀酒葡萄中酚類物質在不同的風土作用下又呈現出不同的特點[16]。

中信國安葡萄酒業有限公司于2013年引入上述4個釀酒葡萄品種，經過連續多年的栽培種植，其生物學性狀表現良好且穩定。本試驗對4個品種釀酒葡萄進行發酵，對基本理化指標及酚類物質進行測定，以期探究適合于該產區的優良品種，為當地葡萄及葡萄酒產業的生產發展提供一定的理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

‘馬瑟蘭’‘紫大夫’‘丹魄’及‘蒙特布查諾’4個品種的葡萄成熟果實均于2018年9月采收自新疆昌吉州瑪納斯縣中信國安葡萄酒業有限公司自建基地資源圃（44°14′15″N，86°14′54″E）。其中‘馬瑟蘭’于9月5日采收，‘紫大夫’于9月11日采收，‘丹魄’于9月14日采收，‘蒙特布查諾’于9月19日采收。采收時均由經驗豐富的釀酒師通過感官品評的方式對果肉的香氣成熟度、果皮成熟度和果肉成熟度進行判斷[17]，觀察并品嘗果實及種子。當種子呈褐色，口感與香氣均達到平衡后決定采收，進行小罐釀造試驗。該葡萄園植株行向為北偏東52°，株距為1 m，行距為2.8 m，整形方式為改良后的VSP形[18]，自根苗，樹齡為6年，結果帶距地面60 cm。

氫氧化鈉、酚酞、無水硫酸銅、磷酸、次甲基藍（均為分析純）購自北京化工公司；甲醇、甲酸、乙腈試劑（均為色譜純），二甲花翠素-3-O-葡萄糖、兒茶素、表兒茶素、表沒食子酸兒茶素、表兒茶素沒食子酯等酚類物質標準品購自Sigma-Aldrich公司。

1.2 儀器與設備

FA2004電子分析天平，上海舜宇恒平科學儀器有限公司；PAL-1手持糖度計，日本Atago公司；PB-10 pH計，德國Sartorius公司；TDL-5-A低溫離心機，上海飛鴿儀器有限公司；SG3200HBT超聲波清洗機，上海冠特超聲儀器有限公司；T6紫外分光光度計，上海普析通用儀器公司；Agilent 1200 系列LC/MSD Trap-VL高效液相色譜-三重串聯四級桿質譜聯用儀，美國Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 小罐發酵試驗

2018年的采收期對4個品種進行人工采收，每個品種采樣30 kg（每個生物學重復10 kg），人工除梗破碎后入罐（容積為10 L，入罐至7～8 L左右），同時加入40 mg/L H2SO3和20 mg/L果膠酶（Optivin, Australia），24 h后添加活化好的Lalvin D254酵母。用干凈紗布蓋住發酵罐口，早晚進行兩次壓帽、攪勻，并測定其比重和溫度。酒精發酵結束后進行皮渣分離，將自流汁及壓榨汁移至6 L密閉玻璃容器，添加乳酸菌進行蘋果酸-乳酸發酵，水封隔絕氧氣。蘋果酸-乳酸發酵結束后加入60 mg/L H2SO3溶液并裝瓶，置于酒窖中待測。

1.3.2 發酵過程基本理化指標的檢測

入罐破碎后取果汁以及發酵過程中所取酒樣均用于基本理化指標的檢測，其中可溶性固形物含量使用手持折光儀測定，其他指標如酒精度、殘糖、總酸、揮發酸、SO2、pH等均參照GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[19]進行測定。

葡萄酒的色值按照國際葡萄與葡萄酒組織（OIV）推薦的CIELAB法進行測定，以蒸餾水作為參比，取離心后的葡萄酒經0.22 μm濾膜進行過濾，使用紫外分光光度計分別于波長440、530、600 nm處測定吸光值并計算L*、a*和b*值[20]。

1.3.3 酚類物質的測定

葡萄酒中花色苷的檢測采用美國安捷倫1200系列高效液相色譜儀，配備6410三重串聯四級桿質譜儀（QqQ）。所用色譜柱為安捷倫Poroshell 120 EC-C18色譜柱（150 mm×2.1 mm, 2.7 μm）。樣品測定前需經過0.22 μm水系濾膜過濾，進樣量為5 μL。洗脫采用的流動相為：含0.1%的甲酸水溶液為A相，含0.1%甲酸的50/50的甲醇乙腈溶液為B相。洗脫程序為10%到100%的B相持續15 min，后運行程序5 min。流速為0.4 mL/min。柱溫箱溫度控制在55 ℃。質譜采用ESI離子源，正離子模式，噴霧電壓為4 kV，離子源溫度為150 ℃，干燥氣溫度為350 ℃，流量為12 L/h，霧化器壓力為35 psi。檢測器為多反應監測模式（MRM）。非花色苷酚類物質的檢測所采用的液相系統和質譜系統與花色苷的檢測相同，梯度洗脫程序為：0～28 min，10%～46% B；28～29 min，46%～10% B。運行程序5 min，流速：0.4 mL/min；進樣量：1 μL。離子源參數除了采取負離子模式外其余參數均與花色苷的檢測方式相同。

各酚類物質的定性依據為本實驗室建立的酚類物質母離子庫和經過碰撞誘導裂解（CID）產生的離子庫譜[21]，并結合保留時間進行比對。各花色苷及其衍生物含量均以二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷單體的含量計算，而各非花色苷酚類物質及其衍生物含量均以各標準品所繪制的標準曲線參考計算。

1.3.4 感官品評

感官品評由21名葡萄酒專業人員組成的品評小組進行，依據《中國葡萄酒品評標準》[22]對葡萄酒的外觀、香氣、滋味、整體指標進行打分。

1.4 數據處理及統計分析

采用Microsoft Excel 2016軟件處理，平均值、標準偏差、標準曲線；采用SPSS 22.0進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 4個品種葡萄酒發酵特性分析

在葡萄酒的釀造過程中，監測其發酵進程。由圖1可知，‘馬瑟蘭’從第2天開始啟動酒精發酵，其余3個品種從第1天便啟動發酵。由于微生物發酵產生熱量，通過溫度變化曲線可知，在第3天所有品種發酵均達到高峰。隨著酒精濃度的增加，果汁發酵速率降低，‘蒙特布查諾’最先完成酒精發酵過程，隨后‘丹魄’‘馬瑟蘭’和‘紫大夫’相繼完成。第6天時，各個品種的比重下降速率趨于0；當到達第7天時，酒精發酵全部結束。隨后分離皮渣，進入蘋果酸-乳酸發酵階段。由于該地區秋冬季節溫度較低，所以蘋果酸-乳酸發酵時間較長，在11月底完成發酵后進行裝瓶。

2.2 發酵過程中基本理化指標的分析

在葡萄酒的釀造過程中，對葡萄原料（葡萄汁）、酒精發酵結束、蘋果酸-乳酸發酵結束3個關鍵點進行取樣，檢測分析其基本理化指標，結果見表1。從表1看出，葡萄入罐時‘馬瑟蘭’與‘丹魄’的可溶性固形物含量相近，顯著高于‘紫大夫’及‘蒙特布查諾’。可滴定酸含量‘蒙特布查諾’最高，為9.19±0.12 g/L；‘馬瑟蘭’次之，為 6.38±0.12 g/L；‘丹魄’‘紫大夫’相對較低，均低于5 g/L。酒精發酵結束時，‘紫大夫’與‘丹魄’總酸略有增加，另外2個品種葡萄酒中總酸降低。當蘋果酸-乳酸發酵結束時，所有品種葡萄酒中總酸都在乳酸菌的作用下降低，pH在整個過程中始終處于增加趨勢。通過對成品酒CIELAB的測定得出，‘紫大夫’的L*值最小，所以它的明亮度最暗，顏色最深，a*與b*顯著高于其他3個品種，紅色色調較高，顏色鮮艷，飽和度較高，但同時黃色色調也高于其他3個品種。而‘丹魄’的L*值最高，明亮度較高，顏色較淺。另外‘馬瑟蘭’的紅色色調要高于‘蒙特布查諾’，其顏色品質優于后者。

2.3 4個品種葡萄酒中酚類物質的分析

2.3.1 花色苷類物質的分析

花色苷是葡萄酒中極其重要的水溶性呈色多酚類物質，它的種類及含量對葡萄酒的顏色、風味、口感及營養價值起到非常重要的作用[23]。在4個品種的葡萄酒中均檢測出15種單體花色苷物質（表2），不同品種葡萄酒所檢測出的單體花色苷種類相同，但含量相差較大。‘紫大夫’中單體花色苷總量顯著高于（Duncan,P＜0.05）其他3個品種，所以解釋了該品種具有較好的顏色品質[24]，它在與其他品種的葡萄混釀或者在葡萄酒的調配過程中具有增色潛力；而‘丹魄’中單體花色苷總量最低，其顏色最淺，顏色指標得分明顯低于其他3個品種，葡萄酒中的花色苷主要由葡萄果皮經過浸漬得到，而該結果與邢婷婷等在葡萄果實中的研究結果相似[25]。但是‘蒙特布查諾’中單體花色苷含量雖然高于‘馬瑟蘭’，但其a*值卻低于后者；通過對各類花色苷進行分類分析（表3）可知，‘馬瑟蘭’中二甲花色素類物質含量占比高達96.84%；葛謙等的研究表明，a*與二甲花翠素類物質的含量呈極顯著正相關（P＜0.01），葡萄酒體顏色紅色色調與其有著密切聯系[26]，進而從花色苷方面對‘馬瑟蘭’的a*值高于‘蒙特布查諾’做出解釋。

表1 發酵過程中酒樣的基本理化指標Table 1 Basic physicochemical indicators of wine in the fermentation process

表3 4個品種葡萄酒中不同類型單體花色苷比例Table 3 Ratios of different kinds of anthocyanins in four kinds of wines/%

2.3.2 非花色苷酚類物質的分析

非花色苷酚類物質可作為輔色因子參與花色苷產生分子間的輔色作用，使得花色苷的顯色作用加強[27]，還可以對紅葡萄酒的口感產生一定影響。4個品種的葡萄酒中非花色苷酚類物質的檢測結果如圖2所示，‘馬瑟蘭’葡萄酒樣中非花色苷酚類物質含量最高，高達248.24±5.25 mg/L；而‘丹魄’中含量最低，僅為114±1.92 mg/L。在樣品中共檢測到的黃酮醇類物質，根據B環取代基的不同，可以分為槲皮素類、楊梅酮類以及山萘酚類三類。由圖3可知，槲皮素類物質約為46%～70%，4個品種葡萄酒中該物質含量由高到低為：紫大夫＞蒙特布查諾＞馬瑟蘭＞丹魄，它是有效的輔色素類物質，有研究表明可與花色苷形成穩定性較高的色素復合體，并產生紅移現象[28]。另外，還檢測到9種酚酸類物質，此類物質的輔色作用略次于黃酮醇類物質[29]。由表4可知，羥基苯甲酸類物質的含量由高到低為：紫大夫＞丹魄＞馬瑟蘭＞蒙特布查諾，它們作為一類潛在的輔色因子，對花色苷起到良好的保護作用。而咖啡酸是紅酒中最主要的一種羥基肉桂酸，‘蒙特布查諾’中咖啡酸的含量顯著高于其他3個品種，該物質同樣具有一定的輔色作用，但是作用效果較弱[30]。同時，在檢測過程中共發現兒茶素、表兒茶素、表兒茶素沒食子酸酯、表棓兒茶素、原花色素二聚體B1以及原花色素二聚體B2等6種黃烷醇類物質。在非花色苷酚類物質中，此類物質的輔色化作用相對較弱，但是對葡萄酒的口感具有一定影響。檢測結果如表5所示，‘馬瑟蘭’中黃烷醇類物質含量為120.99±4.33 mg/L，顯著高于‘蒙特布查諾’‘紫大夫’和‘丹魄’。其中‘馬瑟蘭’中表兒茶素含量最高， Lambert等[31]研究表明，它能夠與花色苷分子形成“π-π”堆疊，產生良好的輔色化作用效果；另有研究表明，表兒茶素參與原花色素的斷裂和形成，有利于形成寡聚的原花色素，延緩原花色素的聚沉，保持葡萄酒的收斂感[32]，所以‘馬瑟蘭’與‘蒙特布查諾’具有更高的紅色色調。

表4 4個品種葡萄酒中酚酸類物質含量Table 4 Phenolic acids content in the four kinds of wines/(mg/L)

2.4 4個品種葡萄酒的感官分析

通過對4個品種的葡萄酒進行感官品評可知，‘馬瑟蘭’呈紅寶石色，果香濃郁，具有荔枝和青椒的香氣，口感柔和，單寧細膩，余味中長；‘紫大夫’呈深紫紅色，香氣優雅，具有櫻桃、草莓等紅色漿果香及淡淡花香，口感絲滑，單寧較弱，余味中長；‘丹魄’顏色呈紅色帶有黃色色調，果香偏弱，酒體口感平順，余味較短；‘蒙特布查諾’呈淺寶石紅色，果香濃郁復雜，具有櫻桃香及花香，酒體平衡。

感官品評數據如表6所示，將其進行分析可得，‘紫大夫’總得分高于其他3個品種，在外觀一項得分較高，這與該品種具有較高的花色苷含量密不可分，且香氣表現良好；‘蒙特布查諾’在香氣上獲得較高分數，具有濃郁的果香、花香等令人愉悅的氣味，Sagratini等[33]研究表明，該品種葡萄酒中主要的酯類為己酸乙酯、癸酸乙酯和辛酸乙酯等可以帶來愉悅氣味的物質；‘馬瑟蘭’的總分略高于‘蒙特布查諾’，主要在香氣方面優于后者；而‘丹魄’在各個項目的品評中都不及其他3個品種的葡萄酒，在天山北麓產區‘丹魄’的表現并不符合其品種特點，可能由于它較適應于冷涼地區栽培，而新疆地區在葡萄成熟期多炎熱所致。

表5 4個品種葡萄酒中黃烷醇類物質含量Table 5 Flavaon-3-ols content in the four kinds of wines/(mg/L)

表6 4個品種葡萄酒感官品評得分Table 6 Sensory taste scores of the four kinds of wines

3 結論

通過對天山北麓產區新疆中信國安葡萄酒業公司引進的‘馬瑟蘭’‘紫大夫’‘丹魄’和‘蒙特布查諾’4個品種的釀酒品質進行探究，試驗中使用高效液相色譜-三重串聯四級桿質譜聯用儀（HPLC-QqQ-MS/MS）對葡萄酒的酚類物質進行檢測和分析，并通過感官品嘗對葡萄酒進行品評。結果表明，‘紫大夫’的總花色苷相對含量最高，酚類物質輪廓最為豐富，葡萄酒顏色呈深紫紅色，果香濃郁，在天山北麓地區栽培釀造可對該產區葡萄酒的顏色改良發揮作用，比較適宜于在該產區種植；‘馬瑟蘭’的非花色苷酚類物質含量最高，且具有良好的感官評價，所以在該產區具有發展成為優質釀酒葡萄品種的潛力；而‘蒙特布查諾’的酚類輪廓較豐富，但L*值較高，顏色較淺，外觀品質表現一般；‘丹魄’所釀造的葡萄酒單體花色苷含量較低，顏色淺且帶有黃色色調，果香較弱，回味較短。所以這兩個品種是否適宜于該地區干紅葡萄酒的釀造仍需進一步的深入探究。