河西走廊新引‘黑比諾’不同營養(yǎng)系葡萄與葡萄酒品質(zhì)特征差異研究

唐紫竹，陳 勝，張學(xué)忠，張振文*

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 葡萄酒學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.甘肅夏博嵐葡萄種植有限公司，甘肅 武威 733300）

在特定地區(qū)已長期栽培的葡萄品種往往表現(xiàn)出品種退化現(xiàn)象，因此需要對那些受市場歡迎的葡萄品種的營養(yǎng)系進行選擇，以保留和強化某些具有經(jīng)濟特征的正突變，這種選擇過程即營養(yǎng)系選種[1]。釀酒葡萄營養(yǎng)系品種具有高變異性，每個葡萄單株甚至個體的性狀表現(xiàn)都存在差異，這導(dǎo)致葡萄酒具有特定的化學(xué)特性和感官特征[2]。營養(yǎng)系品種常用的評價指標(biāo)[3-5]包括生物因素（霜霉病、白腐病、炭疽病等）、非生物因素（霜凍耐受性、干旱耐受性等）、栽培特性（物候期、生長量、產(chǎn)量等）、品質(zhì)特性（化學(xué)組成、感官特性）等，另外可以通過小容器釀酒實驗來評價不同營養(yǎng)系的釀酒特性[6]。一些研究者報道了在不同地區(qū)種植的‘赤霞珠’、‘梅洛’、‘霞多麗’的不同營養(yǎng)系果實的酚類物質(zhì)含量，結(jié)果表明總酚含量和花色苷含量在同一品種不同營養(yǎng)系之間存在差異[7-10]。穆寧[11]研究了‘赤霞珠’的不同營養(yǎng)系果實和葡萄酒的酚類物質(zhì)含量，結(jié)果表明，‘赤霞珠’營養(yǎng)系葡萄酒中酚類物質(zhì)含量與果實中相應(yīng)物質(zhì)含量的高低有顯著關(guān)系。

‘黑比諾’是河西走廊葡萄酒產(chǎn)區(qū)的主栽釀酒葡萄品種之一，近年來當(dāng)?shù)貜膰庖M了多個‘黑比諾’營養(yǎng)系，但尚未對其果實品質(zhì)的差異進行系統(tǒng)研究。本研究以甘肅民勤縣新引進的釀酒葡萄‘黑比諾’PN VCR18、PN VCR9、PN VCR20、PN 375和PN 792等5個營養(yǎng)系為材料，分析了不同‘黑比諾’營養(yǎng)系的果穗大小、果穗質(zhì)量、果粒橫縱徑、果形指數(shù)、果粒質(zhì)量、果皮質(zhì)量、皮果比以及果實和葡萄酒中的還原糖、可滴定酸、總酚、單寧和花色苷等物質(zhì)含量，并基于酚類物質(zhì)進行主成分分析（principal component and analysis，PCA），對營養(yǎng)系的綜合品質(zhì)進行排序，以期為篩選適宜當(dāng)?shù)丶跋嗨粕鷳B(tài)區(qū)的‘黑比諾’營養(yǎng)系、釀造具有典型風(fēng)格的優(yōu)質(zhì)葡萄酒奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

供試‘黑比諾’營養(yǎng)系來自甘肅省夏博嵐葡萄種植有限公司。栽培培采用單籬架架式、傾斜式單干單臂樹形、直立葉幕形，結(jié)果部位均位于第一道鐵絲附近。行距2.5 m，株距0.8 m，行向南北，行間生草，田間管理參照葡萄園標(biāo)準管理技術(shù)進行，采用肥水滴灌，人工埋土，機械修剪（夏剪和冬剪）。‘黑比諾’營養(yǎng)系的引種信息見表1。

表1 ‘黑比諾’營養(yǎng)系引種信息Table 1 Introduction information of clones of Pinot Noir

1.1.2 試劑

福林-酚試劑（分析純）、兒茶素（色譜純）：美國Sigma公司；葡萄糖、鄰苯二甲酸氫鉀、無水碳酸鈉、氯化鈉、氯化鉀、乙酸乙酯、乙酸鈉、酒石酸、氫氧化鈉（均為分析純）、甲醇（色譜純）：北京化學(xué)試劑公司；焦亞硫酸鉀（分析純）：煙臺遠東精細化工有限公司；葡萄酒活性干酵母（釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae））CECA：安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-1800紫外可見分光光度計：日本島津公司；FD5系列真空冷凍干燥機：美國Gold Sim公司；FA224電子天平：上海舜宇恒平科技儀器有限公司；BSA2201-CW電子天平：德國Sartorius公司；XMTE-2000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：南京予凱儀器設(shè)備有限公司；5804R型離心機：德國Eppendorf公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

從9月17日起連續(xù)測定果實的糖含量，在果實達到技術(shù)成熟度后，除去邊行，按照“S”取樣法，每個營養(yǎng)系各取5穗果穗（取樣時兼顧葡萄植株的陰面和陽面。下同。），用塑封袋帶回用于果穗物理性狀測定；每個營養(yǎng)系各取9穗果穗，再在每穗果實的上、中、下部各剪取20～25粒果粒（留果蒂保證果粒完好）并混合，從中隨機取100粒用于果粒物理指標(biāo)測定；剩余果粒由裝滿干冰的泡沫盒運回置于-40 ℃低溫冰箱用于酚類指標(biāo)測定；每個營養(yǎng)系隨機采樣2 kg，用于干紅葡萄酒釀造。

1.3.2 干紅葡萄酒的加工工藝流程及操作要點[12]

葡萄采收→4 ℃冷處理12 h→分選衛(wèi)生狀況良好原的葡萄→手動除梗破碎→加入2.5 L塑料發(fā)酵罐中（入罐量75%）→添加焦亞硫酸鉀0.12 g/L→添加果膠酶35 mg/L→添加葡萄酒活性干酵母CECA 0.2 g/L→15～20 ℃酒精發(fā)酵→酒液比重達0.997以下并保持不變后皮渣分離→自然澄清→轉(zhuǎn)罐去除酒腳→4 ℃滿瓶陳釀3個月→葡萄酒成品

1.3.3 分析檢測

采用cm刻度尺測定果穗長度和寬度，采用百分之一天平測定果穗質(zhì)量，每個營養(yǎng)系重復(fù)3次取平均值，每個重復(fù)取3個果穗；松緊度測定按照TELLO J等[13]的方法；采用多功能水果粒徑測量尺[14]測定果粒縱徑和橫徑，用電子天平測定分別果粒和果皮質(zhì)量，每個營養(yǎng)系重復(fù)3次取平均值，每個重復(fù)取30個果粒；果形指數(shù)=果粒縱徑/果粒橫徑[15]；皮果比=果皮質(zhì)量/果粒質(zhì)量[16]。

5）并不熱衷追求勘探熱點。最近兩年炙手可熱的北大西洋塞內(nèi)加爾和毛里塔尼亞以及南美近海圭亞那等熱點區(qū)（包括巴西鹽下深水），埃尼公司沒有在其中或者近鄰獲取任何區(qū)塊，這一點和埃克森美孚等國際大石油公司不同。埃尼的理念是通過自己的勘探發(fā)現(xiàn)來創(chuàng)造熱點，已經(jīng)成為熱點的區(qū)域不符合埃尼公司前沿區(qū)的進入標(biāo)準。這可以說是埃尼公司獨特的一面。

按照國標(biāo)GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[17]，采用斐林試劑熱滴定法測還原糖含量；采用酸堿滴定法測總酸含量；采用密度瓶法測定酒精度和干浸出物含量。

每個營養(yǎng)系取100粒葡萄在冷凍狀態(tài)下剝皮，葡萄皮冷凍干燥36 h，液氮保護下研磨成粉。隨機稱取0.5 g干粉，用10 mL鹽酸-甲醇溶液（體積分數(shù)60%甲醇，0.1%鹽酸）按照料液比1∶20（g∶mL）溶解，30 ℃超聲20 min，在4 ℃、8 000 r/min條件下離心5 min，取上清液，以上提取步驟重復(fù)3次，合并上清液并儲存于-80 ℃冰箱。采用福林肖卡法[18]測定總酚含量；采用甲基纖維素沉淀法[19]測定單寧含量；采用pH示差法[20]測定總花色苷含量。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)計算；采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件進行方差分析，采用單因素方差分析各處理差異的顯著性水平，采用新復(fù)極差法（Duncan）進行不同處理間均值的顯著性差異比較，P＜0.05表示差異顯著；采用Origin 8.5軟件進行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同營養(yǎng)系果實物理性狀

5種‘黑比諾’營養(yǎng)系果穗的長度、寬度、大小、質(zhì)量和松緊度見表2。

表2 ‘黑比諾’不同營養(yǎng)系果穗的長度、寬度、大小、質(zhì)量和松緊度Table 2 Length,width,size,mass and tightness of clusters of different clones of Pinot Noir

由表2可知，不同‘黑比諾’營養(yǎng)系的果穗長度存在顯著差異，其中PN VCR20和PN 792的果穗較長，PN VCR9的果穗長度為12.73 cm，在5個營養(yǎng)系中最短。不同‘黑比諾’營養(yǎng)系的果穗大小差異不大（P＞0.05），但果穗質(zhì)量和果穗松緊度存在一定差異，其中PN VCR9果穗質(zhì)量和果穗長顯著高于其他營養(yǎng)系（P＜0.05），PN 792的果穗松緊度顯著低于其他營養(yǎng)系（P＜0.05），說明其果穗更加松散。

5種‘黑比諾’營養(yǎng)系果粒的縱橫徑、果形指數(shù)、果粒質(zhì)量和皮果比見表3。由表3可知，不同‘黑比諾’營養(yǎng)系果粒的果形指數(shù)差異不大（P＞0.05），果粒縱橫徑、果粒質(zhì)量和皮果比均存在顯著差異（P＜0.05）。PN VCR18和PN 375的果粒橫徑較小，分別為1.301 cm和1.303 cm。PN 792的果粒縱徑為1.477 cm，顯著高于其他營養(yǎng)系（P＜0.05）。5種營養(yǎng)系的果形指數(shù)均在0.9～1.1范圍內(nèi)，說明果粒形狀均為近圓形，其中PN 792的果形指數(shù)顯著高于與其他營養(yǎng)系（P＜0.05），說明其果粒形狀更接近橢圓形[21]。果皮質(zhì)量和皮果比的變化趨勢相似，果皮質(zhì)量和皮果比最大的營養(yǎng)系是PN VCR9，最小的是PN VCR20。

表3 ‘黑比諾’不同營養(yǎng)系果粒的縱橫徑、果形指數(shù)、果粒質(zhì)量、果皮質(zhì)量和皮果比Table 3 Vertical and horizontal diameter,shape index,mass,peel mass,peel and fruit ratio of fruits of different clones of Pinot Noir

2.2 不同營養(yǎng)系果實基本化學(xué)指標(biāo)

表4 ‘黑比諾’不同營養(yǎng)系果實的還原糖、可滴定酸含量和M值Table 4 Reducing sugar,titratable acid contents and M value of fruits of different clones of Pinot Noir

2.3 不同營養(yǎng)系葡萄酒基本理化指標(biāo)

5種‘黑比諾’營養(yǎng)系葡萄酒的殘?zhí)恰⒖偹帷⒏山鑫铩]發(fā)酸含量和酒精度見表5。由表5可知，不同‘黑比諾’營養(yǎng)系干紅葡萄酒的基本理化指標(biāo)存在一定差異（P＜0.05），殘?zhí)呛浚? g/L，干浸出物含量＞19 g/L，酒精度＞12%vol，揮發(fā)酸含量＜1.2 g/L，均符合國標(biāo)GB 15037—2006《葡萄酒》的理化指標(biāo)要求[17]。

表5 ‘黑比諾’不同營養(yǎng)系葡萄酒的殘?zhí)恰⒖偹帷⒏山鑫铩]發(fā)酸含量和酒精度Table 5 Residual sugar,total acid,dry extraction,volatile acid contents and alcohol of wines of different clones of Pinot Noir

2.4 不同營養(yǎng)系果皮及葡萄酒酚類物質(zhì)含量

5種‘黑比諾’營養(yǎng)系果皮及葡萄酒酚類物質(zhì)含量見圖1。由圖1（a）可知，不同‘黑比諾’營養(yǎng)系果皮的總酚、單寧和花色苷含量均存在顯著差異（P＜0.05）。PNVCR20的總酚含量最高，為52.57 mg/L；PN VCR18的總酚含量最低，為44.29 mg/L；PN VCR9、PN VCR375和PN 792的總酚含量中等且之間沒有顯著差異（P＞0.05）。PN VCR20的單寧含量顯著高于其他營養(yǎng)系（P＜0.05），PN375次之；PN VCR18的單寧含量顯著低于其他營養(yǎng)系（P＜0.05），僅為PN VCR20單寧含量的62.98%；PN VCR9和PN 792單寧含量次低且之間沒有顯著差異（P＞0.05）。PN 375和PN 792的花色苷含量顯著高于其他營養(yǎng)系（P＜0.05），PN VCR20的花色苷含量中等，PN VCR9的花色苷含量顯著低于其他營養(yǎng)系（P＜0.05）。

圖1 ‘黑比諾’不同營養(yǎng)系果皮（a）及葡萄酒（b）酚類物質(zhì)含量Fig.1 Phenolic contents in the peel (a) and wine (b) of fruits of different clones of Pinot Noir

綜上可知，PN VCR20是高酚高單寧營養(yǎng)系，PN VCR18是低酚低單寧營養(yǎng)系，PN 375和PN 792是高花色苷營養(yǎng)系，PNVCR9是低花色苷營養(yǎng)系。

由圖1（b）可知，不同‘黑比諾’營養(yǎng)系干紅葡萄酒中的總酚和單寧含量均存在顯著差異（P＜0.05），而花色苷含量差異較小。PN VCR20葡萄酒中的總酚含量最高，為1 497.96 mg/L，其次是PN 375，而PN VCR18的總酚含量最低，為1 105.49 mg/L，其次是PN VCR9。不同‘黑比諾’營養(yǎng)系葡萄酒和葡萄果皮中的總酚含量有相似的變異特征。PN VCR20葡萄酒和葡萄果皮中的總酚含量均達到最高，PN VCR18葡萄酒和葡萄果皮中的總酚含量均最低。除了PNVCR18和PNVCR9的單寧含量不存在顯著差異（P＞0.05），且都低于400 mg/L，其他營養(yǎng)系的單寧含量都較高；其中PN VCR20的單寧含量高達684.84 mg/L，分別為PN VCR18和PN VCR9含量的2.3和2.2倍。不同‘黑比諾’營養(yǎng)系葡萄酒和葡萄果皮中的單寧含量也有相似的變異特征。PN VCR20和PN 375葡萄酒和葡萄果皮中的單寧含量都很高，PN VCR18和PN VCR9葡萄酒和葡萄果皮中的單寧含量均較低。各營養(yǎng)系葡萄酒和葡萄果皮中的花色苷含量表現(xiàn)出不同的變異特征。PN VCR18的花色苷含量顯著低于其他營養(yǎng)系（P＞0.05），而葡萄果皮中花色苷含量略高于PN VCR9。

綜上可知，PN VCR20和PN 375是高酚高單寧營養(yǎng)系，PNVCR18和PN VCR9是低酚低單寧營養(yǎng)系，其中PN VCR18花色苷含量也很低，PN 792的三類酚類物質(zhì)含量均處于中等水平。

2.5 主成分分析

對不同營養(yǎng)系葡萄果皮和葡萄酒中的總酚、單寧和花色苷含量等6個品質(zhì)指標(biāo)進行主成分分析，主成分載荷圖如圖2所示，提取特征值大于1的2個主成分，第1主成分方差貢獻率為73.429%，第2主成分方差貢獻率為20.018%，兩個主分量解釋了總方差的93.448%，表明該2個主成分因子可以較好的區(qū)分不同‘黑比諾’營養(yǎng)系的葡萄酒。

圖2 主成分載荷圖Fig.2 Load diagram of principal components

根據(jù)各指標(biāo)的因子載荷量和各主成分特征值得到特征向量，建立2個主成分的得分系數(shù)模型。主成分得分模型方程式為Y1=0.398X1+0.449X2+0.272X3+0.470X4+0.460X5+0.366X6，Y2=-0.445X1-0.276X2+0.729X3-0.110X4-0.004X5+0.426X6，依據(jù)Y=Y1×λ1/（λ1+λ2）+Y2×λ2/（λ1+λ2）得到不同‘黑比諾’營養(yǎng)系的綜合排名。5種‘黑比諾’營養(yǎng)系果實品質(zhì)指標(biāo)主成分分析見表6。

表6 不同‘黑比諾’營養(yǎng)系果實品質(zhì)指標(biāo)的主成分分析Table 6 Principal component analysis of fruits quality indexes of different clones of Pinot Noir

由表6可知，不同營養(yǎng)系綜合品質(zhì)排名從高到低依次為PNVCR20＞PN375＞PN792＞PNVCR9＞PN VCR18。

3 討論

許多學(xué)者對‘黑比諾’不同營養(yǎng)系的物理性狀、果實化學(xué)物質(zhì)含量和單營養(yǎng)系葡萄酒質(zhì)量差異進行了報道。尹春麗[23]比較了陜西楊凌地區(qū)4個‘黑比諾’營養(yǎng)系PN 115、PN 292、PN 375和PN 521的物理指標(biāo)、糖酸比和釀酒特性，篩選出最優(yōu)系PN 375。本實驗發(fā)現(xiàn)PN 375在河西走廊產(chǎn)區(qū)民勤地區(qū)生態(tài)環(huán)境下的綜合表現(xiàn)也較好。趙旗峰等[24]對3個‘黑比諾’營養(yǎng)系酚類物質(zhì)含量進行分析，結(jié)果表明PN 115果皮和果肉中酚類物質(zhì)含量較高。CUADROS-INOSTROZA á等[25]對3個‘黑比諾’單營養(yǎng)系葡萄酒的田間生長狀況和葡萄酒代謝組進行分析，研究表明不同‘黑比諾’營養(yǎng)系顯示出果穗形狀的差異，且不同營養(yǎng)系的穗形差異能解釋葡萄酒酚類物質(zhì)含量、揮發(fā)性物質(zhì)特征和感官質(zhì)量方面的差異。JELENA ? 等[26]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)蒯劸破咸哑贩N不同營養(yǎng)系之間果穗和形態(tài)特征存在差異，且果穗和果粒的形態(tài)屬性特征對葡萄酒質(zhì)量參數(shù)有影響。本實驗發(fā)現(xiàn)果穗更加松散的營養(yǎng)系PN 792其果皮和葡萄酒中的酚類物質(zhì)都區(qū)別于其他營養(yǎng)系，這與上述報道結(jié)果一致。

4 結(jié)論

5種‘黑比諾’營養(yǎng)系在河西走廊地區(qū)表現(xiàn)出果穗和果粒物理性狀以及葡萄果皮和葡萄酒中的酚類物質(zhì)含量的差異。其中PN 792的果穗和果粒表現(xiàn)顯著異于其他營養(yǎng)系，PN 792葡萄果皮和葡萄酒中的總酚、花色苷和單寧含量較高，PN VCR18和PN VCR9葡萄果皮和葡萄酒中的總酚、花色苷和單寧含量較低。5種營養(yǎng)系的綜合品質(zhì)從高到低依次為PN VCR20、PN 375、PN 792、PN VCR9、PN VCR18。綜合來看，PN VCR20、PN 375和PN 792更適宜釀造風(fēng)味較濃的葡萄酒，PN VCR9和PN VCR18更適宜釀造口感柔和型的葡萄酒。