遮光处理对酿酒葡萄果实品质的影响

倪志婧, 马文平, 王 薇, 宋长冰, 魏兆军

(1.北方民族大学 生物科学与工程学院，宁夏 银川 750021; 2.合肥工业大学 生物与食品工程学院,安徽 合肥 230009)



遮光处理对酿酒葡萄果实品质的影响

倪志婧1,2, 马文平1, 王 薇1,2, 宋长冰1, 魏兆军2

(1.北方民族大学 生物科学与工程学院，宁夏 银川 750021; 2.合肥工业大学 生物与食品工程学院,安徽 合肥 230009)

文章以“赤霞珠”葡萄品种为材料,设置不同遮光条件,调查光照条件对宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄果实品质成分的影响。结果表明:遮光处理后,葡萄的可溶性固形物、总糖、糖酸比和总花色苷的量显著降低,但是总酸、总酚和单宁的量上升;其中遮光处理对葡萄果实中的单宁影响最大,其次为总花色苷；遮光率为40%条件下,葡萄的可溶性固形物、总糖、糖酸比和总花色苷的量分别下降了4.21%、4.07%、8.85%和13.22%,总酸、总酚和单宁的量分别上升了5.23%、8.46%和43.86%。综合考虑酿酒工艺对葡萄原料的要求, 遮光率为40%条件下能够在一定程度上提升酿酒葡萄品质。

光照强度;遮光;葡萄品质;贺兰山东麓

优质酿酒葡萄原料是酿造高质量葡萄酒的关键因素,酿酒用葡萄要求糖、总酸含量适中,且果实具有典型的香气[1]。目前除了重点研究对酿酒葡萄糖、酸及糖酸比外,对影响葡萄酒的口感和香气的酚类物质、单宁等研究也得到重视。我国酿酒葡萄栽种面积呈逐年上升趋势,宁夏已成为国内最大的酿酒葡萄产区,其中贺兰山东麓是我国公认的最适合种植酿酒葡萄的优质产区之一。贺兰山东麓光照充足,满足酿酒葡萄的生长需要。光照是叶片光合作用的能源,光照强度直接影响葡萄的产量和葡萄果实的品质;同时,光还作为环境信号起作用,对葡萄果实品质起到调控作用[2]。光照过高,葡萄光合作用旺盛,果实的糖份高,对于鲜食葡萄来说是优点;但是,利用糖分过高的酿酒葡萄酿造的葡萄酒酒精度偏高,会在一定程度上削弱酿酒葡萄的香气成分呈现。光照对葡萄的单宁、总酚等次生代谢产物的合成也有影响,影响了葡萄酒的香气和风味的形成。本文以“赤霞珠”葡萄品种为材料,设置不同遮光条件,调查遮光处理对酿酒葡萄果实品质成分的影响,为改善葡萄生长期间的栽培管理,提高该地区酿酒葡萄成熟度控制及葡萄酒的品质提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 地理、气候条件

贺兰山东麓葡萄产区位于银川平原的西部边缘,该地区大于10 ℃的活动积温为3 300 ℃左右,具有发展中晚熟酿酒葡萄品种的优越条件。在8月份当地日均温度较高(23 ℃),昼夜温差大(10～15 ℃),有利于光合产物的积累;而在8月下旬至9月底葡萄成熟期间,当地天气晴朗,有充足的日照,且温度不高,有利于浆果缓慢而充分成熟。平均年大于10 ℃有效积温为1 534.9 ℃,7～9月有效积温为961.6 ℃,有效积温、日照时数、光照强度均优于国际公认的标准值[3]。

1.2 供试品种和遮阳网

试验品种为6 a生赤霞珠(Cabernetsauvignon),别名解百纳。原产法国,属西欧品种群。

供试遮阳网来自河北安平旭泰遮阳网防护网厂,遮光率分别为40%、50%、60%。

1.3 田间实验方法及采样方法

试验区选择在宁夏园艺所试验田,平均地下水位为1.2～1.8 m,葡萄株行距0.5 m×3 m,单臂篱架。从葡萄果实转色期到成熟期进行遮阳,设遮光60%、50%、40% 3个处理,每个处理重复3次,面积为300 m2,以自然光照为对照。

每个处理设置3个重复试验小区,在每个小区随机选取生长势一致的12棵植株,在12棵植株的上中下各选1个果穗,一共选取36穗,挂牌做标记。取样时在这36个果穗的上中下部各取1个果粒,共108粒。采样后放入保鲜袋,装入低温绝热采样箱,于当天检测各项生理指标。

1.4 品质成分的测定

品质成分的测定依据文献[4]；利用手持测糖仪测定果汁中可溶性固形物质量分数;利用标准氢氧化钠溶液滴定法测定总酸;采用斐林试剂法测定总糖的质量浓度;计算总糖(可溶性固形物)与总酸(滴定酸)质量比；采用福林-肖卡法测定总酚的质量比;采用福林-丹尼斯法测定单宁质量比(以单宁酸计)；采用pH值示差法测定总花苷的质量比。

2 结果与分析

2.1 对成熟果实可溶性固形物质量分数的影响

可溶性固形物主要指可溶性糖类物质或其他可溶物质,是衡量葡萄品质的重要因子之一。光照对葡萄可溶性固形物质量分数的影响如图1所示。对照可溶性固形物质量分数最高(22.58%),其次为遮光率40%(21.63%),但是两者之间并没有显著差异,遮光率60%的葡萄平均可溶性固形物质量分数最低(17.10%)。主要原因是光照充足时叶片产生了更多的光合产物,并经过积累、运输、转化以及果实自身的光合同化作用和有机酸代谢等,浆果中可溶性固形物不断积累。当光照不足时,葡萄形成的光合产物除被果实用作呼吸基质提供底物和能源外,还被用来合成细胞壁和原生质等,被浆果的呼吸作用和细胞的增殖与增大所消耗,所以消耗了较多的糖,导致可溶性固形物质量分数降低[2]。

图1 不同处理葡萄果实中可溶性固形物的质量分数

2.2 遮光处理对成熟果实总酸质量浓度的影响

遮光处理对成熟果实总酸质量浓度的影响如图2所示。从图2可以看出,遮光率40%、50%、60%及对照平均总酸质量浓度分别为5.83、6.01、6.75、5.54 g/L。不同处理之间总酸质量浓度差异显著,其中对照总酸质量浓度最低,遮光率为60%总酸质量浓度最高,说明随着光照的减弱,总酸质量浓度逐渐升高。酿酒葡萄中的酸主要是苹果酸、酒石酸和少量柠檬酸,葡萄转色前果实含酸量可达50 g/L,转色后酸被呼吸消耗,葡萄果实中含酸量逐渐减少[5]。同时,浆果成熟期光照严重不足时,浆果不仅酸高、糖低、品质次,而且易感病,风味不良,无法成为酿酒和其他加工品的好原料,故该期光照好坏对浆果品质有很大的影响[6]。酿酒葡萄的适宜酸度应为6～10 g/L,否则会使酒出现乏味、少筋、平淡或酸涩、粗硬[7]。

图2 不同处理葡萄果实中总酸的质量浓度

2.3 遮光处理对成熟果实总糖质量浓度的影响

不同遮光处理对总糖质量浓度的影响如图3所示,由图3可知，遮光率为40%、50%、60%及对照平均总糖质量浓度分别为212.0、193.3、174.0、221.0 g/L。其中对照总糖质量浓度最高,遮光率为60%总糖质量浓度最低。主要原因可能是总糖的积累和光照关系密切,随着光照的增强,光合作用加强,糖分积累增加。文献[8]研究表明,随着光照的减弱,糖分积累减少,这和本研究得出的结论是一致的。总糖是酿酒葡萄最重要的品质因子,主要由葡萄糖、果糖、蔗糖、半乳糖等组成。含糖量高的果实酿出的酒醇厚丰满,但葡萄酒含糖过高也会造成酒度过高,从而掩盖葡萄本身的果香,影响葡萄酒的感官质量。

图3 不同处理葡萄果实中总糖的质量浓度

2.4 遮光处理对果实糖酸比的影响

糖酸比用总糖度和总酸度的比值来表示。由于随着葡萄的不断成熟,果浆中的糖分会不断增加,而酸质量会不断减少,该比值随着葡萄的不断成熟而增大[5]。不同处理对糖酸比的影响如图4所示。由图4可以看出，对照糖酸比最高,遮光率为60%糖酸比最低。研究表明,产酒用葡萄的合适糖酸比为35～45,其中糖酸比为32时最好[5]。因此,对照和遮光率为40%时糖酸比比较合适。

图4 不同处理葡萄果实中的糖酸比

2.5 遮光处理对成熟果实总酚质量比的影响

酚类物质包括单宁、花色苷、酚酸和黄酮类化合物,是葡萄果实的重要品质成分之一,决定着葡萄及其加工品的颜色、涩感、苦味、氧化性能等;酚类物质中,以花色素苷和单宁最为丰富;单宁与葡萄的涩味、抗氧化性能有关[9]。不同遮光处理下总酚质量比如图5所示,其中遮光率为40%总酚质量比最高,遮光率为50%总酚质量比最低,且和对照没有显著差异。研究表明,在强光、高温下的葡萄浆果含有较多的槲皮素-3-葡萄糖苷和较少的二甲花翠素[10],但总酚质量比下降。这可能因为长时间的阳光直射引起温度过高而使酚类化合物的质量比下降，但低光强处理同样抑制了酚类物质的积累，这说明只有在一定光强和温度范围内酚类物质的合成才会顺利进行。

图5 不同处理葡萄果实中总酚的质量比

2.6 遮光处理对成熟果实单宁质量比的影响

单宁是一种酸性物质,主要源于葡萄皮和葡萄籽。红葡萄酒要保留葡萄皮发酵,在发酵过程中,酒液还会从橡木中汲取一定的单宁物质[9,11]。遮光处理对葡萄果实中单宁质量比的影响如图6所示，由图6可知，遮光率为40%、50%、60%及对照的葡萄中单宁平均质量比分别为2 546.00、2 305.85、2 159.57、1 769.76 mg/kg;不同处理单宁质量比有显著差异,遮光率40%分别比遮光率50%、遮光率60%及对照高出10.41%、17.89%、43.86%。说明单宁质量比和光照关系密切,光照过高或者过低都不利于单宁的积累。

图6 不同处理葡萄果实中单宁的质量比

2.7 遮光处理对总花色苷质量比的影响

花色苷(花青素)是花色素与糖以糖苷键结合而成的一类化合物,具有清除体内自由基、抗肿瘤、抗癌、抗炎、抑制脂质过氧化和血小板凝集、预防糖尿病、减肥、保护视力等功能,葡萄果实中含有丰富的花色苷。遮光处理对成熟果实总花色苷的影响如图7所示,实验结果表明,遮光率为40%、50%、60%及对照的葡萄中总花色苷平均质量比分别为1 944.75、1 344.75、809.57、2 241.00 mg/kg;不同处理总花色苷质量比有显著差异,其中对照花色苷质量比最高,显著高于其他处理,遮光率为60%花色苷质量比最低。说明光照强度对花色苷质量比有明显影响,随着光照的增强,花色苷质量比增高。

图7 不同处理葡萄果实中总花色素苷的质量比

3 讨 论

本文以6 a生“赤霞珠”葡萄为材料,从葡萄果实软化期到成熟期,对葡萄植株进行遮光,遮光率分别为60%、50%和40%,以不采用遮阳网为对照,在贺兰山东麓研究了不同光照条件对酿酒葡萄品质的影响。遮光率为60%可溶性固形物及总糖的量最低,酸的量最高,糖酸比最低;光照不足影响葡萄的成熟品质,对照总糖质量浓度最高,相应的葡萄酒酒度过高,对葡萄酒的感官质量有影响,遮光率为40%葡萄在成熟度和品质指标上表现比较适中,不仅达到葡萄成熟所具有的糖度、酸度及合适的糖酸比,总酚和单宁质量比高,总花苷质量比适中。本研究说明贺兰山东麓有充足的光照条件完全能满足酿酒葡萄普通生长的需要；本实验给予葡萄生长所需光照,适当遮光并延迟采收,使葡萄品质成分缓慢积累,在适当的遮光条件下控制葡萄成熟度并在一定程度上提升葡萄的品质。

[1] 张振文,贺普超,惠竹梅,等.葡萄品种学[M].西安:西安地图出版社,2000:34-168.

[2] 李艳春.果实成熟期光照对赤霞珠葡萄光合作用、果实品质及养分积累的影响[D].保定:河北农业大学,2009.

[3] 施明.贺兰山东麓风沙土红地球葡萄水肥耦合效应与协同管理[D].银川:宁夏大学,2014.

[4] 全国食品工业标准化技术委员会酿酒分技术委员会.葡萄酒、果酒通用分析方法:GB/T15038—2006[S].北京：中国标准出版社，2006：2-56.

[5] 李记明.关于葡萄品质的评价指标[J].中外葡萄与葡萄酒,1999(1):54-57.

[6] COOMBE B G.Distribution of solutes with the developing grape berry in relation to its morphology [J].American Journal of Enology and Viticulture,2009,38(2):120-127.

[7] 李记明,李华.酿酒葡萄的成熟特性与气象因素[J].四川农业大学学报,1996,14(4):555-560.

[8] 王秀芹，战吉成，黄卫东.植物对弱光逆境的响应[J].园艺学进展,2002(5):832-833.

[9] 李华.葡萄酒中的丹宁[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2002,30(3):137-141.

[10] 王美丽，吴鲁阳，张振文，等.HPLC 法测定不同葡萄品种成熟过程中单体酚的变化[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2007,35(4):134-138.

[11] 谢兆森,曹红梅,王世平.影响葡萄果实品质的因素分析及栽培管理[J].河南农业科学,2011,40(3):125-128.

(责任编辑 闫杏丽)

Effect of shading treatment on the quality of wine grapes

NI Zhijing1,2, MA Wenping1, WANG Wei1,2, SONG Changbing1, WEI Zhaojun2

(1.College of Biological Science and Engineering, Beifang University of Nationalities, Yinchuan 750021, China； 2.School of Biotechnology and Food Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)

In this paper, the grape variety of “Cabernet Sauvignon” was used to analyze the effect of different shading conditions on the fruit quality of wine grapes in eastern area of Helan Mountain, Ningxia. The results showed that the content of soluble solids, total sugar, sugar-acid ratio and total anthocyanins of grape grown under the shading condition decreased significantly, but the content of total acid, total phenols and tannin in fruit increased. The effect of shading treatment on the grape fruit tannin was the highest, followed by total anthocyanins. Under 40% shading condition, the content of soluble solids, total sugar, sugar-acid ratio and total anthocyanins of grape decreased about 4.21%, 4.07%, 8.85% and 13.22%, respectively, but the content of total acid, total phenols and tannin increased about 5.23%, 8.46% and 43.86%, respectively. Considering the requirements of winemaking process to grape material, the treatment of 40% shading can improve the quality of wine grape.

light intensity; shading; quality of wine grape; eastern area of Helan Mountain

2016-04-05；

2016-06-13

国家科技支撑计划资助项目(2013BAD09B03);宁夏回族自治区自然科学基金资助项目(NZ13090)和北方民族大学校级科研资助项目(21500825)

倪志婧(1982-),女, 回族,宁夏银川人,合肥工业大学博士生,北方民族大学讲师; 魏兆军(1970-),男,安徽合肥人,博士,合肥工业大学教授,博士生导师.

10.3969/j.issn.1003-5060.2016.11.024

TS262.7

A

1003-5060(2016)11-1563-04