叶幕类型对摩尔多瓦葡萄酒品质的影响

刘笑宏，赵 烁，李公存，王建萍，杜远鹏，翟 衡*

（1.烟台市农业科学研究院，山东 烟台 265500；2.山东农业大学 园艺科学与工程学院，山东 泰安 271000）

葡萄酒的香气、口感、颜色等是葡萄酒品质的重要指标，决定着葡萄酒的商业价值。其中，香气和酚类物质的含量及组成是影响葡萄酒品质的关键因素。研究表明，酚类物质的含量影响葡萄酒的抗氧化能力，对葡萄酒的风味、收敛性及其稳定性具有重要作用[1-3]，是酿造优质葡萄酒的决定因素之一[4]，其所含有的类黄酮类物质能够有效地清除体内自由基、降低氧化酶活性[5-6]，而在类黄酮物质中，黄烷醇能够降低葡萄酒粗糙的口感，柔顺酒体[7]；酚类物质中的单宁和花色苷对葡萄酒也具有重要作用，单宁主宰葡萄酒的收敛性，使葡萄酒具有陈化耐力[8]，而花色苷作为葡萄酒的主要呈色物质，其含量及组成比例直接决定了葡萄酒的色度、色调及颜色的稳定性[9]。香气物质作为葡萄酒的另一项重要指标，决定着葡萄酒的风味和典型性[10-12]，其中，品种香气是葡萄酒整体风味的重要组成部分，发酵和陈酿香气对品种香气起到补充和修饰的作用[13]。

然而葡萄酒中绝大多数的营养成分是通过酿酒、浸提，从葡萄中得来的[14]，因此，葡萄品质是葡萄酒质量的物质基础[15]，决定葡萄酒的风味、色泽、贮藏寿命及其化学稳定性[16]，影响葡萄酒品质的高低。而葡萄品质受气候、土壤和品种等多种因素的影响，其中气候对果实的成分影响最大[17]。但是随着亚洲中高纬地带变暖趋势越来越明显[18-19]，葡萄出现糖分过量或积累过快的特征[20-22]，导致葡萄提前成熟[23]，影响葡萄酒品质。SPAYD SE等[24]的研究表明，直接曝光的果实表面温度可比周边及遮荫的果实高13℃；陈建红等[25]通过架式试验证明，棚架对光能的利用率高，可以增强植株的光合速率，促进碳水化合物的累积，进而增加果实产量；刘笑宏等[26]对比棚架与篱架发现，棚架水平叶幕可有效降低果实微域环境的温湿度，改善果实次生代谢品质；然而对篱架葡萄采用遮阳网会降低葡萄和葡萄酒中的总花色苷和总类黄酮含量[27]，BUREAU SM等[28]认为，自然遮阴不同于人工遮阴，不会降低葡萄中香气物质的含量，而对于不同架式的叶幕类型对葡萄酒品质的影响尚未见报道。因此，本试验以篱架直立叶幕和棚架水平叶幕下的成熟葡萄为试材，进行酿酒试验，探究两种叶幕类型对葡萄酒基本理化指标和次生代谢物质含量的影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

试验于山东农业大学核心葡萄示范园进行。2015-2016年以2010年定植的鲜食与酿酒兼用葡萄品种摩尔多瓦（Moldova）Guzali Kala×SV.12-375为试材，设小棚架龙干形水平叶幕、篱架单干单臂形直立叶幕两种类型，棚架和篱架均为南北行向，行距2.2 m，高2 m，棚架株距1.7 m，篱架株距1.2 m。棚架和篱架每个架式各36株，均种植两行。生长期内修剪及水肥管理等技术统一。两种架式均从新梢发育开始控制留梢量，每平方米5个结果枝、50～55个叶片，每个结果枝留2个果穗，在豆果期疏去副穗和穗尖。当葡萄糖度＞16°Bx时开始采摘，测定两种叶幕类型下果实的基本指标，结果显示，棚架葡萄的可溶性固形物、可滴定酸、pH值分别为16.5%、6g/L、3.09，而篱架葡萄的分别为16.3%、5.75 g/L、3.14。

1.1.2 试剂

EX-V果胶酶（100 U/g）：法国Laffort；Lalvin RC212酵母：法国LALLEMANT公司；蔗糖、焦亚硫酸钾（均为食品级）：市售。

1.2 仪器与设备

5 L玻璃广口瓶、PB-10 pH计：德国Sartorius公司；CR-10便携式测色仪：中国柯盛行仪器有限公司；GL-20G-II离心机：中国安科公司。

1.3 方法

将篱架及棚架的果实按照国标要求分别进行酿酒试验，葡萄破碎后分别放入5 L玻璃广口瓶，控制葡萄匀浆的量为罐容量的70%，加入适量蔗糖，使发酵后的干酒酒精度在11%vol左右，均匀添加焦亚硫酸钾溶液，控制SO2量为40～60 mg/L，并均添加果胶酶及商业酵母，用冷水控制发酵温度＜30℃。酒精发酵结束后分离皮渣，添加乳酸菌进行密闭式苹果酸-乳酸发酵，直至液面不再出现气泡，贮存至1月份，采样测定。每个样品酿制3瓶，平行测定3次。

葡萄酒pH值：使用pH计测定；可滴定酸、抗坏血酸含量：按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》测定；单宁含量：Folir-Denis法测定[29]；总酚含量：Folin-Cioealetu法测定[30]；类黄酮含量：亚硝酸盐-氯化铝法测定[31]；黄烷醇含量：香草醛-盐酸法测定[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、铁离子还原能力（Ferric ionreducingantioxidantpower，FRAP）按照参考文献[33]的方法测定；葡萄酒色度及色调按照参考文献[34]的方法测定。

香气物质：采用气相色谱-质谱联用（gaschromatographymassspectrometer，GC-MS），参照美国国家标准技术研究所（national institute of standardsand technology，NIST）08标准库谱及相关文献对样品进行定性分析，并以2-辛醇为内标参照物，进行定量分析。所有指标均按田间重复进行测定，每个样品平行测定3次。

2 结果与分析

2.1 叶幕类型对葡萄酒理化指标的影响

表1 叶幕类型对摩尔多瓦葡萄酒理化指标的影响Table 1 Effect of canopy types on the physicochemical index of Moldova wine

由表1可知，两种叶幕类型果实所酿葡萄酒新酒的可滴定酸含量无显著差异（P＞0.05），棚架葡萄酒的pH值比篱架葡萄酒高0.02，色度提高44.12%，色调也更偏向紫红色，即棚架葡萄酒的色调饱和度更高，但整体色彩偏暗，明亮度较低，这与葡萄酒感官指标相符。

2.2 叶幕类型对葡萄酒次生代谢物质的影响

表2 叶幕类型对摩尔多葡萄酒次生代谢物质的影响Table 2 Effect of canopy types on the secondary metabolite in the Moldova wine

由表2可知，棚架葡萄酒的总酚、抗坏血酸含量分别达2.99 g/L、0.50 g/L，比篱架葡萄酒提高18.65%、14.64%；两种叶幕类型葡萄酒的单宁、类黄酮、黄烷醇含量差异不显著（P＞0.05）。

2.3 叶幕类型对葡萄酒芳香物质含量的影响

表3 叶幕类型对摩尔多瓦葡萄酒香气物质组分及含量的影响Table 3 Effect of canopy types on the aroma component and content in Moldovan wine

由表3可知，棚架葡萄酒共检测到29种香气物质，比篱架葡萄酒多7种。两种葡萄酒均以酯类、醇类物质作为主要成分，棚架葡萄酒的酯类、醇类物质含量分别是篱架的3.06倍、1.36倍，其中，棚架葡萄酒的正己醇、辛酸乙酯、苯乙醇含量分别是篱架酒的2.08倍、2.26倍、1.93倍，乙酸异丁酯、丙醇、乙酸异戊酯含量分别比篱架葡萄酒高69.80%、41.87%、60.57%。在二者共有香气物质中，篱架葡萄酒仅有乙酸甲酯、2,3-丁二酮、醋酸、（2R,3R）-（-）-2,3-丁二醇4种物质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 叶幕类型对葡萄酒抗氧化性的影响

图1 叶幕类型对摩尔多瓦葡萄酒抗氧化性的影响Fig.1 Effect of canopy types on the antioxidant of Moldovan wine

由图1可知，棚架葡萄酒的抗氧化能力显著高于篱架葡萄酒。经测定，棚架葡萄酒的FRAP、DPPH自由基清除率分别为13.323mmol/L、80.6%，比篱架酒显著提高43.76%、17.39%。

2.5 主成分分析

图2 不同叶幕类型摩尔多瓦葡萄酒香气成分的主成分分析（A）及成分得分系数（B）图Fig.2 Principal component analysis(A)and component score coefficient(B) of aroma components in Moldovan grape wine with different canopy types

经主成分分析降维后获得两个主成分PC1和PC2，累计贡献率达96.068%，可以充分反映31个葡萄酒香气在两种叶幕类型条件下的表达模式。由图2A知，3次重复之间在第一主成分维度上差异较小，说明重复性较好，棚架、篱架葡萄酒可以明显划分为两个不同组。PC1的特征值的贡献率达80.427%，能反映大部分的香气，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影响也较大。

3 讨论

鲜食葡萄生产上应用的架式和叶幕类型很多，既有棚架也有篱架，既有水平叶幕，也有直立叶幕或V形叶幕[35]，但在酿酒葡萄上绝大部分采用篱架这种直立生长的叶幕类型，从管理层面讲，篱架直立叶幕对于规模化栽培的酿酒葡萄来说，无论在树体管理上还是土壤管理上，都比其他架式更有利于机械化作业[36]；然而从技术层面讲，不同架式的区别则很多，首先，篱架叶幕短小，比棚架更容易控制产量，但在相同单位产量的前提下，棚架叶幕量大，与篱架相比果实品质成熟更好，酿酒品质更优[26]；其次，棚架与篱架植株的树势不同，篱架枝条直立生长，顶端优势显著，营养生长与生殖生长竞争激烈，而棚架枝条水平生长，抑制了顶端优势，从而可以将更多营养物质运输到果实中[37]；最后，不同架式形成的微域气候条件也明显不同，篱架直立叶幕所有叶片都暴露在直射阳光下，在炎热的夏季容易造成光过剩的现象，而棚架叶幕上下具有明显的微域异质性，更利于植物进行光合作用。炎热的夏季会增加葡萄生长的有效积温，酿出的葡萄酒口感粗糙，不协调；而夏季凉爽时，葡萄果实的有效积温适中，酿出的葡萄酒清香、细腻、柔和[38]。

我国葡萄产区大部分属于大陆性季风气候，葡萄果实发育期具有高温高湿的气候特点。孙永江[39]研究表明，高温强光会使篱架叶片截留的碳、氮元素含量高于棚架，但分配到果实中的碳、氮元素含量显著降低；本试验研究结果也表明，棚架葡萄酒的酚类等次生代谢物质含量绝大部分高于篱架葡萄酒，可能是由于叶幕的蒸腾作用降低了果实表面温度，且果实悬空可减少地面的湿气蒸腾作用，从而为葡萄提供一个凉爽的微环境，减少了果实次生代谢产物的降解，进而提高了葡萄酒次生代谢产物含量及葡萄酒的品质，试验中，棚架葡萄酒的抗氧化能力显著高于篱架葡萄酒，也进一步验证了棚架水平叶幕果实所酿葡萄酒的次生代谢产物含量更高，酿造的葡萄酒口感更好、抗氧化性更强、稳定性更高。

葡萄果实的成熟需要一定的高温条件，以便提高葡萄酒的品质[40]，但是长期高温、强光会改变所酿葡萄酒的香气品质[41]。研究表明，冷凉环境更利于香气物质的产生[42]，曝光度较高的架式所酿葡萄酒中酯类物质含量显著低于具有遮阴效果的葡萄架式[43]，本试验中两种叶幕类型下果实所酿葡萄酒主成分不同，棚架葡萄酒的酯类、醇类化合物的种类和含量均高于篱架葡萄酒结果与其一致，这可能是因为棚架叶幕为葡萄提供的微环境更为适宜，从而为香气物质的形成提供了更多的物质基础；也有可能是由于棚架下果穗周围环境的温度较低，不利于挥发性物质的扩散[44]。

4 结论

本实验测定水平叶幕和直立叶幕对葡萄酒品质的影响。结果表明，棚架葡萄酒与篱架葡萄酒可滴定酸含量无显著差异（P＞0.05），但棚架葡萄酒的pH值比篱架葡萄酒高0.02，葡萄酒色度提高44.12%，总酚、抗坏血酸含量分别提高18.65%、14.64%，抗氧化能力（铁还原/抗氧化能力分析法）分别提高43.76%、17.39%。同时，棚架葡萄酒香气物质种类比篱架葡萄酒多7种，酯类、醇类物质含量分别是篱架的3.06倍、1.36倍，其中，正己醇、辛酸乙酯、苯乙醇含量达到2.08倍、2.26倍、1.93倍，乙酸异丁酯、丙醇、乙酸异戊酯含量也分别高69.80%、41.87%、60.57%。棚架水平叶幕可提高葡萄酒次生代谢物质含量，增加葡萄酒色调饱和度，增强葡萄酒稳定性，提升葡萄酒风味，改善葡萄酒品质。