天山北麓产区4个葡萄品种酿酒品质探究

魏巍，卢浩成，贾倩倩，陈武，李树德，何非*

（1. 中国农业大学食品科学与营养工程学院/葡萄与葡萄酒研究中心/农业农村部葡萄酒加工重点实验室，北京 100083；2. 新疆中信国安葡萄酒业有限公司，新疆玛纳斯 832200）

葡萄酒的品质主要由色泽、香气和滋味等部分组成，在气候、品种、栽培措施、发酵工艺等诸多因素的交互作用下形成了各自独特的风格[1]，而优良的品种只有在适宜的环境中才能表现出自身优秀的品种特性。我国天山北麓产区位于欧亚大陆腹地，在葡萄生长季节降雨量低且光照充足，有利于葡萄中风味物质的形成和积累[2]，但其广泛种植的葡萄品种较为单一，主要为‘赤霞珠’，近年来该产区一直致力于引进、示范与推广适应于当地种植、酿造的优质酿酒葡萄品种。

‘马瑟兰’（Marselan）原产于法国[3]，属欧亚种，成熟期较晚，品质优秀，酿造的葡萄酒颜色深、果香浓、口感柔和且细腻[4]；‘紫大夫’（Dornfelder）又被称为‘丹菲特’，欧亚种，原产自德国，生长势较强，产量高，为早熟品种[5]，该品种葡萄酒颜色为深红色，主要香气类型为红色浆果香、黑色浆果香以及果酱和酸枣味等[6-7]，是德国第二大主栽红葡萄品种；‘丹魄’（Tempranillo），欧亚种，早熟、皮厚，果实颜色比较深，原产于西班牙，是当地种植最为广泛的红色葡萄品种之一，非常适宜于在冷凉地区种植，该品种葡萄酒酒体呈宝石红色，饱满且浑厚[8]；‘蒙特布查诺’（Montepulciano），欧亚种，属于晚熟品种，生长势较强且产量高，原产于意大利，是阿布鲁佐蒙特布查诺产区（Montepulciano d' Abruzzo）最重要的品种，该品种葡萄酒呈深紫色或者深宝石红色，单宁较强，在调配酒的生产过程中可为葡萄酒的颜色及口感的改良做出贡献[9]。

葡萄酒中酚类物质主要来自于果皮、种子和果梗，以果皮中的含量最高，其种类包括花色苷、黄酮醇、黄烷醇、酚酸等，由于其特殊的结构与性质，酚类物质对酒的色泽、风味和口感起到重要作用，是评价葡萄酒品质的常用参数[10]。花色苷是一类水溶性色素，且由于B环羟基或甲氧基取代基团的数量和位置而呈现出不同的色调[11]，从而影响葡萄酒的颜色；黄酮醇是一类重要的类黄酮物质，Boulton等的研究表明，在红葡萄酒中，黄酮醇可以和花色苷结合形成辅色素，使酒体颜色更加稳定[12]；黄烷醇是一类具有C3-C6-C3骨架结构的物质，在葡萄的发酵过程中，此类物质逐渐浸出，不但具有辅色作用，而且作为酒中重要的苦味及涩味物质，构成葡萄酒的基本骨架[13]；酚酸是葡萄酒中最主要的非类黄酮物质，部分具有抗氧化性，如咖啡酸等，有助于葡萄酒颜色的稳定[14]。葡萄酒中酚类物质的组成和含量与酿酒葡萄果实息息相关[15]，不同品种的葡萄酒中酚类物质均有所差异，而同一个品种的酿酒葡萄中酚类物质在不同的风土作用下又呈现出不同的特点[16]。

中信国安葡萄酒业有限公司于2013年引入上述4个酿酒葡萄品种，经过连续多年的栽培种植，其生物学性状表现良好且稳定。本试验对4个品种酿酒葡萄进行发酵，对基本理化指标及酚类物质进行测定，以期探究适合于该产区的优良品种，为当地葡萄及葡萄酒产业的生产发展提供一定的理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

‘马瑟兰’‘紫大夫’‘丹魄’及‘蒙特布查诺’4个品种的葡萄成熟果实均于2018年9月采收自新疆昌吉州玛纳斯县中信国安葡萄酒业有限公司自建基地资源圃（44°14′15″N，86°14′54″E）。其中‘马瑟兰’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，‘蒙特布查诺’于9月19日采收。采收时均由经验丰富的酿酒师通过感官品评的方式对果肉的香气成熟度、果皮成熟度和果肉成熟度进行判断[17]，观察并品尝果实及种子。当种子呈褐色，口感与香气均达到平衡后决定采收，进行小罐酿造试验。该葡萄园植株行向为北偏东52°，株距为1 m，行距为2.8 m，整形方式为改良后的VSP形[18]，自根苗，树龄为6年，结果带距地面60 cm。

氢氧化钠、酚酞、无水硫酸铜、磷酸、次甲基蓝（均为分析纯）购自北京化工公司；甲醇、甲酸、乙腈试剂（均为色谱纯），二甲花翠素-3-O-葡萄糖、儿茶素、表儿茶素、表没食子酸儿茶素、表儿茶素没食子酯等酚类物质标准品购自Sigma-Aldrich公司。

1.2 仪器与设备

FA2004电子分析天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；PAL-1手持糖度计，日本Atago公司；PB-10 pH计，德国Sartorius公司；TDL-5-A低温离心机，上海飞鸽仪器有限公司；SG3200HBT超声波清洗机，上海冠特超声仪器有限公司；T6紫外分光光度计，上海普析通用仪器公司；Agilent 1200 系列LC/MSD Trap-VL高效液相色谱-三重串联四级杆质谱联用仪，美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 小罐发酵试验

2018年的采收期对4个品种进行人工采收，每个品种采样30 kg（每个生物学重复10 kg），人工除梗破碎后入罐（容积为10 L，入罐至7～8 L左右），同时加入40 mg/L H2SO3和20 mg/L果胶酶（Optivin, Australia），24 h后添加活化好的Lalvin D254酵母。用干净纱布盖住发酵罐口，早晚进行两次压帽、搅匀，并测定其比重和温度。酒精发酵结束后进行皮渣分离，将自流汁及压榨汁移至6 L密闭玻璃容器，添加乳酸菌进行苹果酸-乳酸发酵，水封隔绝氧气。苹果酸-乳酸发酵结束后加入60 mg/L H2SO3溶液并装瓶，置于酒窖中待测。

1.3.2 发酵过程基本理化指标的检测

入罐破碎后取果汁以及发酵过程中所取酒样均用于基本理化指标的检测，其中可溶性固形物含量使用手持折光仪测定，其他指标如酒精度、残糖、总酸、挥发酸、SO2、pH等均参照GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[19]进行测定。

葡萄酒的色值按照国际葡萄与葡萄酒组织（OIV）推荐的CIELAB法进行测定，以蒸馏水作为参比，取离心后的葡萄酒经0.22 μm滤膜进行过滤，使用紫外分光光度计分别于波长440、530、600 nm处测定吸光值并计算L*、a*和b*值[20]。

1.3.3 酚类物质的测定

葡萄酒中花色苷的检测采用美国安捷伦1200系列高效液相色谱仪，配备6410三重串联四级杆质谱仪（QqQ）。所用色谱柱为安捷伦Poroshell 120 EC-C18色谱柱（150 mm×2.1 mm, 2.7 μm）。样品测定前需经过0.22 μm水系滤膜过滤，进样量为5 μL。洗脱采用的流动相为：含0.1%的甲酸水溶液为A相，含0.1%甲酸的50/50的甲醇乙腈溶液为B相。洗脱程序为10%到100%的B相持续15 min，后运行程序5 min。流速为0.4 mL/min。柱温箱温度控制在55 ℃。质谱采用ESI离子源，正离子模式，喷雾电压为4 kV，离子源温度为150 ℃，干燥气温度为350 ℃，流量为12 L/h，雾化器压力为35 psi。检测器为多反应监测模式（MRM）。非花色苷酚类物质的检测所采用的液相系统和质谱系统与花色苷的检测相同，梯度洗脱程序为：0～28 min，10%～46% B；28～29 min，46%～10% B。运行程序5 min，流速：0.4 mL/min；进样量：1 μL。离子源参数除了采取负离子模式外其余参数均与花色苷的检测方式相同。

各酚类物质的定性依据为本实验室建立的酚类物质母离子库和经过碰撞诱导裂解（CID）产生的离子库谱[21]，并结合保留时间进行比对。各花色苷及其衍生物含量均以二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷单体的含量计算，而各非花色苷酚类物质及其衍生物含量均以各标准品所绘制的标准曲线参考计算。

1.3.4 感官品评

感官品评由21名葡萄酒专业人员组成的品评小组进行，依据《中国葡萄酒品评标准》[22]对葡萄酒的外观、香气、滋味、整体指标进行打分。

1.4 数据处理及统计分析

采用Microsoft Excel 2016软件处理，平均值、标准偏差、标准曲线；采用SPSS 22.0进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 4个品种葡萄酒发酵特性分析

在葡萄酒的酿造过程中，监测其发酵进程。由图1可知，‘马瑟兰’从第2天开始启动酒精发酵，其余3个品种从第1天便启动发酵。由于微生物发酵产生热量，通过温度变化曲线可知，在第3天所有品种发酵均达到高峰。随着酒精浓度的增加，果汁发酵速率降低，‘蒙特布查诺’最先完成酒精发酵过程，随后‘丹魄’‘马瑟兰’和‘紫大夫’相继完成。第6天时，各个品种的比重下降速率趋于0；当到达第7天时，酒精发酵全部结束。随后分离皮渣，进入苹果酸-乳酸发酵阶段。由于该地区秋冬季节温度较低，所以苹果酸-乳酸发酵时间较长，在11月底完成发酵后进行装瓶。

2.2 发酵过程中基本理化指标的分析

在葡萄酒的酿造过程中，对葡萄原料（葡萄汁）、酒精发酵结束、苹果酸-乳酸发酵结束3个关键点进行取样，检测分析其基本理化指标，结果见表1。从表1看出，葡萄入罐时‘马瑟兰’与‘丹魄’的可溶性固形物含量相近，显著高于‘紫大夫’及‘蒙特布查诺’。可滴定酸含量‘蒙特布查诺’最高，为9.19±0.12 g/L；‘马瑟兰’次之，为 6.38±0.12 g/L；‘丹魄’‘紫大夫’相对较低，均低于5 g/L。酒精发酵结束时，‘紫大夫’与‘丹魄’总酸略有增加，另外2个品种葡萄酒中总酸降低。当苹果酸-乳酸发酵结束时，所有品种葡萄酒中总酸都在乳酸菌的作用下降低，pH在整个过程中始终处于增加趋势。通过对成品酒CIELAB的测定得出，‘紫大夫’的L*值最小，所以它的明亮度最暗，颜色最深，a*与b*显著高于其他3个品种，红色色调较高，颜色鲜艳，饱和度较高，但同时黄色色调也高于其他3个品种。而‘丹魄’的L*值最高，明亮度较高，颜色较浅。另外‘马瑟兰’的红色色调要高于‘蒙特布查诺’，其颜色品质优于后者。

2.3 4个品种葡萄酒中酚类物质的分析

2.3.1 花色苷类物质的分析

花色苷是葡萄酒中极其重要的水溶性呈色多酚类物质，它的种类及含量对葡萄酒的颜色、风味、口感及营养价值起到非常重要的作用[23]。在4个品种的葡萄酒中均检测出15种单体花色苷物质（表2），不同品种葡萄酒所检测出的单体花色苷种类相同，但含量相差较大。‘紫大夫’中单体花色苷总量显著高于（Duncan,P＜0.05）其他3个品种，所以解释了该品种具有较好的颜色品质[24]，它在与其他品种的葡萄混酿或者在葡萄酒的调配过程中具有增色潜力；而‘丹魄’中单体花色苷总量最低，其颜色最浅，颜色指标得分明显低于其他3个品种，葡萄酒中的花色苷主要由葡萄果皮经过浸渍得到，而该结果与邢婷婷等在葡萄果实中的研究结果相似[25]。但是‘蒙特布查诺’中单体花色苷含量虽然高于‘马瑟兰’，但其a*值却低于后者；通过对各类花色苷进行分类分析（表3）可知，‘马瑟兰’中二甲花色素类物质含量占比高达96.84%；葛谦等的研究表明，a*与二甲花翠素类物质的含量呈极显著正相关（P＜0.01），葡萄酒体颜色红色色调与其有着密切联系[26]，进而从花色苷方面对‘马瑟兰’的a*值高于‘蒙特布查诺’做出解释。

表1 发酵过程中酒样的基本理化指标Table 1 Basic physicochemical indicators of wine in the fermentation process

表3 4个品种葡萄酒中不同类型单体花色苷比例Table 3 Ratios of different kinds of anthocyanins in four kinds of wines/%

2.3.2 非花色苷酚类物质的分析

非花色苷酚类物质可作为辅色因子参与花色苷产生分子间的辅色作用，使得花色苷的显色作用加强[27]，还可以对红葡萄酒的口感产生一定影响。4个品种的葡萄酒中非花色苷酚类物质的检测结果如图2所示，‘马瑟兰’葡萄酒样中非花色苷酚类物质含量最高，高达248.24±5.25 mg/L；而‘丹魄’中含量最低，仅为114±1.92 mg/L。在样品中共检测到的黄酮醇类物质，根据B环取代基的不同，可以分为槲皮素类、杨梅酮类以及山萘酚类三类。由图3可知，槲皮素类物质约为46%～70%，4个品种葡萄酒中该物质含量由高到低为：紫大夫＞蒙特布查诺＞马瑟兰＞丹魄，它是有效的辅色素类物质，有研究表明可与花色苷形成稳定性较高的色素复合体，并产生红移现象[28]。另外，还检测到9种酚酸类物质，此类物质的辅色作用略次于黄酮醇类物质[29]。由表4可知，羟基苯甲酸类物质的含量由高到低为：紫大夫＞丹魄＞马瑟兰＞蒙特布查诺，它们作为一类潜在的辅色因子，对花色苷起到良好的保护作用。而咖啡酸是红酒中最主要的一种羟基肉桂酸，‘蒙特布查诺’中咖啡酸的含量显著高于其他3个品种，该物质同样具有一定的辅色作用，但是作用效果较弱[30]。同时，在检测过程中共发现儿茶素、表儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、表棓儿茶素、原花色素二聚体B1以及原花色素二聚体B2等6种黄烷醇类物质。在非花色苷酚类物质中，此类物质的辅色化作用相对较弱，但是对葡萄酒的口感具有一定影响。检测结果如表5所示，‘马瑟兰’中黄烷醇类物质含量为120.99±4.33 mg/L，显著高于‘蒙特布查诺’‘紫大夫’和‘丹魄’。其中‘马瑟兰’中表儿茶素含量最高， Lambert等[31]研究表明，它能够与花色苷分子形成“π-π”堆叠，产生良好的辅色化作用效果；另有研究表明，表儿茶素参与原花色素的断裂和形成，有利于形成寡聚的原花色素，延缓原花色素的聚沉，保持葡萄酒的收敛感[32]，所以‘马瑟兰’与‘蒙特布查诺’具有更高的红色色调。

表4 4个品种葡萄酒中酚酸类物质含量Table 4 Phenolic acids content in the four kinds of wines/(mg/L)

2.4 4个品种葡萄酒的感官分析

通过对4个品种的葡萄酒进行感官品评可知，‘马瑟兰’呈红宝石色，果香浓郁，具有荔枝和青椒的香气，口感柔和，单宁细腻，余味中长；‘紫大夫’呈深紫红色，香气优雅，具有樱桃、草莓等红色浆果香及淡淡花香，口感丝滑，单宁较弱，余味中长；‘丹魄’颜色呈红色带有黄色色调，果香偏弱，酒体口感平顺，余味较短；‘蒙特布查诺’呈浅宝石红色，果香浓郁复杂，具有樱桃香及花香，酒体平衡。

感官品评数据如表6所示，将其进行分析可得，‘紫大夫’总得分高于其他3个品种，在外观一项得分较高，这与该品种具有较高的花色苷含量密不可分，且香气表现良好；‘蒙特布查诺’在香气上获得较高分数，具有浓郁的果香、花香等令人愉悦的气味，Sagratini等[33]研究表明，该品种葡萄酒中主要的酯类为己酸乙酯、癸酸乙酯和辛酸乙酯等可以带来愉悦气味的物质；‘马瑟兰’的总分略高于‘蒙特布查诺’，主要在香气方面优于后者；而‘丹魄’在各个项目的品评中都不及其他3个品种的葡萄酒，在天山北麓产区‘丹魄’的表现并不符合其品种特点，可能由于它较适应于冷凉地区栽培，而新疆地区在葡萄成熟期多炎热所致。

表5 4个品种葡萄酒中黄烷醇类物质含量Table 5 Flavaon-3-ols content in the four kinds of wines/(mg/L)

表6 4个品种葡萄酒感官品评得分Table 6 Sensory taste scores of the four kinds of wines

3 结论

通过对天山北麓产区新疆中信国安葡萄酒业公司引进的‘马瑟兰’‘紫大夫’‘丹魄’和‘蒙特布查诺’4个品种的酿酒品质进行探究，试验中使用高效液相色谱-三重串联四级杆质谱联用仪（HPLC-QqQ-MS/MS）对葡萄酒的酚类物质进行检测和分析，并通过感官品尝对葡萄酒进行品评。结果表明，‘紫大夫’的总花色苷相对含量最高，酚类物质轮廓最为丰富，葡萄酒颜色呈深紫红色，果香浓郁，在天山北麓地区栽培酿造可对该产区葡萄酒的颜色改良发挥作用，比较适宜于在该产区种植；‘马瑟兰’的非花色苷酚类物质含量最高，且具有良好的感官评价，所以在该产区具有发展成为优质酿酒葡萄品种的潜力；而‘蒙特布查诺’的酚类轮廓较丰富，但L*值较高，颜色较浅，外观品质表现一般；‘丹魄’所酿造的葡萄酒单体花色苷含量较低，颜色浅且带有黄色色调，果香较弱，回味较短。所以这两个品种是否适宜于该地区干红葡萄酒的酿造仍需进一步的深入探究。