四个圆叶葡萄品种果实品质及主要营养组分的分析比较

任家勤，黄桔，沈妍秋，梁东，夏惠

(四川农业大学 园艺学院，四川 成都，611130)

世界上大多数葡萄品种来源于葡萄科(Vitaceae)葡萄属(VitisL.)真葡萄亚属(Euvitis)的欧洲葡萄(V.vinifera)、美洲种(V.Labrusca)或欧美杂交等。圆叶葡萄(VitisrotundifoliaMichx)在分类学上归为另一个亚属——圆叶葡萄亚属(MuscadiniaPlanch)。圆叶葡萄起源于美国东南部，是当地的主栽葡萄，栽培历史超过400年，目前已培育出100多个品种[1]。与广泛栽培的真葡萄亚属品种不同，圆叶葡萄的染色体数目更多(n=40)，而真葡萄染色体数为n=38[2]。圆叶葡萄果实具有独特的香气，既可鲜食，又可加工成果汁、果脯、果酱等，其浓郁的香气使酿制的葡萄酒风味独特，产品价值高[3]。圆叶葡萄果皮呈现出绿色、铜色、红色、黑色等，表面还带有特殊的金属光泽。此外，圆叶葡萄还具有优良的抗病虫能力，是世界公认抗病性最强的葡萄[4]，对霜霉病、炭疽病、根瘤蚜、剑形根结线虫等多种病虫害具有高抗性，甚至免疫性[5]。

国内对于圆叶葡萄的研究较少，大多集中于各地区圆叶葡萄的引种表现[6-7]，浆果挥发性成分的研究[8]，以及种子发育过程中多酚积累特性[9]，但鲜有对不同品种品质特性尤其是有机酸和多酚的研究。课题组于2015年从广西省农科院引进5个圆叶葡萄品种在四川成都地区试种，其中4个品种‘Noble’、‘Alachua’、‘Carlos’和‘GV’对四川平原地区的湿热气候条件表现出较强的适应性，长势良好[10]，并于2017年开花结果。本试验对引种的4个圆叶葡萄品种进行果实品质、有机酸和多酚类物质含量进行比较分析，旨在筛选出高营养价值的品种，为四川地区葡萄品种选优、加工利用以及良种繁育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料试剂及仪器

试验材料：2015年引进的4个圆叶葡萄品种‘Noble’、‘Alachua’、‘Carlos’和‘GV’的果实。果实均采自四川农业大学成都校区避雨葡萄园3年生葡萄树，棚宽6 m，高1.8 m，架式采用单干双臂式。于2018年8～9月果实成熟期，采集TSS>14%的成熟果实。每个品种采集大小一致的成熟果30～50粒，立即带回实验室，将果皮、果肉和种子分离，液氮速冻后保存于-80 ℃冷藏箱中备用。

试剂：原儿茶酸、绿原酸、表儿茶素、咖啡酸、对香豆酸、槲皮苷、香草酸、阿魏酸、对羟基苯甲酸(HLPC≥98%)，北京索莱宝科技有限公司；甲醇、甲酸为色谱纯；水为Millipore超纯水。

仪器设备：高效液相色谱仪(Agilent 1260)，配置DAD检测器和紫外检测器，Agilent；色谱柱：C18(250 mm×4.6 mm，5 μm)，Comatex；FB15060超声波清洗器，Fisher Scientific；SORVALL ST16R高速冷冻离心机,Thermo Fisher； BSA224S电子天平,赛多利斯公司；Milli-Q Integral 10超纯水仪,Millipore。

1.2 测定果实品质基础指标

横纵径用游标卡尺测定；电子天平(0.01 g)称量果实的单果重；室温下用PAL-1型手持袖珍折射仪测果实的TSS含量；可滴定酸含量采用NaOH滴定法测定，以酒石酸含量计；果形指数=纵径/横径；固酸比为TSS含量和可滴定酸含量的比值。

1.3 酚类物质含量测定

酚类物质提取：分别称取果皮0.3 g、果肉0.5 g、种子0.2 g，加2 mL提取液研磨。提取液为V(甲醇)∶V(甲酸)∶V(无水乙醇)=70∶ 2∶ 28。研磨后转移到离心管中，再加2 mL提取液冲洗研钵，转入离心管，定容至5 mL。超声浸提30 min，10 000×g离心10 min，取上清液用0.45 μm的滤膜过滤后待用。

总酚(total phenolic content, TPC)、总黄酮(total flavones of choeropondias, TFC)和总黄烷醇(total flavones alkane content, TFAC)的含量测定参考汪晓谦[11]的方法，TPC用没食子酸当量表示，即mgGAE/g，TFC用芦丁当量表示，即mgRE/g，TFAC用儿茶素当量表示，即mgCE/g表示。单宁的测定参考王哲等[12]的方法，以儿茶素当量表示，即mgCE/g表示。

黄酮醇的测定：取100 μL提取液与100 μL AlCl3(0.3 mol/L)、300 μL乙酸钠(1.64 g NaAc用蒸馏水定容至100 mL)混匀，25 ℃存放2.5 h，440 nm下测定吸光度，以槲皮素为标准，即mgRE/g。

1.4 测定有机酸含量

有机酸提取参考高金娃等[13]的方法，有所改动。取葡萄果肉0.5 g，超纯水冰浴研磨，定容至3 mL，混匀，静置过夜或超声30 min，10 000×g离心10 min，0.45 μm过滤，备用。采用HPLC法测定有机酸含量，条件为：3%甲醇水溶液(用磷酸调pH至2.6)作为流动相,柱温设定为25 ℃，进样量设为10 μL，流速设为0.8 mL/min，检测波长为210 nm。

1.5 HPLC法测定单体酚含量

提取方法参考朱叶梅等[14]的方法：称取样品2 g，加3 mL提取液研磨，提取液为体积分数70%甲醇溶液(含体积分数2%的甲酸)。研磨液在30 ℃下超声30 min，以充分提取。10 000×g离心10 min，上清液用0.45 μm膜过滤后上机。采用HPLC法测定单体酚含量，使用高效液相色谱仪，配置二极管检测器：色谱柱为Comatex C18(250 mm×4.6 mm，5 μm)。流动相A为体积分数2%乙酸溶液；流动相B为体积分数50%乙腈溶液(含体积分数0.5%乙酸)；梯度洗脱程序如下：0～50 min，流动相A为90%～55%；50～60 min，流动相A为55%～0；60～65 min，流动相A为0～90%；分别在260、270、280、320、330、360 nm波长下进行检测；柱温设定为30 ℃；进样量设为20 μL；流速设为1 mL/min。

1.6 数据处理与分析

所有实验均设3次生物学重复，数据以平均数±标准差表示，利用Excel 2010进行数据基本处理，用SPSS 19.0进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 外观性状比较

4个圆叶葡萄品种果实外观形态差异明显(图1)，其中‘GV’和‘Carlos’果皮呈古铜绿色，果粒较大，单粒质量>5 g，近圆形；‘Alachua’和‘Noble’果皮呈紫黑色，果粒偏小，单粒质量仅2.2～3.5 g，近圆形(表1)。

图1 四个圆叶葡萄品种成熟果实Fig.1 Images of four muscadine grape cultivars

表1 圆叶葡萄外观性状Table 1 Appearances of different muscadine grapecultivars

2.2 圆叶葡萄基本理化性质比较

由表2可以看出，4个品种果实TSS含量差异显著，范围在15%～18%(质量分数，下同)；可滴定酸含量在0.36%～0.52%，‘Alachua’的含量最高为0.52%，而‘Noble’的含量最低，为0.36%。‘GV’的固酸比最高，而‘Alachua’最低。

表2 圆叶葡萄基本理化性质Table 2 Physicochemical properties of differentmuscadine grape cultivars

2.3 圆叶葡萄有机酸含量的比较分析

有机酸组成和含量是决定果实风味和品质的重要因素之一[15]。柠檬酸和苹果酸广泛存在于水果中，而酒石酸是葡萄中的特征酸[16]。本研究利用HPLC检测了圆叶葡萄果肉中7种有机酸含量，由图2可知，酒石酸、苹果酸是圆叶葡萄果实中的主要有机酸，其中紫色品种中的2种有机酸占总有机酸含量的90%左右，绿色品种这2种酸占总有机酸质量分数的75%左右。琥珀酸和柠檬酸含量相对突出，而奎宁酸、马来酸和富马酸含量极低。果肉中酒石酸的质量分数范围是3.98～8.17 mg/g，紫色品种酒石酸含量均为绿色品种含量的2倍。苹果酸和柠檬酸的含量差异均不显著，其中苹果酸质量分数范围是1.17～1.22 mg/g。‘Carlos’的琥珀酸含量最高，为1.17 mg/g，而‘Noble’含量最低，为0.28 mg/g，绿色品种的含量均高于紫色品种。而奎宁酸、马来酸和富马酸质量分数均在0.007 mg/g以下，‘GV’的马来酸含量最高，为0.006 7 mg/g。

图2 圆叶葡萄有机酸含量Fig.2 Organic acids content in muscadine grape cultivars注：不同小写字母代表差异显著，P<0.05(下同)

有机酸的含量对葡萄酒的味感、稳定性的形成和陈酿特性具有重要作用。果肉中所测定的7种有机酸在有机酸总量中所占比例表现为：酒石酸>苹果酸>琥珀酸>柠檬酸>马来酸>奎宁酸>富马酸。‘Noble’中2个主要的有机酸酒石酸和苹果酸含量最高，但琥珀酸含量最低；‘GV’的柠檬酸和马来酸含量最高，但酒石酸、苹果酸和富马酸含量最低。本研究中的2个果皮颜色相同的品种有机酸总量相近，且紫色品种的有机酸总量大于绿色品种。

2.4 不同葡萄品种中酚类物质含量比较

葡萄中酚类物质主要由黄酮类化合物、花色苷、酚酸和单宁组成，是重要的次生代谢产物。大量研究证明，酚类物质具有清除自由基、抗脂化氧化、延缓衰老和抗癌等生理功能[17-18]。本试验分别测定了4个圆叶葡萄果皮、果肉和籽中酚类物质含量。不同果实组织中酚类物质含量为葡萄籽>果皮>果肉。

如表3所示，果皮中，4个圆叶葡萄总酚质量分数在0.86～3.35 mg/g，含量由高到低依次：‘Noble’>‘Alachua’>‘GV’>‘Carlos’。说明紫色品种总酚含量明显高于绿色品种。4个品种总黄烷醇含量差异显著，‘Carlos’最高，‘Noble’最低。总黄酮的含量范围为0.78～2.17 mg/g，其中‘Noble’总黄酮含量与‘Carlos’差异显著，‘Alachua’和‘GV’差异极显著。4个品种之间黄酮醇含量差异显著，含量由高到低依次：‘Noble’>‘Carlos’>‘Alachua’>‘GV’，绿色品种的总黄酮含量大于紫色品种。单宁质量分数的范围是0.46～3.90 mg/g，其中‘Noble’最高。

果肉中，紫色品种的总酚含量高于绿色品种，其中‘Alachua’显著高于其他3个品种。紫色品种中的‘Alachua’和‘Noble’的总黄酮和黄酮醇含量均大于绿色品种‘GV’和‘Carlos’，并且‘Alachua’的含量最高，而‘GV’的含量最低。‘Alachua’与‘Noble’和‘GV’之间单宁含量差异不显著，其中‘Noble’的含量最高，与‘GV’含量差异显著，‘Noble’的含量是‘GV’的1.63倍。

种子中，总酚质量分数在9.395～12.64 mg/g，高低依次为‘GV’>‘Alachua’>‘Noble’>‘Carlos’。‘Noble’和‘Carlos’之间的总黄烷醇含量差异不显著，其含量显著高于‘Alachua’，显著低于‘GV’。总黄酮的质量分数范围是26.06～70.96 mg/g，紫色品种高于绿色品种，其中‘Noble’含量最高，分别是‘GV’、‘Carlos’含量的2.72和1.68倍。‘Alachua’、‘Noble’和‘GV’种子中黄酮醇含量差异不显著，但显著高于‘Carlos’。种子中单宁质量分数范围是8.78～20.65 mg/g，含量高低依次为‘Alachua’>‘GV’>‘Noble’>‘Carlos’，‘Alachua’的含量是‘Carlos’的2.35倍。

果皮和种子中总酚占整个果实总酚质量分数的90%以上，这与酚类物质主要分布在叶片、种子和果皮中，果肉中含量很少[19-21]的结果一致。

表3 圆叶葡萄品种酚类物质含量Table 3 Phenolic substance content in 4 muscadine grapes

注：同一列不同小写字母表示差异显著(P=0.05)

2.5 圆叶葡萄果实单体酚种类和含量分析

葡萄中酚类物质种类繁多，结构复杂，利用HPLC检测了4种圆叶葡萄果皮和籽中单体酚类物质含量，结果见图3、图4。

图3 圆叶葡萄果皮中酚类物质含量Fig.3 Contents of individual phenolic compounds in muscadine grape skin

图4 圆叶葡萄籽中单体酚含量Fig.4 Contents of individual phenolic compounds in muscadine grape seed

果皮中各单体酚含量差异显著。其中阿魏酸含量最高，质量分数范围是3～13 mg/g，4个品种含量高低依次为是‘Carlos’>‘GV’>‘Noble’>‘Alachua’。紫色品种的阿魏酸含量显著低于绿色品种。咖啡酸的质量分数在0.5～3 mg/g，其中‘Alachua’、‘GV’和‘Carlos’含量相差不大，而‘Noble’的含量最低。2个紫色品种果皮的原儿茶酸含量高于2个绿色品种，‘Noble’质量分数最高为1.67 mg/g，是‘Carlos’的2.61倍。槲皮苷的含量范围是0.1～1.0 mg/g，‘Noble’含量明显高于其他3个品种。香草酸和表儿茶素的含量规律一致，均为‘Carlos’最高，‘Alachua’最低；香草酸的质量分数范围是0.3～2.2 mg/g，表儿茶素的质量分数范围是0.1～0.7 mg/g。绿原酸质量分数的范围是0.1～0.5 mg/g，‘Noble’含量最低，‘Alachua’、‘GV’、‘Carlos’含量分别是‘Noble’4.54、2.27、1.71倍。对香豆酸的质量分数范围是0.05～0.42 mg/g，含量高低次序为‘Carlos’>‘GV’>‘Alachua’>‘Noble’。‘Alachua’的对羟基苯甲酸含量最高，‘Carlos’含量最低。

从图4可见，圆叶葡萄种子中对羟基苯甲酸的质量分数范围是0.90～5.09 mg/g，‘GV’含量极显著的高于其他品种，‘Noble’和‘Carlos’含量最低，并且差异不显著。阿魏酸质量分数范围是2.49～4.61 mg/g，含量高低依次是‘Noble’、‘GV’、‘Alachua’、‘Carlos’。紫色品种中‘Noble’种子的咖啡酸质量分数最高为2.57 mg/g，是‘Alachua’的8.86倍，‘Noble’和‘Carlos’的含量差异不明显。紫色品种的绿原酸含量显著高于绿色品种，含量大小依次为‘Noble’>‘Alachua’>‘GV’>‘Carlos’，‘Noble’含量是‘Carlos’含量的32.42倍。‘Carlos’种子香草酸质量分数最高为2.83 mg/g，‘Alachua’质量分数最低为1.39 mg/g。种子中原儿茶酸的质量分数范围是0.44～2.46 mg/g，绿色品种原儿茶酸的含量高于紫色品种。表儿茶素的含量高低依次为‘Alachua’、‘GV’、‘Carlos’、‘Noble’。对香豆酸和槲皮苷的含量均为‘Noble’含量最高，‘Carlos’含量最低，而‘Alachua’和‘Carlos’差异不明显；对香豆酸的含量范围是0.20～0.97 mg/g，槲皮苷的质量分数范围是0.91～1.96 mg/g。

3 讨论

对从美国引进的4个圆叶葡萄品种的果实品质进行综合比较分析，绿色品种‘Carlos’和‘GV’的单果重和横纵径明显大于紫色品种‘Noble’和‘Alachua’，果实形状均偏圆形。从基本理化性质来看，可溶性固形物质量分数15%～18%，可滴定酸质量分数范围为0.35%～0.55%，固酸比通常用来评价葡萄果实风味及成熟程度，比值愈高，风味愈佳，固酸比值大小依次为 ‘GV’、‘Noble’、‘Carlos’、‘Alachua’，‘GV’更适宜鲜食。

本研究利用高效液相检测了圆叶葡萄果肉中7种有机酸含量，酒石酸、苹果酸是圆叶葡萄果实中的主要有机酸，其中紫色品种中2种有机酸占总有机酸质量分数的90%左右，绿色品种这2种有机酸占总有机酸质量分数的75%左右；琥珀酸和柠檬酸含量相对突出，而奎宁酸、马来酸和富马酸含量极低。酒石酸是葡萄酒酸味的主要来源，不仅参与了葡萄酒味感的平衡，还维持了葡萄酒的低pH值[22]，紫色品种‘Alachua’和‘Noble’ 酒石酸含量均为绿色品种‘GV’和‘Carlos’含量的2倍。琥珀酸是酒精发酵的一种副产物，能参与酒味的形成，而绿色品种的‘Carlos’和‘GV’琥珀酸含量高于紫色品种‘Alachua’和‘Noble’。‘Noble’中2个主要的有机酸酒石酸和苹果酸含量最高，但琥珀酸含量最低；‘GV’的柠檬酸和马来酸含量最高，但酒石酸、苹果酸和富马酸含量最低。研究中的2个果皮颜色相同的品种有机酸总量相近，且紫色品种的有机酸总量大于绿色品种。

4个圆叶葡萄品种酚类物质的种类含量差异显著，前人研究结果表明，葡萄果实中的多酚主要分布在果皮和种子中，果肉中含量较少[20-21]，与本试验结果一致。‘Noble’果皮中含量最高的是总酚、总黄酮、黄酮醇和单宁，其中总酚的质量分数范围是0.86～3.35 mg/g，单宁质量分数在0.46～3.90 mg/g之间。单宁是一类小分子结构复杂的多元酚类化合物，具有涩味和收敛性[23]，能使葡萄酒色泽更加鲜艳，在葡萄酒陈酿的过程中产生芬芳的香气。紫色品种的果皮中总酚、单宁和黄酮醇含量均高于绿色品种，与前人的研究结果一致[24]。‘Alachua’果肉中TPC、TFC和黄酮醇的含量均为最高，单宁含量较高，其中TFC的质量分数范围为0.11～0.82 mg/g。‘GV’种子中TPC、TFAC和黄酮醇的含量均为最高，而总黄酮含量最低。种子中TFC质量分数范围是26.06～70.97 mg/g。根据4个圆叶葡萄品种中果皮、果肉、种子酚类物质的特点，为满足不同加工特性需要的品种选择提供依据。圆叶葡萄果皮中较为突出的单体酚是阿魏酸，阿魏酸有抗氧化和美白的功效，在美容化妆品领域有较多的应用。而葡萄籽中各种单体酚含量差异显著，‘Noble’中的绿原酸含量突出，绿原酸的抗氧化能力强于咖啡酸、阿魏酸等。综合来看，紫色品种‘Noble’和‘Alachua’的综合指标要高于绿色品种‘Carlos’和‘GV’，其中以‘Noble’的指标含量更加突出，抗氧化活性更高。

4 结论

通过对4个圆叶葡萄品种的果实品质及有机酸、酚类物质和单体酚等营养物质含量进行测定和分析比较，揭示了它们的营养特点。绿色品种‘Carlos’和‘GV’的单粒重明显大于紫色品种‘Noble’和‘Alachua’；其中‘GV’和‘Noble’固酸较高，鲜食口感佳。酒石酸、苹果酸、琥珀酸和柠檬酸是圆叶葡萄果实中的主要有机酸，它们在紫色品种的总量大于绿色品种。4个圆叶葡萄品种酚类物质含量差异显著，‘Noble’果皮的总酚含量最高，‘Alachua’果肉中总酚含量最高，‘GV’种子中总酚含量最高。采用HPLC法测定了7种单体酚，果皮中阿魏酸、咖啡酸和香草酸的含量较为突出，并且绿色品种含量高于紫色品种；种子中，‘Alachua’和‘GV’的对羟基苯甲酸含量，‘Noble’的绿原酸含量突出。综合比较，紫色品种‘Noble’和‘Alachua’具有更高抗氧化活性和更佳的口感，适合鲜食推广。