陕西合阳地区红色酿酒葡萄果实品质研究

邢珂雪，王子熙，青佩，杨依童，李运奎,2

（1.西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西杨凌 712100；2.西北农林科技大学（合阳）葡萄试验示范站，陕西合阳 715301）

合阳县隶属陕西省渭南市。其地形呈阶梯形，自东南向西北逐渐升高，海拔342～1543.2 m，拥有河谷阶地、黄土台塬和低中山等地貌，全县18.2%面积为沟壑，65.6%为塬面，适合农林经济作物种植[1]。合阳县地处暖温带半干旱气候区，年平均日照时数2468.9 h，年平均气温11.8 ℃，年降水量533.4 mm，昼夜温差大，无霜期长，适宜葡萄生产[1-4]。

合阳县以鲜食葡萄生产为主，面积最大的品种为‘红地球’。自1998年以来，葡萄产业给当地的农业现代化注入了新活力，现已成为合阳地区的支柱产业之一[3]。但当前合阳地区的葡萄产业依然面临品种单一、产品附加值低等问题，而酿酒葡萄的种植和深加工提供了新的思路。前期的气候区划研究表明，合阳地区适合种植中晚熟的酿酒葡萄品种，是酿酒葡萄优良种植区[2,4]。近年来陆续开展了多个酿酒葡萄品种的适应性和酿酒特性研究。南立军等[5-8]开展了栽培架势对‘爱格丽’葡萄生理代谢及酿酒特性的影响研究，结果表明爬地龙架势有利于葡萄品质的提升和产量的稳定。崔长伟等[9-10]调查了‘北冰红’在合阳地区引种表现，认为其抗逆性、浆果成熟特性及酿酒特性良好[11]。束廷廷等[12]对酿酒葡萄‘媚丽’的调查发现，叶片、果实感染病菌率较低、果实成熟情况良好、果皮花色苷和单宁等成分含量较高，表明‘媚丽’较适合在合阳地区种植。张红娟[13]研究发现，合阳种植的酿酒葡萄成熟度好，真菌病害轻，‘赤霞珠’‘马瑟兰’葡萄综合表现较好。侯国山等[14]调查了10个酿酒葡萄品种在合阳地区的表现，发现‘赤霞珠’‘品丽珠’‘黑比诺’‘马瑟兰’‘爱格丽’‘小芒森’和‘贵人香’等品种表现出良好的成熟特性和栽培品质。

尽管在合阳地区开展的品种适应性和酿酒特性等调查已基本论证了该地区的适栽品种，但还需要对这些品种进行持续和深入的观测。果实品质对葡萄酒质量起着举足轻重的作用，为了掌握葡萄原料状况，科学地确定葡萄浆果的成熟和采收时间，并时刻监控浆果的感病和卫生状况，从而制定出最佳的酿酒工艺。鉴于此，本文依托西北农林科技大学（合阳）葡萄试验示范站，选取‘赤霞珠’‘品丽珠’‘美乐’‘黑比诺’和‘马瑟兰’5个红色酿酒葡萄品种，进行葡萄成熟特性、浆果品质及病虫害调查，阐释气象因素等对葡萄浆果成熟的影响和原料特性，进而更好确定采收时间及最佳酿造工艺。研究结果将为合阳地区酿酒葡萄种植和推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

供试品种‘赤霞珠’‘品丽珠’‘美乐’‘黑比诺’和‘马瑟兰’，2010年定植于西北农林科技大学（合阳）葡萄试验示范站。均采用单篱架架势、爬地龙整形方式[5]，株行距1 m×2.5 m。其他田间管理措施同常规。

盐酸、氢氧化钠、硫酸铜（CuSO4·5H2O）、酒石酸钾钠（C4H4KNaO6·4H2O）、浓硫酸、葡萄糖、次甲基蓝、邻苯二甲酸氢钾、福林酚、乙醇、甲醇、碳酸钠、单宁酸、五倍子酸、磷酸、酚酞、磷酸氢二钠等购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

主要仪器：电子天平，分析天平，干燥器、烘箱、电炉、手持糖量计、分光光度计、离心机、pH计等。

1.3 方法

1.3.1 果实成熟度监测

葡萄进入转色期后，从8月3日至9月4日，每隔4 d于供试葡萄园中取样，按照文献方法[14]，对还原糖和总酸进行分析测定并计算成熟系数。

取样方法：每个品种随机抽取5行，每行随机抽取2株长势相对均一、健康的葡萄树，用红绳标记，并在葡萄树不同部位选择1～3穗果进行标记，作为采样的材料。采样时，每穗果分前、中、后部位，阴面和阳面采6粒葡萄浆果。采样后立即压榨取汁，检测还原糖和总酸含量，重复3次。

1.3.2 成熟浆果理化指标分析

葡萄采收时，每个品种随机采50粒果，分析以下指标：还原糖（以葡萄糖计）、总酸（以酒石酸计）、可溶性固形物、总酚、单宁、总花色素苷。

基本理化指标的测定及分析方法参照文献[14]。使用斐林试剂热滴定法测定还原糖（以葡萄糖计），NaOH 滴定法测定总酸（以酒石酸计）；用手持测糖仪测定可溶性固形物。

总酚、单宁、总花色素苷的测定与分析：

（1）样品的提取：参照文献方法[15]。-25 ℃条件下冷冻葡萄50粒，立即剥取葡萄皮，液氮冷冻粉碎成粉末装于培养皿中，在冻干机中冻干24 h，取出装于自封袋中，存于-25 ℃冰箱中。提取时称取1.00 g干粉于50 mL离心管中，加入20 mL盐酸甲醇溶液（60%甲醇，0.1%盐酸）料液比1:20，设置水温30 ℃，功率40 W，在超声提取器中提取30 min，接着在4 ℃、10 000 r/m下离心10 min，收集上清液于丝口瓶中。然后在沉淀物中加入20 mL盐酸甲醇重复以上提取步骤2次，合并3次所有上清液摇匀并储存于-25 ℃冰箱中。以上操作均为避光操作。

（2）采用福林-肖卡法（765 nm）测定总酚[16]，采用甲基纤维素沉淀法（280 nm）测定总单宁[17]，采用pH示差法（520 nm、700 nm）测定总花色素苷[18]。

1.3.3 成熟浆果果穗物理结构分析

当浆果达到生理成熟时进行果穗结构分析。从供试植株的上、中、下不同部位采集10～15穗果进行分析[14]。检测项目包括：穗质量、果梗、果梗率、浆果、葡萄汁、出汁率、种子、皮渣中种子含量、果穗尺寸、粒质量、果皮厚度、果穗紧密度。

1.3.4 成熟浆果病害调查

在每个品种葡萄种植区选取非边缘的5行，每行随机选取非边缘的2株植株，标记。在发病初期、盛期和末期调查各个小区叶片、果粒病害，记录病害类型，记录防治方法。果实病害：每株树取5穗果，每小区共抽样50穗，调查果粒发病情况，重复3次[14]。

1.3.5 数据处理

采用SPSS 22.0进行数据统计分析，Origin 8.0作图。

2 结果与分析

2.1 果实成熟过程中还原糖含量的变化

5个红色酿酒葡萄品种的浆果还原糖含量如图1所示。可见，在浆果成熟过程中，浆果还原糖含量持续增加。‘赤霞珠’还原糖积累速率稳定，8月7日—15日和8月19日—9月10日是其糖积累的关键期；‘品丽珠’还原糖积累的关键期在8月7日—15日和8月23日—9月10日；‘美乐’还原糖积累的关键期在8月7日—19日和8月23日—9月10日；‘黑比诺’还原糖积累的关键期在8月7日—15日、8月23日—8月27日和9月4日—9月10日。‘马瑟兰’还原糖积累速率较为稳定、缓慢，只在8月11日—15日和9月4日—9月10日表现出较快的糖积累。‘美乐’和‘黑皮诺’在监测初期糖含量较高，‘赤霞珠’和‘美乐’在监测末期糖含量较高，‘赤霞珠’糖积累速率最快，品种间差异显著。另外，糖积累受天气影响较大，8月15日—23日由于间断阴雨天气，浆果糖积累受阻，糖含量呈现一定波动，这可能和光合作用受阻、呼吸作用消耗有关。

2.2 果实成熟过程中总酸含量的变化

5个红色酿酒葡萄品种的浆果总酸含量如图2所示。可见，在浆果成熟过程中，浆果总酸含量持续降低。8月3日—19日、8月27日—9月10日是‘赤霞珠’总酸降低的两个关键期；8月3日—19日、8月23日—9月4日是‘品丽珠’总酸降低的两个关键期；8月3日—19日、8月27日—9月4日是‘美乐’总酸降低的两个关键期；8月3日—11日、8月23日—9月10日是‘黑比诺’总酸降低的两个关键期；8月3日—19日、8月31日—9月4日是‘马瑟兰’总酸降低的两个关键期。监测初期总酸含量品种间差异显著，其中‘赤霞珠’和‘品丽珠’总酸含量最高；监测末期总酸含量在3.98～4.94 g/L，总酸降低的关键时期。除‘黑比诺’差异稍大外，其余品种相似，8月3日—19日和8月31日—9月10日是总酸降低最快的两个时期。总酸含量的变化似乎也受天气影响较大，8月15日—23日间断阴雨天气期间，总酸含量变化较小。

2.3 果实成熟过程中成熟系数的变化

图1 果实成熟过程中还原糖的变化Figure 1 Reducing sugar accumulation of wine grapes during maturation

5个红色酿酒葡萄品种的浆果成熟系数M值（糖酸比）如图3所示。可见，在浆果成熟过程中，M值持续增高。‘美乐’和‘黑比诺’的M值始终较高；‘品丽珠’的M值始终最低；相比于其他品种，‘赤霞珠’的M值变化最大，在监测初期较低，在监测末期最高。除‘黑比诺’外，其余4个品种M值增长的关键期相似，在8月3日—19日和8月31日—9月10日。M值增长似乎也受天气影响，8月19日—23日阴雨天气期间，M值变化较小。另外，M值大于20一般是酿造优质葡萄酒的必要条件。由图3可见，‘黑比诺’的M值在8月31日已达25.46，其余品种的M值则在8月31日前后达到此限。

2.4 成熟果实的理化指标

5个红色酿酒葡萄品种的成熟果实理化指标如表1所示。从果实还原糖含量来看，除‘黑比诺’和‘马瑟兰’间差异不显著外，其余品种间差异显著（P＜0.05）。‘赤霞珠’和‘美乐’的糖含量都超过了180 g/L。‘品丽珠’糖含量最低，为157.97 g/L。果实可溶性固形物含量与还原糖含量较相似，品种间差异显著，‘赤霞珠’和‘美乐’含量最高，‘品丽珠’最低。从果实总酸含量来看，除‘品丽珠’和‘马瑟兰’间差异不显著外，其余品种间差异显著。‘品丽珠’和‘马瑟兰’总酸含量较高，‘黑比诺’总酸含量较低。从成熟情况来看，除‘赤霞珠’和‘黑比诺’间差异不显著外，其余品种间差异显著。‘赤霞珠’和‘黑皮诺’的M值较高，‘品丽珠’的M值较低。各品种间果皮总酚含量差异显著，‘美乐’含量较高，‘品丽珠’含量较低。从果皮单宁含量来看，各品种间差异显著，‘赤霞珠’和‘品丽珠’含量较高，‘黑比诺’含量最低。从果皮花色苷含量来看，各品种间差异显著，‘赤霞珠’和‘品丽珠’含量较高，‘美乐’含量最低。

图2 果实成熟过程中总酸的变化Figure 2 Total acid content of wine grapes during maturation

图3 果实成熟过程中成熟系数的变化Figure 3 Maturity coefficient of wine grapes during maturation

表1 成熟果实理化指标Table 1 Physical and chemical indexes of mature berries of wine grapes

2.5 成熟果实的果穗物理结构与病害

5个葡萄品种成熟果实的果穗物理结构分析如表2所示。5个品种穗质量以‘马瑟兰’最高，其余品种从高到低顺序依次为‘黑比诺’‘美乐’‘赤霞珠’和‘品丽珠’。果梗率以‘马瑟兰’为最高，达6.89%，其余4个品种在5.60%～5.98%之间。5个品种的出汁率以‘赤霞珠’和‘黑比诺’较高，‘马瑟兰’最低。5个品种的皮渣中种子含量为22.89%～26.17%，‘马瑟兰’最高，‘美乐’最低。5个品种的果穗大小为13.5～16.8 cm，‘美乐’果穗最长、‘品丽珠’最短。5个品种的粒质量为1.01～1.26 g，‘黑比诺’平均粒质量最大，‘马瑟兰’最小。品种间果穗紧密度差异明显，‘美乐’和‘黑比诺’的果穗紧致，‘赤霞珠’和‘品丽珠’紧密度中等，‘马瑟兰’果穗最为松散。

5个品种的成熟浆果病害调查发现，除‘马瑟兰’无明显病虫害外，其余品种均有不同程度病害，尤以灰霉病最为普遍。‘赤霞珠’‘品丽珠’在成熟后期易干瘪；‘美乐’易烂果；‘黑比诺’的病害最严重，不仅易烂果，而且受到了严重的鸟害，被啄果粒果汁外流，加重了灰霉病的发生。

3 讨论与结论

糖含量是酿酒葡萄原料品质的重要评价指标，糖含量的高低直接影响了酿造酒种以及酿造工艺的选择。葡萄浆果的含糖量不仅决定果实的甜度与风味，而且是合成维生素、色素、芳香物质等的基础[19]。转色期浆果糖含量增加，主要是来源于植株其他部分的积累物质向果实运输。在成熟期，叶和果梗等绿色器官中的积累物质开始分解并向其他部位转移，引起浆果含糖量升高。一般来说，葡萄酒酒度在10%～15%（V/V），这要求理论上葡萄原料糖含量应在180 g/L以上。从前述研究结果看，‘赤霞珠’和‘美乐’的成熟果实糖含量达到此要求，‘马瑟兰’的糖含量基本达到要求，‘黑比诺’和‘品丽珠’的糖含量则较低，因此与国内其他产区对比，合阳地区的葡萄含糖量处于较低水平，这也许与产量和其他栽培措施有关。从国内在其他产区的报道来看，含糖量处于较高水平，贺兰山东麓产区的‘赤霞珠’成熟果实还原糖含量为239 g/L；‘美乐’还原糖含量为139 g/L，总糖含量为244.8 g/L[20-22]。香格里拉产区的‘赤霞珠’成熟果实还原糖240 g/L[23]。山东产区‘赤霞珠’成熟果实还原糖含量为190～220 g/L；‘品丽珠’还原糖含量为195～210 g/L；‘美乐’还原糖含量为194～220 g/L；‘马瑟兰’原糖含量为190～210 g/L[24-27]。山西产区‘赤霞珠’成熟果实可溶性固形物为20%[28]。新疆天山北麓产区‘赤霞珠’成熟果实可溶性固形物为25%；‘美乐’的可溶性固形物为25%；‘马瑟兰’的可溶性固形物为24%[29-31]。

总酸、可滴定酸、有机酸的含量是酿酒葡萄原料品质的重要评价指标。在接近转色期时浆果中酸的含量最高，以后迅速降低，成熟时趋于稳定。酸度的降低主要受呼吸作用影响，基质为有机酸，呼吸强度受温度影响，温度高于30 ℃情况下呼吸强度迅速增加。总酸是影响葡萄酒感官品质的重要因素，对于红葡萄酒，酸低则酒体柔和圆润，酸高酒体粗糙瘦弱。酿酒葡萄原料适宜的酸度在6～10 g/L[14]。贺兰山东麓产区的‘赤霞珠’成熟果实总酸含量为7.5 g/L；‘美乐’总酸含量为5.00～7.25 g/L[20-22]。香格里拉产区的‘赤霞珠’成熟果实总酸含量约4 g/L[23]，属于较低水平。山东产区‘赤霞珠’成熟果实总酸含量为5.9～6.5 g/L；‘品丽珠’总酸含量为5.2～5.6 g/L；‘美乐’总酸含量为3.4～5.5 g/L；‘马瑟兰’总酸含量为5.5～6 g/L[25-27]。山西产区‘赤霞珠’成熟果实可滴定酸含量为5.5 g/L；‘美乐’可滴定酸含量为4.0 g/L，也比较缺酸[28]。新疆天山北麓产区‘赤霞珠’成熟果实可滴定酸含量为4.55 g/L；‘美乐’的为5.0 g/L；‘马瑟兰’的可滴定酸含量为6.38 g/L[29-31]。

表2 成熟浆果的果穗物理结构Table 2 Physical structure analysis of mature berries of wine grapes

一般来讲，合阳产区的酿酒葡萄糖含量低于贺兰山东麓、云南香格里拉、新疆天山北麓产区相应品种的糖含量，与山西、山东产区相应品种的糖含量相当。本试验中，合阳地区的还原糖和可溶性固形物含量属于较低水平，也许与试验地葡萄产量和栽培技术有关，因为负载量与糖度高度相关，所以在合阳产区要想获得较高的糖含量，产量应适当降低。另外，在含糖量增长较快时期加强水肥和叶幕层管理，比如通过疏穗降低产量、改善通风透光条件等，可显著提升葡萄原料的糖含量。合阳地区的酿酒葡萄总酸含量为5.0 g/L左右，低于贺兰山东麓、山东产区的相应品种的总酸含量，与云南香格里拉、山西、新疆天山北麓产区的相应品种的总酸含量相当。可见，合阳地区的酿酒葡萄原料总酸含量整体偏低，需注意采收时间的把控。成熟系数是目前最常用、最简单的评价成熟度的方法，可用来确定浆果的成熟和采收时间。转色期初始成熟系数上升缓慢，转色后27～31 d，‘品丽珠’‘赤霞珠’‘马瑟兰’‘美乐’达到成熟，过熟后成熟系数急剧上升，原因是果实的相对含糖量由于水分蒸发而提高。供试的5个红色酿酒葡萄品种的成熟系数M值均较好。

葡萄发酵过程中，浸渍作用有利于提取葡萄浆果中的单宁、色素等酚类物质及香气物质，影响葡萄酒的颜色、口感和香气等品质[32-33]。葡萄酒中的酚类物质含量主要取决于它在葡萄皮、籽中的含量，酿造过程中葡萄皮中的酚类物质首先溶出，使红葡萄酒具有颜色和特殊的味觉特征。单宁具有鞣革能力，可使葡萄酒具有醇厚的特点。贺兰山东麓产区的‘赤霞珠’成熟果实总酚、总花色苷、总单宁含量分别为8.5、0.72、7.8 mg/g；‘美乐’的总酚、总花色苷、总单宁含量分别为4.85、2.11、3.52 mg/g[20,22]。香格里拉产区‘赤霞珠’的总酚、总单宁分别为6、7 mg/g[23]。山东产区‘赤霞珠’‘品丽珠’‘美乐’成熟果实的总酚含量分别为10、12、12 mg/g；‘马瑟兰’的总酚、总花色苷、总单宁含量分别为4.8 、4.8、1.7 mg/g[28,30]。合阳地区的5个品种总酚、总花色苷、总单宁含量较高，分别在2.63～5.69、1.57～3.89、2.23～3.19 mg/g。其中，‘赤霞珠’‘品丽珠’‘马瑟兰’的表现较好。

本试验还发现，合阳地区酿酒葡萄的成熟受天气影响较大。5个品种在合阳的转色开始于7月末，在8月底到9月初达到成熟。期间，8月15日—23日的间断阴雨天气对浆果糖的累积和酸含量都有显著影响。姜琳琳等[22]对贺兰山东麓产区的研究也发现，降水显著降低‘赤霞珠’在成熟中期的可溶性固形物、还原糖、糖酸比和总酚含量，对酿酒葡萄品质产生不利影响。因此，选择8月上旬的早熟品种，或9月成熟的晚熟品种，比较适合合阳地区。总体来看，‘赤霞珠’‘美乐’和‘马瑟兰’可作为陕西合阳地区的推荐种植品种，采收时间以8月31日—9月4日为宜。