4种砧木对‘赤霞珠’葡萄果实品质及抗氧化活性的影响*

郑秋玲，刘万好，刘笑宏，谭洋洋，肖慧琳，王建萍，宋志忠，宫 磊，唐美玲，卢建声

（1 山东省烟台市农业科学研究院，265500）（2 蓬莱国宾酒庄有限公司）（3 鲁东大学农学院）（4 山东省葡萄研究院）

‘赤霞珠’是优良的欧亚种晚熟葡萄品种，能够适应多种气候类型，种植面积较广[1]，主要用于干红葡萄酒的酿制，其所酿制的葡萄酒呈宝石红色，风味酒质俱佳[2]，极受消费者青睐。酚类物质是评价葡萄和葡萄酒质量的重要指标，酚类物质中的花色苷、单宁、类黄酮是决定葡萄酒色调、色度、收敛性等感官特性的重要品质指标，也是决定葡萄酒抗氧化性的重要物质。葡萄中的多酚分为花色苷酚与非花色苷酚两大类，花色苷由花色素结合糖苷形成[3-4]，是干红葡萄酒的重要组成部分，属于抗氧化活性较高的功能因子，可有效清除自由基，具有抗氧化、抗炎等生理功能[5-8]，既决定葡萄酒的颜色，又对其品质的稳定性具有重要作用[9]；葡萄中的花色苷主要存在于红色、紫黑色葡萄品种靠近浆果表皮的液泡中[10-11]，单宁、类黄酮等物质亦主要分布于果皮中，发酵过程中通过皮渣浸渍作用等进入葡萄酒中。因此，研究葡萄果皮酚类物质，尤其是花色苷种类及含量，对提高葡萄酒的品质具有重要意义。

葡萄砧木嫁接始于19 世纪70 年代，起初是为了抵御葡萄根瘤蚜的危害[12]，随着嫁接栽培的进一步发展，人们发现砧木在提高抗逆性的同时[13-14]，还可以影响果实品质及葡萄酒的质量[15-18]。Kim 等[19]对比研究‘SO4’和‘1103P’砧木对‘西拉’葡萄果实品质的影响得出，采用‘SO4’砧木嫁接的葡萄中花色苷、多酚、抗氧化性、可溶性固形物和总糖含量均高于采用‘1103P’砧木嫁接的葡萄。王婷等[20]研究发现，‘3309’砧木显著增加了‘马瑟兰’葡萄果实中总酚和花色苷含量，同时增加了葡萄酒中的总酚和花色苷含量，从而显著改善了葡萄酒色度。但砧木对‘赤霞珠’葡萄果实品质尤其是花色苷单体的影响尚未见报道。因此，本文以‘赤霞珠’4种砧穗组合为试材，研究不同砧木对‘赤霞珠’葡萄果实品质及抗氧化活性的影响，以期为生产上‘赤霞珠’适宜砧木的选择提供相应的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及试验材料

试验在山东省农业科学研究院蓬莱试验示范基地进行，该区年平均气温12.5℃，平均年降水量592.0 mm，年活动积温4 164.0 ℃，葡萄生长季节有效积温1 625℃，平均年日照时数2 852.2 h，无霜期216 d。试验园土层深厚，地形平整，土质均匀，pH值为6.14，有机质含量为1.21%，碱解氮含量48.83 mg/kg，速效磷含量35.70 mg/kg，速效钾含量262.01 mg/kg。供试砧木品种分别为‘贝达’‘5BB’‘1103P’‘140Ru’，嫁接酿酒葡萄品种‘赤霞珠’，树龄为5年，行株距为2.5 m×1.0 m，树形采用单干单臂，常规肥水管理。

1.2 试验方法

每个砧穗组合10株为1个小区，设3个小区，每个组合计30 株。于果实充分成熟期（10 月8日），每株树采集5穗果，每个组合采集150穗果，用于果穗长度、宽度、穗重的测定；从每个果穗上、中、下部随机各采集果粒5粒，部分用于果实基本理化指标的测定，其余浆果剥皮，液氮冷冻，存放在-80℃冰箱中，用于果皮次生代谢物质及花色苷单体的测定。

1.2.1 果实基本理化指标的测定

每个组合选取30 穗果，用精度为0.001 m 的尺子测量果穗的长度、宽度，用精度为0.01 g 的天平称量穗重。取50 粒果粒，称取其百粒重，重复10次。取单粒浆果使用精度为0.02 mm 的游标卡尺测量其纵横径，重复30 次。果实还原糖含量采用斐林试剂滴定法测定，以葡萄糖计；总酸含量采用酸碱滴定法测定，以酒石酸计[21]。

1.2.2 果皮次生代谢物质的测定

采用Folin-Ciocalteu法[22]测定总酚含量，采用亚硝酸盐-氯化铝法[23]测定类黄酮含量，采用pH 示差法[24]测定花色苷含量，采用Folir-Denis法[25]测定单宁含量，以单宁酸计。

1.2.3 果皮花色苷单体的提取及测定

称取葡萄果皮0.2 g 加入1.5 mL 甲酸甲醇提取液（甲酸∶水∶甲醇＝2∶28∶70）研磨，在室温下1 500 r/min避光摇床振荡10 min，然后4 ℃条件下12 000 r/min 离心10 min，重复提取3次，合并上清液，定容至10 mL，经0.2 μm 滤膜过滤后进行液相检测。花色苷的测定采用Agilent 1260 Infinity，定性工作基于已有文献中的紫外光谱图和保留时间等信息的比对分析。物质结构的鉴定参考标准物质及梁振昌[26]的方法。定量分析：建立10～200 mg/L 5个水平的花青素-3-O-葡萄糖苷标准曲线，相关系数在0.999 2 以上，其他花色苷以相当于花青素-3-O-葡萄糖苷含量计。

1.2.4 体外抗氧化活性的测定

DPPH自由基清除率、ABTS清除率的测定参考陈纯[27]的方法，铁离子还原能力（FRAP）的测定参考杨延峰等[28]的方法。

1.3 数据统计分析

数据整理统计及作图均采用Excel 2010，差异显著性分析采用DPS 7.05。

2 结果与分析

2.1 不同砧木对‘赤霞珠’葡萄果实品质的影响

由表1可知，赤霞珠/5BB穗长、穗宽、穗重均显著高于其他组合，其中穗长为17.50 cm，分别比赤霞珠/贝达、赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru提高12.90%、28.68%、10.34%；穗宽为11.00 cm，分别比赤霞珠/贝达、赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru 提高14.82%、26.87%、17.90%；穗重为273.52 g，分别比赤霞珠/贝达、赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru 提高27.83%、93.20%、20.46%。但赤霞珠/5BB百粒重、果粒纵径、果粒横径均与赤霞珠/140Ru无显著性差异。还原糖含量以赤霞珠/贝达最高，显著高于其他组合，分别比赤霞珠/5BB、赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru增加6.44%、21.60%、12.43%。可滴定酸含量以赤霞珠/1103P 最高，其次为赤霞珠/140Ru，赤霞珠/贝达最低。从糖酸比来看，赤霞珠/贝达、赤霞珠/5BB的糖酸比分别比赤霞珠/1103P 提高148.27%、92.15%，分别比赤霞珠/140Ru 提高57.42%、21.83%，更适宜酿造优质葡萄酒。

表1 不同砧木对‘赤霞珠’葡萄果实基本理化指标的影响

2.2 不同砧木对‘赤霞珠’葡萄果皮次生代谢物质含量的影响

由图1可知，赤霞珠/5BB葡萄果皮中的总酚、花色苷、单宁含量均最高，总酚、单宁含量分别比赤霞珠/贝达提高12.62%、19.29%，总酚含量分别是赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru 的2.12、2.30 倍，单宁含量分别是赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru 的2.07、1.85倍。赤霞珠/贝达的类黄酮含量最高，分 别比赤霞珠/5BB、赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru 提高10.17%、10.17%、9.55%；同时，其花色苷含量为2.68 mg/g，显著高于赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru，分别是二者的2.01、2.93 倍。

图1 不同砧木对‘赤霞珠’葡萄果皮次生代谢物质含量的影响

2.3 不同砧木对‘赤霞珠’葡萄果皮花色苷单体组分及含量的影响

如表2所示，不同砧穗组合的花色苷单体组分无差异。4 种砧穗组合均检出13种花色苷单体，以5种基本花色苷为主，其相对含量占比为63.84%～75.73%，还检测到4 种乙酰化花色苷、4种香豆酰化花色苷，乙酰化花色苷占比为21.77%～33.66%，香豆酰化花色苷占比为2.27%～2.50%。

从花色苷单体含量来看，5种基本花色苷种类中，花翠素-3-O-葡萄糖苷、花青素-3-O-葡萄糖苷、甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷含量以赤霞珠/1103P 最高，比其他组合提高68.65%～416.85%；甲基花青素-3-O-葡萄糖苷、二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷含量以赤霞珠/贝达最高，比其他组合提高1.97%～50.69%。乙酰化花色苷单体中，二甲花翠素3-O-（6-O-乙酰化）葡萄糖苷含量最高，不同组合含量均在3 000μg/g 以上，其中以赤霞珠/贝达含量最高，达6 389.25μg/g；其他乙酰化花色苷组分含量为61.66～620.95μg/g，不同组合间存在显著性差异。香豆酰化花色苷单体中，以花青素3-O-（6-O-香豆酰化）葡萄糖苷含量最高，不同组合含量为153.50～201.25μg/g，以赤霞珠/贝达含量最高，分别比赤霞珠/5BB、赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru提高25.66%、31.11%、13.41%；甲基花青素3-O-（6-O-香豆酰化）葡萄糖苷含量以赤霞珠/贝达最高；二甲花翠素3-O-（6-O-香豆酰化）葡萄糖苷、花翠素3-O-（6-O-香豆酰化）葡萄糖苷含量均以赤霞珠/1103P 最高。从花色苷总量来看，赤霞珠/贝达最高，分别比赤霞珠/5BB、赤霞珠/1103P、赤霞珠/140Ru 提高36.20%、3.72%、50.74%（表2）。

表2 不同砧木对‘赤霞珠’葡萄花色苷单体组分及含量的影响

2.4 不同砧木对‘赤霞珠’葡萄果皮抗氧化活性的影响

由图2 可知，4 个组合的DPPH自由基清除率均在0.85以上，无显著性差异；赤霞珠/贝达、赤霞珠/5BB、赤霞珠/140Ru 的ABTS自由基清除率无显著性差异，但均显著高于赤霞珠/1103P，提高14.52%～17.97%；赤霞珠/贝达、赤霞珠/5BB、赤霞珠/140Ru 的FRAP 值均高于12 mmol/mL，分别比赤霞珠/1103P 提高21.73%、21.79%、21.12%。

图2 不同砧木对‘赤霞珠’葡萄果皮抗氧化活性的影响

3 讨论

对于酿酒葡萄而言，适宜的糖、酸含量是葡萄与葡萄酒品质构成的基础[29]，也是形成其他风味物质的基础。本研究通过对‘赤霞珠’砧穗组合果实品质比较来看，砧木对果实的还原糖含量、可滴定酸含量、糖酸比影响显著，‘贝达’‘5BB’显著增加了果实的还原糖含量，降低了可滴定酸含量，从而增加了糖酸比，而‘1103P’则降低了还原糖含量，提高了可滴定酸含量，从而造成了过低的糖酸比。有研究表明，砧木‘贝达’‘5BB’吸收钾的能力较强[30]，而钾在对葡萄果实糖分积累代谢方面具有促进作用[31]。因此，砧木‘贝达’‘5BB’促进‘赤霞珠’果实糖分积累可能与砧木本身对钾元素的吸收能力有关。

酚类物质的合成受多种因素如葡萄品种、产区土壤气候条件、栽培管理、酿造工艺、贮存条件的影响[32]。本试验研究表明，砧木对葡萄果皮中的酚类物质含量具有一定的影响，砧木‘贝达’和‘5BB’可显著提高葡萄果皮酚类物质含量，对总酚、单宁和花色苷的影响尤为显著。Cheng 等[33]利用不同砧木嫁接‘红色亚历山大’，结果表明，砧木显著影响了多酚、花色苷等酚类物质含量，在花色苷上的影响尤为显著，这与本研究结果是一致的。本试验研究还表明，砧木不可改变接穗品种的花色苷单体组分，仅影响其单体含量。影响果实花色苷种类的关键因素是品种，由于不同品种的基因型不同导致了不同的花色苷种类[34]。砧木‘贝达’‘5BB’显著提高了葡萄果皮花色苷含量，提高甲基化修饰花色苷单体及酰化花色苷单体的比例，均取决于品种特性[35]。

植物多酚类和黄酮类物质具有较强的抗氧化活性，在多酚氧化酶的作用下可高效生成萘醌类化合物，并产生自由基[36-37]。本试验中，赤霞珠/贝达、赤霞珠/5BB、赤霞珠/140Ru 的抗氧化活性无显著差异，从试验结果可知，赤霞珠/5BB果实中的总酚和单宁含量较高，赤霞珠/贝达果实中的类黄酮和花色苷含量较高，二者的DPPH自由基清除率和总还原力均较强，而赤霞珠/140Ru 在酚类物质含量上并不占优势，但其抗氧化能力却较高，可能是花色苷的结构与组成对其抗氧化能力产生了较大影响[38-39]。

4 结论

砧木影响‘赤霞珠’果实品质，‘贝达’和‘5BB’可显著提高果实糖酸比，提高果皮总酚、类黄酮、花色苷、单宁含量及抗氧化活性，但对果皮花色苷单体组分无影响。因此，在酿酒葡萄‘赤霞珠’嫁接苗的砧木选择中，在生态条件适宜的前提下，推荐采用‘贝达’和‘5BB’作为首选砧木。