新疆10个酿酒葡萄品种(系)可溶性糖组分及含量分析

钟海霞，丁 祥，周晓明，潘明启，张付春，韩守安，张 雯，谢 辉，王 敏，艾尔买克·才卡斯木，伍新宇

(1.新疆农业科学院园艺作物研究所,乌鲁木齐 830091；2.新疆农业大学林学与园艺学院，乌鲁木齐 830052)

0 引 言

【研究意义】新疆是中国最大的葡萄产区，其栽培面积达14.39×104hm2，产量达270.57×104t[1]。新疆葡萄种质资源丰富，有600多个品种，广泛种植的品种约20个[2]。糖类物质是决定果实品质的关键因素，不仅影响果实甜度与风味，而且为酸、 维生素、 芳香物质和色素等物质的合成提供基础原料[3]。酿酒葡萄果实中可溶性糖类含量又是其成熟度的重要标志，糖度高低能直接影响到酵母菌繁殖与转化功能，并最终影响到葡萄酒的酒精度及品质[4,5]。酿酒葡萄中的糖含量与葡萄酒中的酚类物质含量呈显著正相关，其葡萄糖含量对酿造的葡萄酒pH值的升高、总酸的降低及苹果酸乳酸转化程度均有影响[6,7]。葡萄果实中除水分之外，糖含量最高，其中以葡萄糖、果糖为主，蔗糖为辅，转熟时葡萄糖含量高于果糖，之后二者大体相当[8-10]。研究酿酒葡萄糖组分及含量特性，为新疆酿酒葡萄品种(系)评价、适时采收、葡萄酒发酵及品质调控奠定理论基础。【前人研究进展】目前有关在酿酒葡萄糖类物质的研究主要集中在栽培措施调控方面[11,12]。研究表明，摘除老叶处理的葡萄果实中还原糖含量逐渐增加，糖酸比逐渐增加[13]。刘玲等[14]认为，在结果部位高度距地面80 cm利于葡萄果实中还原糖含量的积累。高彩琴[15]研究表明，整形方式为单行倒型处理的蛇龙珠葡萄树势长势最好，成熟期的可溶性总糖、还原糖含量最大。李磊[16]研究发现，在膨大期-着色期灌水3次能够增加酿酒葡萄的可溶性固形物和还原糖含量。刘胜[17]研究发现，疏果可增加可溶性固形物含量，其中疏下穗和疏下穗一半处理方式较佳。【本研究切入点】生产中酿酒葡萄品种(系)间糖含量差异较大，一些品种产量高但糖度低，不利于达到适宜的成熟度和发酵条件，一些品种糖分积累过高引起酚类物质和有机酸类积累不足，对酿酒葡萄和葡萄酒品质提升影响较大，限制了葡萄产业的发展。前人研究主要集中在不同栽培措施对酿酒葡萄果实中糖含量的影响，而关于新疆不同基因型酿酒葡萄糖组分及含量特性分析鲜见报道。研究以新疆同一立地条件下10个酿酒葡萄品种(系)为试材，测定其成熟期果实的可溶性糖组分及含量、可溶性固形物和总酸等，对其进行比较、分析，研究其果实中可溶性糖组分及含量的特性。【拟解决的关键问题】对新疆10个酿酒葡萄品种(系)成熟期果实为试材，利用HPLC技术测定其果实糖类物质组分及含量，比较分析其糖类物质积累特性和差异，进行聚类分析，为新疆酿酒葡萄生产上糖品质特性评价、利用及糖品质调控研究提供科学指导。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验在新疆农科院安宁渠试验场园艺所葡萄基地(87。28' E，45。56' N)进行，属于温带干旱半干旱大陆性气候，无霜期为155 ～ 177 d，早霜在 9 月下旬至 10 月中旬，晚霜在 4 月底至 5 月中旬，冬季平均最低气温为-22.0℃ ，极端最低气温为-40.0℃ ，为典型的西北埋土防寒区。该试验基地占地面积4 hm2(60 亩)，其中酿酒葡萄1.33 hm2(20亩)，具备灌溉、施肥、除草、打药等设备，基地建设齐全、发展良好。以该基地种植的6年生酿酒葡萄品种(系)赤霞珠、赤霞珠5、赤霞珠6、赤霞珠9、梅鹿辄、梅鹿辄4、品丽珠、霞多丽、威代尔和雷司令为试验材料，株行距1×3.5(m)，单蔓倾斜龙干形(“厂”形架式)，即主蔓1个，主蔓与地面呈≤30°夹角倾斜拉到第一道铁丝后，水平绑缚在第一道铁丝上，作为结果部位，结果部位的长度与下一株葡萄接触为止。同行葡萄主蔓向一个方向倾斜，在第一道铁丝上逐年形成水平连接的多年生结果部位。单株结果部位上培养4～6个结果枝组，每个结果枝组上留1～2个结果母枝。正常土肥水管理。

1.2 方 法

试验于2018年7～12月进行，各品种选定树势均一的15株，每5株为1个重复，共3次重复，花期挂牌标注。各品种于成熟期采样，即从每个品种上、中、下结果部位随机各采集30 粒果实，去除果皮和果核，留果肉，液氮速冻，带回实验室于-80℃冰箱保存样品，待测。

利用日本PAL-1数显折光糖度仪测定果汁的可溶性固形物含量；参照“GB/T 12456-2008 食品中总酸的测定”方法[18]，结果以酒石酸计测定总酸含量。采用高效液相色谱(HPLC)技术[19]测定可溶性糖组分及含量。预处理：样品解冻后，称量10 g加50 mL超纯水后，超声提取温度30℃，频率53 kHz超声波振荡30 min，将其混匀，取上清液，用0.45 μm滤膜过滤后上机测定。可溶性糖组分及含量测定利用FL2200Ⅱ型高效液相色谱仪，自带紫外检测器。SK7200H 型超声波清洗器。HPLC色谱条件参考国标方法[20]并进行优化：色谱柱为4.6 mm × 250 mm，3 μm 的Inertsil NH2柱，柱温为40℃；流动相：乙睛：水=75%:25%(v/v)，真空泵脱气；流速为0.8 mL/min，柱温为40℃，进样量为10 μL。

采用欧氏距离离差平方和法对新疆10个酿酒葡萄品种(系)果实的葡萄糖、果糖、蔗糖、可溶性总糖和可溶性固形物这5个指标进行系统聚类分析。

1.3 数据处理

数据整理、作图、方差分析和聚类分析等用SPSS25.0和Excel 2016软件进行。

2 结果与分析

2.1 10个酿酒葡萄品种(系)果实成熟期可溶性固形物和总酸含量比较

研究表明，10个酿酒葡萄品种间果实成熟期可溶性固形物和总酸含量存在显著性差异。可溶性固形物含量来看，赤霞珠5最高，达28.22%；其次为品丽珠、赤霞珠、梅鹿辄和霞多丽；再次为雷司令，威代尔最低，显著或极显著低于其余品种，赤霞珠5的可溶性固形物含量较威代尔高了30.59%。10个酿酒葡萄品种总酸含量中最高的是雷司令，为0.73%，最低的为赤霞珠6，两者间差异达到极显著水平，其余8个品种的总酸含量在0.60%左右。固酸比所有平均值都在30.00以上，其中 赤霞珠5、赤霞珠6 、赤霞珠9较高，均在50.00以上，威代尔和雷司令相对较低。图1

2.2 10个酿酒葡萄品种(系)果实成熟期可溶性糖组分及含量

研究表明，成熟期10个不同酿酒葡萄品种(系)间果实主要以果糖和葡萄糖积累为主，蔗糖为辅，且成熟采收时果糖含量略高于葡萄糖，各糖组分的含量存在显著或极显著差异。葡萄糖含量最高的是赤霞珠5达123.14 mg/g，显著或极显著高于其他品种；赤霞珠6和品丽珠在110.00 mg/g左右；其次是赤霞珠、赤霞珠9、梅鹿辄和梅鹿辄4等，威代尔含量最低，极显著低于其他品种。果糖含量最高的是赤霞珠5达122.12 mg/g；其次是赤霞珠6和品丽珠，为117.00 mg/g左右，其中赤霞珠5果糖含量较威代尔极显著高了23.84%；赤霞珠5、赤霞珠6、品丽珠和雷司令在5.90 mg/g以上， 赤霞珠的含量最低，为3.06 mg/g。可溶性总糖含量最高的是赤霞珠5达251.17 mg/g； 威代尔最低，极显著低于其他品种 赤霞珠5较威代尔高了29.21%。筛选出高糖型的酿酒葡萄品种(系)赤霞珠5；低糖型的酿酒葡萄品种威代尔。表1

表1 新疆不同葡萄品种糖组分及含量比较Table 1 Comparative analysis of sugar components and contents of different grape varieties in Xinjiang

2.3 不同酿酒葡萄品种(系)可溶性糖组分所占可溶性总糖的比例

研究表明，不同酿酒葡萄品种(系)的可溶性糖各组分占可溶性总糖的比例存在显著差异。在10个酿酒葡萄品种中，葡萄糖占总糖的比例较大的是赤霞珠5、梅鹿辄赤霞珠和雷司令，占比在48.00%以上，显著高于其他品种；其余6个品种的葡萄糖占总糖比无显著差异，占比范围在47.04%～47.44%。果糖占总糖的比例最大的是霞多丽，高达51.23%，与之差异不显著的品种有赤霞珠9、梅鹿辄4和威代尔 ； 赤霞珠、赤霞珠6和品丽珠占比略小，在50.00%左右，与其他品种有显著差异；其次是梅鹿辄，占比为49.43% ；最后是赤霞珠5和雷司令，占比在48.70%左右，果糖占总糖的比例显著低于其他品种。从蔗糖占总糖的比例来看，占比最大的是雷司令，高达2.91%，与之差异不显著的有赤霞珠6和品丽珠，均与其他品种有显著性差异；其次是赤霞珠5、赤霞珠9、梅鹿辄4和威代尔，占比范围在1.73%～2.36%，与其他品种有显著性差异；占比最小的是赤霞珠，为1.39%。新疆酿酒葡萄果实糖组分中果糖积累量最大，蔗糖积累量很少，不足总糖的4%。表2

表2 10个酿酒葡萄品种(系)可溶性糖组分所占可溶性总糖的比例Table 2 Comparative analysis of the proportion of soluble sugar components to total soluble sugar of 10 wine grape varieties (lines)

2.4 不同酿酒葡萄品种(系)可溶性糖组分间相关性

研究表明，葡萄糖和果糖与可溶性总糖间存在极显著的正相关关系，葡萄糖与可溶性总糖间的相关性最大，相关系数高达0.979，略高于果糖与可溶性总糖间的相关系数，其次是果糖与可溶性总糖间的相关性，系数达0.974。果糖和葡萄糖均是酿酒葡萄品种(系)果实中可溶性总糖的最重要的成分。相比之下蔗糖与可溶性总糖间的相关性最小，相关系数为0.605，达到显著或极显著相关水平。10个酿酒葡萄品种(系)的葡萄糖与果糖之间呈极显著的正相关关系，相关系数达0.917，葡萄糖和果糖分别与蔗糖之间无显著相关性。表3

表3 10个酿酒葡萄品种(系)成熟期可溶性糖组分的相关性Table 3 Correlation analysis of soluble sugar components in maturity of 10 wine grape varieties (lines)

2.5 不同酿酒葡萄品种(系)可溶性糖组分及含量的相关性

研究表明，x轴变量为葡萄糖、果糖和蔗糖含量，y轴变量为可溶性总糖含量。葡萄糖与可溶性总糖、果糖与可溶性总糖、蔗糖与可溶性总糖的两变量间均呈直线趋势。但蔗糖与可溶性总糖的两变量间直线趋势与其余2个相比差异不显著，可溶性总糖与葡萄糖和果糖为极显著正相关关系，与蔗糖含量的相关关系未达到显著或极显著水平。图2

2.6 10个酿酒葡萄品种(系)果实可溶性糖品质相关的聚类及比较

研究表明，以欧氏距离10为临界值，可将10个酿酒葡萄分为3大类群。第1类群的葡萄有 4 个品种，即赤霞珠9、梅鹿辄4、赤霞珠和梅鹿辄，占总体的40%，这一类群表现为各品种果实内葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性总糖含量基本适中，其甜度风味一般；第2类群的葡萄有3个品种，即霞多丽、威代尔和雷司令，占总体的30%，表现为各品种果实内葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性总糖含量均较低；第3类群的葡萄3个品种，即赤霞珠6、品丽珠和赤霞珠5，占总体的30%，这一类群表现为各品种果实内葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性总糖含量均较高。以欧氏距离6.5为临界值，又可以将3个大类分为6个亚类。第1个亚类有赤霞珠9和梅鹿辄4，第2个亚类有赤霞珠和梅鹿辄，其表现为除蔗糖含量较其他品种最低外，其他含量均适中；第3个亚类有霞多丽和威代尔，这2个品种的葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性总糖均偏小，其中葡萄糖、果糖、可溶性总糖和可溶性固形物含量均为最低；第4个亚类只有雷司令，除蔗糖含量偏高外，其他含量均偏低；第5个亚类有赤霞珠6和品丽珠，各品种果实内葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性总糖均偏大；第6个亚类只有赤霞珠5，各品种果实内葡萄糖、果糖、可溶性总糖和可溶性固形物含量均为较高，其甜度风味较好。图3，表4

表4 不同酿酒葡萄品种(系)果实糖相关品质类型指标平均值比较Table 4 Comparison of mean values of sugar-related quality types in different wine grape varieties

3 讨 论

糖的种类和含量是衡量果实品质的重要指标，成熟时果实含有的糖分很大程度上影响了葡萄的风味和发酵[21]。葡萄酒中的酒精含量与葡萄中的含糖量密切相关，适宜含糖量的葡萄原料是酿造优质葡萄酒的关键。若酿酒葡萄原料中含糖量过低，则需要添加外源糖来调控[[22]。随着采收时间的推迟，葡萄果实中的可溶性固形物、可溶性总糖含量不断升高，而葡萄原料中含糖量过高时，则需要适当提前采收来降低葡萄酒的酒精含量[23]。研究对新疆10个酿酒葡萄品种(系)成熟期可溶性糖组分及含量、可溶性固形物和总酸含量进行了测定，比较分析发现在果实成熟期10个品种主要以果糖、葡萄糖为主，蔗糖为辅，果糖含量略高于葡萄糖含量，这与Chen等[24]研究发现，不同梨品种中果实果糖含量最高的研究结果相一致。10个品种(系)果实中的可溶性固形物含量差异显著，而总酸含量差异不显著，这与张玉等[25]的研究相一致。其中果糖占总糖的比例高达51.23%，葡萄糖占总糖的比例高达49.02%，蔗糖占总糖的比例最高仅2.91%。

聚类分析方法对10个酿酒葡萄品种进行分析, 将供试的酿酒葡萄品种划分为 3 个品种群和6个亚群，同一品种群内的酿酒品种有较为相似的糖含量特性。从第1类群葡萄品种赤霞珠9、梅鹿辄4、赤霞珠和梅鹿辄的糖含量特性中可以看出，果实中葡萄糖、果糖、蔗糖、可溶性总糖、可溶性固形物含量均适中，适宜在成熟期采收为酿造葡萄酒提供优质原材料；从第2类群葡萄品种霞多丽、威代尔和雷司令的糖含量特性中可以看出果实中葡萄糖、果糖、蔗糖、可溶性总糖、可溶性固形物含量均偏低，这与其性状特性结果一致，后期在生产中可根据欲酿造葡萄酒的酒精含量适当添加外源糖。从第3类群葡萄品种赤霞珠5、赤霞珠6和品丽珠的糖含量特性中可以看出，3个品种果实中葡萄糖、果糖、蔗糖、可溶性总糖、可溶性固形物含量均较高，在生产上可作为高糖品种加以利用研究，通过适当提前采收果实来作为酿造葡萄酒的主要原材料。

4 结 论

4.1新疆10个酿酒葡萄品种(系)果实成熟期可溶性固形物、可溶性糖组分及含量存在显著或极显著差异。其中赤霞珠5的可溶性固形物最高，显著或极显著高于其他品种，较含量最低的威代尔高了30.59%。赤霞珠5的可溶性总糖含量最高，较含量最低的威代尔极显著高了29.21%。10个酿酒葡萄品种(系)在果实成熟期糖组分主要以葡萄糖和果糖积累为主，蔗糖为辅，其中果糖占总糖的比例高达51.23%，葡萄糖占总糖的比例高达49.02%，蔗糖占总糖的比例最高仅2.91%。

4.2根据10个葡萄品种果实可溶性糖组分及含量进行聚类，将其划分为 3 个品种群，同一品种群内的酿酒品种有较为相似的糖含量特性。第1类群葡萄品种有赤霞珠9、梅鹿辄4、赤霞珠、梅鹿辄，各糖类物质含量均适中；第2类群葡萄品种有霞多丽、威代尔、雷司令，各糖类物质含量均偏低；第3类群葡萄品种有赤霞珠6、品丽珠、赤霞珠5，果实中各糖类物质含量均较高。筛选出高糖型品种(系)为赤霞珠5，低糖型品种为威代尔。在新疆酿造葡萄酒时，可以根据不同基因型品种(系)的糖含量特性来进行成熟期的确定。