酿酒葡萄“赤霞珠”早熟株系的酚类物质差异研究

刘思凡　刘子雨　杨婷　单守明

摘要 以歐亚种红色酿酒葡萄“赤霞珠”的4种不同成熟株系（提前9 d转色株系E1、提前7 d转色株系E2、提前5 d转色株系E3、正常转色株系CK）果实为材料，采用UPLC法测定果实中表儿茶素没食子酸酯、丁香酸、柚皮苷等22种单体酚含量，探索不同成熟株系间葡萄果实中单体酚积累的差异。结果表明：与正常成熟株系（CK）相比，提前5 d转色的成熟株系（E3）总单宁和总花色苷含量最高，分别为1.20和3.27 mg/g；9种酚酸类物质中2，5-二羟基苯甲酸含量在3个早熟株系中占比均为最高，且在E2和E3中占比均超过40%；6种黄烷醇类物质中表没食子儿茶素没食子酸酯含量在E1、E2、E3这3个早熟株系中的占比均为最高，分别占黄烷醇类物质总量的46%、57%、67%；7种黄酮醇类物质中杨梅素在早熟株系（E1、E2、E3）和正常成熟株系（CK）中的含量均为最高，分别占黄酮醇类物质总量的87%、93%、92%、89%；随着成熟时间的不断延后，3种酚类物质均呈现先上升后下降的趋势，在早熟株系中，黄酮醇类物质含量均高于酚酸类和黄烷醇类物质，黄烷醇类物质“赤霞珠”葡萄中积累量较低。

关键词 酿酒葡萄；早熟株系；酚类物质；积累量

中图分类号 S663.1文献标识码 A文章编号 0517-6611（2024）08-0169-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.08.040

Study on the Difference of Phenolic Compounds in Wine Grape “Cabernet Sauvignon”

LIU Si-fan1， LIU Zi-yu2，YANG Ting3 et al

（1.Ningxia Hui Autonomous Region Agricultural Exploration and Design Institute， Yinchuan， Ningxia 750021;2.The Management Committee of the East Foothills of Ningxia Helan Mountains， Yinchuan， Ningxia 750021;3.Ningxia Vocational and Technical College of Wine and Desertification Control， Yinchuan， Ningxia 750021）

Abstract Using the fruits of four different mature strains of the Eurasian red wine grape “Cabernet Sauvignon” （transgenic line E1 9 days in advance， transgenic line E2 7 days in advance， transgenic line E3 5 days in advance， and normal transgenic line CK） as materials，the UPLC method was used to determine the content of 22 monomeric phenols such as epigallocatechin gallate， syringic acid and naringin in fruits， and to explore the differences of monomer phenol accumulation in grape fruits among different mature strains.The results showed that compared with normal mature lines （CK）， the contents of total tannins and total anthocyanins in mature lines （E3） changed 5 days earlier were the highest， which were 1.20 and 3.27 mg/g， respectively. The content of 2， 5-dihydroxybenzoic acid in 9 phenolic acids was the highest in the three early maturing lines， and accounted for more than 40% in E2 and E3. The content of epigallocatechin gallate among the six flavanols was the highest in the three early maturity strains（E1，E2，E3）， accounting for 46%， 57% and 67% of the total flavanols， respectively. The content of myricetin in the seven flavonols was the highest in the early maturing （E1，E2，E3） and normal mature strains （CK）， accounting for 87%， 93%， 92% and 89% of the total flavonols， respectively. As the ripening time continued to delay， the three phenolic substances all showed a trend of increasing first and then decreasing. In the early maturing strains， the flavonols content was higher than that of phenolic acids and flavanols， and the accumulation of flavanols in “Cabernet Sauvignon” grapes was low.

Key words Wine grape;Early maturing strain;Phenolic substances;Accumulation

作为葡萄果实中含量最丰富的一类物质，酚类物质不仅结构复杂而且涉及种类繁多，依据其化学结构主要可分为花色苷类和非花色苷类，非花色苷类酚又可细分为酚酸类、黄烷醇类、黄酮醇类和芪类化合物。其中，黄烷醇类可赋予葡萄果实和葡萄酒苦涩味和收敛感，在塑造葡萄酒体的风味结构上具有重要作用；黄酮醇和酚酸作为辅色物质，对葡萄和葡萄酒的颜色和陈酿潜力产生重要影响［1］；以白藜芦醇为代表的芪类化合物具有抗炎、抗氧化和抗癌等对人体健康有益的作用，可开发应用于保健食品领域［2］。在葡萄酒酿造过程中，葡萄果实中的酚类物質以破碎浸渍的方式进入葡萄酒中，是葡萄酒的重要组成部分，其含量和比例对葡萄酒外观、口感、稳定性等方面有重要影响［3-4］。

有研究表明，葡萄果实中酚类物质含量和种类变化受外部和内部因素调控，外部因素包括土壤条件、栽培措施、激素、海拔、采摘后的贮藏条件等，内部因素主要与品种（品系）、基因型有关，其中基因型是决定葡萄中酚类物质含量差异的主要因素［5-6］。“赤霞珠”作为中晚熟品种欧亚种红色酿酒葡萄，目前世界上栽培面积最广、分布区域最大及附加经济效益最高的葡萄品种，其生长势较强，抗性较好，果实香气突出，适应性强。宁夏贺兰山东麓产区地理条件优越，是公认的酿酒葡萄生长最佳生态区之一［7］。笔者选择贺兰山东麓产区欧亚种红色酿酒品种（品系）“赤霞珠”的早熟株系为研究对象，对其成熟期酚类物质含量进行综合分析，以期为宁夏产区筛选较适宜推广的早熟酿酒葡萄品种（品系）提供依据，减少气候因素对酿酒葡萄的影响，提高贺兰山东麓葡萄及葡萄酒产品附加值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为2016年定植的红色酿酒葡萄品种（品系）“赤霞珠”，具体详见表1。

1.2 试验方法

1.2.1 样品采集。

试验于2022年7月至9月底在宁夏银川市永宁县西夏王玉泉国际酒庄的酿酒葡萄品种资源圃和宁夏大学农学院园艺实验室进行。

选取长势相同的标记株系，分别为早熟株系（E1）、中早熟株系（E2）、晚早熟株系（E3）、正常株系（CK），采集大小相差不大、着生方向一致的果穗5穗，200～300粒，除去果梗后液氮速冻，研磨成粉，置于-80 ℃冰箱保存备用。

1.2.2 酚类物质的测定。

葡萄果实样品单宁含量采用Folin-Denis比色法［8］测定，总酚含量采用Folin-Ciocalteu比色法［8-9］测定。总花色苷含量以pH 示差法测定，用矢车菊素-3-葡萄糖苷（CEG）表示结果［10］。

参照唐国冬等［11-12］的方法，提取葡萄果实单体酚，测定表儿茶素没食子酸酯、丁香酸、柚皮苷、（S）-圣草酚、杨梅素、儿茶素、阔马酸、香草酸、没食子酸、原儿茶酚酸、橙皮素、肉桂酸、表没食子儿茶素没食子酸酯、橙皮苷、水杨酸、2，5-二羟基苯甲酸、表没食子儿茶素、没食子儿茶素没食子酸酯、柚皮素、阿魏酸、表儿茶素、槲皮素共22种物质含量。

1.2.3 色谱条件。采用岛津LC-20A高效液相色谱仪；二极管阵列检测器；C18色谱柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流动相A为2%甲酸水溶液，流动相B为乙腈，流速0.8 mL/min，柱温30 ℃，进样量5 μL，检测波长280 nm；洗脱梯度：0～8.00 min，10%B；8.01～30.00 min，10%～30%B；30.01～35.00 min，30%B；35.01～45.00 min，30%～40%B；45.01～50.00 min，40%～50%B；50.01～52.00 min，50%～100%B；52.01～54.00 min，100%B；54.01 min，100%～10%B；54.02～60.00 min，10%B。根据标准品的保留时间定性单体酚成分，标准曲线进行定量。

1.3 数据处理

试验数据采用Excel 2021、DPS 7.05进行整理、统计分析和绘图，分析结果表示为平均值±标准偏差。

2 结果与分析

2.1 “赤霞珠”4个株系葡萄果实中酚类物质含量分析

从表2可以看出，在“赤霞珠”4个株系中，总酚含量在3.14～5.62 mg/g，总单宁含量在1.09～1.20 mg/g，总花色苷含量在1.63～3.27 mg/g。与正常成熟株系（CK）相比，E3的总单宁和总花色苷含量较高，E2和E1的酚类物质含量均低于CK。3个早熟株系中，E3的酚类物质含量均为最高，总酚、总单宁、总花色苷含量分别为5.29、1.20和3.27 mg/g，含量均较低的为E1。结果表明果实随着成熟日期不断推后，酚类物质含量逐渐增多。

2.2 “赤霞珠”4个株系葡萄果实中单体酚含量分析

2.2.1 葡萄果实酚酸类物质含量分析。

从表3和图1可以看出，在“赤霞珠”4个株系中共检测出9种酚酸类物质。对“赤霞珠”早熟株系葡萄果实而言，果实内含有的丁香酸、阔马酸、香草酸、没食子酸、原儿茶酚酸含量均较低，2，5-二羟基苯甲酸、肉桂酸、阿魏酸含量均较高，其中2，5-二羟基苯甲酸含量在3个早熟株系中占比均为最高，且在E2和E3中占比均超过40%。与CK相比，肉桂酸和水杨酸在早熟株系中含量均较高，而2，5-二羟基苯甲酸则显著低于对照株系。作为合成其他酚类物质的前体物质，阿魏酸和肉桂酸在“赤霞珠”葡萄中的积累量较高，且在3个早熟株系中均有体现；此外，原儿茶酚酸、2，5-二羟基苯甲酸和水杨酸以苯甲酸作为同一底物，三者存在竞争关系，在“赤霞珠”早熟株系中 2，5-二羟基苯甲酸更具有竞争优势。

2.2.2 葡萄果实黄烷醇类物质含量分析。

从表4和图2可以看出，在“赤霞珠”4个株系中共检测出6种黄烷醇类物质。对“赤霞珠”早熟株系葡萄果实而言，果实内含有的表儿茶素没食子酸酯、儿茶素、没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素含量均较低，表没食子儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素含量均较高，其中表没食子儿茶素没食子酸酯的占比均为最高，在E1、E2、E3中的含量分别占黄烷醇类物质总量的46%、57%、67%。与CK相比较，E3的表没食子儿茶素没食子酸酯含量较高，而E1的黄烷醇类物质中除表没食子儿茶素外含量均较低。表没食子儿茶素是表没食子儿茶素没食子酸酯的合成前体物质，在成熟“赤霞珠”葡萄果实内的表没食子儿茶素被转化为表没食子儿茶素没食子酸酯，使得后者的含量较高。

2.2.3 葡萄果实黄酮醇类物质含量分析。

从表5和图3可以看出，在“赤霞珠”4个株系中共检测出7种黄酮醇类物质。对“赤霞珠”早熟株系葡萄果实而言，果实内含有的柚皮苷、橙皮素、橙皮苷、柚皮素、槲皮素含量均较低，（S）-圣草酚、杨梅素含量较高，其中杨梅素的占比均为最高，在E1、E2、E3中的含量分别为87%、93%、92%。与CK相比较，E2和E3的杨梅素含量较高。在欧亚种葡萄中，柚皮素是黄酮醇代谢的重要前体物质，其可能作为底物大量用于合成其他酚类物质，这也是柚皮素含量较低的原因；同时，（S）-圣草酚和杨梅素的底物竞争优势强于其他黄酮醇类物质，故积累量显著高于其他物质。

2.2.4 葡萄果实成熟期单体酚含量比较。

由表3～5可知，在“赤霞珠”葡萄中22种单体酚分为三大类，分别为酚酸类、黄烷醇类、黄酮醇类。在不同早熟株系中，E2中积累的单体酚含量最高，为1 460.02 mg/kg，E1的酚类含量最低，仅为728.88 mg/kg，E3中积累的单体酚物质含量（1 217.25 mg/kg）显著高于CK（917.51 mg/kg）。总体来看，随着成熟时间的不断延后，3种酚类物质均呈现先上升后下降的趋势；在每一类早熟株系中，黄酮醇类物质含量均高于酚酸类和黄烷醇类物质，杨梅素含量为主要贡献因子，黄烷醇类物质“赤霞珠”葡萄中积累量较低。

3 讨论与结论

酚类物质作为植物的主要次生代谢产物之一，伴随植物的生长发育并在其中发挥重要作用。在葡萄果实中大量积累的酚类物质，与葡萄的采后运输贮存、保鲜、抗病性和葡萄酒的色泽、风味等品质指标有密切联系［13］。该研究通过测定“赤霞珠”不同成熟株系葡萄果实中的总酚、总单宁、总花色苷等物质，结果表明，随着成熟日期不断推后，果实中的酚类物质含量逐渐增多，在其他欧亚种葡萄如“黑比诺”和“马瑟兰”中也具有相似变化趋势［14］。

葡萄果实中单体酚类物质主要由黄烷醇类、黄酮醇类、酚酸类和芪类物质组成，是葡萄中重要的抗逆和抗氧化性物质。酚类物质在葡萄果实中的各个部分均有分布，且呈现明显差异。在果皮中主要以酚酸类、黄酮醇类、黄烷醇类为主，在种子中以黄烷醇类物质为主，果肉中的酚类物质则主要为酚酸类和花色素类。在该研究中，“赤霞珠”葡萄果实中单体酚物质含量主要以黄酮醇类为主，在每一类早熟株系中，黄酮醇类物质含量均高于酚酸类和黄烷醇类物质，其中黄烷醇类物质含量最低，这与前人研究中以黄烷醇类物质为主的结果不一致［15］，据推测这可能与品种、环境、田间管理有关。随着葡萄果实的不断成熟，酚酸类物质逐渐积累上升，不同种类的黄烷醇类物质先上升后下降，黄酮醇类物质在生长过程呈波动变化，与前人研究结果相一致［16］。该研究中，“赤霞珠”不同成熟株系间的单体酚类物质含量差异较大，且随着时间单体酚物质不断积累，在E2积累量达到最大，显著高于正常成熟时期的单体酚物质含量。

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基金项目 宁夏回族自治区农业育种专项（NXNYYZ20210102）。

作者简介 刘思凡（1993—），男，宁夏吴忠人，助理农艺师，硕士，从事葡萄逆境与分子生物学研究。*通信作者，教授，博士，硕士生导师，从事葡萄逆境与分子生物学研究。

收稿日期 2023-06-04；修回日期 2023-11-23