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摘叶处理对酿酒葡萄果实酚类物质的影响

2019-07-09赵亚蒙陈黄曌乐小凤段冰冰张振文

中国酿造 2019年6期
关键词:赤霞珠转色单宁

赵亚蒙,陈黄曌,3,乐小凤,赵 婷,段冰冰,张振文,2*

(1.西北农林科技大学 葡萄酒学院,陕西 杨凌 712100;2.陕西省葡萄与葡萄酒工程中心,陕西 杨凌 712100;3.河南牧业经济学院 食品与生物工程学院,河南 郑州 450046)

酿酒葡萄果实品质是决定葡萄酒质量的主要因素[1]。影响葡萄果实品质的因素很多,可分为内部因素和外部因素,内部因素包括品种特性、树龄、地形、内源激素等[2-3],外部因素包括环境因素、栽培措施、内源激素等[4-5]。葡萄所处的环境包括大气候、小气候和微气候三个层次,大气候和小气候对特定的酿酒产区是无法改变的,但果际微环境可通过栽培措施进行调节和改变[6],从而对葡萄果实品质产生一定的影响。微环境调控栽培措施包括疏穗、套袋、叶幕厚度、行间生草、摘叶等[7-11]。近年来,摘叶处理作为一种常规技术广泛应用于一些长势强、着色不良的葡萄品种,得到广大学者的认可,通过适时适量摘除果穗周围的叶片能够减少叶片间的相互遮挡,不仅增加光照和冠层内空气流通,同时能够使果穗接受更多的光照,提高果实的色泽和品质[11-14]。

晋中南地区是我国一个新兴的葡萄酒产区,赤霞珠和品丽珠作为该地区主栽酿酒葡萄品种,存在果实着色不良等现象。本试验通过研究摘除老叶对赤霞珠和品丽珠果实酚类物质的影响,以期筛选出最佳的摘叶强度和时期,为晋中南地区酿酒葡萄与葡萄酒的生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

赤霞珠(Vitis vinifera L.cv.Cabernet Sauvignon)、品丽珠(Vitis vinifera L.cv.Cabernet Franc):2012年定植,株行距1 m×3 m,单篱架斜拉“厂”字形,南北行向栽培。

1.1.2 化学试剂

福林-酚试剂(分析纯):美国Sigma公司;NaCl、酒石酸、NaOH、色谱甲醇、乙酸乙酯(均为分析纯):北京化学试剂公司;试验用水均为去离子水。

1.2 仪器与设备

KQ500E超声波振荡器:昆山禾创超声仪器有限公司;AUW220D电子天平、LC-2030型岛津高效液相色谱仪:日本岛津公司;GL-20G-H型高速冷冻离心机:上海安亭科学仪器厂;FD-1C-50型真空冷冻干燥机:北京博医康实验仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 试验设计

在葡萄果实转色初期(5%果粒着色)和转色末期(100%果粒着色)分别摘除结果枝基部的2片、4片和6片叶,以不摘除叶处理为对照(CK),共7个处理,具体如表1。每个处理共45株,随机分布,3次重复。每隔10 d采样一次,各处理随机选取40穗果,进行相关理化指标的测定,采收期取样测定非花色苷单体酚类物质。

表1 摘叶处理试验设计Table 1 Leaf removal treatment test design

1.3.2 果实酚类物质测定

果皮总花色苷、总酚和单宁含量的测定均参照孟江飞[15]的方法,总花色苷含量(以二甲花翠素计)测定采用pH示差法;总酚含量(以没食子酸计)测定采用福林-肖卡法;单宁含量(以儿茶素计)测定采用甲基纤维素法。非花色苷单体酚类物质采用高效液相色谱-电喷雾-质谱(high performance liquid chromatogram-electrospray ionization-mass spectrum,HPLC-ESI-MS)分析,具体参照HE J J等[16]的方法。

1.3.3 数据处理

数据处理采用Office Excel 2010和SPSS 20.0软件,绘图采用Origin Pro 2016和Office Excel 2010软件。显著性分析采用Duncan's进行方差检验,P<0.05表示差异达到显著水平。

2 结果与分析

2.1 摘叶处理对葡萄成熟度进程的影响

图1 不同摘叶处理对赤霞珠(A)及品丽珠(B)葡萄果实成熟度的影响Fig.1 Effects of different leaf removal treatments on maturity of Cabernet Sauvignon(A)and Cabernet Franc(B)grape fruit

由图1可知,赤霞珠在转色后0~10 d,摘叶处理还原糖含量变化趋势基本相似,到转色后40 d增长趋势放缓,而后VC4处理还原糖含量呈下降趋势,其余摘叶处理呈持续增长趋势,转色后50 d,VC6处理的还原糖含量最高,为210.0 g/L,VB6和VB4次之,分别为206.29 g/L和198.74 g/L,VC4和CK处理的最低,约为187.0 g/L。而成熟过程中摘叶处理的可滴定酸含量变化趋势基本相似,转色后0~30 d均先急速下降,转色后30~40 d,除VB2、VB4、VB6略有降低外,其余处理均呈上升趋势,转色后40~50 d,所有处理均趋于平稳,其中CK的可滴定酸含量最高,为6.09 g/L,显著高于摘叶处理(P<0.05),且摘叶处理间的可滴定酸含量无显著差异(P>0.05)。品丽珠果实成熟过程中还原糖含量先升高后趋于稳定,转色后20~30 d,部分摘叶处理还原糖含量上升缓慢,转色后40~50 d,VC6处理含量最高,为228.26 g/L,VC2处理次之,为216.51g/L,而其余处理还原糖含量均显著低于对照(P<0.05)。品丽珠各处理的果实可滴定酸含量随着还原糖含量的升高迅速降低,后趋于稳定,在转色后50 d,VC6处理的可滴定酸含量最低,为3.08 g/L。

2.2 摘叶处理对葡萄成熟过程中果皮总花色苷含量的影响

图2 不同摘叶处理对赤霞珠(A)及品丽珠(B)葡萄果实总花色苷含量的影响Fig.2 Effects of different leaf removal treatments on total anthocyanins contents of Cabernet Sauvignon(A)and Cabernet Franc(B)grape fruit

由图2可知,赤霞珠在果实成熟过程中果皮总花色苷含量波动较大,整体先上升后下降并趋于稳定或略有降低,转色后40 d,总花色苷含量达到峰值。转色开始时VB4处理花色苷含量最高,且显著高于CK(P<0.05),转色后10~50 d VB6处理总花色苷含量均高于其他处理,且CK均最低,在采收时(转色后50 d)VB6处理总花色苷含量为26.64 mg/g,与VB4处理无显著差异(P>0.05),但显著高于VB2、VC2、VC4、VC6处理及CK(P<0.05),分别提高了12.12%、37.18%、10.72%、8.91%及25.19%。品丽珠在成熟过程中果实总花色苷含量整体呈先上升后下降的趋势,转色后0~40 d,VB4处理葡萄果皮总花色苷持续增长且显著高于其他处理(P<0.05),且在转色后40 d达到峰值,为29.44 mg/g,采收期(转色后50 d)各处理组总花色苷含量均略有降低,其中VC6处理总花色苷含量最高,为19.75 mg/g,CK次之,为17.51 mg/g。

2.3 摘叶处理对葡萄成熟过程中果皮总酚含量的影响

由图3可知,赤霞珠在转色开始时总酚含量出现最高峰,而后呈缓慢下降的趋势,采收期(转色后50 d)VB2、VB4和VB6处理总酚含量分别为43.34 mg/g、43.58 mg/g和43.52 mg/g,三个处理间无显著差异(P>0.05),但均显著高于VC2、VC4、VC6处理和CK(P<0.05)。与赤霞珠不同的是,品丽珠葡萄果实在成熟过程中的总酚含量呈逐渐上升后略微下降的趋势,在转色后50 d,除VC2处理外,其余摘叶处理的总酚含量均高于CK,其中,VC6处理的总酚含量最高,为29.02 mg/g。

图3 不同摘叶处理对赤霞珠(A)及品丽珠(B)葡萄果实总酚含量的影响Fig.3 Effects of different leaf removal treatments on totalphenolcontents of Cabernet Sauvignon(A)and Cabernet Franc(B)grape fruit

2.4 摘叶处理对葡萄成熟过程中果皮单宁含量的影响

图4 不同摘叶处理对赤霞珠(A)及品丽珠(B)葡萄果实单宁含量的影响Fig.4 Effects of different leaf removal treatments on tannin contents of Cabernet Sauvignon(A)and Cabernet Franc(B)grape fruit

由图4可知,赤霞珠在成熟过程中单宁含量呈先下降后趋于平稳的趋势,在转色后50 d与对照相比,VB6、VC2和VC4处理的单宁含量显著提升(P<0.05),VB2和VB4处理显著降低(P<0.05),而VC6处理无显著差异(P>0.05)。与赤霞珠不同,品丽珠在成熟过程中单宁含量变化波动较复杂,在开始转色时处理组的单宁含量与CK无显著差异(P>0.05),在转色后30 d,单宁含量达到峰值,VC4处理的单宁含量显著高于其他处理和对照组(P<0.05),在转色后50 d,各摘叶处理组的单宁含量无显著差异(P>0.05),但均显著高于对照组(P<0.05)。

2.5 摘叶处理对葡萄成熟期果实非花色苷单体酚类物质的影响

2.5.1 摘叶处理对赤霞珠葡萄果实非花色苷单体酚类物质的影响

摘叶处理对赤霞珠葡萄非花色苷单体酚类物质含量和组分的影响见表2。

表2 不同摘叶处理对赤霞珠葡萄果皮非花色苷单体酚类物质种类和含量的影响Table 2 Effects of different leaf removal treatments on non-anthocyanins monomer phenolic compounds type and contents of Cabernet Sauvignon grape skin μg/g

由表2可知,赤霞珠不同摘叶处理的葡萄共检测到21种非花色苷单体酚类物质,其中黄烷醇类5种,羟基苯甲酸类1种,黄酮醇类15种,VB2、VB4和VB6处理有21种非花色苷单体酚类物质,VC2、VC4处理和CK有20种,VC6处理仅有18种,说明转色初期摘叶处理能增加赤霞珠葡萄非花色苷单体酚类物质组分。黄烷醇类占非花色苷酚类物质总量的比例仅有10%左右,其中原花色素B1所占比重最大,所有摘叶处理的原花色素B1均显著低于CK(P<0.05),说明摘叶处理影响原花色素B1的合成;羟基苯甲酸类物质含量占非花色苷酚类物质总量的比例更低,仅为0.2%左右,而黄酮醇类占总量的89%以上,以槲皮素-3-O-葡萄糖苷和鼠李糖素-3-O-葡萄糖发挥着主要作用,7种处理表现出显著差异(P<0.05),VB4处理的槲皮素-3-O-葡萄糖苷含量最高,达215.40μg/g,较VB2、VB6、VC2、VC4、VC6和CK分别提高了33.23%、7.38%、51.55%、9.37%、8.13%和84.02%,鼠李糖素-3-O-葡萄糖苷在VC4处理上表现最好,含量为120.00μg/g,依次显著高于VC6(117.83 μg/g)、VB4(115.98 μg/g)、VB6(109.05 μg/g)、VB2(93.05 μg/g)、VC2(71.38 μg/g)处理和CK(56.15 μg/g)(P<0.05);摘叶处理对黄酮醇类总量提升较大,含量依次为VB4(670.40 μg/g)>VB6(628.13 μg/g)>VC4(602.93μg/g)>VC6(592.93μg/g)>VB2(504.18μg/g)>VC2(414.28 μg/g)>CK(342.05 μg/g)。

2.5.2 摘叶处理对品丽珠葡萄果实非花色苷单体酚类物质的影响

摘叶处理对品丽珠葡萄非花色苷单体酚类物质含量和组分的影响见表3。

表3 不同摘叶处理对品丽珠葡萄果皮非花色苷单体酚类物质种类和含量的影响Table 3 Effects of different leaf removal treatments on non-anthocyanins monomer phenolic compounds type and contents of Cabernet Franc grape skin μg/g

续表

由表3可知,品丽珠不同摘叶处理的葡萄果实检测出的非花色苷单体酚类物质组分不同,VB6处理共检测出24种,包括6种黄烷醇类物质,2种羟基苯甲酸类物质,16种黄酮醇类物质,VB2、VB4、VC2和VC6处理均检测出23种,与VB6处理相比少了槲皮素-3-O-鼠李糖苷,VC4处理仅检测出22种,比VB6处理少检测出槲皮素-3-O-鼠李糖苷和原花色素C1两种物质。7种处理中,除VC4处理外,其他摘叶处理均能显著提高黄烷醇类物质含量,表现为VB2(55.05 μg/g)>VC6(51.58 μg/g)>VB6(41.25 μg/g)>VC2(38.95 μg/g)>VB4(37.78 μg/g)>CK(34.68 μg/g)>VC4(27.18 μg/g)(P<0.05);各摘叶处理葡萄果实羟基苯甲酸类物质无显著差异(P>0.05);7种摘叶处理中,黄酮醇类物质差异显著(P<0.05),相比于对照,均显著提升(P<0.05),分别提升了70.33%(VB2)、100.41%(VB4)、154.29%(VB6)、689.26%(VC2)、113.51%(VC4)以及154.96%(VC6),其中VC6处理表现最好,能够显著提高黄酮醇类物质含量(P<0.05),因此,建议在转色末期摘除6片叶。

3 讨论

通过摘除果穗周围的挡光叶片增加果实层的通透性,使光照充足,气体流通,在一定程度上改善了果实微环境,从而提高葡萄果实品质。摘叶程度的变化主要通过改变光照和温度来间接影响植株生长,光照强度改变对蛋白质、酶、核酸、细胞的形态、结构和功能均能产生影响[17],可以使酿酒葡萄产生更多的能够吸收紫外线的次生代谢物质,这些代谢物质包括黄酮类化合物(花色素、黄烷-3-醇、黄酮醇类、各种酚酸及芪类化合物等)、氨基酸和类胡萝卜素等,其含量的增加使酿酒葡萄及葡萄酒的酚类物质构成增加,也使葡萄酒香气更加丰富,在很大程度上提高了葡萄酒的质量[18]。

花色苷是葡萄酒的呈色物质,也是葡萄酒中的重要保健成分,其含量和组成决定了葡萄酒的色泽[19],本研究中,摘叶处理对果实总酚和总花色苷含量均有较大提升,其中转色初期摘6片叶处理对赤霞珠提升效果最佳,而对品丽珠而言,转色末期摘6片叶处理提升效果最佳,造成这一差异的原因可能是品种不同,这与前人研究结果[11,20-21]相一致。单宁不仅赋予葡萄酒涩味以及收敛性,而且是保障葡萄酒陈年潜力的重要多酚类物质,因此,单宁含量的多少对一款葡萄酒至关重要,一些研究发现摘叶能显著提高葡萄单宁含量[13,22],但另有研究认为摘叶对果实单宁并无提升作用[23],本研究结果表明,部分摘叶处理对赤霞珠葡萄单宁含量无提升作用,而所有摘叶处理对品丽珠葡萄单宁含量均有提升作用,所以对于单宁含量与摘叶的关系还有待于进一步研究。

非花色苷单体酚类物质包括黄烷醇类、羟基苯甲酸类及黄酮醇类化合物等,其中黄烷醇类具有苦味和涩感,对葡萄酒结构和层次感有较大影响,同时还具有降低胆固醇、活血、降血压等功效,黄酮醇类对酒的涩感也有一定影响,同时具有保护皮肤免受紫外线伤害和消除人体自由基的功能,是葡萄酒的重要保健成分[24]。本研究结果表明,在转色初期摘除结果枝4片叶及摘6片叶有利于赤霞珠葡萄果皮非花色苷单体酚类物质的积累,而在转色完成期摘除4片叶和6片叶更有利于品丽珠葡萄果皮非花色苷单体酚类物质的合成,这可能与品种差异有关,在叶片摘除后的葡萄藤对光抑制的耐受性增加,所结出的葡萄果实糖积累加速,所酿出的葡萄酒酚类物质和花青素浓度含量更高且更稳定[25],MARÍA P D等[26-27]也得到类似的结论,即摘叶有利于黄酮醇等酚类物质的积累。

4 结论

综合考虑,转色初期摘除结果枝基部4片叶对于赤霞珠葡萄效果最好,能显著提高采收期成熟度、总花色苷(增加了23.92%)、总酚(增加了22.00%)以及非单体花色苷物质含量(增加了83.02%)(P<0.05)。而转色末期摘除结果枝基部6片叶对品丽珠葡萄效果最好,能显著提升采收期成熟度、总花色苷(增加了12.79%)、总酚(增加了26.17%)和单宁(增加了128.80%)含量以及非花色苷单体酚类物质含量(增加了140.82%)(P<0.05)。

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