張亞飛，杜展成，姚 瑤，杜林笑，喬 潔，李學(xué)文*

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；2.新疆芳香莊園酒業(yè)股份有限公司，新疆 和碩 841200）

在葡萄成熟過程中，葡萄漿果中的酚類物質(zhì)、酸類物質(zhì)和糖類物質(zhì)等變化對(duì)于葡萄果實(shí)來說具有重要意義，但是由于葡萄品種、土壤情況、氣候條件和栽培管理方式等因素的不同，導(dǎo)致葡萄漿果品質(zhì)及其多酚含量也存在較大差異[1-2]。在特定的情況下，葡萄的適時(shí)采收將直接影響葡萄酒的品質(zhì)[3]。在葡萄酒釀酒過程中酚類化合物通過浸漬作用轉(zhuǎn)移到葡萄酒中，對(duì)其顏色、香氣和感官特性等起決定性的作用[4-5]，因此要釀制優(yōu)質(zhì)葡萄酒除了考慮基礎(chǔ)理化指標(biāo)，還應(yīng)參考與葡萄酒質(zhì)量密切相關(guān)的多酚類物質(zhì)[6-7]。

對(duì)于紅色釀酒葡萄成熟度的判斷，國(guó)內(nèi)外尚未有統(tǒng)一判定標(biāo)準(zhǔn)。目前主要為酚類物質(zhì)成熟度和技術(shù)成熟判定[8-9]，而生產(chǎn)中采收期則一般以糖、酸及其比值為成熟度判定標(biāo)準(zhǔn)[10]。崔文娟等[11]對(duì)煙臺(tái)產(chǎn)區(qū)赤霞珠葡萄進(jìn)行持續(xù)兩年的跟進(jìn)研究，并運(yùn)用主成分分析（principal component analysis，PCA）確定了該地區(qū)赤霞珠葡萄的最適采收期；劉旭等[12]運(yùn)用主成分分析（PCA）法研究發(fā)現(xiàn)，陜西省涇陽縣赤霞珠葡萄在轉(zhuǎn)色后第7周具有較好的成熟度。

本研究從西拉葡萄轉(zhuǎn)色期開始，持續(xù)監(jiān)測(cè)新疆哈密、昌吉、和碩三個(gè)產(chǎn)地西拉葡萄理化指標(biāo)及總酚、單寧、花色苷、類黃酮及黃烷醇等酚類物質(zhì)含量變化，探討理化指標(biāo)與多酚指標(biāo)的相關(guān)性，并運(yùn)用主成分分析（PCA）法確定其最適采收期，以期為新疆哈密、昌吉、和碩三個(gè)產(chǎn)地生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)西拉葡萄酒提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

釀酒葡萄西拉分別采收于哈密新雅酒莊（42°40.26′N，93°41.13′E），2009年定植，株行距4.0 m×1.0 m；昌吉中糧長(zhǎng)城酒莊（44°18.59′N，87°27.35′E），2012年定植，株行距3.0 m×0.5 m；碩國(guó)菲酒莊（42°14.09′N，87°16.15′E），2008定植，株行距4.0 m×1.0 m。三個(gè)產(chǎn)地葡萄均從各自轉(zhuǎn)色期后開始采樣，采樣時(shí)在葡萄樹陰、陽面的上、中、下部位隨機(jī)采樣，樣品當(dāng)天運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室測(cè)定還原糖、可滴定酸、pH值等理化指標(biāo)。同時(shí)在每株葡萄上隨機(jī)剪下約三分之一的帶梗葡萄，用液氮速凍后放置-20 ℃條件下儲(chǔ)存?zhèn)溆?，用于測(cè)定果皮多酚含量。

（+）-兒茶素（純度≥95%）：美國(guó)Sigma公司；濃鹽酸、乙酸鈉、沒食子酸：天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司；氫氧化鈉、酒石酸鉀鈉、鎢酸鈉、磷鉬酸、磷酸、三氯化鋁、甲醇、鉬酸鈉：天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；硫酸鋰、無水碳酸鈉、體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇、亞硝酸鈉：天津市市北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開發(fā)有限公司；單寧酸（分析純）：上海山浦化工有限公司；蘆?。兌取?5%）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；對(duì)二甲氨基肉桂醛（p-dimethylaminocinnamaldehyde，p-DMACA）（純度98%）：上海源葉生物科技有限公司；試驗(yàn)所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

SF-GL-16A高速冷凍離心機(jī)：上海棱譜儀器儀表有限公司；TU-1810紫外分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；PAL-1手持測(cè)糖儀：日本愛拓（ATAGO）公司；KQ-100B型超聲波清洗器：上海江萊生物科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 理化指標(biāo)測(cè)定

參照王華[13]的方法，采用菲林試劑滴定法測(cè)定還原糖含量；采用NaOH滴定法測(cè)定可滴定酸含量（以酒石酸計(jì)）；采用稱重法測(cè)百粒質(zhì)量；采用pH計(jì)檢測(cè)pH值；采用手持折光儀檢測(cè)可溶性固形物含量。

1.3.2 果皮多酚類物質(zhì)測(cè)定

總酚含量測(cè)定采用福林-肖卡法[14]；單寧含量測(cè)定采用福林-丹尼斯法[15]；花色苷含量測(cè)定采用pH示差法[16]；類黃酮含量測(cè)定參考PEINADO J等[17]的方法；總黃烷醇含量測(cè)定采用p-DMACA-鹽酸法[18]。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016錄入數(shù)據(jù)并做初步計(jì)算，運(yùn)用SPSS 19.0和Origin 8.5進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同采收期三個(gè)產(chǎn)地西拉葡萄理化指標(biāo)的變化

新疆哈密、昌吉、和碩三個(gè)產(chǎn)地西拉葡萄從轉(zhuǎn)色期開始各指標(biāo)的變化結(jié)果分別為表1～表3。由表1～表3可知，三個(gè)產(chǎn)地西拉葡萄的可溶性固形物含量、還原糖含量、糖酸比和pH值在整個(gè)成熟階段含量不斷增加，可滴定酸含量不斷降低，而三個(gè)產(chǎn)地西拉葡萄百粒質(zhì)量均呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì)，這或是由于在成熟過程中葡萄果實(shí)中物質(zhì)處于積累與消耗的平衡中，致使百粒質(zhì)量逐漸趨于穩(wěn)定[19]，而在葡萄采收前酒莊一般會(huì)采取控水等措施以期增加葡萄果實(shí)的糖度，因而造成了葡萄百粒質(zhì)量的下降。

表1 哈密西拉葡萄理化指標(biāo)的變化Table 1 Changes of physical and chemical indicators of Hami Syrah grape

表2 昌吉西拉葡萄理化指標(biāo)的變化Table 2 Changes of physical and chemical indicators of Changji Syrah grape

表3 和碩西拉葡萄理化指標(biāo)的變化Table 3 Changes of physical and chemical indicators of Heshuo Syrah grape

一般研究認(rèn)為糖酸比≥20時(shí)，能釀制出優(yōu)質(zhì)的葡萄酒[20]，直至采收結(jié)束，哈密、昌吉、和碩三個(gè)產(chǎn)地西拉葡萄糖酸比分別為42.39、46.57和32.13；其中昌吉西拉葡萄的可溶性固形物、還原糖、糖酸比和pH值最高，分別為27.95%、307.81 g/L、46.57和3.91；可滴定酸含量最低的為哈密西拉，為6.51 g/L；而和碩西拉的百粒質(zhì)量最高，為140.52 g。

2.2 不同采收期三個(gè)產(chǎn)地西拉葡萄皮酚類物質(zhì)含量的變化

圖1 哈密西拉葡萄皮中多酚含量的變化Fig.1 Changes of polyphenols contents in grape skin of Hami Syrah

由圖1可知，不同采收期哈密西拉葡萄皮中總酚含量與單寧含量變化趨勢(shì)一致，花色苷含量在整個(gè)采收階段持續(xù)上升，類黃酮含量與黃烷醇含量變化趨勢(shì)基本一致。至最后一次采收（9月9日），所有多酚類物質(zhì)含量均達(dá)到最大，分別為13.10 mg/g、11.96 mg/g、4.60 mg/g、18.32 mg/g及1.68 mg/g。

圖2 昌吉西拉葡萄皮中多酚含量的變化Fig.2 Changes of polyphenols contents in grape skin of Changji Syrah

由圖2可知，不同采收期昌吉西拉葡萄皮中總酚含量、花色苷含量、類黃酮含量和黃烷醇含量變化趨勢(shì)皆為上升-下降，但總酚含量和黃烷醇含量出現(xiàn)下降趨勢(shì)的日期較早，單寧含量在整個(gè)采收階段呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì)。各多酚類物質(zhì)含量出現(xiàn)最大值的日期不同，總酚含量和黃烷醇含量在9月4日最高，分別為15.12 mg/g和1.98 mg/g；花色苷含量和類黃酮含量在9月11日最高，分別為6.61 mg/g和22.76 mg/g；單寧含量在9月19日最高，為13.02 mg/g。

圖3 和碩西拉葡萄皮中多酚含量的變化Fig.3 Changes of polyphenols contents in grape skin of Heshuo Syrah

由圖3可知，不同采收期和碩西拉葡萄皮中總酚含量和黃烷醇含量變化趨勢(shì)一致，單寧含量和類黃酮含量變化趨勢(shì)基本一致，花色苷含量在整個(gè)采收期含量持續(xù)上升。至8月27日，總酚含量、單寧含量、類黃酮含量和黃烷醇含量達(dá)到最高，分別為14.88 mg/g、12.51 mg/g、22.92 mg/g和2.05 mg/g；花色苷含量于最后一次采收（9月3日）含量達(dá)到最高，為5.08 mg/g。

2.3 三個(gè)產(chǎn)地西拉葡萄理化指標(biāo)與多酚含量的相關(guān)性分析

由表4可知，和碩西拉可溶性固形物與花色苷呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；昌吉西拉可滴定酸與總酚、單寧和花色苷呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），與黃烷醇呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），還原糖與單寧呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；三個(gè)產(chǎn)地西拉還原糖均與花色苷呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)分別為0.904、0.825和0.905，這與HRAZDINA G等[21]研究認(rèn)為，果實(shí)中花色素含量與糖類物質(zhì)密切相關(guān)的結(jié)論相符；昌吉西拉糖酸比與單寧和花色苷呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），和碩西拉糖酸比與總酚呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與花色苷呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；三個(gè)產(chǎn)地西拉pH值均與花色苷呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），其中昌吉西拉pH值與花色苷呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)分別為0.864、0.947和0.897；昌吉與和碩西拉pH值與總酚呈顯著正相關(guān)，且昌吉西拉pH值與單寧呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與黃烷醇呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；哈密西拉百粒質(zhì)量與黃烷醇呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）。

表4 三個(gè)產(chǎn)地西拉葡萄理化指標(biāo)與多酚含量的相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis between physical and chemical indicators and polyphenols contents in Syrah grapes from three producing areas

2.4 三個(gè)產(chǎn)地西拉葡萄主成分分析及最適采收期

將新疆哈密、昌吉、和碩三個(gè)產(chǎn)地西拉葡萄所測(cè)各種指標(biāo)數(shù)值分別構(gòu)成原始數(shù)據(jù)矩陣，計(jì)算特征值和方差貢獻(xiàn)率，結(jié)果見表5。由表5可知，依據(jù)累計(jì)貢獻(xiàn)率＞85%的原則，三個(gè)產(chǎn)地累計(jì)貢獻(xiàn)率均＞85%，能夠全面反映不同采收期各地西拉葡萄果實(shí)的品質(zhì)。

表5 主成分方差解釋Table 5 Variance explained of principal components

由SPSS 19.0軟件得到三個(gè)產(chǎn)地西拉葡萄不同采收期相對(duì)應(yīng)的主成分系數(shù)矩陣，以此構(gòu)建函數(shù)方程式1～式6，式1和式2為哈密西拉葡萄兩個(gè)主成分的函數(shù)方程，式3和式4為昌吉西拉兩個(gè)主成分的函數(shù)方程，式5和式6為和碩西拉葡萄兩個(gè)主成分的函數(shù)方程（函數(shù)中的X值為標(biāo)準(zhǔn)化后變量（X1～X11分別代表可溶性固形物、可滴定酸、還原糖、糖酸比、pH、百粒質(zhì)量、總酚、單寧、花色苷、類黃酮和黃烷醇））。

以不同采收期三個(gè)產(chǎn)地西拉葡萄各主成分的特征值作為權(quán)重?cái)?shù)，對(duì)各自的F1和F2進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，可得綜合值F函數(shù)方程式7、式8和式9，分別為哈密、昌吉與和碩西拉葡萄不同采收期綜合值F函數(shù)方程，F(xiàn)值越大，說明葡萄品質(zhì)越好。

表6 三個(gè)產(chǎn)地不同采收期西拉葡萄品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)Table 6 Comprehensive evaluation of Syrah grape quality in different harvesting periods in three production areas

以不同采收期的F值大小為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)三個(gè)產(chǎn)地西拉品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)判，以此來預(yù)測(cè)三個(gè)產(chǎn)地西拉的最適采收期。由表6可知，三個(gè)產(chǎn)地的最適采收期各不相同，哈密西拉最適采收期為9月9日，昌吉西拉最適采收期為9月11日，和碩西拉最適采收期為9月3日。其中昌吉與和碩產(chǎn)地經(jīng)度相似，緯度相差較大，理論上緯度越低光照時(shí)間越長(zhǎng)，溫度越高，也因此葡萄成熟的越快；而哈密與和碩產(chǎn)地緯度較為接近，或因此最適采收日期相距較近。

3 結(jié)論

隨著采收期的推遲，三個(gè)產(chǎn)地的糖類含量、pH值不斷增加，可滴定酸含量不斷減少，三個(gè)產(chǎn)地相比較，昌吉地區(qū)西拉葡萄可溶性固形物、還原糖、糖酸比和pH值均為三個(gè)產(chǎn)地最高，哈密地區(qū)西拉葡萄的可滴定酸含量最低，和碩地區(qū)西拉葡萄百粒質(zhì)量最高。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，三個(gè)產(chǎn)地西拉葡萄理化指標(biāo)與多酚含量聯(lián)系緊密，各產(chǎn)地西拉葡萄花色苷含量均與pH值和還原糖含量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)（P＜0.05），其中昌吉產(chǎn)地花色苷含量與pH值呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。

葡萄的品質(zhì)與當(dāng)?shù)氐臍夂?、降雨量以及不同莊園間管理模式有著密切的關(guān)系，通過主成分分析不同采收期新疆哈密、昌吉和和碩西拉釀酒葡萄可知，哈密西拉葡萄最適采收期為9月9日，昌吉西拉葡萄最適采收期為9月11日，和碩西拉葡萄最適采收期為9月3日。本研究結(jié)果旨在為新疆三個(gè)產(chǎn)地西拉釀酒葡萄建立完善的采收機(jī)制提供一定參考。