盧浩成,魏 巍,成池芳,陳 武,李樹(shù)德,王曉軍,劉宗昭,王 軍,*
(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院,葡萄與葡萄酒研究中心,北京 100083;2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部葡萄酒加工重點(diǎn)試驗(yàn)室,北京 100083;3.新疆中信國(guó)安葡萄酒業(yè)有限公司,新疆 瑪納斯 832200)
顏色是評(píng)價(jià)葡萄酒質(zhì)量最重要的指標(biāo)之一。紅葡萄酒的主要呈色物質(zhì)為花色苷,花色苷的含量、組成和比例,以及與其他類黃酮化合物的聚合作用都會(huì)影響紅葡萄酒的顏色[1]。我國(guó)葡萄酒產(chǎn)業(yè)近年發(fā)展較快,但葡萄酒顏色穩(wěn)定性差的問(wèn)題也受到越來(lái)越多的關(guān)注,一些紅色葡萄品種釀造的新鮮葡萄酒的顏色較好,呈現(xiàn)深寶石紅和紫紅色的特點(diǎn),但隨著陳釀的進(jìn)行,會(huì)出現(xiàn)紅色色調(diào)下降和黃色色調(diào)上升速度過(guò)快的問(wèn)題,嚴(yán)重影響了葡萄酒的感官質(zhì)量[2-3]。針對(duì)此問(wèn)題,很多葡萄酒釀造企業(yè)采取的措施是將顏色表現(xiàn)好的葡萄酒混入目標(biāo)基酒中,此方法是解決葡萄酒顏色穩(wěn)定性差的有效措施[4]。應(yīng)用不同品種葡萄酒間的調(diào)配,可改善葡萄酒的顏色、香氣和口感,是葡萄酒企業(yè)保持其產(chǎn)品穩(wěn)定和開(kāi)發(fā)新風(fēng)格葡萄酒的重要措施[4-7]。
在干紅葡萄酒生產(chǎn)過(guò)程中,為了改善其顏色及其穩(wěn)定性,有時(shí)加入顏色表現(xiàn)好的葡萄酒進(jìn)行調(diào)色,常用來(lái)調(diào)色的葡萄品種被稱為調(diào)色品種,應(yīng)用較多的有‘馬瑟蘭’、‘Dornfelder’等[8-9]。生產(chǎn)上有時(shí)也以染色葡萄作為調(diào)色品種,例如廣泛應(yīng)用的‘Alicante Bouschet’[10]。與大多數(shù)歐亞種葡萄品種不同,染色葡萄不僅在果皮中合成花色苷,也在果肉中合成花色苷[11]。‘煙73’、‘煙74’、‘Kolor’和‘Tintorera’是國(guó)內(nèi)較常見(jiàn)的染色葡萄品種。‘Dornfelder’原產(chǎn)于德國(guó),雖然不是染色品種,但其所釀葡萄酒的顏色很深,是德國(guó)的主栽品種之一。關(guān)于調(diào)色品種的應(yīng)用雖然已經(jīng)在國(guó)內(nèi)很多葡萄酒企業(yè)有所嘗試,但以經(jīng)驗(yàn)為主,缺乏對(duì)調(diào)色品種酚類物質(zhì)輪廓的系統(tǒng)研究。
調(diào)色葡萄品種不僅花色苷含量較高,還有很強(qiáng)的輔色效應(yīng)。輔色效應(yīng)是指葡萄酒中的花色苷與其他有機(jī)物或金屬離子發(fā)生輔色作用,形成呈色的輔色復(fù)合體,這種效應(yīng)不僅可以增加溶液中呈色花色苷的比例,還可以通過(guò)改變花色苷分子的構(gòu)象,增加其在可見(jiàn)光光譜吸收(增色效應(yīng)),和/或增加其最大吸收波長(zhǎng)(紅移效應(yīng))[12]。黃酮醇和黃烷醇等酚類物質(zhì)作為常見(jiàn)的輔色素,其含量和輔色效應(yīng)呈正相關(guān)[13]。黃酮醇作為應(yīng)對(duì)環(huán)境脅迫的響應(yīng)物質(zhì),可以吸收280~330 nm波長(zhǎng)范圍的光,防止葡萄漿果組織受紫外線的損傷[14-16]。黃酮醇的輔色效果良好,被認(rèn)為是最有效的輔色素[17]。黃烷醇在釀酒葡萄果皮和種子中均有存在,主要存在方式為游離單體和分子質(zhì)量大的單寧。單寧是賦予葡萄和葡萄酒收斂感的主要物質(zhì),對(duì)葡萄酒的感官有重要影響。黃烷醇能夠與花色苷形成輔色聚合體,雖其輔色效應(yīng)弱于黃酮醇,但其在果實(shí)中的含量較高,對(duì)葡萄酒顏色穩(wěn)定同樣具有重要作用[18-20]。
本研究對(duì)5 個(gè)常見(jiàn)的調(diào)色品種果實(shí)和所釀葡萄酒中的酚類物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定,探究每個(gè)調(diào)色品種的酚類物質(zhì)輪廓,以期為葡萄酒的調(diào)配提供基本參考。
2013年栽植的‘煙73’、‘煙74’和2015年栽植的‘Kolor’、‘Tintorera’和‘Dornfelder’葡萄,樹(shù)體長(zhǎng)勢(shì)均正常。葡萄園位于新疆昌吉州瑪納斯縣中信國(guó)安葡萄酒業(yè)有限公司自建基地(北緯44°14′,東經(jīng)86°15′)。植株行向?yàn)楸逼珫|52°,株距1 m,行距2.8 m。整形方式為改良的VSP葉幕形,自根苗,主干高度60 cm。
氫氧化鈉、酚酞、無(wú)水硫酸銅、磷酸、次甲基藍(lán)、甲醇、乙醇、醋酸、檸檬酸、檸檬酸鈉、乙酸鈉、間苯三酚、丙酮、抗壞血酸、鹽酸(均為分析純) 天津化工廠;甲醇、甲酸、乙腈(均為色譜級(jí)),二甲花翠素-3-O-葡萄糖、兒茶素、表兒茶素、表沒(méi)食子酸兒茶素、表兒茶素沒(méi)食子酯標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)Sigma-Aldrich公司;果膠酶 澳大利亞Optivin公司;Lalvin D254酵母菌 法國(guó)Lallemand公司。
FA2004電子分析天平 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;PAL-1手持折光儀 日本Atago公司;PB-10 pH計(jì)德國(guó)Sartorius公司;TDL-5-A低溫離心機(jī) 上海飛鴿儀器有限公司;SG3200HBT超聲波清洗機(jī) 上海冠特超聲儀器有限公司;T6紫外分光光度計(jì) 上海普析通用儀器公司;FD-1A-50冷凍干燥機(jī) 北京必瑞克生物科技有限公司;1200系列高效液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀美國(guó)Agilent公司。
1.3.1 葡萄果實(shí)樣品采集
2018年9月4日采集‘Kolor’,9月5日采集‘煙73’和‘煙74’,9月11日采集‘Dornfelder’,9月19日采集‘Tintorera’。葡萄漿果的采集按對(duì)角線法[21],選取長(zhǎng)勢(shì)一致的20 株葡萄,每次每個(gè)果穗采集5 粒漿果,果穗曝光面上部、中部、下部各采1 粒漿果,果穗背光面中部采集2 粒漿果,共3 次重復(fù),每次重復(fù)采集約500 粒漿果,其中100 粒漿果用于分析理化指標(biāo),剩余樣品在液氮中冷凍后置于-80 ℃的冰箱中貯存,用于酚類物質(zhì)檢測(cè)。
1.3.2 葡萄果實(shí)花色苷和黃酮醇的提取
果皮或果肉中花色苷和黃酮醇提取方法如下[22]:準(zhǔn)確稱?。?.100 0±0.000 2)g葡萄果皮(肉)凍干粉于2.5 mL離心管中,加入1 mL 50%甲醇溶液,20 ℃避光超聲萃取20 min后,4 ℃、8 000 r/min離心10 min,隨后轉(zhuǎn)移上清液于新的2.5 mL離心管中,殘?jiān)侔凑丈鲜霾襟E重復(fù)提取一次,合并2 次提取的上清液,充分混合均勻,于-80 ℃冰箱保存待測(cè)。
1.3.3 葡萄果實(shí)黃烷醇的提取
參考Liang等[23]方法并進(jìn)行優(yōu)化。
游離黃烷醇的提?。簻?zhǔn)確稱?。?.100 0±0.000 2) g葡萄果皮凍干粉于5 mL離心管中,加入1 mL 70%丙酮溶液(含0.5%的抗壞血酸)。充分振蕩后在10 000 r/min、4 ℃離心15 min,取上清液于新的5 mL離心管中,殘?jiān)貜?fù)提取3 次,將多次提取所得上清液合并。取400 μL提取液于1.5 mL離心管中,在常溫下進(jìn)行氮吹,用200 μL含1% HCl的甲醇溶液溶解,再加入200 μL的乙酸鈉溶液(200 mmol/L)中和,于-80 ℃冰箱保存待測(cè)。
聚合黃烷醇的裂解和提?。簻?zhǔn)確稱取(0.100 0±0.000 2)g葡萄果皮凍干粉于10 mL的離心管中,加入1 mL的間苯三酚緩沖液(含0.3 mol/L HCl、50 g/L間苯三酚和0.5%抗壞血酸的甲醇溶液),50 ℃水浴20 min后,加入1 mL乙酸鈉(200 mmol/L)終止反應(yīng),4 ℃、8 000 r/min離心15 min后,取出上清液置于新的10 mL離心管中,重復(fù)操作提取3 次,將上清液合并,于-80 ℃冰箱保存待測(cè)。
1.3.4 葡萄果實(shí)酚類物質(zhì)檢測(cè)
采用高效液相色譜儀,配備6410三重串聯(lián)四極桿質(zhì)譜儀(QqQ)。Poroshell 120 EC-C18色譜柱(150 mm×3.0 mm,2.7 μm)。果實(shí)提取液測(cè)定前經(jīng)0.22 μm有機(jī)相濾膜過(guò)濾,進(jìn)樣量5 μL。洗脫流動(dòng)相:0.1%甲酸溶液為A相,含0.1%甲酸的甲醇-乙腈(50∶50,V/V)溶液為B相。洗脫程序:90%~0% A,10%~100% B,持續(xù)15 min,后運(yùn)行程序5 min。流動(dòng)相流速為0.4 mL/min。柱溫箱溫度控制為55 ℃。質(zhì)譜采用AJESI離子源,正離子模式,噴霧電壓4 kV,離子源溫度150 ℃,干燥氣溫度350 ℃,流量12 L/h,霧化器壓力35 psi。檢測(cè)器為多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式。
葡萄果實(shí)非花色苷酚檢測(cè)所用儀器、色譜柱、流動(dòng)相、過(guò)濾方法同上。梯度洗脫程序:0~28 min,90%~54% A,10%~46% B;28~29 min,54%~90% A,46%~10% B。洗脫結(jié)束后,維持10% B相沖洗5 min,平衡色譜柱。流速0.4 mL/min;進(jìn)樣量5 μL。質(zhì)譜采用AJESI離子源,負(fù)離子模式,其余參數(shù)同上。
酚類物質(zhì)的定性依據(jù)為本實(shí)驗(yàn)室所建立的葡萄與葡萄酒酚類物質(zhì)HPLC-UV-MS指紋譜庫(kù)[24]。定量采用外標(biāo)法,花色苷及其衍生物含量以含有相同花色素基元-3-O-葡萄糖苷單體含量計(jì)算,單位為mg/kg,以果實(shí)鮮質(zhì)量計(jì)。黃酮醇以槲皮素為外標(biāo)物,黃烷醇以兒茶素、表兒茶素、表?xiàng)攦翰杷睾捅韮翰杷貨](méi)食子酸酯為外標(biāo)物,單位為mg/kg,以果實(shí)鮮質(zhì)量計(jì)。
1.3.5 規(guī)模發(fā)酵
2018年9月4日采收‘Kolor’和‘Dornfelder’,9月5日采收‘煙73’和‘煙74’,9月19日采收‘Tintorera’。每個(gè)品種采樣30 kg果實(shí)(每個(gè)生物學(xué)重復(fù)10 kg果實(shí)),人工破碎除梗后入玻璃罐(10 L),入罐同時(shí)加入40 mg/L H2SO3和20 mg/L果膠酶。入罐24 h后添加活化好的Lalvin D254酵母。用干凈紗布蓋住罐口,每天早晚各壓帽一次,測(cè)定發(fā)酵液的密度和溫度。乙醇發(fā)酵結(jié)束(密度降到1.000以下且不再變化)后進(jìn)行皮渣分離,自流汁和壓榨汁移至10 L密閉玻璃容器,添加乳酸菌進(jìn)行蘋-乳發(fā)酵,水封隔絕氧氣。蘋-乳發(fā)酵結(jié)束后加入60 mg/L的H2SO3后裝瓶,置于公司酒窖瓶?jī)?chǔ)。
1.3.6 果汁和葡萄酒樣品基本理化指標(biāo)測(cè)定
葡萄破碎后果汁的可溶性固形物含量用手持折光儀測(cè)定,pH值用pH計(jì)測(cè)定,總酸(以酒石酸計(jì))含量參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》測(cè)定[25]。
葡萄酒乙醇體積分?jǐn)?shù)、殘?zhí)恰⒖偹?、揮發(fā)酸、SO2含量等測(cè)定參照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[25],pH值用pH計(jì)測(cè)定。
葡萄酒色度采用分光光度計(jì)法測(cè)定,取適量樣品分別在420、520 nm和620 nm波長(zhǎng)下用1 mm比色杯測(cè)定其吸光度,色度值用3 種波長(zhǎng)下的吸光度之和表示[26]。
1.3.7 葡萄酒酚類物質(zhì)檢測(cè)
葡萄酒樣品花色苷檢測(cè)同1.3.4節(jié),檢測(cè)前經(jīng)0.22 μm水系濾膜過(guò)濾;花色苷定性和定量同1.3.4節(jié),質(zhì)量濃度單位為mg/L。葡萄酒樣品非花色苷酚類物質(zhì)檢測(cè)、定性和定量同1.3.4節(jié),質(zhì)量濃度單位為mg/L。
采用SPSS 22.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用Origin 8.5、Excel、SIMCA和R語(yǔ)言進(jìn)行繪圖。
2.1.1 花色苷含量測(cè)定
如圖1所示,‘Kolor’、‘煙73’和‘煙74’果實(shí)的花色苷含量均超過(guò)3 000 mg/kg?!疅?3’果實(shí)的花色苷含量最高,達(dá)4 768.60 mg/kg,而‘Tintorera’(2 484.99 mg/kg)和‘Dornfelder’(1 599.79 mg/kg)的花色苷含量相對(duì)較低。雖然‘Dornfelder’的果肉中不含花色苷,但其果皮中的花色苷含量高于‘Tintorera’(1 351.12 mg/kg)。從果皮和果肉花色苷含量占花色苷總含量比例看,除‘Dornfelder’外,其余4 個(gè)品種果皮花色苷占比在50%~60%之間,略高于果肉花色苷含量(圖1)。
圖1 5 個(gè)調(diào)色品種果皮和果肉花色苷含量(A)和比例(B)Fig. 1 Concentrations (A) and proportions (B) of anthocyanins in the berry skin and pulp of five blending grape varieties
如表1所示,包括花青素、花翠素、二甲花翠素、甲基花青素和甲基花翠素的葡萄糖苷。每種花色苷均檢測(cè)到了非酰基化、乙酰化(-ac)和香豆?;?co)單葡萄糖苷。除‘煙74’果皮中的甲基花青素類花色苷含量(245.59 mg/kg)高于甲基花翠素類花色苷外,其余品種各類花色苷含量大小順序均為二甲花翠素類>花翠素類>甲基花翠素>甲基花青素>花青素。二甲花翠素作為5 個(gè)品種果皮中含量最高的物質(zhì),其結(jié)構(gòu)中B環(huán)不含有鄰位羥基,對(duì)酶類和金屬離子的氧化并不敏感,因此具有較強(qiáng)的抗氧化力[27]。在果肉中,‘Kolor’和‘Tintorera’的甲基花青素類花色苷含量最高,且花青素類花色苷的含量高于花翠素類花色苷含量。與二甲花翠素類似,甲基花青素同樣不含有B環(huán)鄰位的羥基基團(tuán),也有較強(qiáng)的抗氧化能力[27]?!疅?3’和‘煙74’的二甲花翠素類花色苷含量最高,且花青素類花色苷的含量低于花翠素類花色苷的含量;4 個(gè)染色葡萄果肉的甲基花翠素類花色苷含量均為最低。
表1 5 個(gè)調(diào)色品種果實(shí)花色苷含量Table 1 Concentrations of anthocyanins in grape berries from five blending grape varieities mg/kg
在5 個(gè)調(diào)色葡萄的果皮和果肉中,未?;ㄉ账急壤罡撸▓D2),‘煙74’果皮和果肉的未酰化花色苷比例高于其他品種。在果肉中,未?;ㄉ毡壤哂诠ぁu;侵参矬w中酚類物質(zhì)最常見(jiàn)的修飾方式之一,未經(jīng)?;幕ㄉ找?yàn)闆](méi)有酰基的保護(hù)很容易在中性或弱酸性條件下脫色。酰基化不僅對(duì)花色苷的顏色起到穩(wěn)定作用,還能夠促進(jìn)花色苷顏色的加深[28]。根據(jù)B環(huán)羥基取代的不同,可以將花色苷分為兩類:F3’H羥基取代花色苷(包括花青素類花色苷和甲基花青素類花色苷)和F3’5’H羥基取代花色苷(包括花翠素類花色苷、甲基花翠素類花色苷和二甲花翠素類花色苷),兩者含量上的不同主要與類黃酮-3’,5’-羥基化酶基因(F3’5’H)和類黃酮-3’-羥化酶基因(F3’H)的相對(duì)表達(dá)量有關(guān)[29-30]。由圖2可以看出,在果皮中,F(xiàn)3’5’H羥基取代花色苷含量遠(yuǎn)高于F3’H羥基取代花色苷含量,說(shuō)明在果皮中F3’5’H基因表達(dá)量高于F3’H基因。在果肉中,F(xiàn)3’H羥基取代花色苷的比例明顯提高,甚至在‘Kolor’中超過(guò)了F3’5’H羥基取代花色苷含量。
圖2 5 個(gè)調(diào)色品種果實(shí)?;ˋ)和羥基取代(B)類型花色苷的比例Fig. 2 Proportions of anthocyanins with different acylations (A) and hydroxyl substitutions (B) in grape berries from five blending grape varieties
2.1.2 非花色苷酚類物質(zhì)
如圖3所示,‘煙74’的黃酮醇含量最高(121.24 mg/kg),其次為‘Kolor’(115.50 mg/kg),‘Dornfelder’黃酮醇含量為105.57 mg/kg,3 個(gè)品種果實(shí)黃酮醇含量均達(dá)到100 mg/kg以上,高含量的黃酮醇對(duì)花色苷的輔色效應(yīng)有積極作用。而‘煙73’(59.6 mg/kg)和‘Tintorera’(43.99 mg/kg)的黃酮醇含量較低。各品種果實(shí)的槲皮素類占黃酮醇總量比例最高,其次為楊梅酮類,異鼠李素類所占比例最低,且此類物質(zhì)在‘Tintorera’果實(shí)中未檢測(cè)到。
圖3 5 個(gè)調(diào)色品種果實(shí)黃酮醇含量Fig. 3 Concentrations of flavonols in grape berries from five blending grape varieties
如表2所示,游離單元檢測(cè)到兒茶素和表?xiàng)攦翰杷? 種物質(zhì);末端單元檢測(cè)到兒茶素、表兒茶素和表?xiàng)攦翰杷? 種物質(zhì);延伸單元檢測(cè)到兒茶素、表兒茶素、表?xiàng)攦翰杷睾捅韮翰杷貨](méi)食子酸4 種物質(zhì),其中延伸單元占絕大部分比例?!甂olor’果皮中的黃烷醇含量最高,‘煙73’次之,‘Dornfelder’的黃烷醇含量最少。對(duì)釀酒葡萄黃烷醇類物質(zhì)進(jìn)行分析時(shí),平均聚合度通常作為重要的分析指標(biāo),用以反映葡萄酒體的收斂性和結(jié)構(gòu)感,一般來(lái)說(shuō),隨著平均聚合度的升高,葡萄酒體的苦味減少而澀味有所增強(qiáng)[31-32]。平均聚合度=(延伸單元物質(zhì)的量+起始單元物質(zhì)的量)/起始單元物質(zhì)的量,其中起始單元物質(zhì)的量為游離單元減去末端單元物質(zhì)的量。5 個(gè)調(diào)色葡萄品種中,‘煙73’(47.85)的平均聚合度最高,其次為‘Dornfelder’(33.81),‘Kolor’、‘Tintorera’和‘煙74’平均聚合度接近。
表2 5 個(gè)調(diào)色品種果皮黃烷醇含量Table 2 Concentrations of flavanols in berry skin of five blending grape varieties
為了探究各調(diào)色品種果實(shí)中各花色苷含量的差異,對(duì)其進(jìn)行主成分分析(principal component analysis,PCA),結(jié)果如圖4所示。PCA提取到的前2 個(gè)PC解釋了總方差的85.7%,能夠較好地代表原始數(shù)據(jù)。PC1解釋了總方差的64.7%。從x軸方向看,‘煙73’和‘Kolor’位于x軸的正半軸,‘Tintorera’和‘Dornfelder’位于x軸的負(fù)半軸,‘煙74’位于坐標(biāo)原點(diǎn)附近,PC1能夠?qū)⒄?、?fù)半軸和原點(diǎn)附近的3 個(gè)區(qū)域很好區(qū)分開(kāi)。結(jié)合圖4B可知,所有的花色苷物質(zhì)均位于x軸正半軸部分,對(duì)3 部分的區(qū)分均有貢獻(xiàn),這說(shuō)明這些物質(zhì)在‘煙73’和‘Kolor’果實(shí)中的含量高于其他3 個(gè)品種,且在‘Tintorera’和‘Dornfelder’中的含量較低。PC2解釋了總方差的21%。從y軸方向看,‘煙73’、‘Tintorera’和‘Dornfelder’位于y軸的正半軸部分,‘煙74’和‘Kolor’位于y軸的負(fù)半軸部分,PC2能將這兩部分很好區(qū)分開(kāi)。結(jié)合圖4B,位于y軸正半軸部分的3 個(gè)品種果實(shí)中含量較高的均為二甲花翠素、花翠素、甲基花翠素和甲基花青素的乙?;咸烟擒?;位于y軸負(fù)半軸的2 個(gè)品種果實(shí)中含量較高的有花青素-3-葡萄糖苷、花青素-3-香豆酰葡萄糖苷、花翠素-3-香豆酰葡萄糖苷、甲基花青素-3-葡萄糖苷和甲基花青素-3-香豆酰葡萄糖苷等物質(zhì)。
圖4 5 個(gè)調(diào)色品種果實(shí)花色苷含量的PCA得分圖(A)和載荷圖(B)Fig. 4 PCA score pots (A) and loading pots (B) of anthocyanin concentrations in grape berries from five blending grape varieties
為了進(jìn)一步捕捉到果皮和果肉花色苷中特征差異物質(zhì),利用果皮和果肉各種花色苷的含量進(jìn)行有監(jiān)督的正交偏最小二乘判別分析,所得到的模型可以將果皮和果肉很好區(qū)分開(kāi)(圖5A),其中模型的R2X、R2Y和Q2值分別為0.956、0.968和0.936,具有較好的判別分析能力,經(jīng)過(guò)200 次置換檢驗(yàn)后,R2和Q2的縱截距分別為0.222和-0.742,無(wú)過(guò)擬合現(xiàn)象。通過(guò)變異權(quán)重參數(shù)值(variable importance in projection,VIP)預(yù)測(cè)值分布圖(圖5B),篩選出VIP大于1的物質(zhì)作為果皮和果肉的特征差異化合物,其中貢獻(xiàn)度從高到低的物質(zhì)依次為二甲花翠素-3-香豆酰葡萄糖苷、甲基花青素-3-葡萄糖苷、甲基花翠素-3-香豆酰葡萄糖苷、甲基花翠素-3-葡萄糖苷、花翠素-3-葡萄糖苷、花翠素-3-香豆酰葡萄糖苷、甲基花翠素-3-乙酰葡萄糖苷。除甲基花青素-3-葡萄糖苷外,其余皆為F3’5’H羥基取代花色苷,推測(cè)果皮和果肉在F3’5’H路徑上可能存在差異。
圖5 5 個(gè)調(diào)色葡萄果皮和果肉花色苷含量的正交偏最小二乘判別分析(A)和差異物質(zhì)篩選(B)Fig. 5 OPLS-DA analysis (A) and screening of differential anthocyanin concentrations (B) between berry skin and pulp of five five blending grape varieties
如表3所示,采收前對(duì)各品種的成熟進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)測(cè),以可溶性固形物含量基本不再上升、種子完全變?yōu)楹稚?、果?shí)將要皺縮為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行采收[33]。采收時(shí)‘Kolor’的可溶性含量最高(24.3 °Brix),其次為‘Dornfelder’(21.2 °Brix),‘煙73’和‘煙74’的可溶性固形物含量接近,均在18 °Brix左右,‘Tintorera’的可溶性固形物含量最低,僅為13.3 °Brix。入罐時(shí)可滴定酸質(zhì)量濃度由高到低依次為‘Tintorera’(8.25 g/L)>‘煙73’(7.31 g/L)>‘煙74’(6.75 g/L)>‘Kolor’(4.88 g/L)>‘Dornfelder’(4.87 g/L)。各品種葡萄汁和葡萄酒的pH值差異較大,其中‘Tintorera’和‘Kolor’的pH值相差可達(dá)0.6以上。色度方面,除‘Dornfelder’的色度較低外,其余4 個(gè)品種入罐時(shí)的色度均達(dá)到40以上,可見(jiàn)這4 個(gè)染色葡萄果肉中的花色苷在破碎的同時(shí)就被葡萄汁浸出,而‘Dornfelder’的花色苷只存在于果皮中,隨著發(fā)酵的進(jìn)行,果皮中的花色苷逐漸被浸出,蘋-乳發(fā)酵完成后,色度值大幅度增加(30.26)。入罐時(shí),4 個(gè)染色葡萄的色度值差異并不大,而蘋-乳發(fā)酵結(jié)束后,‘Tintorera’的色度值(61.06)高于其余品種,可能原因是‘Tintorera’發(fā)酵完成的葡萄酒的pH值較低,較低的pH值有利于葡萄酒中花色苷等呈色物質(zhì)的呈色和輔色效應(yīng)[34]。
表3 入罐時(shí)葡萄汁和蘋-乳發(fā)酵結(jié)束時(shí)葡萄酒的基本理化指標(biāo)Table 3 Physicochemical indicators of musts and wines
2.4.1 花色苷含量測(cè)定結(jié)果
如表4所示,‘煙73’的花色苷質(zhì)量濃度最高(1 827.87 mg/L),其次為‘煙74’(1 411.13 mg/L),‘Kolor’、‘Tintorera’和‘Dornfelder’葡萄酒中的花色苷含量相近。5 種葡萄酒的二甲花翠素類花色苷含量最高,在‘Kolor’和‘Tintorera’葡萄酒中,甲基花青素類花色苷含量高于花翠素類,而在其余3 個(gè)品種中,甲基花青素類花色苷含量低于花翠素類花色苷,花青素類花色苷含量最低。5 種葡萄酒的未?;ㄉ蘸孔罡?,其次為乙?;ㄉ眨愣辊;ㄉ蘸孔畹汀? 種葡萄酒的F3’5’H羥基取代花色苷含量顯著高于F3’H羥基取代花色苷含量。
表4 5 個(gè)調(diào)色品種所釀葡萄酒的花色苷質(zhì)量濃度Table 4 Concentrations of anthocyanins in wines made from five blending grape varieties mg/L
2.4.2 非花色苷酚類物質(zhì)含量測(cè)定結(jié)果
如圖6所示,‘煙74’葡萄酒的黃酮醇質(zhì)量濃度最高(101.07 mg/L),其次為‘Dornfelder’(88.52 mg/L),‘Kolor’(54.14 mg/L)和‘煙73’(51.73 mg/L)的黃酮醇質(zhì)量濃度相近,‘Tintorera’葡萄酒的黃酮醇質(zhì)量濃度最低,僅為19.87 mg/L?!甂olor’葡萄酒的黃烷醇質(zhì)量濃度(98.28 mg/L)明顯高于其余4 個(gè)品種,‘Tintorera’葡萄酒的黃烷醇質(zhì)量濃度(35.34 mg/L)最低,其余3 個(gè)品種葡萄酒的黃烷醇含量介于二者之間,且差異不大?!疅?4’葡萄酒中酚酸質(zhì)量濃度(94.89 mg/L)最高,其余4 個(gè)品種含量依次為‘Dornfelder’(89.58 mg/L)>‘煙73’(72.32 mg/L)>‘Kolor’(62.75 mg/L)>‘Tintorera’(43.77 mg/L),‘Tintorera’葡萄酒的酚酸質(zhì)量濃度仍最低。
圖6 5 個(gè)調(diào)色品種所釀葡萄酒的非花色苷酚類物質(zhì)含量Fig. 6 Concentrations of non-anthocyanin phenols in wines made from five blending grape varieties
通常來(lái)說(shuō),葡萄的品質(zhì)決定所釀葡萄酒的品質(zhì),這已經(jīng)成為葡萄酒釀造行業(yè)普遍接受的觀點(diǎn)。挖掘葡萄和葡萄酒中次級(jí)代謝產(chǎn)物的聯(lián)系,利用所有酚類物質(zhì)含量構(gòu)建Pearson相關(guān)系數(shù)模型,并對(duì)葡萄和葡萄酒的相同物質(zhì)進(jìn)行相關(guān)系數(shù)計(jì)算,結(jié)果如圖7所示。葡萄的酚類物質(zhì)含量與葡萄酒的酚類物質(zhì)含量大部分呈正相關(guān),一般認(rèn)為兩者的相關(guān)系數(shù)大于0.5或者小于-0.5具有較強(qiáng)的相關(guān)性[35]。對(duì)花色苷來(lái)說(shuō),葡萄和葡萄酒中相同的15 種單體花色苷中,有11 種具有較強(qiáng)的相關(guān)性;在225(15(葡萄)×15(葡萄酒))個(gè)組合中,有68 個(gè)組合表現(xiàn)出了較強(qiáng)的正相關(guān)。對(duì)黃酮醇而言,在葡萄和葡萄酒中9 種相同的黃酮醇中,有6 種達(dá)到了較強(qiáng)的正相關(guān);在99(9(葡萄酒)×11(葡萄))個(gè)組合中,有40 個(gè)組合表現(xiàn)出了較強(qiáng)的正相關(guān)。對(duì)黃烷醇來(lái)說(shuō),在葡萄和葡萄酒相同的3 種物質(zhì)中,有2 種達(dá)到了較強(qiáng)的正相關(guān);在24(6(葡萄酒)×4(葡萄))個(gè)組合中,有12 個(gè)組合達(dá)到了較強(qiáng)的相關(guān)性。
圖7 基于葡萄和葡萄酒花色苷(A)和非花色苷酚類物質(zhì)(B)濃度的相關(guān)性分析Fig. 7 Correlation analysis of concentrations of anthocyanins (A) and non-anthocyanin phenols (B) between grape berriess and wines from five blending grape varieties
總體來(lái)說(shuō),在葡萄和葡萄酒所有27 種相同的酚類物質(zhì)中,共有19 種達(dá)到了較強(qiáng)的相關(guān)性,相關(guān)性達(dá)到了70.37%,其中花色苷的相關(guān)性為73.33%,黃酮醇的相關(guān)性為66.67%,黃烷醇的相關(guān)性為66.67%。除此之外,在花色苷、黃酮醇和黃烷醇所有相同物質(zhì)和不同物質(zhì)的共348 個(gè)組合中,120 個(gè)組合達(dá)到了較強(qiáng)的相關(guān)性,相關(guān)性為34.48%。這說(shuō)明,在不同的酚類物質(zhì)組合中,相關(guān)性并不高。
顏色作為葡萄酒感官評(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo),對(duì)葡萄酒的品質(zhì)至關(guān)重要。如何改善葡萄酒的顏色和提高其穩(wěn)定性是現(xiàn)在越來(lái)越多研究的重點(diǎn)方向,尤其是針對(duì)西部溫暖產(chǎn)區(qū)葡萄酒顏色穩(wěn)定性差的問(wèn)題[3]。干紅葡萄酒中花色苷質(zhì)量濃度一般在185~895 mg/L范圍內(nèi)[36],在本研究中,5 個(gè)調(diào)色品種葡萄和葡萄酒中均具有較高的花色苷含量,其中葡萄酒中花色苷質(zhì)量濃度均高于1 000 mg/L,高于一般干紅葡萄酒的花色苷含量,均為合適的調(diào)色葡萄品種。5 個(gè)品種中,‘煙73’葡萄果實(shí)和葡萄酒中的花色苷含量均為最高,是作為提高待調(diào)配葡萄酒中花色苷含量最有效的品種。從蘋-乳發(fā)酵結(jié)束葡萄酒的色度方面看,‘Tintorera’葡萄酒中的色度最高,在顏色方面表現(xiàn)最好,雖然其花色苷含量低于‘煙73’,但較低的pH值使其具有最強(qiáng)的輔色效應(yīng)。葡萄酒的顏色與pH值的關(guān)系密切,花色苷物質(zhì)在不同pH值下存在著平衡和轉(zhuǎn)化機(jī)制,當(dāng)葡萄酒pH值在3.0左右時(shí),輔色效應(yīng)最強(qiáng),隨著pH值的升高,部分花色苷轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)色的甲醇假堿,減色效應(yīng)加劇[12]。
調(diào)配不僅使葡萄酒有更好的顏色,調(diào)配時(shí)也應(yīng)考慮風(fēng)味物質(zhì)的變化。這就決定了進(jìn)行以顏色為目的的調(diào)配時(shí),不僅要考慮到供調(diào)色品種的花色苷含量,還要兼顧基本理化指標(biāo)的變化,如乙醇體積分?jǐn)?shù)和pH值;輔色素的多少,如非花色苷酚類物質(zhì)的含量;口感的變化,如丹寧的強(qiáng)弱以及調(diào)配后香氣的協(xié)調(diào)性等。本研究基本探明了各品種的基本理化指標(biāo)和酚類物質(zhì)輪廓特點(diǎn)?!甌intorera’葡萄酒中乙醇體積分?jǐn)?shù)和pH值均最低,可以平衡乙醇體積分?jǐn)?shù)偏高,酸度偏低的葡萄酒,但‘Tintorera’非花色苷酚類物質(zhì)含量較低,對(duì)輔色效應(yīng)的貢獻(xiàn)會(huì)低于其他品種?!疅?3’有最高的花色苷含量,pH值也處于較低的水平,也可以起到調(diào)酸的效果;‘煙73’葡萄酒中的平均聚合度最高,有最強(qiáng)的澀度和收斂感,調(diào)配時(shí)對(duì)口感的影響最大,也是擬用其進(jìn)行調(diào)配時(shí)需要注意的地方。‘煙74’、‘Kolor’和‘Dornfelder’都有較高的非花色苷酚含量,對(duì)葡萄酒的輔色效應(yīng)有較強(qiáng)的貢獻(xiàn)?!瓺ornfelder’雖然為非染色品種,但果皮中的花色苷含量較高,只選擇其皮渣進(jìn)行混合發(fā)酵也是避免調(diào)色品種對(duì)目標(biāo)葡萄基酒風(fēng)味影響的一種方案。
本研究以調(diào)色品種‘煙73’、‘煙74’、‘Kolor’、‘Tintorera’和‘Dornfelder’為材料,利用高效液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜聯(lián)用方法檢測(cè)成熟果實(shí)和蘋-乳發(fā)酵結(jié)束后葡萄酒的花色苷及非花色苷酚類物質(zhì)的組成和含量。結(jié)果表明,‘Kolor’和‘煙73’果實(shí)總花色苷含量較高,‘Tintorera’和‘煙73’果實(shí)黃酮醇含量較低,‘Dornfelder’果皮黃烷醇含量最低。在5 個(gè)調(diào)色葡萄所釀的葡萄酒中,‘煙73’花色苷含量最高,‘Tintorera’黃酮醇、黃烷醇和酚酸的含量都低于其他品種。從顏色上看,5 個(gè)調(diào)色品種都可以用于調(diào)配葡萄酒的顏色?;诨ㄉ蘸康腜CA可以對(duì)不同品種的果皮和果肉區(qū)分,正交偏最小二乘判別分析可以將5 個(gè)品種的果皮和果肉區(qū)分。在Pearson相關(guān)模型中,葡萄和葡萄酒中70.37%的相同酚類物質(zhì)具有較強(qiáng)的相關(guān)性。