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影响葡萄果实中香气成分的因素 [2017/10/22 16:28:09] 来源: 作者:Admin

天津市设施农业研究所

田淑芬 商佳胤 张娜 王丹 苏宏

 

  葡萄果实的香气是构成葡萄内在品质的主要因素之一,与糖、酸等性状共同决定了果实的感官品质和市场认可度。目前,己从不同葡萄品种中检测出500余种香味成分。这些物质不仅气味各异,而且它们之间还通过累加作用、协同作用以及抑制作用等相互作用,从而使葡萄或葡萄酒香气千变万化,多种多样。葡萄果实中香气物质以游离态和糖苷结合态两种形式存在,其种类、含量和组成比例受葡萄品种、果实成熟度、种植环境及栽培模式的影响。


  1 葡萄果实中主要芳香物质


  葡萄果实香气物质主要以游离态和糖苷结合态形式存在,其中糖苷结合态是一类不具有挥发性的香气前体物质。葡萄上的挥发性香气物质主要包括单萜类(Monoterpenes)C13-降异戊二烯衍生物 (Norisoprenopids)、醇、酯和醛等。


  不同的香气成分会产生不同香味,比如萜类化合物主要呈现出果香和花香,并且感官阈值较低,是麝香型葡萄的典型香气;酯类化合物对葡萄的果香味具有重要贡献,如癸酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、辛酸乙酯等都具有水果香;醛类物质能呈青草香味,如2-己烯醛也是玫瑰香最主要的醛类物质,其含有青草香味。


  2 芳香物质的生物合成


  葡萄果实香气物质的生物合成主要有3大途径,即异戊二烯代谢途径、脂肪酸代谢途径和氨基酸代谢途径,分别产生萜烯类、降C13-异戊二烯类,直链脂肪醇、醛、酸、酯类、支链脂肪族类和吡嗪类、芳香族类等香气物质。


  3 影响葡萄果实芳香物质的因素


  葡萄果实中香气物质种类、含量和组成比例受葡萄品种、果实成熟度、种植环境及栽培模式的影响。


  (1)葡萄品种


  根据葡萄中游离态单萜物质的含量,可以把欧亚种鲜食葡萄划分为麝香型、非麝香型和非芳香型。麝香型代表品种有玫瑰香、白玫瑰、昂托玫瑰等,这些品种中的芳香化合物主要是萜类化合物,如沉香醇、橙花醇、香叶醇、香茅醇、金合欢醇等。


  不同葡萄品种间香气物质存在巨大差异,葡萄果实的香气组成和浓度主要受遗传控制,能形成品质特异的香味,研究表明美洲种(V. labrusca)及美洲种与欧亚种 (V.vinifera)或山葡萄 (V. amurensis)的杂交种最主要的香气物质为酯类,萜类物质主要存在于具有麝香味的欧亚种上。巨峰葡萄作为欧美杂交种,也表现出了较高的酯类物质含量,也含有较高的萜类物质,表现出了欧亚种的香气特点。此外,酯类物质也是一些欧亚种葡萄的主要香气物质,如雷司令、在美乐、卡马特等葡萄品种上 70%以上的挥发性物质为酯类物质。


  (2)果实成熟度


  葡萄果实品质由品种特性、成熟度及色泽发育决定,只有发育成熟的果实才能具备该品种固有的形状、质地和风味。香气是伴随着果实的成熟而产生的,未成熟的果实也有挥发性物质。在梅尔诺果实成熟期间,对其香气物质形成有利的挥发性物质,如酯类物质,不论其相对含量还是种类都在增加,而不利于香味形成的挥发性物质,如烃类物质一直在减少。对绝大部红色葡萄品种而言,香气物质在成熟期达到最高,并能维持几周,比如巨峰葡萄。但不同品种间香气成分在果实中的积累规律差别较大,在巨峰葡萄上,其最主要的香气物质酯和萜随着成熟逐渐增加;在赤霞珠葡萄上,酯主要存在于浆果早期发育阶段,醛主要在浆果中期,醇在浆果发育后期;在乍娜葡萄上,酯类和醛类物质随着成熟逐渐下降,而醇类物质随着成熟不断增加。可能也正是积累规律的不同造成了成熟果实香气组分的巨大差异。


  (3)不同产区


  尽管葡萄的特征香气物质对于每个品种是特定的,但同一品种香气物质组成和含量还取决于产地的气候和土壤等自然因素,并可作为葡萄分类和产地识别的重要依据。产区间气候条件、土壤质地和栽培模式的多样性赋予果实丰富的产地信息,致使同一品种在不同产区香气成分表现出一定的差异性。研究表明,较高的温度、较强的光照与较少的水分有利于萜烯类化合物的形成;缺水程度高的葡萄园生长的葡萄果实中糖苷结合态降异戊二烯类化合物含量显著高于其他两个缺水程度低的产区。也有研究显示,土壤特性和水分供应情况影响类胡萝卜素的降解,从而影响葡萄香气中降异戊二烯的含量。产区因素影响巨峰葡萄香气物质的组成和含量,巨峰葡萄中的酯类物质种类最多、含量最高,是引起产区间香气总量差异的主要原因。


  (4)光照


  由于覆盖材料和材质的不同,避雨栽培会影响植物所接收的光照条件。研究表明,避雨栽培种植模式有助于葡萄果实品质的提高和香气物质的合成,与常规栽培模式相比,避雨栽培可以提高赤霞珠葡萄果实香气物质总量,提高的香气物质种类包括高级醇、酯类、醛类、酸类及挥发性酚类物质。避雨栽培对金手指葡萄着色状况和香气物质组分等指标有一定的影响,醛类为金手指葡萄香气物质的主要成分,避雨栽培较对照增加了3-己烯醛,且2-己烯醛相对含量最高。


  葡萄树形结构是决定光照的重要因素,架式和整形修剪改变了叶幕结构,使叶幕微气候(光和通风)发生变化,对葡萄品质或葡萄果实芳香物质成分产生影响,对于另一些品种(如‘赤霞珠’)而言,过分曝光的架型,会产生令人不愉快的气味。Y 型架与篱架相比,光照环境变化很大,2 种架型果实芳香化合物的组分差异显著,Y 型架果实中醛类化合物的相对含量显著低于篱架;而醇类化合物的相对含量显著高于篱架。萜醇类物质种类Y 型架多与篱架,相对含量显著高于篱架;特别是具有玫瑰木味的里那醇,Y 型架中相对含量是篱架的 5.7 倍;Y型架果实的风味要优于篱架。葡萄果穗所处的环境条件(温度和光照)比枝条所处环境条件对果实香气的影响更大。果穗适度遮阴处理促进了香气物质的合成,而果穗过度遮阴处理不利于香气物质的合成。副梢留1片叶绝后摘心处理显著提升了巨峰葡萄果实的品质和风味。


  套袋处理对不同品种葡萄果实影响萜类物质合成途径有差异性。遮光处理可抑制酿酒葡萄果实醇类物质的释放,促进醛类物质释放。


  “赤霞珠”果实中萜烯类物质遮光处理要略高于对照,“蛇龙珠”葡萄果实萜烯类含量却相反。套不同的果袋对‘阳光玫瑰’葡萄果实香气组分及合成相关基因表达量的变化有显著的差异。阳光玫瑰套透明袋果实中单萜类物质特征香气里那醇含量丰富,香叶醇、橙花醇、萜品醇等辅助类香气含量也很高,玫瑰香气浓郁;而套黑袋果实则特征香气含量最少;套绿袋果实香气物质种类少。套透明袋果实DXS3GPPSLIS基因表达量上调,促进单萜物质生成,单萜物质含量丰富,而套黑袋抑制了基因表达,推迟了基因表达高峰,影响单萜物质生成。套绿袋果实和对照相比基因表达量没有显著性差异。