酿酒葡萄品种改良岗位

唐晓萍团队

  摘　要：酿酒葡萄果实酚类对葡萄酒的感官品质和生理活性功能有重要作用，研究果实酚类物质变化规律，为合理选择葡萄营养系提供材料依据。本研究以欧亚种红色酿酒葡萄品种‘品丽珠’3个营养系C-214、C-327、C-409为试验材料，研究比较在黄土高原产区栽培下3个营养系果皮和种子中酚类物质变化。结果表明：在转色后60 d和80 d时，C-327果皮花色苷含量显著高于其他两个营养系，且转色后80 d时，C-327果皮和种子中单宁、原花色素含量显著高于C-214。C-327葡萄果皮中酚类物质含量较丰富，可作为黄土高原地区‘品丽珠’种植优选品系。

  关键词：品丽珠；葡萄营养系；果实酚类物质

  葡萄酒的质量首先取决于葡萄原料，优良的酿酒品种对提高葡萄酒品质，酿造特色葡萄酒有关键作用。酿酒红品种‘品丽珠’是世界上公认的重要酿酒品种，与‘赤霞珠’、‘蛇龙珠’合称酿酒葡萄三大珠。营养系是指果树品种进行无性繁殖时，具有保持该品种优良性状的植株群体，且如果营养系在生产中表现较原品种明显更优，可成为该品种的改良种。通过营养系选种已有许多成功的案例，A Rahman等以果实品质和产量为指标，对杨桃8个营养系进行分析比较，综合表明营养系B6在产量和果实品质上最佳。E Hajdu通过对酿酒葡萄‘科维丁卡’营养系连续7年的研究发现，不同的营养系在葡萄产量、抗病性、品质及发育周期等性状上存在显著差异，可为目的育种提供材料。土耳其葡萄研究站在2001年通过收集主栽鲜食葡萄品种‘西耶宝石’的变异系，建立了‘西耶宝石’葡萄营养系圃，对其产量、成熟度、感官品质及修剪后萌芽率进行分析比较，目前已选育出了5个在感官品质、产量、浆果形状方面得到显著提升的营养系。葡萄果实的酚类物质是一种具有生物活性的此生代谢物，其代谢产物有总酚、黄酮醇、黄烷醇、原花色素、花色苷等，主要存在与葡萄果实表皮和种子中，对红葡萄酒的色泽、口感、抗氧化、抗菌有重要作用。通过果实酚类物质的含量可以在一定程度上反映葡萄酒的品质，穆宁等通过对‘赤霞珠’营养系品种葡萄与葡萄酒品质的研究表明，‘赤霞珠’营养系98-CS-341在果实酚类物质和葡萄酒中酚类物质含量均显著高于其他两个营养系。对酿酒葡萄‘品丽珠’营养系不同时期酚类物质含量变化的研究还尚未报道，本研究以3个‘品丽珠’营养系果实不同时期果实为试验材料，研究不同营养系转色后不同时期果皮和种子中单宁、总类黄酮、黄烷醇、原花色素、花色苷含量变化，以初步明确‘品丽珠’不同营养系在转色后不同时期酚类物质代谢物含量差异，为选育的‘品丽珠’品系提供理论依据，为培育高酚类含量的杂交后代提供材料依据。

  1　材料与方法

  1.1　材料和试剂

  1.1.1　试验材料

  本试验材料于2018年7-10月取之山西省农业科学院果树研究所酿酒葡萄营养系选种圃，供试品系为‘品丽珠’(Cabernet franc)3个营养系，分别为：C-214、C-327、C-409，均为7年生植株，架势为倾斜式单龙蔓“厂字形”立架栽培，株行距为0.8m×2.5m。

  对‘品丽珠’葡萄3个营养系分别在转色后20d、40d、60d、80d（达到生产成熟）进行葡萄果实采样，采样通过对角线法则选取9棵葡萄树，每棵树分别需要在阴面和阳面的叶幕外层、结果部位居中的果穗上进行采果，每穗果在果穗上中下位置各选取3粒无病虫害无霉变的果粒，利用冰盒带回实验室，将果实用蒸馏水冲洗干净并擦干后，液氮速冻保存于超低温冰箱中用于酚类物质的测量。重复采样和不同时期采样时选取不同的葡萄树。

  1.1.2　试验试剂和仪器

  试验所用试剂氢氧化钠、碳酸钠、亚硝酸钠、氯化铝、醋酸钠、氯化钾、甲醇、乙醇、正丁醇等均为分析纯，单宁酸、儿茶素为色谱醇，生产公司均为：国药集团化学试剂有限公司。

  试验所用仪器双光束紫外分光光度计（型号：UV1902型；产地：上海；光度准确度：≤±0.002A(0~0.5 A)、≤±0.004 A(0.5~1A)）、数显双列六孔水浴锅（型号：HH-6；产地：上海；控温精度：±0.5℃）。

  1.2　试验方法

  1.2.1　酚类物质含量测定

  从超低温冰箱中取冷冻葡萄100粒，立即对果实的果皮、种子进行剥离，用滤纸将汁液吸收干净后取果皮2g、种子2g分别于100mL棕色容量瓶中，设三组独立重复，用体积分数70% 的乙醇于暗处浸提24h，过滤后滤液为酚类物质提取液。采用Folin-Ciocalteu法测定单宁含量，用单宁酸等价表示（mg/g FW）；通过氯化铝比色法测定总类黄酮含量，20mL刻度试管中，加入4mL蒸馏水，吸取样品提取液1mL（空白加入70% 乙醇1ml），与0.3mL 5g/100 mL NaNO2溶液混合。5min 后，加入0.3mL10g/100mL AlCl3•6 H2O溶液，混合摇匀，在5 min 后加入2mL 1mol/L NaOH，待反应液充分混匀，避光放置15min后在510nm 波长处测定吸光度。根据儿茶素(0~100mg/L)标准曲线计算总类黄酮含量；采用香草醛-盐酸法测定黄烷醇，参照 Waterhouse A L等的方法进行，20mL刻度试管中吸取1mL 95%的乙醇于试管中，再吸取样品提取液0.5mL（以70% 乙醇代替样品做空白），摇匀，加入5 mL 香草醛-盐酸显色液（通过甲醇定容的1%香草醛和浓盐酸以1:1混匀），摇匀，30℃水浴40 min，测定500 nm处吸光度，结果以儿茶素等价表示（mg/g•FW）；采用正丁醇-盐酸比色法测定原花色素含量，吸取样品提取液0.5 mL（以70% 乙醇代替样品做空白）于20 mL试管中，依次加入0.2 mL 2% 硫酸铁铵溶液、6 mL 5% 正丁醇-盐酸液，摇匀，95℃水浴40 min，测定546 nm处吸光度，结果以儿茶素等价表示（mg/g•FW）。

  取0.2 g果皮于50 mL棕色容量瓶中，三组独立重复，用1% 盐酸无水甲醇试剂于暗处提取24 h，采用 pH 值示差法测定花色苷含量，分别取 1.0 mL 提取液于试管，其中一支试管用 pH=1.0 的缓冲液定容至 10 mL ，另一支管用 pH=4.5的缓冲液和 pH=4.5，均避光平衡 2h 后，用紫外分光光度计测定其在520 nm 和 700 nm 处的吸光度。总花色苷含量（ m g / 1 0 0g ） = A × V F ×MW× 1 0 0 0 /（ε×C）；A = （ A 5 2 0 － A 7 0 0 ） p H 1 . 0 －（A520－A700）pH4.5VF：稀释倍数；MW：花青素-3-葡萄糖苷分子量(449.2)；ε：花青素-3-葡萄糖苷的摩尔消光系数， 为29600；C： 提取液浓度（0.2 g/50 mL）。

  1.2.2　统计分析

  采用Excel 2010进行各因子的数据分析，利用SAS 9.0进行LSD差异显著性分析。

  2　结果分析

  2.1　‘品丽珠’不同营养系转后不同时期花色苷含量变化比较

  由图1中可以看出，3个营养系在转色后果皮中花色甘含量逐渐增加，在转色后20d时期3个营养系果皮中花色苷含量差异不显著，在转色后60d和80 d时，C-327果皮中花色苷含量显著高于其他两个营养系，在转色后80 d时，C-327果皮花色苷含量分别比C-409、C-214高6.27%（P<0.05）、6.71%（P<0.05）。

  2.2　‘品丽珠’不同营养系转色后不同时期果皮和种子中单宁含量变化比较

  在图2可以看出酿酒葡萄品丽珠果皮中单宁含量在转色80 d积累到最大值，在转色后40 d、60 d、80 d时C-409果皮中单宁含量均显著低于其他两个营养系，而在C-327在转色后80 d时，果皮中单宁含量显著高于其他2个营养系，含量为7.5 mg/g。3个营养系种子中单宁含量在转色后呈下降趋势，在转色后60 d时，C-327种子中单宁含量显著高于C-214，在转色后80 d时，品丽珠3个营养系种子中单宁含量依次是C-327＞C-409＞C-214。

  2.3　‘品丽珠’不同营养系转色后不同时期果皮和种子中总类黄酮含量变化比较

  由图3可以看出3个营养系果皮中类黄酮物质含量在转色后20d时存在显著差异，在转色后40d、60d、80d时差异不显著，在转色80d时3个营养系果皮中总类黄酮含量分别为3.65mg/g、3.67mg/g、4.02mg/g。3个营养系种子中总类黄酮含量在果实转色后20d时含量最高，其中该时期C-409种子含量显著高于C-214，与C-327差异不显著。在转色后60d和80d时，C-327和C-409种子中总类黄酮含量均显著高于C-214。

  2.4　‘品丽珠’不同营养系转色后不同时期果皮和种子中黄烷醇含量变化比较

  ‘品丽珠’3个营养系在转色后果皮中黄烷醇含量逐渐积累，在转色后80d时达到高值，在转色后20d、60d、80d时，3个营养系果皮中黄烷醇含量差异不显著。而种子中黄烷醇含量在转色后呈下降趋势，在转色后20d时，C-409和C-327种子中黄烷醇含量显著高于C-214，而在转色后40d和转色后80d时，3个营养系种子中黄烷醇含量差异不显著。

  2.5　‘品丽珠’不同营养系转色后不同时期果皮和种子中原花色素含量变化比较

  ‘品丽珠’3个营养系果皮中原花色素含量在果实转色后逐渐积累，在转色后80d时达到最大值（图5），且在转色后80d时，C-327和C-409果皮中原花色素含量显著高于C-214，而在转色后40d和60 d时，3个营养系果实中原花色素含量差异不显著。种子中原花色素含量在转色后呈逐渐下降，在转色后20d和转色后40 d时，3个营养系种子中原花色素含量差异不显著，在转色后60 d和80 d时，C-327种子中原花色素含量均显著高于C-214，分别在各时期比C-214高55.56%、39.39%。

  3　讨论

  同一果树品种的不同的营养系在生长习性、果实品质、抗性等方面均存在显著差异，李红娟等研究表明蛇龙珠不同品系在果实特性、产量以及酿酒特性等方法均存在差异，且通过应用隶属函数值综合评价得出E-07表现较好。酿酒葡萄果实中酚类物质含量受葡萄品种和栽培环境的影响，而葡萄品种为主要影响因子。同一葡萄品种不同营养系不同时期在酚类物质含量上存在差异，且张娟等研究表明对葡萄果实不同部位的酚类物质含量进行研究可以更好的通过果实分析不同品种的酿酒品质，其中酚类物质在果皮中含量最高，在种子中含量次之，果肉中含量最少一般对酒体中酚类物质贡献比较少。酿酒葡萄‘品丽珠’营养系随着果实的成熟，果皮和种子中酚类物质发生一系列复杂的变化，其中果皮中花色苷、单宁、总类黄酮、黄烷醇、原花色素含量在转色后20d后逐渐积累，这与此时的酚类物质大量向果皮运输有关，而穆宁通过对‘赤霞珠’不同时期整果破碎测得酚类物质含量变化的结果相反，可能由于果肉在整果中所占比例较大，使得果肉中酚类物质含量变化影响整果的酚类变化。牛生洋等通过对不同颜色刺葡萄花色苷合成相关基因的表达分析中发现锦葵色素葡萄糖苷（Malvidin 3-O-glucoside）仅在黑色果实转色后被检测到，且发现F3′5′H 、GST 及OMT 等结构基因也在黑色果实成熟期表达上调，验证了‘品丽珠’3个营养系在转色开始出现花色苷的积累，及在转色后60d至80d得到大量积累的结论。3个营养系果皮中单宁、总类黄酮、黄烷醇、原花色素物质在转色后20d至完全成熟呈逐渐积累，并在转色后80 d时达到最大值，代红军等对‘赤霞珠’不同时期总类黄酮含量变化结论相符。原花色素是一类由黄烷-3-醇通过C4-C8或C4-C6聚合而来的多聚体，对葡萄酒的色泽、收敛性、苦味等感官有很大影响，且在葡萄酒陈酿过程参与葡萄酒氧化、沉淀、聚合等反应，影响陈酿品质。Kennedy等以‘Shiraz’为试材，对其果实发育过程中果皮中原花色素组成及含量进行测定表明：随果实的发育，果皮中原花色素含量增加。转色后果皮中原花色素含量的增加可能与果实中类黄酮途径代谢加强有关。

  本研究结果‘品丽珠’3个营养系在转色后果皮中原花色素含量逐渐增加。‘品丽珠’3个营养系种子中酚类物质含量在转色后20d时含量较高，在发育过程中逐渐下降，其中3个营养系在完全成熟时在单宁、总类黄酮、原花色素含量上存在显著差异，这与陈晓杰等对5个酿酒葡萄种子中单宁含量研究中发现，不同的葡萄品种在不同时期的种子中单宁含量存在差异的结果相似。本研究中‘品丽珠’葡萄3个营养系不同时期在果皮部位的酚类物质含量存在显著差异，其中C-327葡萄果皮酚类物质含量丰富，可作为在黄土高原地区栽培的‘品丽珠’葡萄果实高酚类物质含量的品系。葡萄酒品质的高低，还与果实的香气等品质相关，要提高品种葡萄酒的品质，需选育各项指标的均衡，也可以利用品系间酚类的差异进行混酿，以期提高品种葡萄酒的品质，总之通过各风味物质含量特性进行有选择性的营养系选种和葡萄育种，可以选育出适宜的酿酒葡萄品系品种。