胶东综合试验站
葡萄产业是山东省特色优势产业,截止2016年,葡萄栽培面积达4.33万公顷,其中酿酒葡萄为1.94万公顷,约占全国的35%。而胶东半岛位于山东省东端,属暖温带湿润季风气候,光照充足、降水充沛、温差适宜,利于酿酒葡萄的生长,为山东葡萄的优势产区。但是随着全球气候变化,近几年,山东产区酿酒葡萄多年出现极端低温冻害、干旱胁迫和土壤盐渍化等现象,影响着葡萄产业的可持续发展。研究表明,砧木和接穗互作,不仅提高葡萄对盐碱、干旱、冻害的抗逆性,还可以影响地上部接穗的营养生长、矿质元素的吸收以及果实品质的改变。因此,推广嫁接栽培仍然是我国葡萄产业健康发展的首要任务。
1 材料与方法
1.1 试验材料与设计
试验在山东省烟台市农业科学研究院蓬莱试验示范基地进行,试材为赤霞珠4种砧穗组合的葡萄酒,分别记作CS/Beta、CS/140Ru、CS/1103P、CS/5BB,酿酒果实均取自标准化管理植株,树龄5年,果实充分成熟后破碎入5L小罐,按照60mg/L的量加入SO2;加入酵母,进行主发酵-酒精发酵过程,发酵温度控制在25℃,发酵时间6d,残糖降至5g/L,主发酵结束,然后进行皮渣分离,分离后葡萄酒的后发酵,后发酵结束后,终止发酵;进入葡萄酒的陈酿,陈酿2个月后,澄清与过滤后,用于葡萄酒次生代谢物质分析、花色苷单体及香气物质测定,所有指标平行测定3次。
1.2 试验方法
1.2.1葡萄酒次生代谢物质测定
采用Folin-Ciocalteu法测定总酚含量,亚硝酸盐-氯化铝法]测定类黄酮含量,pH示差法,测定花色苷含量。Folir-Denis]法测定单宁含量,以单宁酸计。
1.2.2 葡萄酒花色苷单体的测定
每份葡萄酒取样200ml,经0.2μm滤膜过滤后采用Agilent 1260 Infinity进行液相检测。色谱条件:KromasilC18色谱柱(250mm×4.6mm,5µm),流动相A体积比:甲酸:水=1:9,流动相B体积比:甲酸:乙腈=1:9;洗脱程序:0~1 min,3% B;1~12 min,3%~15% B;12~14 min,15%~25% B;24~28 min,25%~30% B;28~32 min,30%~4% B;32~40 min,4% B;流速1m L·min-1,柱温30℃,检测波长525 nm,进样量20µL。
花色苷定性工作基于已有文献中的紫外光谱图和保留时间等信息的比对分析。物质结构的鉴定参考标准物质及梁振昌等[18]的方法。定量分析:建立10mg/L~200mg/L 5个水平的花青素-3-O-葡萄糖苷标准曲线,R2=0.9992,其他花色苷以相当于花青素-3-O-葡萄糖苷含量计。
1.2.3 葡萄酒芳香物质的测定
采用固相微萃取法提取葡萄酒中的香气物质,取5mL酒样置于20ml顶空瓶中,加入10uL50ug/mL的2-辛醇作内标和磁力搅拌转子,迅速密封并摇匀,置于恒温磁力搅拌器上,将老化后的50/30umCAR/PDMS/DVB萃取头插入样品瓶顶空部分,于45℃吸附30min,吸附后的萃取头取出后插入气相色谱进样口,于250℃解吸3min,同时启动仪器采集数据。
气相色谱-质谱条件为:毛细管色谱柱为DB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm);升温程序:45 ℃保持1 min,以6.0 ℃/min升温至230 ℃,保持4 min,进样口温度 250 ℃,高纯氦气流速1.0mL/min。质谱接口温度250 ℃,离子源(EI+),电子能量70 eV,检测器电压1 000 V。
参照NIST08标准谱库及原苗苗等]的方法进行芳香物质定性;以2-辛醇为内标,对芳香物质成分定量分析。
1.3 数据分析方法
数据整理及作图均采用Excel 2010,显著性分析采用DPS 7.05,采用Duncan’s比较方法,p<0.05。
2 结果与分析
2.1 不同砧木对赤霞珠干红葡萄酒次生代谢物质含量的影响
由图1可见,CS/Beta葡萄酒中的总酚、类黄酮、花色苷、单宁含量在所测组合中含量最高,CS/5BB次之,但二者的总酚与花色苷含量无显著性差异。
CS/Beta葡萄酒总酚含量分别比CS/1103P、CS/140Ru显著提高22.70%、71.56%,类黄酮含量分别比CS/5BB、CS/1103P、CS/140Ru显著提高1.00%、3.55%、6.78%,单宁含量分别比CS/5BB、CS/1103P、CS/140Ru显著提高12.18%、44.77%、102.20%;花色苷含量分别比CS/1103P、CS/140Ru显著提高40.71%、154.53%;
CS/5BB葡萄酒的总酚含量分别比CS/1103P、CS/140Ru显著提高17.24%、63.94%,类黄酮含量分别比CS/1103P、CS/140Ru显著提高2.53%、5.73%,单宁含量分别比CS/1103P、CS/140Ru显著提高29.06%、80.26%;花色苷含量分别比CS/1103P、CS/140Ru组合显著提高与34.93%、144.07%。
2.2 不同砧木对赤霞珠干红葡萄酒花色苷单体组分及含量的影响
不同砧穗组合赤霞珠所酿葡萄酒花色苷单体组分及含量均不同(表1)。
从花色苷单体组分来看,CS/Beta葡萄酒检测到的花色苷单体种类最多,为8种,CS/5BB、CS/1103P葡萄酒均检测到7种,而CS/140Ru葡萄酒只检测到4种主要花色苷,在所有组合中种类最低;不同葡萄酒的主要花色苷也不尽相同,CS/Beta以香豆酰化花色苷为主,CS/5BB、CS/1103P葡萄酒以乙酰化花色苷为主,花色苷单体种类最少的CS/140Ru则以基本花色苷为主;4种葡萄酒均仅检测到2种基本花色苷。
从花色苷单体含量来看,基本花色苷中,二甲花翠素3-O-葡萄糖苷含量以CS/Beta葡萄酒的最高,CS/140Ru次之,其中,CS/Beta的含量比CS/5BB、CS/1103P显著提56.49%、83.41%,CS/140Ru的含量比CS/5BB、CS/1103P显著提高44.15%、68.94%;甲基花翠素葡萄糖苷含量以CS/140Ru葡萄酒最高,分别是CS/5BB、CS/Beta、CS/1103P的5.01倍、3.40倍、1.47倍;乙酰化花色中,甲基花翠素3-O-(6-O-乙酰化)葡萄糖苷和二甲花翠素3-O-(6-O-乙酰化)化葡萄糖苷含量均以CS/5BB葡萄酒最高,其中,甲基花翠素3-O-(6-O-乙酰化)葡萄糖苷含量分别比CS/Beta、CS/1103P显著增加28.30%、44.74%,二甲花翠素3-O-(6-O-乙酰化)化葡萄糖苷含量比CS/1103P显著增加35.99%,甚至达CS/Beta葡萄酒的5.36倍;花翠素3-O-(6-O-乙酰化)葡萄糖苷含量以CS/Beta葡萄酒最高,分别比CS/5BB、CS/1103P、CS/140Ru显著增加45.34%、73.24%、16.36%;香豆酰化花色苷中,花青素 3-O-(6-O-香豆酰化)葡萄糖苷以CS/5BB含量最高,分别比CS/Beta、CS/1103P显著增加56.65%、27.25%,甲基花青素 3-O-(6-O-香豆酰化)葡萄糖苷、二甲花翠素3-O-(6-O-香豆酰化)葡萄糖苷均以CS/Beta含量最高。从花色苷单体总量来看,CS/Beta含量分别比CS/5BB、CS/1103P、CS/140Ru提高23.11%、31.76%、53.13%。
2.3 不同砧木对赤霞珠葡萄酒中香气类别的影响
赤霞珠不同砧穗组合中共检测出香气成分94种,为4个组合共有,主要为醇类18最高,其次为种,酯类40种,醛酮类15种,酸类10种,萜烯类化合物11种。不同砧穗组合香气总量以CS /5BB最高,其它依次为CS /Beta、CS/1103P、CS /140Ru;不同成分所占的比例高低顺序为:酯类、醇类、醛酮类、酸类、萜烯类化合物,其中醇类化合物中,以组合CS /Beta含量最高,其次为CS/1103P,组合CS /5BB占比最低;酯类化合物中不同组合所占比例高低顺序为:CS /5BB、CS /140Ru、CS/1103P、CS /Beta;醛酮类化合物中,以组合CS/1103P占比最高,CS /5BB最低,酸类、萜烯类化合物中不同组合所占比例差异不大。
3 结论
砧木影响赤霞珠葡萄酒花色苷单体种类及含量,Beta、5BB赤霞珠葡萄酒花色苷的种类和含量更为丰富,还可显著提高葡萄酒中花色苷、总酚、类黄酮、单宁物质含量;砧木影响香气方面:砧木5BB香气物质总量最高,葡萄酒中酯类化合物、酸类化合物、萜烯类化合物含量最高,增加了葡萄酒的特征香气;其次砧木贝达,增加了香气物质的总含量,醇类香气物质含量最高,砧木1103P醛酮类化合物含量最高;砧木140Ru香气总量与1103P差别不大;在考虑生态适应性的前提下,砧木5BB与贝达可作为赤霞珠嫁接苗的优选砧木。