华中西南区栽培岗位

熊榆 许延帅 谭君 陈文婷 杨国顺

 

  1 引言

 

  葡萄（Vitis vinifera. L）是一种落叶藤本果树，广泛栽培于我国，我国大部分葡萄主要用于鲜食，其中‘夏黑’、‘巨玫瑰’、‘户太八号’、‘辽峰’等‘巨峰’系品种栽培面积较大。

 

  葡萄的延后栽培主要是利用葡萄花芽在一年内多次分化的特点，去除一次花后，在摘心重剪等枝梢管理措施的诱导下促进主稍上冬芽萌发出花形成二次结果，以达到延后葡萄熟期的目的。目前全国多地已探索出成熟的多品种鲜食葡萄延后栽培、一年两收技术措施。有研究认为延后果可溶性固形物、总糖、可滴定酸含量均高于正常果。陈为凯发现‘优株玫瑰’与‘维多利亚’葡萄延后果可滴定酸含量要明显低于一次果，不同品种正常果与延后果果实基本品质变化规律不同。

 

  近年来，除了糖酸等果实常规品质外，香气风味也逐渐成为消费者评价水果品质的重要指标。鲜食葡萄以特征香味物质分类主要分为玫瑰香型，草莓香型与中型香型。玫瑰香型葡萄拥有浓郁的玫瑰花香，这类葡萄单萜类物质含量丰富，商佳胤等发现玫瑰香型葡萄‘巨玫瑰’主要挥发性香气物质为己醛、2-己烯醛、己醇、2-己烯-1醇、橙花醇、里那醇等醛醇类与萜烯类物质。草莓香型葡萄具有草莓般香甜的味道，其特征性香气物质为酯类化合物，张文文对‘巨峰’系三种鲜食品种葡萄进行挥发性香气物质检测后发现‘夏黑’主要挥发性香气物质为2-甲基丁酸乙酯，丁酸乙酯，芳樟醇。中性香型又称为青草香型，这型葡萄只呈现出较低的青草味。栽培技术及物候期气候等因素决定目前葡萄挥发性香气物质的重要因素。高温高湿的气候可提高酿酒葡萄中降异戊二烯含量；有研究发现对‘阳光玫瑰’套有色果袋以影响果实受光条件后，果实中芳樟醇与香叶醇生成受到抑制。

 

  目前延后栽培模式下不同熟期葡萄果实的研究主要集中在栽培技术与果实基本品质上，对挥发性香气物质研究较少。本研究通过对比玫瑰香型葡萄‘巨玫瑰’与草莓香型葡萄‘夏黑’两种香型正常栽培与延后栽培果实品质，挥发性香气物质含量、OAV值与香气特征轮廓，明确延后果与正常果果实品质与主要香气风味差异，以期为葡萄延后果实的香气与果实品质提升提供理论依据。

 

  2 试验材料与方法

 

  2.1 试验材料

 

  试验于湖南农业大学干杉乡阳光葡萄园基地（28°08'46.2"N 113°10'49.6"E）内进行，试验试材为9年生‘夏黑’，‘巨玫瑰’葡萄，采用“飞鸟”架式简易棚架避雨栽培，南北行向，株行距为1.8 m×2.8 m，起垄栽培，垄高0.5 m，垄宽2.0 m。树势中庸，通风透光条件佳，设有两条滴灌管。试验分为正常栽培组与延后栽培组。正常栽培组管理同常规，延后栽培组4月7日当在年生主梢见花后去除花穗长放枝条，5月15日在枝条第六节位修剪诱发顶端冬芽萌发出花，每根顶端新梢保留一穗花，延后栽培组葡萄生长各物候期水肥、病害、枝梢管理与正常栽培组相同。各组物候期与采收时间见下表：

 

 

  采样选取完全成熟果穗上中下部分各方向无病害，无霉变，无机械损伤果实，用干净剪刀剪下5 kg果实混匀后放入标有组别品种的冰盒内并迅速带回实验室进行前处理流程。

 

  2.2 试验方法

 

  2.2.1果实品质检测

 

  分别选取随机各组品种果实十粒使用千分之一天平称重；每组随机选择果实50 g榨汁，使用斐林试剂法测定还原糖含量，使用酸碱滴定法测定可滴定酸含量，使用手持折光仪测定可溶性固形物含量。每个样品进行三次重复试验。

 

  2.2.2 果实挥发性香气物质的测定

 

  参照本实验室已有方法进行改进：

 

  ①前处理及固相微萃取条件

 

  取葡萄果实50 g，使用小型榨汁机打碎后将混合物精确称取5 g移入进样小瓶中并用带有硅胶垫片的瓶盖密封。将进样小瓶置于40 ℃水浴锅中平衡20 min后使用已老化纤维萃取头萃取40 min。结束后于GC-MS进样口手动进样解析10 min。纤维萃取头规格：DVB/CAR/PDMS 50/30 μm 美国Supelco公司。

 

  ②气相色谱质谱联用条件

 

  进样口温度为200 ℃，进样量为1 μL，升温程序：初始35 ℃保持5 min，然后以2 ℃/min升温至100 ℃保持1 min，随后以10 ℃/min升温至250 ℃保持1 min。分流比为10:1，电离方式为电子轰击离子源，电力能70 ev，离子源230℃。GC-MS规格：Agilent 7890B-7000C气相色谱-三重四级杆串联质谱仪（GC-Qq Q-MS/MS，美国Agilent公司），气相色谱柱为DB-WAX IU毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm，美国Agilent公司）。

 

  ③挥发性香气物质定性与定量

 

  挥发性香气物质定性：根据本实验室已确定的葡萄与葡萄酒中主要的55种挥发性香气物质标准品单标与混标的在气相色谱质谱联用Scan（全离子扫描）模式下保留时间（Retention time）并结合NIST07谱库识别分析确定。

 

  挥发性香气物质定量：采用外标标准曲线法。将55种标准品混标稀释10个浓度梯度，在SIM（选择离子监测）模式下依据标准品峰面积绘制标准曲线（每条标准曲线回归系数均高于95%）后对葡萄样品进行定量分析。

 

  2.3 气体活性值（OAV）与香气特征轮廓

 

  气味活性值是该化合物在样本中含量与阈值的比值[20]。计算公式如下：

 

 

  公式中Ci为该化合物在样本中的含量，OTi为该化合物的香气阈值[21]。

 

  根据葡萄研究中广泛使用的香气描述，将葡萄香气风味分为种8种类型（烟熏香、清香、果香、柑橘香、花香、玫瑰香，甜香、草本香）[22]并参照孙宝国《食用调香术》中介绍的香气物质轮分类法，将‘夏黑’、‘巨玫瑰’葡萄延后与正常果挥发性物质中鉴定出OAV≥1的化合物进行香气风味分类，若某个成香物质对应多个风味类型，则视该成香物质对每个系列贡献相同。根据鉴定结果绘制香气特征轮廓雷达图并分析‘夏黑’、‘巨玫瑰’延后与正常果香气风味特征。

 

  2.4 数据分析

 

  使用Agilent MassHunter Quantitative Analysis软件对挥发性香气物质进行定性，标准曲线绘制及样品挥发性香气定量数据分析。使用Origin 2018作图；使用SPSS 24进行方差分析。

 

  3 结果

 

  3.1 延后果与正常果成熟果实品质比较

 

 

  基本生理指标是评价葡萄品质的重要因素。延后栽培葡萄的还原糖含量，可溶性固形物均高于同品种正常栽培果实，可滴定酸含量相对较低，而延后栽培葡萄十粒重要低于正常栽培葡萄，其中延后‘夏黑’十粒重只有正常‘夏黑’的62.1％（表2）。试验中所有样品果实可溶性固形物超过15°Brix，说明已达到成熟标准，可进行挥发性香气物质检测试验。

 

  3.2 延后果与正常果挥发性香气物质种类与含量比较

 

 

 ‘夏黑’延后果与‘夏黑’正常果在挥发性香气物质种类数量上没有较大差异，分别为34种与32种。正常‘夏黑’与延后‘夏黑’分别定量检出到10种、9种酯类，11种、10种醇类物质，占到总定量检出化合物种类的61.7%与59.3%，且萜烯类与醛酮类较少，可见‘夏黑’中主要的的挥发性香气物质为醇酯类化合物。延后‘巨玫瑰’与正常‘巨玫瑰’分别定量检出32种与35种挥发性香气物质，其中萜烯类均检测出6种，多于草莓香型的‘夏黑’，而延后‘巨玫瑰’酯类物质种类要少于正常‘巨玫瑰’，醇类反之。本试验发现正常‘巨玫瑰’定量检出种酯类物质种类数量与‘夏黑’相同，可能与‘巨玫瑰’的亲本为 玫瑰香型‘沈阳大粒玫瑰’和草莓香型‘巨峰’葡萄有关。

 

 

  对比‘夏黑’延后果与正常果的定量检出挥发性香气物质含量可知延后果的醇类，其他类总量高于正常果，但酯类，醛酮类物质含量略低。乙酸乙酯在‘夏黑’延后果与正常果中分别检出69.78 μg/g，153.10 μg/g，占总酯类物质的95%与86%，其次是乳酸乙酯，检出2.23 μg/g与2.19 μg/g。‘巨玫瑰’检出酯类含量远低于‘夏黑’，且‘巨玫瑰’延后果中酯类含量低于正常果。两品种定量检出的主要醇类化合物有异戊醇、己醇，其中两品种延后果的己醇含量均要高于正常果；延后‘夏黑’异戊醇含量高于正常‘夏黑’而‘巨玫瑰’相反。

 

  萜烯类为玫瑰香型葡萄主要成香物质。‘巨玫瑰’萜烯类含量要显著高于‘夏黑’。香叶醇含量分别占‘巨玫瑰’延后与正常果定量检出萜烯类总含量的81.3%与83%，可见香叶醇是‘巨玫瑰’葡萄中主要的萜烯类香气物质。对比‘巨玫瑰’延后果与正常果挥发性香气物质含量发现，‘巨玫瑰’延后果整体萜烯类含量低于正常果，但(-)-柠檬烯含量并无太大差异（表4）。

 

  3.3 挥发性香气物质气味活性值（OAV）分析

 

 

 

  由于样本内含量差异不同，且各挥发性香气物质阈值相差较大，故采用OAV值能更好判断样本中的主要成香物质。当OAV≥1时，该化合物的香气才能被感知且被认为对总体香气有贡献。

 

  通过进一步对定量检出的化合物进行OAV值计算可知延后、正常‘夏黑’，延后、正常‘巨玫瑰’分别检出OAV≥1的挥发性香气物质17种，16种，16种与17种，检出物质种类与数量相近，但两品种延后果与正常果中各化合物OAV值差异明显。‘夏黑’葡萄主要成香物质有乙酸乙酯、乙酸异戊酯、S-(-)-2-甲基-1-丁醇、β-大马士酮、己醛、反式-2-己烯基醛等，延后与正常‘夏黑’均检出14种挥发性香气物质超过阈值，其中延后‘夏黑’S-(-)-2-甲基-1-丁醇、异戊醇、β-大马士酮OAV值高于正常‘夏黑’，而延后‘夏黑’乙酸乙酯、己醛、反式-2-己烯基醛OAV值远高于延后‘夏黑’。‘巨玫瑰’葡萄中检测到乙酸乙酯、甲酸丁酯、己醇、S-(-)-2-甲基-1-丁醇、异戊醇、己醛等醇酯类物质含量超过阈值，萜烯类物质中芳樟醇、β-香茅醇、橙花醇、香叶醇等是‘巨玫瑰’主要的成香物质。对比‘巨玫瑰’延后果与正常果后发现，延后果检出的各挥发性香气物质OAV值均小于正常果，其中β-大马士酮、己醛、丁酸乙酯阈值差异较大。

 

  3.4 ‘夏黑’与‘巨玫瑰’延后与正常栽培葡萄成熟果实香气特征轮廓分析

 

 

  香气特征轮廓分析可判断不同品种的风味气味强度强。本试验对‘夏黑’与‘巨玫瑰’延后与正常栽培葡萄进行香气特征轮廓分析后发现延后果与正常果成香物质气味强度在较大差异。

 

  ‘夏黑’葡萄中花香气味强度对最高，其次是果香、清香、玫瑰香构成‘夏黑’花香气味主要成香物质有反式-2-己烯基醛、β-大马士酮、苯乙醇，其中清香与果香香气强度相近，清香气味主要成香物质为己醇、己醛、仲辛醇，而乙酸乙酯、己醇、己醛也是果香气味的主要贡献者。本研究发现‘夏黑’葡萄具有一定的玫瑰香气味，这是由于其含有的β-大马士酮带来的玫瑰香味与花香。对比‘夏黑’延后果与正常果香气特征轮廓，我们发现延后果在果香、花香、甜香、清香香味强度上要略低于正常果，但玫瑰香气味强度要更高（图1）。

 

  ‘巨玫瑰’葡萄玫瑰香气味强度最高，其次为花香，其中β-大马士酮、香叶醇、反式-2-己烯基醛是这两种气味主要贡献者。在呈现出浓郁玫瑰香气风味的同时，‘巨玫瑰’葡萄也表达出与‘夏黑’相同的果香、清香气味，但气味强度要明显低于‘夏黑’。乙酸乙酯、丁酸乙酯、己醛是‘巨玫瑰’葡萄果香气味的主要成香物质，而己醛、苯乙醛、仲辛醇等化合物为果实贡献清香风味。‘巨玫瑰’延后果与正常果在主要风味类型上并无差异，但各风味气味强度远低于正常果，其中表现玫瑰香型葡萄特性的玫瑰香与花香气味强度差异明显。

 

  4 讨论与分析

 

  影响水果基本果实品质与香气风味的因素包括品种，产地，水热条件，管理技术等。前人研究发现一年两收，延后等栽培模式下延后果（二次果）比正常果（一次果）总糖含量、可溶性固形物含量更高，而可滴定酸含量更低，Sangeeta认为延后果的穗重、单果和单株产量中显著小于一次果，这与本试验结果一致。据报道草莓香型葡萄主要成香物质大量的醛酯类化合物，玫瑰香型葡萄与萜烯类物质含量紧密关联，本试验发现乙酸乙酯、异戊醇，β-大马士酮，己醛对‘夏黑’果实香气风味有显著贡献；芳樟醇、香叶醇，橙花醇等为‘巨玫瑰’葡萄特有的成香物质。此外‘巨玫瑰’葡萄中也含有大量醛酯类化合物，且乙酸乙酯对‘巨玫瑰’葡萄香气风味有明显贡献，这可能由于‘巨玫瑰’遗传了亲本玫瑰香型葡萄‘沈阳大粒玫瑰’与草莓香型葡萄‘巨峰’的香气特征。本试验发现‘夏黑’与‘巨玫瑰’延后果定量检出的挥发性香气物质总量要低于正常果，但香气物质种类上无明显差异，这与前人结果存在明显差异，经过对比认为一是本试验延后栽培果实熟期为正常果熟期后一个多月，并未将熟期延后至10月份之后，且延后果成熟期明显短于正常果，二是本试验采用的挥发性香气物质检测仪器方法与其有不同。

 

  对延后果与正常果成熟果实挥发性香气物质与香气特征轮廓对比后发现‘夏黑’、‘巨玫瑰’延后果与正常果主要成香物质无差别，但气味强度存在较大差异， ‘巨玫瑰’延后果各风味气味强度均低于正常果，‘夏黑’延后果与正常果在不同的气味类型上各有优势，说明生长季节对葡萄香气物质含量的影响可能存在品种特异性。

 

  5 结论

 

  通过对‘夏黑’、‘巨玫瑰’延后与正常果实进行果实品质与挥发性香气物质定量检测，发现‘夏黑’、‘巨玫瑰’延后果可溶性固形物含量，还原糖含量均高于正常果，且可滴定酸含量低于正常果，但延后果果实十粒重要低于正常果，果实偏小。草莓香型葡萄‘夏黑’主要成香物质有乙酸乙酯、异戊醇、己醛 、β-大马士酮等； ‘巨玫瑰’葡萄主要成香物质有乙酸乙酯，β-大马士酮、异戊醇，以及玫瑰香型葡萄特有的芳樟醇、橙花醇、香叶醇等。‘夏黑’葡萄主要呈现花香、清香与果香风味，‘巨玫瑰’葡萄主要呈现花香、玫瑰香风味。‘夏黑’延后果较正常果有更强的玫瑰香风味，而花香果香清香气味强度弱于正常果；‘巨玫瑰’延后果整体香气风味强度要弱于正常果，‘巨玫瑰’葡萄需慎重进行延后栽培措施处理。