济南综合试验站

陈迎春 王咏梅 宫磊

 

  葡萄套袋技术最早在日本兴盛发展，目前，果实套袋已成为葡萄安全生产过程中的常规技术手段。套袋处理不但隔绝了农药污染，明显减少病虫、鸟害，也阻挡了光的直射，对减少日灼病、黑痘病等有显著效果，并可使果面清洁，着色均匀，增进果实色泽；然而，套袋相当于给葡萄果实提供了一个相对封闭的高温高湿的微环境，该环境中温湿度变化直接影响果实品质。杭洁等证明果实套袋处理后，果实大小、色泽、香气及健康程度等均受到一定程度的影响，套袋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。棚架水平叶幕下果实周边微气候相对稳定，架面外部光照充足，有利于果实品质形成，可以增强植株的光合速率，促进碳水化合物的累积，进而增加果实产量；刘笑宏等对比棚架与篱架发现，棚架水平叶幕可有效降低果实微域环境的温湿度，改善果实次生代谢品质。近年来，随着农业劳动力急剧减少，套袋已成为了制约葡萄产业发展的限制性因素。为此，本研究以鲜食、酿酒兼用葡萄品种“摩尔多瓦”为试材，在棚架水平叶幕下通过套袋对果实进行处理，分析转色至完熟期间套袋对葡萄果实理化和香气的品质影响，以期为葡萄种植者以提高葡萄品质、节省种植成本为目的，选择合理的栽培方式提供科学依据。

 

  1 材料和方法

 

  1.1 材料

 

  试验于 2019年在山东省葡萄研究院仲宫试验基地开展。树龄8年，为露天棚架水平叶幕栽培，株距2 m，行距6 m。选择树势、负载量基本一致的20株葡萄，每株葡萄于果实花后黄豆粒大小时用60%透光率白色木浆纸袋进行套袋处理，以常规管理葡萄为对照，处理与对照果穗相隔，套袋处理与对照处理比例为1∶1。

 

  根据品种物候期，于转色期开始采样至成熟期，共5个时期，具体采样时间以转色后周数（weeks after veraison，WAV）计，分别为0、2、4、6和8WAV。采样挑选长势良好的单株，每个时期采集5穗，然后从每个果穗随机采集 20 粒成熟度一致的浆果（同时考虑到果穗的阳面和阴面）放入自封袋，做好标记，液氮速冻，超低温冰箱（－80 ℃） 保存待测。

 

  1.2 仪器与设备

 

  GCMS-QP 2010 Ultra 气相色谱－质谱联用仪（Shimadzu 公司，日本）；色谱柱：RTX-WAX 型毛细管柱 (30 m×0.32 mm×0.25 μm） （Restek 公司， 美国）；PC-420D 型SPME 手动进样手柄，50/30μm DVB/CAR/PDMS型极性萃取头（Supelco公司，美国）。

 

  1.3 方法

 

  1.3.1 果实基本生理指标测定

 

  各时期取样进行果实品质测定。使用电子天平测量 20～30 个果实质量，3 次重复，进而计算单果质量； 使用 PAL-1 便携式数显折光仪测定单个果实的可溶性固形物含量； 采用常规酸碱中和滴定法测定果实中的可滴定酸含量；采用考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白质含量；采用福林-肖卡法测定葡萄果皮及葡萄籽中总酚，以没食子酸（GAE）计；利用分光光度计法测总花色苷；类黄酮的测定参照李小龙的方法，以芦丁（RE）计。

 

  1.3.2 果实香气物质测定

 

  采用HS-SPME-GC-MS（顶空固相微萃取结合气质联用）方法测定葡萄挥发性物质含量，采用陈迎春等的方法。将葡萄样品去果柄和种籽，用液氮研磨后，取 8 g 置于 15m L样品萃取瓶中，加入磁力搅拌子、1.0 g NaCl 和 4 μL 2-辛醇（1.014 g/L） ，萃取时间 40 min， 萃取温度 45 ℃。样品瓶中香气物质达到气-固和气-液平衡，然后将萃取头插入气相色谱进样口 250 ℃，热解析10 min。载气为氦气，不分流。

 

  1.3.3 数据处理

 

  香气物质测定质谱图采用标准谱库 NIST17和 NIST 17S和相关文献确定峰保留时间进行定性分析，定量为内标法半定量。峰面积积分采用离子模式（SIM），选择定量化合物的特征离子，对化合物特征离子峰的峰面积积分。目标化合物浓度=内标峰面积/目标化合物峰面积×内标含量×100%。

 

  采用 SPSS 19.0 和 Excel 2016 软件进行统计学分析，采用 LSD 检验进行显著性方差分析（P＜0.05） 。

 

  2  结果与分析

 

  2.1  果实基本理化指标测定

 

  由图1-A可见，套袋处理果实在转色前质量略低于对照，转色后其单粒重变化趋势与对照一致，在成熟前期（0～6 WAV）即果实转色后均迅速增长，于6WAV达到最大值，成熟后期（6～8 WAV）略有下降，且后期差异不显著（P＜0.05）。

 

  可溶性固形物是指细胞液内所含的一些可溶性的氨基酸、维生素、矿物质、糖类等，其中以糖类为主， 是评价果实品质的重要指标之一。由图1-B可见，套袋处理果实可溶性固形物含量的变化趋势与对照一致，转色期糖含量低于对照，随着果实的成熟而趋于一致，并于8WAV达到最大值，在8WAV时显著低于对照。

 

  由图1-C可见，套袋处理果实可滴定酸含量与对照变化趋势一致，在转色期低于对照，随后迅速下降，在2WAV、4WAV阶段显著低于对照，成熟后期可滴定酸含量较为稳定，变化较小，与对照无显著差异。

 

  由图1-D可见，套袋处理可溶性蛋白含量与对照变化趋势较一致，在4WAV、6WAV阶段显著低于对照，在8WAV时趋于一致。

 

  综合来看，对照略优于套袋处理。

 

 

  2.2‘摩尔多瓦’葡萄果实次生代谢物质的变化

 

 

果  蔬组织中的总酚、黄酮、花青素等植物次生代谢产物与果蔬的色泽发育、品质和风味形成、成熟衰老、抗逆性等密切相关。图2A显示，套袋处理浆果中总酚含量与对照变化趋势一致，在成熟过程中显著低于对照，并随着果实成熟，总酚含量变化幅度较小，呈先升高后缓慢降低趋势。果实总酚含量在转色期最低，至2 WAV含量逐渐升高，并达到峰值，套袋处理显著低于对照12.67%。由图2B可见，套袋处理与对照果实转色期总花色苷含量均最低，至4 WAV阶段总花色苷含量显著增加 （P＜0.05），并于4 WAV时达到峰值（34.33mg/100g），随后套袋处理至6WAV迅速下降，对照下降缓慢，在成熟后期对照花色苷含量显著高于套袋处理。由图2C可见，套袋处理黄酮含量与对照变化趋势一致，套袋处理果实转色期浆果中类黄酮含量较低，随着果实成熟，至2 WAV缓慢增长，在2-4 WAV含量迅速增加，并于4 WAV时达到峰值（2.70 mg/g），后逐渐降低。

 

  2.3  ‘摩尔多瓦’葡萄香气成分种类及相对含量

 

  ‘摩尔多瓦’葡萄 5 个时期共检测出 46种物质，其中包括醇类10种、萜烯类6种、醛类9种、芳香族含苯化合物5种、酮类5种、酯类 5 种、酸类6种。套袋处理与对照变化趋势基本一致，香气总量除转色期外均低于对照，且香气物质种类在各个时期均显著低于对照。在‘摩尔多瓦’果实成熟过程中，套袋处理及对照主要的芳香物质均以醛类和醇类为主，萜烯类、酮类、酯类、芳香族含苯化合物等香气物质含量占比较低。套袋处理及对照醛类化合物均呈先上升后降低趋势，峰值均出现在6WAV；套袋处理醛类所占香气总量比值在成熟过程中逐渐升高，且其比值均略高于同时期对照果实醛类所占比值。套袋处理及对照醇类物质均呈先上升后降低趋势，峰值均出现在4WAV，套袋处理中醇类所占香气总量比值在2WAV时期后呈逐渐降低趋势，且其比值均略低于对照。

 

 

  2.4‘摩尔多瓦’果实主要香气成分分析

 

  ‘摩尔多瓦’葡萄共检测到46种香气物质存在，但每种化合物对香气的贡献却不尽相同。一般根据香气物质的香气值（OAV），即香气物质的含量与其阈值的比值，来评价香气物质对香气特征的贡献。一般认为香气值大于 1 的化合物对整体香气有贡献，而且香气值越大，其对整体香气的贡献也越大，将香气值较大的确定为‘摩尔多瓦’葡萄的主要香气成分。本次实验共检测到对‘摩尔多瓦’的香气有贡献的挥发性化合物有13种，包括醛类化合物、酮类和酯类；萜烯类、醇类和酸类等对‘摩尔多瓦’葡萄的香气没有作用。由表3 可以看出，在6WAV时期，3-己烯醛是套袋处理贡献最大的香气成分，其次是正己醛和(E)-2-己烯醛；对照中，3-己烯醛、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、正己醛位列前三。其中，癸醛、1-辛烯-3-酮、(E,Z)-2,6-壬二烯醛、β－紫罗兰酮在成熟阶段4 WAV、6WAV时期套袋处理均显著低于对照，套袋处理酮类和酯类香气总值均低于对照。

 

 

  3 讨论与结论

 

  葡萄果实的糖酸含量和酚类物质是被广泛采用于评价葡萄浆果品质高低的重要指标，葡萄成熟期间浆果中糖、酸、酚类物质以及浆果外观品质的变化让葡萄果实表现出不同的感官特性。由于套袋改变了果实生长发育的微环境，降低光照强度，改善果实色泽，所以葡萄果实品质也随之发生变化。杭洁等在篱架栽培‘蛇龙珠’和‘赤霞珠’果实上发现，套袋处理增加了成熟果实的果粒重，促进可溶性固形物的积累，降低果实酸度；赵亚蒙等在棚架栽培刺葡萄上发现，不套袋可显著提高了果实总酚、总花色苷、总黄烷醇含量；而赵睿在‘赤霞珠’和‘霞多丽’葡萄上发现，套袋降低了果实中还原糖、滴定酸、总酚、单宁及总花色素的含量。本试验研究结果表明，套袋处理与对照在果粒重、可溶性固形物、可滴定酸及可溶性蛋白指标中变化趋势一致，在成熟期以上指标没有显著差异，推测与水平叶幕改善‘摩尔多瓦’葡萄果实周边微域环境有关，水平叶幕显著降低果实微环境高温高湿比例，缓解了强光胁迫，与篱架栽培相比，套袋处理与对照环境差异变小，从而上述指标较为一致；套袋处理显著降低了总酚及花色苷含量，这与袋内光线减少，抑制了花色苷合成酶、苯丙氨酸解氨酶、查尔酮合成酶等酶的表达有关。

 

  葡萄果实香气物质总量对葡萄的风味起到重要的作用。在果实发育过程中，香气物质逐渐积累，其种类和含量也随着果实的成熟逐渐发生变化。前人的研究表明，中性品种葡萄果实中萜类物质和酯类物质少，而且浓度低或者几乎没有，主要是C6醇醛类为主，香气轮廓也以醇醛类贡献的植物类背景气味为主；Zhang等认为，弱光会抑制玫瑰香型葡萄单萜的积累，醇、醛等物质生成减少，风味变淡。在刺葡萄上，套袋降低了香气物质含量及种类，这

 

  可能是因为套袋减弱了光强，弱光会抑制醇、醛等物质的积累。在巨峰葡萄上，白袋处理香气总含量略有增加，酯类、醇类和酮类等物质含量显著下降，醛类和芳香族化合物等物质含量显著增加；在篱架栽培‘蛇龙珠’和‘赤霞珠’果实上发现套袋促进了葡萄果实醛类物质的代谢，抑制醇类物质的代谢。本研究发现，套袋处理与对照变化趋势基本一致，香气总量除转色期外均低于对照，且香气物质种类在各个时期均显著低于对照。醛类和醇类是成熟的‘摩尔多瓦’葡萄最主要的香气物质，随着果实成熟度增加，醛的绝对含量和相对含量均有增加，而醇的相对含量在减少，但绝对含量呈增加趋势后缓慢下降，这与前人研究一致。

 

  综上所述，水平叶幕棚架栽培可以为‘摩尔多瓦’葡萄提供较为恒定的温湿度环境，改善果实周围微环境，降低果实的曝光率，减少日灼，在用工成本日益增长的情况下，选择不套袋既能大大减少用工成本，又能提高果实品质，在确保控制好病虫害且保证食品安全的前提下，水平叶幕葡萄进行不套袋处理也是一个不错的选择，值得在不同品种、不同地域进一步研究。