南宁综合试验站

时晓芳 孙磊 张瑛 蒋士宋 韩佳宇 郭荣荣 盘丰平 程昌富

  摘 要：广西地区一年两收栽培的‘瑞都红玉’葡萄单萜物质积累的影响尚不明晰。本研究以6年生‘瑞都红玉’葡萄为试材，通过对比分析‘一’字形平棚架（简称棚架）和高宽垂‘V’形篱架（简称篱架）两种栽培下夏果、冬果的理化指标及游离态单萜类物质含量，探究不同栽培方式下该品种葡萄单萜类物质的积累规律。结果显示，夏果的果粒大小和质量均显著高于冬果。两种架式下冬果可滴定酸含量均高于夏果，但冬果高宽垂‘V’形篱架有利于可滴定酸含量的降低。此外，不同处理果实中均检测到24种游离态单萜类化合物，其中里那醇含量最高，冬果‘一’字形平棚架含量最高达到了577.22μg·L-1。利用主成分分析可以将夏果棚架、夏果篱架、冬果棚架、冬果篱架很好的区分，也进一步说明广西地区‘瑞都红玉’葡萄冬果在棚架栽培条件下单萜化合物积累表现更加丰富。相较于夏果，广西地区‘瑞都红玉’葡萄‘一’字形平棚架栽培的冬果果实单萜类物质积累更丰富。本研究结果为该品种一年两收栽培时的架式选择提供了重要的理论依据，为提升该品种葡萄的品质与产量奠定了坚实的基础。

  关键词：瑞都红玉；葡萄；一年两收；架式选择；单萜；

  不同葡萄品种具备独特的香气特征，不同地域、不同栽培措施以及成熟度等因素均会给果实香气带来细微变化。香气成分的组成与含量是决定葡萄的风味和典型性的重要因素之一。游离状态下，香气物质主要有醛类、萜烯类、酯类及芳香物质等，它们感官阈值低，能使人明显的感受到葡萄果实花香和果香。萜烯类物质是玫瑰香型葡萄品种特有的香气成分，它们以游离态（具有挥发性）和结合态（不具有挥发性但可以转化为游离态）两种状态存在。单萜类化合物是葡萄香气中最重要的低分子量萜类化合物，被认为是玫瑰香味葡萄果实的特征香气物质。其中游离态单萜类物质对人的嗅觉细胞有直接的刺激作用。在这一类别中，里那醇、橙花醇、香叶醇和香茅醇等是单萜中令人愉悦香气的主要成分。

  鲜食葡萄‘瑞都红玉’属欧亚种，其亲本为‘京秀’和‘香妃’，由北京市林业果树科学研究院育成，它是‘瑞都香玉’的红色系芽变品种，表现为早熟、果肉脆、风味甜、玫瑰香味，可用于促早栽培。在广西南宁地区一年两收栽培模式下，关于果实中单萜类化合物的具体代谢规律尚待探究，尤其是不同架式对两季果实中单萜物质积累的影响鲜有报道。

  本研究旨在分析‘一’字形平棚架（以下简称棚架）和高宽垂‘V’形篱架（以下简称篱架）两种不同栽培架式下，‘瑞都红玉’葡萄两季果实（夏果与冬果）中单萜类物质的组成与含量。并探究在一年两收栽培模式下，两季葡萄果实中单萜物质积累的差异，为筛选适合该品种的栽培架式提供理论依据。

  1 材料与方法

  1.1 试材及取样

  试验地位于广西壮族自治区农业科学院葡萄与葡萄酒研究所明阳试验基地（108°24′ E，22°56′ N），6年生葡萄树，采用避雨栽培方式，包括棚架（‘一’字形平棚架）和篱架（高宽垂‘V’形篱架）两种架式，株行距为 3.0 m × 4.0 m，常规栽培管理。

  根据果实着色时间及可溶性固形物含量确定成熟期，在夏果（2021-06）和冬果（2021-01）成熟后进行采样，总计4个处理：记作夏果棚架（SP）、夏果篱架 (SL)、冬果棚架（WP）、冬果篱架（WL）。每个处理设有3个生物学重复，每个生物学重复至少2株树，随机选取每株树上的果穗进行采样，其中每个生物学重复至少剪取果粒60粒以上用于后续实验，此外，每个处理取至少5穗果用于单萜类物质检测。

  1.2 果实理化指标测定

  每个生物学重复随机抽取20粒果粒用于理化指标检测，其余果粒采用液氮冻存备用。分别使用电子天平（METTLER PL602E，瑞士）测定果粒质量、果皮质量、种子质量，游标卡尺测定果粒纵径、横径，糖酸测定仪（ATAGO PAL-BX/ACID 2，日本）测定可溶性固形物含量，酸碱滴定法测定可滴定酸含量，pH仪（雷磁PHS-3E，上海仪电科学仪器股份有限公司）测定pH值。

  1.3 游离态单萜类物质的提取与定量分析

  葡萄果实样品单萜类物质的提取参考孙磊等的方法并进行改进。取约100 g果实，迅速去果梗，液氮速冻，研磨棒砸碎去籽，加入0.5 g D-葡萄糖酸内酯和1 g PVPP，迅速粉碎至粉末，置于50 mL离心管中，置于4 ℃冰箱中浸提4 h，4 ℃、8000 r·min-1下离心10 min，得到澄清葡萄汁用于顶空固相微萃取（HS-SPME）及气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析。每个处理3次重复。

  HS-SPME结合GC-MS参照孙磊等的方法并进行改进。内标（4-甲基-2-戊醇，1.0118 g·L-1），SPME萃取头（50/30 μmDVB/Carboxen/PDMS，Supelco，Bellefonte，PA，USA），CTC PAL RSI85自动进样器（CTC Analytics，Zwingen，Switzerland）。气相色谱为Agilent 6890 GC，质谱为Agilent 5975 MS（Agilent，USA）。毛细管柱为HP-INNOWAX（60 m × 0.25 mm × 0.25 μm，J & W Scientific，Folsom，CA，USA）。GC-MS载气为高纯氦气（He>99.999%），流速为1 mL· min-1；手动进样，进样口温度250 ℃，热解析8 min。升温程序：50℃保持1min，再以3℃·min-1的速度升温至220℃，该温度保持5min。质谱电离方式为EI，离子源温度250 ℃，电离能70 eV，质谱接口温度250 ℃，质量扫描范围为20~350 amu。准确量取5 mL样品、1.00 g氯化钠和10 μL内标放入样品瓶中，每个处理果实样品重复检测3次。

  根据葡萄样品中的糖、酸含量配制模拟葡萄溶液，参考孙磊等[14]的方法，配制条件如下：①200 g·L-1葡萄糖；②7 g·L-1酒石酸；③pH为3.4（用1mol·L-1 NaOH调节）。按照上述条件，用去离子水配制1 L模拟溶液。用色谱纯乙醇溶解每个标准品，配制成一定浓度的标准母液，加至模拟溶液中，用模拟溶液连续稀释15个梯度，以涵盖样品中各挥发性物质的浓度范围，每个梯度设置两个平行。标准曲线的建立：以香气标准物质与内标物质（4-甲基-2-戊醇）的峰面积比值为 x轴，以香气标准物质的实际浓度为y轴，绘制标准曲线。

  1.4 数据统计分析方法

  通过Excel 2019进行数据整理，采用通过SPSS 19.0进行数据差异显著性分析及主成分分析。

  2 结果与分析

  2.1 不同架式对葡萄果实理化指标的影响

  两种架式栽培的夏果果粒纵径、横径上均大于冬果，夏果篱架的果粒纵径、横径分别显著高于冬果篱架 4.72%与8.02%。两种架式栽培下夏果的果粒质量均高于冬果，夏果最大高出冬果24.26%，存在显著性差异。夏果的单粒果皮重均高于冬果，夏果篱架的单粒果皮质量高出冬果篱架58.33%。在可溶性固形物含量方面，夏果篱架该指标含量显著低于其他处理。夏果的pH整体高于冬果，最大高出冬果10.23%。冬果的可滴定酸含量最大高出夏果31.72%，而冬果篱架的可滴定酸含量显著低于冬果棚架17.28%。

  2.2 不同架式葡萄果实单萜积累差异

  在两种架式的夏果、冬果中，共检测到24种游离态单萜类化合物（表2），其中含量最高的是里那醇，且冬果含量高于夏果，冬果棚架中的含量最高为577.22 μg·L-1，与其他处理差异显著。此外，β–月桂烯，β–罗勒烯，β–顺式–罗勒烯的含量也较高。冬果棚架中β–月桂烯的含量明显高于其他处理。两种架式栽培下，冬果中β–罗勒烯、β–顺式–罗勒烯的含量均明显高于夏果。冬果中的顺式–氧化玫瑰、反式–氧化玫瑰、β–香茅醇等在棚架栽培下含量明显高于其他处理。另外，顺式–呋喃型氧化里那醇、4–松油烯醇、橙花醛、香叶醛、顺式–异香叶醇、大马烯酮含量较低。

  2.3 不同架式葡萄单萜物质的主成分分析

  为了比较不同架式条件下的果实品质总体差异，以24种单萜类物质的定量数据为参数，对不同架式的两季葡萄果实中的单萜类物质进行PCA分析（图1，2）。前两个主成分的贡献率分别为72.87%和18.23%，总贡献率达91.10%。醇类、萜烯类主要分布在第一、四象限。根据前两个主成分可以把夏果棚架（SP）、夏果篱架（SL）、冬果棚架（WP）、冬果篱架（WL）很好的区分。单萜化合物积累的差异可以在一定程度上解释不同架式栽培下两季果之间香气的区别。同时，也进一步说明该葡萄品种的冬果在棚架栽培条件下单萜化合物积累更加丰富。从主成分载荷值（图 1）可以看出，大部分单萜化合物都位于主成分1（PC1）的正半轴，贡献较大的有：C1（β–月桂烯），C2（柠檬烯），C4（β–罗勒烯），C5（γ–松油烯），C6（β–顺式–罗勒烯），C7（异松油烯），C8（顺式–氧化玫瑰），C9（反式–氧化玫瑰），C10（别罗勒烯），C11（(E,Z)–别罗勒烯），C12（顺式–呋喃型氧化里那醇），C13（橙花醚），C14（里那醇），C18（香叶醛），C19（β–香茅醇），C20（橙花醇），C23（香叶醇），C24（香叶酸），而在主成分2（PC2）中，贡献较大的有4种：C15（4–松油烯醇），C16（橙花醛），C17（α–萜品醇），C21（顺式–异香叶醇）。

  3 讨论与结论

  广西地区一年两收栽培模式下，由于温度、光照等外界气候条件的变化，导致两季果（夏果与冬果）的果实外观指标和内部品质差异比较明显。栽培架式的选择是提高葡萄果实品质的重要栽培措施之一。前人研究表明，顺行平棚架的‘瑞都红玉’葡萄果实可溶性固形物连续3年高于V形架，‘摩尔多瓦’葡萄棚架结构提升了成熟期的果实品质。在对‘阳光玫瑰’葡萄的两季果研究中，夏果的可溶性固形物高于冬果，可滴定酸的含量低于冬果。本研究通过对‘瑞都红玉’葡萄不同成熟期（夏果和冬果）及不同架式栽培（棚架和篱架）下的表现进行比较发现，棚架栽培可能更有利于夏果可溶性固形物含量的积累，两种架式下冬果可滴定酸含量均高于夏果，但篱架栽培有利于冬果可滴定酸含量的降低，从而可能改善果实的口感品质。

  ‘瑞都红玉’葡萄在感官上具有玫瑰香味，里那醇、香叶醇、香茅醇被认为是玫瑰香葡萄品种中主要的单萜成分，香叶醇是玫瑰香型葡萄花香味的主要来源。栽培管理的差异对葡萄果实的香气产生重要的影响。不同栽培架式结构等栽培技术措施因果际微生态、叶片的光合作用等因素导致葡萄果实单萜类合等香气物质的积累差异。不同砧木的‘瑞都红玉’葡萄中鉴定出25种挥发性成分，包括醇类、醛类、酯类、酮类等，其中以醇类为主，不仅具有该品种玫瑰香型的典型香味特征，同时存在一定差异性。本研究显示，‘瑞都红玉’葡萄两季果中检测到24种游离态单萜类化合物，其中含量最高的是里那醇，冬果棚架含量最高为577.2 μg·L-1，含量较高的还有β–月桂烯、β–罗勒烯、β–顺式–罗勒烯等，所有处理中，果实中的里那醇含量均是最高，里那醇可能是‘瑞都红玉’葡萄的主要单萜类香气成份。葡萄品种在不同栽培条件下，单萜含量会随着外界环境的变化而变动，根域限制栽培显著提高了‘夏黑’葡萄成熟期果实中香气物质的总含量，但两季果的香气种类存在差异。‘爱神玫瑰’葡萄不同架式下β–香茅醇、香叶醇及氧化玫瑰等化合物是主要差异萜类化合物，被认为是主要贡献萜类成分。本研究中，棚架栽培下葡萄冬果果实中单萜类物质比较丰富，并且β–香茅醇、香叶醇、顺式–氧化玫瑰及反式–氧化玫瑰的含量均是最高的，这可能是因为冬季葡萄果实生长发育期光照充足，有利于单萜类等香气物质的积累。

  在不同架式下夏果的果粒纵径、横径、单粒种子质量、果粒质量均大于冬果，在可溶性固形物含量方面，棚架栽培的夏果表现更佳，两种架式下冬果可滴定酸含量均高于夏果，但篱架栽培有利于冬果可滴定酸含量的降低。利用PCA分析可以将夏果棚架、夏果篱架、冬果棚架、冬果篱架很好的区分，也进一步说明广西地区‘瑞都红玉’葡萄冬果在棚架栽培条件下单萜化合物积累表现更加丰富。本研究结果为该品种一年两收栽培下的栽培架式优化和果实品质提升提供了重要的参考依据。