河西走廊新引品种红葡萄酒酚类物质及颜色分析

曲睿，陈胜，唐利萨，张雪，张学忠，刘延琳,3*

1(西北农林科技大学 葡萄酒学院，陕西 杨凌，712100)2(甘肃夏博岚葡萄种植有限公司，甘肃 武威，733300)3(西北农林科技大学,宁夏贺兰山东麓葡萄酒试验示范站，宁夏 永宁，750104)

产区特色是葡萄酒产区的核心竞争力[1]。风土在产区特色形成中扮演着极为重要的角色，影响着消费者的选择决策。葡萄品种、气候、土壤、葡萄栽培技术和葡萄酒酿造技术等都会对风土产生影响，其中前3项是风土的基本组成因素[2]。因而选择合适的葡萄品种对于产区差异化和典型性的形成十分重要。甘肃河西走廊葡萄酒产区属于温带大陆性干旱气候，多风少雨，云量稀少，光照资源丰富，有利于农作物的物质积累，拥有得天独厚的葡萄酒自然禀赋。但立足新的发展时期，产区面临着酿酒葡萄品种同质化的问题，急需进一步进行适栽品种/品系选择，挖掘产区特色，塑造产区风格，形成产区品牌效应。因此针对河西走廊产区新引种的酿酒葡萄进行研究，对于丰富产区葡萄品种结构、打造产区特色具有深刻的现实意义。

产区新引种酿酒葡萄通常需要进行酿酒特性的研究，其中酚类物质是重要的指标之一。红葡萄酒中的酚类物质通常分为黄酮类(例如花色苷、黄酮醇和黄烷醇)和非黄酮类(酚酸和芪类化合物等)，其能促进葡萄酒颜色稳定[3]，并能在不同程度上与唾液蛋白相互结合，负责葡萄酒的涩味呈现[4]，是影响红葡萄酒颜色和口感的关键因素。因此对红葡萄酒中含有的酚类物质进行分析，有助于加深对新引葡萄品种的酿酒特性的了解。此前已有研究分析了甘肃张掖、武威以及嘉峪关等地区的蛇龙珠、美乐、赤霞珠以及黑比诺葡萄果实的总酚和单宁含量[5-6]，并对新引的黑比诺品系酿造的葡萄酒进行了酚类物质的分析[7]。但目前尚未有研究对其他新引品种葡萄酒中的酚类物质和颜色进行分析。

本研究采用河西走廊产区新引的7个葡萄品种(系)，利用本土工业酵母进行小容器发酵，测定酒样的基本理化指标、CIELab颜色参数以及酚类物质含量，进行差异性及相关性分析，探究不同新引品种的酿酒表现，以期为新引葡萄品种后续推广及研究提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验样品

于2020年9月在甘肃省武威市民勤县夏博岚酒庄葡萄园采集葡萄原料，原料含糖量≥200 g/L，基础理化指标见表1。所用酵母为商业酿酒酵母CECA活性干粉。

表1 葡萄原料基本理化指标Table 1 Basic physical and chemical indicators of grape raw materials

1.1.2 仪器与试剂

LAFASE HE GRAND CRU型果胶酶，法国LAFFORT公司；儿茶素标准品、没食子酸标准品、槲皮素标准品、咖啡酸标准品，上海源叶生物公司；甲基纤维素、福林酚、4-二甲基氨基肉桂醛(4-dimethylaminocinnamaldehyde，p-DMACA)，北京索莱宝科技有限公司；硫酸铵、碳酸钠、氯化钾、醋酸钠为分析纯，西陇科学股份有限公司。

Cary 60型UV-VIS分光度计，美国Agilent公司；PB-10型标准pH计，德国Sartorius公司；CM-5型分光测色计，日本Konica Minolta公司；AUW220D型万分之一天平，日本岛津公司；TG16-WS型台式高速离心机，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；Vortex-Genie2型涡旋振荡器，美国Scientific Industries公司。

1.2 试验方法

1.2.1 酵母活化

活性干酵母用量为200 mg/L。锥形瓶取10倍于活性干酵母重量的蒸馏水，使温度为38 ℃，加入称好的活性干酵母。在38 ℃恒温水浴锅中静置15 min。分次取待发酵葡萄汁(最终加入体积与酵母液体积相同)，缓慢加入上述制备好的酵母活化液中。

1.2.2 酿造工艺

将经过分选破碎后的葡萄醪，加入到20 L发酵罐中，加入50 mg/L SO2和15 mg/L果胶酶。当葡萄醪回温至15 ℃，加入活化好的酵母液。温度控制在20～25 ℃。每日监测比重和温度，同时进行压帽。发酵结束后浸渍24 h，之后分离出罐，加入50 mg/L SO2，满罐贮藏。1个月之后，分离灌装酒样，于恒温16～18 ℃酒窖贮存。

1.2.3 基础理化指标测定

总糖和还原糖测定采用直接滴定法，酒精度测定采用密度瓶法，总酸(以酒石酸计)和挥发酸(以醋酸计)测定采用指示剂法，以上指标测定方法均参照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》进行。pH值测定采用酸度计法。

1.2.4 CIELab颜色参数测定

参考李运奎等[8]的方法进行测定和表示。酒样经过0.45 μm滤膜过滤，测量时使用分光测色计和10 mm石英比色皿测定，测色计参数为液体测量，标准观察者角度为10°，光源为D65标准白光源，去离子水为空白参比。

1.2.5 酚类物质测定

总酚测定采用福林酚法[9]，以没食子酸计。单宁测定采用甲基纤维素(methylcellulose，MCP)沉淀法[10]，以儿茶素计。总花色苷测定采用pH示差法[11]，以矢车菊素-3-O-葡萄糖苷计。黄酮醇和酒石酸酯的测定参考CLIFF等[12]，分别以槲皮素和咖啡酸计。黄烷醇测定参考LI等[13]，以儿茶素计。以上单位均为mg/L。

1.2.6 数据分析

采用Excel 2016进行数据整理，结果以平均值±标准差的形式表示。使用SPSS 25.0软件进行单因素方差分析(P<0.05)。使用Origin lab 2021软件用于Spearman相关性分析(P<0.05，P<0.01)，并用于作图。

2 结果与分析

2.1 葡萄酒基础理化指标分析

酒样基本理化指标见表2。酒样残糖均<4 g/L，为干型葡萄酒。酒样的酒精度在10.56%vol～14.34%vol，具有显著差异。酒样的挥发酸在0.28～0.52 g/L，均远低于GB 15037—2006《葡萄酒》规定的1.2 g/L。葡萄原料最低酸度为5.79 g/L，因此未进行人工调酸。发酵结束后试验酒样总酸在6.71～9.64 g/L。陈酿1年后酒样总酸在5.09～6.79 g/L。其中卡本内·维洛斯酒样总酸变化最小，从7.18 g/L降为6.79 g/L。随着全球变暖，当前西北产区普遍存在葡萄原料含糖量逐年增加，总酸积累不足，需人工增酸的情况[14]。此次试验的新引葡萄品种或能助力解决这一问题。

2.2 葡萄酒CIELab颜色参数分析

根据SN/T 4675.25—2016《出口葡萄酒颜色的测定 CIE1976(L*a*b*)色空间法》，葡萄酒的颜色由色调、明度和彩度组成。色调是颜色最重要的属性，帮助描述颜色本身(红、黄、绿、蓝等)，明度是表征物体表面明亮程度的视觉特征值，而彩度是表征物体表面颜色浓淡程度的特征值。色差则用来定量表示颜色知觉差别。实际数值表示时，使用L*、a*、b*的三维参考系，其中L*对应于颜色的明度，取值范围为0～100，从黑色渐变到无色；a*表示葡萄酒的红/绿程度，a*>0时，颜色偏红、a*<0时，颜色偏绿；b*表示葡萄酒的黄/蓝程度，b*>0时，颜色偏黄，b*<0时，颜色偏蓝。

表2 酒样基本理化指标Table 2 Basic physical and chemical indicators of wine samples

表3结果显示，各个酒样的L*、a*和b*值具有显著差异。针对L*值，黑比诺酒样最高，颜色最明亮；卡本内·维洛斯酒样最低，颜色最暗。供试酒样均为红葡萄酒样，因此a*值均>0，其中赤霞珠169酒样最高，红色占比最多；黑比诺酒样最低，这符合该品种颜色较浅的特性。供试酒样的b*值均>0，说明酒样更偏向黄色，其中赤霞珠169酒样最高，莱博酒样最低。色差代表了酒样与空白参比蒸馏水的色差，其中莱博酒样的色差值最高为100.34，黑比诺酒样最低。针对彩度，赤霞珠170酒样数值最高，为49.24，最鲜艳，黑比诺酒样最低。色调值从-90至0再到90的变化，表征了红葡萄酒颜色由蓝色到红色再向黄色转变的过程，代表着红葡萄酒颜色随贮存时间延长的变化方向[15]，其中莱博酒样数值最小，最接近紫红色，而黑比诺酒样相比于其他酒样红色调较少。

表3 酒样CIELab颜色参数Table 3 CIELab colour parameters for wine samples

2.3 葡萄酒酚类物质分析

图1结果显示，各个酒样总酚含量差异显著。卡本内·维洛斯酒样含量最高为2 349.70 mg/L，小味尔多和莱博酒样次之。卡本内·维洛斯葡萄母本为赤霞珠，父本为20/3[16]，其父本是通过山葡萄(V.amurensis)杂交所得，这可能是卡本内·维洛斯酒样酚类物质含量较多的原因[17-18]。

图2结果显示，各个酒样的单宁和黄烷醇含量差异显著。卡本内·维洛斯酒样单宁含量最高为818.57 mg/L，其次是小味尔多和赤霞珠169酒样。黑比诺酒样单宁含量为274.52 mg/L，其相比于其他品种单宁含量较少，口感更加柔和。小味尔多酒样黄烷醇含量最高为1 135.04 mg/L，其次是黑比诺和赤霞珠169酒样。黄烷醇通过不同聚合度影响葡萄酒的涩味呈现，富含黄烷醇的小味尔多在国内外酿酒工艺中常用于调配以改善葡萄酒酚类物质结构[19]，提升葡萄酒感官品质。本试验表明在甘肃产区引种的小味尔多保留了这一特性，这为后续开展甘肃产区新引小味尔多与其他品种混酿试验奠定了基础。

图3结果显示，各酒样的花色苷、黄酮醇以及酒石酸酯含量有明显差异。卡本内·维洛斯酒样花色苷含量最高，为206.08 mg/L，黑比诺酒样含量最低为7.36 mg/L。黄酮醇和酒石酸酯含量最高的是马瑟兰酒样，分别为354.81、311.85 mg/L，其次是莱博和卡本内·维洛斯酒样。黄酮醇和酒石酸酯作为辅色物质通过“π—π”堆叠相互作用以及疏水效应与花色苷形成分子缔合或复合体，增强吸光度并导致最大吸收光度波长红移，从而促进葡萄酒颜色稳定[20]。近几年，河西走廊产区葡萄酒颜色不稳定、褪色快的问题愈发凸显，目前主要通过添加外源物质来促进颜色稳定性[15]。而本试验的马瑟兰酒样黄酮醇和酒石酸酯含量都较高，说明本产区引种的马瑟兰品种自身具有保持颜色稳定的潜力，后续可开展相关颜色稳定性研究，为其推广种植提供实践指导。

图1 酒样总酚含量Fig.1 Total phenolic content of wine samples注：不同小写字母代表差异显著性(P<0.05)(下同)

图2 酒样单宁和黄烷醇含量Fig.2 Tannin and flavanol content of wine samples

图3 酒样花色苷、黄酮醇和酒石酸酯含量Fig.3 Anthocyanin, flavanol and tartaric acid ester content of wine samples

2.4 葡萄酒酚类物质与颜色相关性分析

酚类物质对于葡萄酒颜色呈现具有决定性作用，因此对酚类物质与颜色进行相关性分析，探索不同酚类物质对颜色的影响机制。结果如图4所示，花色苷、黄酮醇以及酒石酸酯对酒样的L*值，即酒样的明度有极显著的负相关作用。可能的原因是花色苷作为红葡萄酒颜色主要贡献者，黄酮醇和酒石酸酯作为辅色物质对葡萄酒具有增色效应，酒样颜色越深，亮度越低，与之前研究结果一致[20]。结果显示酒样色调(H*)和色差(ΔE*)同花色苷显著正相关，与黄烷醇显著负相关。有研究表明葡萄酒色调与聚合和吡喃花色苷正相关，并随着花色苷甲氧基数目的增多呈现紫色调[21-22]。

图4 酒样酚类物质含量与CIELab颜色参数相关系数矩阵Fig.4 Correlation coefficient matrix between phenolic content and CIELab colour parameters in wine samples注：矩阵内*代表显著相关，P<0.05；**代表极显著相关，P<0.01

由图2和图3对比可知，酒样黄烷醇与花色苷含量呈现负相关，可能的原因是黄烷醇和花色苷的生物合成途径存在矢车菊素和飞燕草素等次级代谢产物的竞争[23]，因此后续还需进一步测定新引品种酒样的花色苷组成及结构以阐明色调、花色苷和黄烷醇三者关系。结果显示黄烷醇与单宁显著正相关，兰圆圆等[24]研究表明在多产区不同年份干红葡萄酒中二者呈现正相关，单宁由黄烷-3-醇缩合而成，后续还需测定酒样中黄烷醇组成结构以阐释二者关系。结果显示黄酮醇、酒石酸酯和花色苷彼此之间极显著正相关，史肖等[25]研究表明在黑比诺葡萄中酒石酸酯与黄酮醇显著正相关，但与花色苷显著负相关。因此花色苷酚与非花色苷酚的内在影响机制还有待挖掘。结果显示a*和b*值呈极显著正相关，说明酒样颜色的红色和黄色的呈现偏向具有一致性，与之前研究结果相吻合[26]。色调(H*)与色差(ΔE*)极显著正相关，说明酒样色调转变与引起的视觉差异具有协同性。

3 结论与讨论

通过对河西走廊新引红葡萄品种酒样的酚类物质分析可知，卡本内·维洛斯、莱博、小味尔多和赤霞珠169酒样酚类物质含量较高，其中卡本内·维洛斯酒样的总酚、单宁以及花色苷含量最为突出，具有良好的陈年潜力和应用前景；马瑟兰酒样花色苷、黄酮醇和酒石酸酯含量较高，具有保持颜色稳定的潜质。新引红葡萄品种总酸含量适中，其中卡本内·维洛斯酒样未经人工调酸，陈酿1年后与发酵结束相比总酸变化较小，有望助力解决目前西北产区葡萄原料酸度不足的问题。本研究为河西走廊新引红葡萄品种的推广提供了理论基础，为其实际生产应用提供了建议，但有关新引品种的非挥发性风味物质的组成与结构分析还不够深入，后续还需持续跟进研究。