河西走廊新引‘黑比诺’不同营养系葡萄与葡萄酒品质特征差异研究

唐紫竹，陈 胜，张学忠，张振文*

（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）

在特定地区已长期栽培的葡萄品种往往表现出品种退化现象，因此需要对那些受市场欢迎的葡萄品种的营养系进行选择，以保留和强化某些具有经济特征的正突变，这种选择过程即营养系选种[1]。酿酒葡萄营养系品种具有高变异性，每个葡萄单株甚至个体的性状表现都存在差异，这导致葡萄酒具有特定的化学特性和感官特征[2]。营养系品种常用的评价指标[3-5]包括生物因素（霜霉病、白腐病、炭疽病等）、非生物因素（霜冻耐受性、干旱耐受性等）、栽培特性（物候期、生长量、产量等）、品质特性（化学组成、感官特性）等，另外可以通过小容器酿酒实验来评价不同营养系的酿酒特性[6]。一些研究者报道了在不同地区种植的‘赤霞珠’、‘梅洛’、‘霞多丽’的不同营养系果实的酚类物质含量，结果表明总酚含量和花色苷含量在同一品种不同营养系之间存在差异[7-10]。穆宁[11]研究了‘赤霞珠’的不同营养系果实和葡萄酒的酚类物质含量，结果表明，‘赤霞珠’营养系葡萄酒中酚类物质含量与果实中相应物质含量的高低有显著关系。

‘黑比诺’是河西走廊葡萄酒产区的主栽酿酒葡萄品种之一，近年来当地从国外引进了多个‘黑比诺’营养系，但尚未对其果实品质的差异进行系统研究。本研究以甘肃民勤县新引进的酿酒葡萄‘黑比诺’PN VCR18、PN VCR9、PN VCR20、PN 375和PN 792等5个营养系为材料，分析了不同‘黑比诺’营养系的果穗大小、果穗质量、果粒横纵径、果形指数、果粒质量、果皮质量、皮果比以及果实和葡萄酒中的还原糖、可滴定酸、总酚、单宁和花色苷等物质含量，并基于酚类物质进行主成分分析（principal component and analysis，PCA），对营养系的综合品质进行排序，以期为筛选适宜当地及相似生态区的‘黑比诺’营养系、酿造具有典型风格的优质葡萄酒奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

供试‘黑比诺’营养系来自甘肃省夏博岚葡萄种植有限公司。栽培培采用单篱架架式、倾斜式单干单臂树形、直立叶幕形，结果部位均位于第一道铁丝附近。行距2.5 m，株距0.8 m，行向南北，行间生草，田间管理参照葡萄园标准管理技术进行，采用肥水滴灌，人工埋土，机械修剪（夏剪和冬剪）。‘黑比诺’营养系的引种信息见表1。

表1 ‘黑比诺’营养系引种信息Table 1 Introduction information of clones of Pinot Noir

1.1.2 试剂

福林-酚试剂（分析纯）、儿茶素（色谱纯）：美国Sigma公司；葡萄糖、邻苯二甲酸氢钾、无水碳酸钠、氯化钠、氯化钾、乙酸乙酯、乙酸钠、酒石酸、氢氧化钠（均为分析纯）、甲醇（色谱纯）：北京化学试剂公司；焦亚硫酸钾（分析纯）：烟台远东精细化工有限公司；葡萄酒活性干酵母（酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae））CECA：安琪酵母股份有限公司。

1.2 仪器与设备

UV-1800紫外可见分光光度计：日本岛津公司；FD5系列真空冷冻干燥机：美国Gold Sim公司；FA224电子天平：上海舜宇恒平科技仪器有限公司；BSA2201-CW电子天平：德国Sartorius公司；XMTE-2000旋转蒸发仪：南京予凯仪器设备有限公司；5804R型离心机：德国Eppendorf公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

从9月17日起连续测定果实的糖含量，在果实达到技术成熟度后，除去边行，按照“S”取样法，每个营养系各取5穗果穗（取样时兼顾葡萄植株的阴面和阳面。下同。），用塑封袋带回用于果穗物理性状测定；每个营养系各取9穗果穗，再在每穗果实的上、中、下部各剪取20～25粒果粒（留果蒂保证果粒完好）并混合，从中随机取100粒用于果粒物理指标测定；剩余果粒由装满干冰的泡沫盒运回置于-40 ℃低温冰箱用于酚类指标测定；每个营养系随机采样2 kg，用于干红葡萄酒酿造。

1.3.2 干红葡萄酒的加工工艺流程及操作要点[12]

葡萄采收→4 ℃冷处理12 h→分选卫生状况良好原的葡萄→手动除梗破碎→加入2.5 L塑料发酵罐中（入罐量75%）→添加焦亚硫酸钾0.12 g/L→添加果胶酶35 mg/L→添加葡萄酒活性干酵母CECA 0.2 g/L→15～20 ℃酒精发酵→酒液比重达0.997以下并保持不变后皮渣分离→自然澄清→转罐去除酒脚→4 ℃满瓶陈酿3个月→葡萄酒成品

1.3.3 分析检测

采用cm刻度尺测定果穗长度和宽度，采用百分之一天平测定果穗质量，每个营养系重复3次取平均值，每个重复取3个果穗；松紧度测定按照TELLO J等[13]的方法；采用多功能水果粒径测量尺[14]测定果粒纵径和横径，用电子天平测定分别果粒和果皮质量，每个营养系重复3次取平均值，每个重复取30个果粒；果形指数=果粒纵径/果粒横径[15]；皮果比=果皮质量/果粒质量[16]。

5）并不热衷追求勘探热点。最近两年炙手可热的北大西洋塞内加尔和毛里塔尼亚以及南美近海圭亚那等热点区（包括巴西盐下深水），埃尼公司没有在其中或者近邻获取任何区块，这一点和埃克森美孚等国际大石油公司不同。埃尼的理念是通过自己的勘探发现来创造热点，已经成为热点的区域不符合埃尼公司前沿区的进入标准。这可以说是埃尼公司独特的一面。

按照国标GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[17]，采用斐林试剂热滴定法测还原糖含量；采用酸碱滴定法测总酸含量；采用密度瓶法测定酒精度和干浸出物含量。

每个营养系取100粒葡萄在冷冻状态下剥皮，葡萄皮冷冻干燥36 h，液氮保护下研磨成粉。随机称取0.5 g干粉，用10 mL盐酸-甲醇溶液（体积分数60%甲醇，0.1%盐酸）按照料液比1∶20（g∶mL）溶解，30 ℃超声20 min，在4 ℃、8 000 r/min条件下离心5 min，取上清液，以上提取步骤重复3次，合并上清液并储存于-80 ℃冰箱。采用福林肖卡法[18]测定总酚含量；采用甲基纤维素沉淀法[19]测定单宁含量；采用pH示差法[20]测定总花色苷含量。

1.3.4 数据处理

采用Microsoft Office Excel 2010软件进行数据计算；采用SPSS 20.0统计软件进行方差分析，采用单因素方差分析各处理差异的显著性水平，采用新复极差法（Duncan）进行不同处理间均值的显著性差异比较，P＜0.05表示差异显著；采用Origin 8.5软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 不同营养系果实物理性状

5种‘黑比诺’营养系果穗的长度、宽度、大小、质量和松紧度见表2。

表2 ‘黑比诺’不同营养系果穗的长度、宽度、大小、质量和松紧度Table 2 Length,width,size,mass and tightness of clusters of different clones of Pinot Noir

由表2可知，不同‘黑比诺’营养系的果穗长度存在显著差异，其中PN VCR20和PN 792的果穗较长，PN VCR9的果穗长度为12.73 cm，在5个营养系中最短。不同‘黑比诺’营养系的果穗大小差异不大（P＞0.05），但果穗质量和果穗松紧度存在一定差异，其中PN VCR9果穗质量和果穗长显著高于其他营养系（P＜0.05），PN 792的果穗松紧度显著低于其他营养系（P＜0.05），说明其果穗更加松散。

5种‘黑比诺’营养系果粒的纵横径、果形指数、果粒质量和皮果比见表3。由表3可知，不同‘黑比诺’营养系果粒的果形指数差异不大（P＞0.05），果粒纵横径、果粒质量和皮果比均存在显著差异（P＜0.05）。PN VCR18和PN 375的果粒横径较小，分别为1.301 cm和1.303 cm。PN 792的果粒纵径为1.477 cm，显著高于其他营养系（P＜0.05）。5种营养系的果形指数均在0.9～1.1范围内，说明果粒形状均为近圆形，其中PN 792的果形指数显著高于与其他营养系（P＜0.05），说明其果粒形状更接近椭圆形[21]。果皮质量和皮果比的变化趋势相似，果皮质量和皮果比最大的营养系是PN VCR9，最小的是PN VCR20。

表3 ‘黑比诺’不同营养系果粒的纵横径、果形指数、果粒质量、果皮质量和皮果比Table 3 Vertical and horizontal diameter,shape index,mass,peel mass,peel and fruit ratio of fruits of different clones of Pinot Noir

2.2 不同营养系果实基本化学指标

表4 ‘黑比诺’不同营养系果实的还原糖、可滴定酸含量和M值Table 4 Reducing sugar,titratable acid contents and M value of fruits of different clones of Pinot Noir

2.3 不同营养系葡萄酒基本理化指标

5种‘黑比诺’营养系葡萄酒的残糖、总酸、干浸出物、挥发酸含量和酒精度见表5。由表5可知，不同‘黑比诺’营养系干红葡萄酒的基本理化指标存在一定差异（P＜0.05），残糖含量＜4 g/L，干浸出物含量＞19 g/L，酒精度＞12%vol，挥发酸含量＜1.2 g/L，均符合国标GB 15037—2006《葡萄酒》的理化指标要求[17]。

表5 ‘黑比诺’不同营养系葡萄酒的残糖、总酸、干浸出物、挥发酸含量和酒精度Table 5 Residual sugar,total acid,dry extraction,volatile acid contents and alcohol of wines of different clones of Pinot Noir

2.4 不同营养系果皮及葡萄酒酚类物质含量

5种‘黑比诺’营养系果皮及葡萄酒酚类物质含量见图1。由图1（a）可知，不同‘黑比诺’营养系果皮的总酚、单宁和花色苷含量均存在显著差异（P＜0.05）。PNVCR20的总酚含量最高，为52.57 mg/L；PN VCR18的总酚含量最低，为44.29 mg/L；PN VCR9、PN VCR375和PN 792的总酚含量中等且之间没有显著差异（P＞0.05）。PN VCR20的单宁含量显著高于其他营养系（P＜0.05），PN375次之；PN VCR18的单宁含量显著低于其他营养系（P＜0.05），仅为PN VCR20单宁含量的62.98%；PN VCR9和PN 792单宁含量次低且之间没有显著差异（P＞0.05）。PN 375和PN 792的花色苷含量显著高于其他营养系（P＜0.05），PN VCR20的花色苷含量中等，PN VCR9的花色苷含量显著低于其他营养系（P＜0.05）。

图1 ‘黑比诺’不同营养系果皮（a）及葡萄酒（b）酚类物质含量Fig.1 Phenolic contents in the peel (a) and wine (b) of fruits of different clones of Pinot Noir

综上可知，PN VCR20是高酚高单宁营养系，PN VCR18是低酚低单宁营养系，PN 375和PN 792是高花色苷营养系，PNVCR9是低花色苷营养系。

由图1（b）可知，不同‘黑比诺’营养系干红葡萄酒中的总酚和单宁含量均存在显著差异（P＜0.05），而花色苷含量差异较小。PN VCR20葡萄酒中的总酚含量最高，为1 497.96 mg/L，其次是PN 375，而PN VCR18的总酚含量最低，为1 105.49 mg/L，其次是PN VCR9。不同‘黑比诺’营养系葡萄酒和葡萄果皮中的总酚含量有相似的变异特征。PN VCR20葡萄酒和葡萄果皮中的总酚含量均达到最高，PN VCR18葡萄酒和葡萄果皮中的总酚含量均最低。除了PNVCR18和PNVCR9的单宁含量不存在显著差异（P＞0.05），且都低于400 mg/L，其他营养系的单宁含量都较高；其中PN VCR20的单宁含量高达684.84 mg/L，分别为PN VCR18和PN VCR9含量的2.3和2.2倍。不同‘黑比诺’营养系葡萄酒和葡萄果皮中的单宁含量也有相似的变异特征。PN VCR20和PN 375葡萄酒和葡萄果皮中的单宁含量都很高，PN VCR18和PN VCR9葡萄酒和葡萄果皮中的单宁含量均较低。各营养系葡萄酒和葡萄果皮中的花色苷含量表现出不同的变异特征。PN VCR18的花色苷含量显著低于其他营养系（P＞0.05），而葡萄果皮中花色苷含量略高于PN VCR9。

综上可知，PN VCR20和PN 375是高酚高单宁营养系，PNVCR18和PN VCR9是低酚低单宁营养系，其中PN VCR18花色苷含量也很低，PN 792的三类酚类物质含量均处于中等水平。

2.5 主成分分析

对不同营养系葡萄果皮和葡萄酒中的总酚、单宁和花色苷含量等6个品质指标进行主成分分析，主成分载荷图如图2所示，提取特征值大于1的2个主成分，第1主成分方差贡献率为73.429%，第2主成分方差贡献率为20.018%，两个主分量解释了总方差的93.448%，表明该2个主成分因子可以较好的区分不同‘黑比诺’营养系的葡萄酒。

图2 主成分载荷图Fig.2 Load diagram of principal components

根据各指标的因子载荷量和各主成分特征值得到特征向量，建立2个主成分的得分系数模型。主成分得分模型方程式为Y1=0.398X1+0.449X2+0.272X3+0.470X4+0.460X5+0.366X6，Y2=-0.445X1-0.276X2+0.729X3-0.110X4-0.004X5+0.426X6，依据Y=Y1×λ1/（λ1+λ2）+Y2×λ2/（λ1+λ2）得到不同‘黑比诺’营养系的综合排名。5种‘黑比诺’营养系果实品质指标主成分分析见表6。

表6 不同‘黑比诺’营养系果实品质指标的主成分分析Table 6 Principal component analysis of fruits quality indexes of different clones of Pinot Noir

由表6可知，不同营养系综合品质排名从高到低依次为PNVCR20＞PN375＞PN792＞PNVCR9＞PN VCR18。

3 讨论

许多学者对‘黑比诺’不同营养系的物理性状、果实化学物质含量和单营养系葡萄酒质量差异进行了报道。尹春丽[23]比较了陕西杨凌地区4个‘黑比诺’营养系PN 115、PN 292、PN 375和PN 521的物理指标、糖酸比和酿酒特性，筛选出最优系PN 375。本实验发现PN 375在河西走廊产区民勤地区生态环境下的综合表现也较好。赵旗峰等[24]对3个‘黑比诺’营养系酚类物质含量进行分析，结果表明PN 115果皮和果肉中酚类物质含量较高。CUADROS-INOSTROZA Á等[25]对3个‘黑比诺’单营养系葡萄酒的田间生长状况和葡萄酒代谢组进行分析，研究表明不同‘黑比诺’营养系显示出果穗形状的差异，且不同营养系的穗形差异能解释葡萄酒酚类物质含量、挥发性物质特征和感官质量方面的差异。JELENA Ž 等[26]研究发现，当地酿酒葡萄品种不同营养系之间果穗和形态特征存在差异，且果穗和果粒的形态属性特征对葡萄酒质量参数有影响。本实验发现果穗更加松散的营养系PN 792其果皮和葡萄酒中的酚类物质都区别于其他营养系，这与上述报道结果一致。

4 结论

5种‘黑比诺’营养系在河西走廊地区表现出果穗和果粒物理性状以及葡萄果皮和葡萄酒中的酚类物质含量的差异。其中PN 792的果穗和果粒表现显著异于其他营养系，PN 792葡萄果皮和葡萄酒中的总酚、花色苷和单宁含量较高，PN VCR18和PN VCR9葡萄果皮和葡萄酒中的总酚、花色苷和单宁含量较低。5种营养系的综合品质从高到低依次为PN VCR20、PN 375、PN 792、PN VCR9、PN VCR18。综合来看，PN VCR20、PN 375和PN 792更适宜酿造风味较浓的葡萄酒，PN VCR9和PN VCR18更适宜酿造口感柔和型的葡萄酒。