‘赤霞珠’与‘蜜萄思’葡萄杂交优系的酿酒特性分析

仝亚军，秦伟帅，张蕾，谭伟，翟衡，刘桂云*，杜远鹏*

（1. 山东农业大学园艺科学与工程学院/作物生物学国家重点实验室，山东泰安 271018；2. 山东张裕葡萄酒有限公司，山东烟台 265500；3. 泰山学院，山东泰安 271018；4. 烟台市蓬莱区登州街道办事处农业综合服务中心，山东蓬莱 265600）

葡萄是加工比例最高的果树种类，欧美国家有85%以上的葡萄用于加工葡萄酒。红色酿酒葡萄果皮颜色深，酚类物质含量较高，所酿出的红葡萄酒酒体饱满，滋味醇厚。葡萄酒中的酚类物质主要包括类黄酮、黄烷醇、单宁和花色苷等几大类，是构成葡萄酒酒体与风味的关键物质，同时也赋予葡萄酒一定的抗氧化活性，有助于人体细胞和组织对抗自由基，保护血管，提高抗氧化、抗炎症和抗内皮细胞功能障碍的能力[1-4]。

葡萄花色苷和多酚等次生代谢产物的形成是碳水化合物合成与代谢的结果，与光合功能、光照强度有密切关系[5-6]。我国东部酿酒葡萄产区属于大陆性季风气候，葡萄转色成熟期间恰逢雨热同季，欧亚种酿酒葡萄往往着色不良，多酚类物质含量不高。德国早在1970年由Willi Steul以‘法国蓝’（V. viniferacv.Blauer Limberger）为母本，‘赤霞珠’（V. viniferacv.Carbernet Sauvignon，CS）为父本，培育出了欧亚种的红汁品种‘蜜萄思’（Carbernet Mitos）。‘蜜萄思’果汁深红，花色苷含量高，酒色深而悦目，但果穗小而紧实，在山东成熟偏早。为了进一步强化其‘赤霞珠’的优良特色，本项目利用CS做父本进一步回交，从中选出两个优系MCS1、MCS2扩大种植并对其酿酒特性进行了分析，以期获得香气浓郁、花色苷和多酚类物质含量高的优良酿酒品种。

1 材料与方法

1.1 材料介绍

试验在山东农业大学葡萄试验基地进行。2018年4月—12月对2013年田间定植的杂交优系MCS1、MCS2（蜜萄思×赤霞珠）扩繁结果树进行栽培生物学和酿酒鉴定，以6年生篱架栽培的‘赤霞珠’为对照，生长季节观察田间叶片及枝条基本性状；成熟期分别摘取CS、MCS1、MCS2果穗各20穗，测定其基本理化指标；摘取各品种/优系30 kg，重复3次，除梗破碎后装入玻璃罐，加入LALLEMAND酿酒酒酵母RC212，28 ℃下发酵，14 d后去除皮渣，终止发酵，放入4 ℃澄清处理后测定总酚、类黄酮、香气及抗氧化性等指标。

1.2 测定指标与方法

1.2.1 果实糖酸指标测定

果汁经0.45 μm滤膜过滤后用pH计测定pH值；利用酸碱中和滴定法测定总酸含量；用WYT糖度计测定可溶性固形物。

1.2.2 葡萄酒各项指标测定

酒样常规指标酒度、总酸、挥发酸、pH值、残糖测定方法参见文献[7]。

酚类物质均采用分光光度计测定。其中，总酚含量采用福林-肖卡法，结果以每升葡萄酒含有的没食子酸表示[8]；单宁含量采用福林-单宁法，结果以每升葡萄酒中含有的单宁酸表示[9]；总类黄酮含量采用NaNO2-Al(Cl)3法，结果以儿茶素等价表示[10]；总花色苷含量采用pH示差法。黄烷醇含量测定：吸取1 mL95%乙醇，0.5 mL提取液，加入5 mL香草醛-HCl显色液混匀，30 ℃水浴40 min，

500 nm测定吸光度。

色度、色调测定采用分光光度法[11]，葡萄酒用相同pH的缓冲液稀释10倍进行测定，色度＝(A420＋A520＋A620)×稀释倍数，色调为A420/A520。

抗氧化性测定通过DPPH测定[12]和ABTS＋测定[13]评估自由基清除活性；根据Susan等[14]的方法进行铁还原抗氧化能力的测定（FRAP测定）。

香气测定参照Barbosa等[15]的方法，以2-辛醇为内标利用气象色谱气质联用仪（GC-MS）进行测定。

葡萄酒感官评价方法由5名有品酒师资质的专业人员参照GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》进行感官评定。

2 结果分析

2.1 两个杂交优系简介

2.1.1 枝叶基本性状

两优系植物学性状与母本相似度较高，叶片小而厚，裂片数均为5，均为上裂刻裂片闭合，下裂刻裂片开张，泡状突起较弱，叶面比较平整。MCS1叶梗洼为开张，MCS2为半开张；MCS2上裂刻比MCS1深。MCS1齿形状为两侧直，叶柄洼不受限，MCS2齿形状为两侧直与两侧凸混合型。MCS优系花帽呈紫红色，幼果、果梗、叶柄及新梢枝条均为紫红色。两个优系幼叶为紫红色，成叶转为绿色，秋叶呈紫红色。

与‘赤霞珠’相比，2个优系的节间较短，枝势直立，生长势旺，枝条粗壮。在相同栽培条件下，MCS1枝条较粗，纵、横径分别为10.21、8.05 mm，纵横径比为1.27，节间长度为9.89 cm；MCS2枝条稍细，纵横径分别为7.64、6.35 mm，纵横径比1.20，节间长度8.45 cm。MCS优系果穗较紧实，果粒为圆形，成熟果实为紫黑色，种子无败育现象。其中，MCS1粒质量1.1 g，穗质量135.75 g；MCS2粒质量1.14 g，穗质量为158.16 g，果穗比MCS1稍大。

2.1.2 优系葡萄果实基本理化指标分析

可溶性固形物含量代表着糖、有机酸等水溶性且非挥发性化合物的多寡，其含量的高低是影响果实风味的因素之一，决定葡萄的口感和质构。在泰安，MCS优系果实成熟期在8月下旬至9月上旬，较CS提前2～3周。由表1知，MCS1、MCS2果汁可溶性固形物含量和pH均高于CS，差异显著。MCS1、MCS2果汁总酸含量显著低于CS，且两者之间无明显差异。MCS优系葡萄果实的可溶性固形物与总酸含量均可满足酿酒要求。

2.1.3 优系葡萄植株抗性

在统一病虫害防治条件下，连续多年生长期内观察MCS系列抗病性类似‘蜜萄思’，而优于CS。与CS相比，葡萄霜霉病发生晚，发病率低，从未造成早期落叶，因此秋叶能保持长期良好状态；在果实病害方面，MCS优系果实对白腐病及炭疽病的抗性也明显高于CS。同样，MCS优系也具有良好的生态抗性，抗寒耐瘠薄，越冬性明显好于CS，在泰安不埋土防寒的条件下枝条亦无抽干现象。

2.2 MCS优系酿酒品质分析

2.2.1 MCS优系葡萄酒基础指标

经分析，供试酒样的常规理化指标，酒精度、总酸、挥发酸、pH、残糖的数值符合GB 15037-2006标准（表2），说明采集酒样均是合格的葡萄酒样品。

2.2.2 MCS优系葡萄酒酚类物质分析

酚类物质是葡萄次生代谢的产物，包含单宁、花色苷、黄烷醇和黄酮类化合物，主要决定葡萄的涩感、苦味、颜色和抗氧化性能等。由表3可以看出，杂交后代的葡萄酒中酚类物质显著高于CS葡萄酒，而MCS2酒中的酚类物质含量又明显高于MCS1。两优系葡萄酒的总酚含量分别为CS的4.26倍、4.65倍，单宁含量分是其4.75倍、5.23倍，类黄酮含量分别是其3倍、3.18倍，黄烷醇含量分是其4.25倍、2.3倍，花色苷含量也有显著提高，分别是CS的2.29倍、2.45倍。酚类物质含量的增加能够提高葡萄酒品质，增加酒体的厚重感。

表1 MCS株系葡萄果实总糖、总酸及pH分析Table 1 Analysis of total soluble solids, total acid and pH value of MCS

表2 葡萄酒基础指标分析Table2 Analysis of wine basic indicators

表3 不同品种葡萄酒酚类物质分析Table3 Analysis of phenolic compounds of different wines/(mg/L)

2.2.3 不同葡萄酒色度、色调分析

颜色是葡萄酒的重要质量指标之一。由表4可以看出，杂交后代葡萄酒的色度显著提高，MCS1、MCS2色度分别是CS的8.57倍、8.69倍，但三者的色调无明显差异。

2.2.4 各优系葡萄酒的抗氧化能力比较

MCS优系抗氧化能力较CS显著提高（表5），其中CS对DPPH自由基清除率为16%，MCS1、MCS2分别是其3.5倍、3.37倍；清除ABTS＋自由基活力的能力CSM1、CSM2分别是其2.06倍、2.21倍，而铁还原抗氧化能力分别是其4.0倍、4.5倍。

2.2.5 各优系葡萄酒香气物质分析

在3个酒样中共检测到43种香气成分，包括8种醇类，23种酯类，3种醛类，4种酸类，3种羰基化合物，2种萜烯类化合物（表6）。葡萄酒中香气物质含量MCS2＞CS＞MCS1。

酯类物质通常是在酒精发酵的过程中形成，一般赋予葡萄酒水果类物质香气。CS酒中酯类物质总量最高，其次是MCS1，MCS2最低。其中乙酸乙酯含量CS最低，MCS1、MCS2分别是其1.82倍、1.37倍；CS中乙酸异戊酯含量最高，MCS2与其无明显差异，MCS1含量仅为CS的37.89%；乙酸异丁酯、2-甲基丁基乙酸酯、庚酸乙酯、肉豆蔻酸异丙酯含量均为MCS2最高，其次为CS，MCS1含量最低。

3个酒样中醇类物质总量顺序是MCS2＞MCS1＞CS。其中CS酒中异辛醇含量为7.01 mg/L，MCS2为其1.45倍，MCS1为其59.62%；正辛醇、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇、1-癸醇含量均为CS最低，MCS1、MCS2均显著高于CS。

在3个酒样中检测到乙酸、己酸、辛酸3种酸类物质，酸类物质总量CS＞MCS1＞MCS2。其中CS酒中乙酸含量最高，MCS1、MCS2含量分别为其90.56%、86.61%；CS酒中己酸含量最低，MCS1、MCS2分别为其1.31倍、1.79倍；CS酒中辛酸含量最高，MCS1、MCS2含量分别为其60.98%、48.1%。

表4 不同品种葡萄酒色度、色调分析Table4 Analysis of chroma and tone of different wines

表5 不同品种葡萄酒抗氧化性分析Table 5 Analysis of antioxidant properties of different wines

图1 不同品种葡萄酒感官评价Figure 1 Sensory evaluation of different wines

2.3 优系葡萄酒感官评价

分别对3种葡萄所酿制的葡萄酒进行感官评定，结果见图1。CS所酿造的葡萄酒呈宝石红色，香气纯正，口感较醇厚，后味持久性好，酒体较协调，具有一定的陈酿潜力和品种典型性； MCS优系颜色呈紫红色，香气浓郁，口感醇厚，后味持久性强，酒体协调，单宁丰富，具有很好的陈酿潜力和典型性。

3 讨论与结论

结果表明，MCS优系具有极高的总酚和单宁含量。多酚物质构成红葡萄酒丰富多彩的颜色，参与形成陈酿香气，可沉淀蛋白，提高结构感、抗氧化性及抗菌能力[16-17]。单宁可增强葡萄酒的涩感，使其具收敛性，酒体丰满，并且单宁可与花色苷形成稳定的复合物单宁花色素苷，可减缓颜色老化速度。另外单宁具有一定的抗菌作用，能抑制某些病害发生及发展[18-19]。

葡萄酒中已检测出5种花色苷，因其各自的比例不同构成了葡萄酒各种不同的色调，色泽对葡萄酒的口味和风格起重要的暗示作用[20]。MCS优系花色苷含量极显著高于CS，色度为其7.5倍，种植这类品种可弥补我国部分地区葡萄着色困难，葡萄酒颜色过浅的缺陷。

研究表明，黄酮类物质含量与葡萄酒抗氧化能力正相关[21]，MCS优系酒中具有很高的类黄酮与黄烷醇含量，有助于增强葡萄酒稳定性。研究表明，总酚、总黄酮、黄烷醇及花色苷与葡萄酒抗氧化活性显著相关，是葡萄酒抗氧化活性变化的物质基础，酚类物质含量高可增强葡萄酒抗氧化能力[22]。葡萄酒在陈酿过程中需要微氧环境以缓慢成熟，然而它对氧气及高温非常敏感，葡萄酒氧化后酒体浑浊，颜色变黄或变为棕褐色。本试验结果表明，MCS优系的抗氧化能力较CS显著增强，有利于维持葡萄酒颜色和香气的纯正。

表6 不同葡萄品种葡萄酒香气物质分析Table 6 Analysis of aroma components of different wines

MCS优系的单宁、花色苷含量高，颜色纯正，无种间杂交种的异味，可与颜色较浅的欧亚种进行混酿，增强葡萄酒的结构感，使葡萄酒色泽更美丽，酒体更丰满，可提高葡萄酒品质。另外，MCS优系单一品种酿造的葡萄酒含有丰富的酚类物质，具有更强的清除体内自由基和抗氧化的能力。