甘肃河西走廊地处北纬36°～40°,属温带干旱荒漠气候,降水少、积温高、日照长,病虫危害程度小等特点,使得该地区具有栽培优质酿酒葡萄得天独厚的生态资源优势[1]。但是与我国很多西部产区情况相似,冬季较冷的气候条件,也使该地区面临埋土防寒的紧迫问题。这不仅增加了当地葡萄种植的生产成本,同时在埋土防寒期间,地表裸露,极易引发土壤风蚀扬沙,还会增加生态恶化的发生几率。因此,寻找和研究适应当地气候条件的可持续葡萄栽培整形模式已成为甘肃河西走廊产区重要的研究课题。
目前在甘肃河西走廊产区内常见的葡萄栽培整形模式主要有多主蔓扇形、双蔓倾斜龙干形和多主蔓水平龙干V形等[2]。其中多主蔓扇形因其在幼树期易管理、产量高、植株芽眼负载易调控的特点,不仅在河西走廊产区具有较大面积的应用,同时也是我国酿酒葡萄种植常用树形之一[3]。但其在修剪时结果母枝的留芽数需根据不同情况而异,导致修剪技术复杂。双蔓倾斜龙干形修剪简单且倾斜的龙干方便埋土,不过上述整形方式均存在结果部位分散的问题,果实品质不一,糖酸和多酚等物质的含量差异较大[4]。多主蔓水平龙干V形是结合国外酿酒葡萄栽培特点形成的一种树形,该种整修方式具有结果部位一致,果实品质好等优点,但V形架面不利于机械化、集约化管理技术的推广[5]。
为此,科研人员在整形方式上进行了大量的尝试,通过对国外酿酒葡萄常用的垂直枝条固定(vertical shoot position,VSP)整形进行改良,形成了改良的VSP整形方法(单臂单蔓篱架水平龙干形),即俗称的“厂”字形。研究发现,“厂”字形方式不但实现了“营养带、结果带、通风带”的有效分离及同一部位结果,而且主干倾斜,减小了埋、出土的用工和对植株的损伤,便于管理和机械化作业,大幅度提高劳动生产率,降低生产成本[6],因此,近年在西部酿酒葡萄产区得到了迅速的发展。研究显示,只有将整形方式与产区条件、品种特性等因素有机结合,才能使品种的遗传潜质在给定的栽植环境下得到充分发挥,特别是甘肃河西走廊产区具有独特的自然环境。为此,本研究拟通过对比和分析河西走廊张掖地区“厂”字形和多主蔓扇形整形方式对‘赤霞珠’葡萄和葡萄酒基本理化、多酚和香气等指标的差异,研究“厂”字形对葡萄和葡萄酒品质的影响,以期为其在甘肃河西走廊产区的应用,以及在我国西部酿酒产区的广泛推广提供一定的数据参考和理论支持。
1 材料与方法
1.1 实验地概况
实验在甘肃张掖国风葡萄酒业有限责任公司种植基地进行,实验地位于甘肃省张掖市临泽县板桥镇(东经100°19′49″,北纬39°15′22″),平均海拔在1 400 m左右,≥10 ℃年有效积温3 053 ℃,无霜期160 d;干旱少雨,年均降雨量120 mm,年平均气温8.1 ℃,平均日温14.9 ℃,昼夜温差大,日照时间长[7]。
1.2 植物材料和整形方式
“厂”字形(M-VSP)和多主蔓扇形(F-MT)整形(图1)方式均选择‘赤霞珠’(Cabernet Sauvignon)葡萄品种,其栽植密度0.8 m×3.0 m,东西行向,灌溉方式为沟灌,且土壤类型是红色沙砾土,偏碱性。实验选择相邻的2块条田作为实验区,其中“厂”字形101亩,多主蔓扇形66亩,在实验过程中,植株田间管理按照酒厂统一规定进行。
a-“厂”字形;b-多主蔓扇形
图1 两种整形方式示意图
Fig.1 Sketch of two training systems
1.3 取样方法
葡萄:遵循随机均匀采样的原理,选择7行取样行,在每行的阴阳两面随机选取葡萄串样品,分别在葡萄串阴阳两面的上、中、下三部位选取具有代表性的葡萄果粒,取样后立即装入保鲜袋,并于阴凉地放置,待葡萄样品散尽田间热度至室温时,进行液氮速冻。
葡萄酒:将上述2种不同整形方式下的葡萄于酒厂发酵,采用相同发酵工艺,待苹果酸乳酸发酵结束后取样。
1.4 实验方法
1.4.1 基本理化指标测定
参照国标GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》,测定葡萄果实总糖、可溶性固形物(total soluble solid,TSS)、pH和可滴定酸等基本指标,并测定葡萄酒残糖、总酸、酒精度、挥发酸和pH等指标。
1.4.2 多酚提取及测定
参照孟江飞等[8]的方法提取葡萄皮和葡萄籽中的酚类物质,并测定葡萄皮、葡萄籽及葡萄酒总酚、单宁、总类黄酮、总黄烷醇和总花色苷等酚类物质含量。
1.4.3 香气物质的检测与分析
参考张云峰等[9]的方法测定葡萄果实、葡萄酒中挥发性化合物;参考杨博等[10]的方法进行香气轮廓分析。
1.4.4 数据处理与分析
使用Excel 2010计算结果及标准误差并用Origin 2021和SIMCA 14.1进行作图,显著性差异用SPSS 20进行分析(Duncan法,P<0.05),实验重复3次,结果均以平均值±标准偏差表示。
2 结果与分析
2.1 “厂”字形整形方式对‘赤霞珠’葡萄果实品质的影响
2.1.1 ‘赤霞珠’葡萄基本理化指标
研究发现,对于同一地块上的相同葡萄品种而言,整形方式对果实品质具有较大影响,但由表1数据可知,供试‘赤霞珠’葡萄果实除pH外,其他基本理化指标在2种整形方式下并无显著差异(P>0.05),特别是表征果实成熟程度的糖酸比结果,二者在数值上相差0.08,差异不显著(P>0.05),表明在相同采收时间下,“厂”字形方式与多主蔓扇形处理的葡萄成熟趋于一致,“厂”字形调整并未引起果实成熟程度的变化,这与成果等[11]的研究结果相似。
表1 不同整形方式果实基本理化指标
Table 1 Basic physical and chemical indexes of grapes with different training systems
整形方式百粒重/g总糖/(g·L-1)TSS/%可滴定酸/(g·L-1)pH糖酸比厂字形128.67±1.53a258.45±0.78a25.52±0.05a5.63±0.05a3.81±0.01a45.91±0.14a多主蔓扇形125.67±2.31a258.05±0.23a25.49±0.02a5.63±0.10a3.62±0.01b45.83±0.04a
注:表中同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)
2.1.2 “厂”字形整形方式对‘赤霞珠’葡萄多酚指标的影响
尽管多酚成分在很大程度上取决于葡萄的遗传效应,但是通过植株整形方式的调节,其种类和含量也会有所改变。实验分别对多主蔓扇形和“厂”字形2种整形方式下‘赤霞珠’葡萄果皮及果籽中的酚类物质进行了测定,由图2-a和2-b可知,“厂”字形整形方式下果皮及果籽中的总酚含量分别比对应的多主蔓扇形样品高出32.17%和4.99%,差异显著(P<0.05),另外其单宁含量是多主蔓扇形的1.19倍和1.17倍(P<0.05),这表明“厂”字形在酚类物质积累上要明显优于多主蔓扇形。研究显示,酚类化合物具有保护植物免受紫外线伤害的作用,同时也有抵御细菌和真菌侵染的功能[12]。因此,提高的酚类物质含量可保障“厂”字形整形方式具有较强的自我防御性能。对不同结构的酚类物质进行比较发现,“厂”字形整形方式下果皮中的总类黄酮、总花色苷和总黄烷醇含量要多于多主蔓扇形(6.9%～24.87%),而果籽中的总类黄酮和总黄烷醇含量也比多主蔓扇形高,分别为多主蔓扇形的1.02和1.09倍。通常来说类黄酮类物质对葡萄及葡萄酒的颜色和口感等感官特征有较大贡献,决定了其质量品质[13]。有研究指出,“厂”字形整形方式可改善葡萄植株叶片的曝光条件,而充分的曝光在降低葡萄果实钾含量、pH、苹果酸和葡萄灰霉病发病率的同时,还会显著增加果实中糖、酒石酸、总酚和花青素的含量水平[14]。BAVOUGIAN等[15]研究发现曝光的改善不仅会影响葡萄中的总酚浓度,还会改变各种酚类成分的相对丰度,这与本研究的结果相一致。但也有文献表明,“厂”字形整形在提高酚类物质含量的同时,也显著降低了植株产量,进而影响产量与修剪量的比值以及叶面积与产量的比值,导致花色苷含量、TSS含量及pH增加[16]。本实验发现,“厂”字形整形方式下果皮中的总花色苷含量平均为7.84 mg/g,pH约为3.81,高出多主蔓扇形样品6.90%和5.20%,差异显著(P<0.05),而TSS含量两者虽差3.00%(表1),但不显著(P>0.05)。
a-果皮;b-果籽
图2 不同整形方式葡萄的多酚含量
Fig.2 Polyphenol content of grape with different training systems
注:不同小写字母代表同一指标组间差异显著(P<0.05)(下同)
2.1.3 不同整形方式‘赤霞珠’葡萄果实香气化合物比较
采用固相微萃取接气质联用(headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry, HS-SPME-GC-MS)技术对2种整形方式的葡萄果实样品进行了挥发性物质测定,共鉴定出26种化合物,其中“厂”字形整形26种,多主蔓扇形16种。在所有化合物中,正己醇、E-2-已烯-1-醇、正己醛等16种为2种整形方式样品共有物质,而辛酸乙酯、异戊醇、Z-3-己烯-1-醇等10种为“厂”字形所特有的化合物。与其他整形方式相比,“厂”字形整形方式下的果实可获得良好的通风和较佳的光照[17],推测这可能是“厂”字形整形下果实样品挥发性物质种类较多的原因之一。同时,考虑新增化合物Z-3-己烯醛(青香和苹果香)、(E, E)-2, 4-己二烯醛(青香和果香)和6-甲基-5-庚烯-2-酮(果香和青香)等的气味特征,推测“厂”字形整形可能将为果实提供更加丰富的绿叶青香和果香。另外,实验检测到的2-己烯醛(青香和果香)、正己醇(青香)、E-2-己烯-1-醇(草本香)等C6化合物,虽在2种样品中均有,但是2-己烯醛和正己醛在“厂”字形中的含量比多主蔓扇形高出50.88%和86.35%,这可能主要与“厂”字形能有效增强光合有效辐射,导致其葡萄样品产生的C6化合物含量较高有关[18]。
由表2可知,整形方式不仅对葡萄挥发性化合物的种类有影响,还对其浓度有作用。比较各类型挥发性化物可知,“厂”字形处理可增加醛酮类、醇类和酯类等化合物的含量,如正己醛(绿色青香味)、异戊醇(苹果味、梨味)和辛酸乙酯(香蕉和梨味)等具有青香和果香味的物质,因此推测“厂”字形处理下增加的化合物将为果实带来更加浓郁的芳香特征,特别是己酸乙酯(4.76 μg/L,水果清香)等化合物的含量分别是多主蔓扇形样品的4.49倍。类似的情况在4-甲基-3-戊烯-2-酮、苯甲醇等具有蜂蜜味和果香味的化合物中也有表现。而多主蔓扇形样品中具有杏仁味的苯甲醛和具有树脂味的2-蒎烯的含量则显著较“厂”字形多95.46%和30.32%(P<0.05)。
表2 不同整形方式葡萄果实挥发性化合物比较
Table 2 Comparison of volatile compounds in grapes with different training systems
编号化合物化合物含量/(μg·L-1)多主蔓扇形“厂”字形阈值/(μg·L-1)气味活性值多主蔓扇形“厂”字形香气描述香气类型A1正己醛116.60±6.81b217.29±20.74a4.525.9148.29青草味,脂肪味3,5A23-己烯醛1.13±0.25a1.64±0.06a0.454.526.56草本植物,青草味3A3Z-3-己烯醛/11.7±0.91a0.2546.80草本植物,苹果味1,3A42-已烯醛287.9±13.9b434.39±31.89a309.6014.48果香,青香,脂肪1,3,5A5E-2-庚烯醛/2.53±0.02a130.19水果,杏仁,金属,脂肪1,3,4,5A6(E, E)-2, 4-己二烯醛/1.45±0.2a600.02果香,青香1,3A7E-2-辛烯醛/0.61±0.13a1 500<0.01草莓,脂肪,黄瓜1,3,5A8苯甲醛6.04±0.34a3.09±0.45b2 000<0.01<0.01杏仁味,烤面包味4,6A92-壬烯醛0.46±0.09b1.06±0.18a0.14.6010.60黄瓜味,脂肪味3,5A104-甲基-3-戊烯-2-酮38.34±0.92b46.5±0.9a4 0000.010.01蜂蜜味2A111-辛烯-3-酮/0.55±0.06a0.0234.38蘑菇味3A126-甲基-5-庚烯-2-酮/0.44±0.03a500.01果香,新鲜青香1,3A13异佛尔酮4.11±0.91a4.54±0.26a100.410.45香料味6B1异戊醇/1.76±0.63a40.44苹果,梨味1B2正己醇34.8±4.23b56.00±2.24a5000.070.11青香味3B3E-2-已烯-1-醇18.33±3.00b34.00±5.00a1000.180.34草本香3B41-辛烯-3-醇/1.95±0.11a200.10蘑菇,青草,鱼腥味3,5B5苯甲醇5.01±0.8b14.64±1.63a2 546.21<0.010.01果香味,樱桃味1B6苯乙醇3.65±0.65b6.81±0.62a564.230.010.01玫瑰花香,蜂蜜味2B7月桂醇/2.08±0.32a1580.01脂肪味5B8叶醇2.16±0.94b11.68±1.27a700.030.17草本香3C1己酸乙酯1.06±0.25b4.76±0.67a11.064.76水果清香1C2辛酸乙酯/1.72±0.44a150.12香蕉,梨味1D12-蒎烯9.5±1.46a7.29±1.06b2 080<0.01<0.01树脂味3D2柠檬烯5.37±0.35a5.58±0.11a100.540.56花香味,柑橘味1,2E12, 6-二叔丁基对甲酚133.28±3.69b168.39±9.53a2000.670.84烤面包味6
注:/表示痕量;香气类型:1果香,2花香,3青香味,4化学味,5脂肪味,6香料味
为探明挥发性化合物与整形方式的关系,以多主蔓扇形和“厂”字形整形方式下的葡萄果实中检测到的化合物含量为变量,分别进行主成分分析(principal component analysis, PCA)和偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis, PLS-DA)。
图3显示了2种整形方式‘赤霞珠’葡萄果实中各挥发性化合物的PCA和PLS-DA结果,图3-a显示了位于样品附近的香气物质在这些样品中的含量较高,而位于对面样品中的含量较低,同时也反映了样品与香气物质间的相关关系,彼此靠近的变量是正相关的,彼此相对的变量是负相关的,且均在75%以上。分析图3-a可知,PC1和PC2的贡献率分别为85.3%和6.7%,累积贡献率达到92.0%,足以反映原始数据的变异信息。其中PC1正半轴主要反映了苯甲醛(A8)和2-蒎烯(D1)等具有青香和树脂味的香气物质,其负半轴则主要反映了己酸乙酯(C1)、4-甲基-3-戊烯-2-酮(A10)和2-己烯醛(A4)等具有清香和果香较浓郁的香气物质。由图3-a可知,2个样品在PC1和PC2所形成的二维平面上能够被明显区分,其中“厂”字形样品在PC1负半轴和PC2上得分较高,这一区域主要反映醛酮类、挥发性酚类和酯类香气物质信息,且与“厂”字形样品的相关性较高(>0.75),表明采用“厂”字形整形方式的葡萄果实具有更浓郁的青香、苹果和玫瑰等青香、花果香味。多主蔓扇形在PC1正半轴和PC2正半轴得分较高,此区域主要代表醛酮类香气物质,其相关性也均高于0.75,因而推测使用该整形方式葡萄果实表现青香味,但香气品质较单一。
从PLS-DA结果(图3-b)也可以看出,有15个香气物质受整形方式的显著影响,它们得分均大于1.0,其中呈现苦杏仁味的苯甲醛(A8)和树脂味的2-蒎烯(D1)含量均为多主蔓扇形高于“厂”字形,其余呈现青香和果香的11个香气物质含量均是“厂”字形样品高于多主蔓扇形样品,由此可知“厂”字形为葡萄果实提供了更为浓郁的新鲜青香和果香,因此推测“厂”字形整形方式将更适合提升葡萄果实品质。
a-PCA;b-PLS-DA
图3 “厂”字形(M-VSP)和多主蔓扇形(F-MT)方式葡萄果实挥发性化合物的PCA与PLS-DA图
Fig.3 PCA and PLS-DA plots of volatile compounds in grapes with M-VSP and F-MT training systems
注:红色五角星代表多主蔓扇形样品,蓝色三角形代表“厂”字形样品,数字1～3分别表示实验平行数;绿色符号代表香气化合物,具体见表2标号(图6同)
从图4香气轮廓可以看出,“厂”字形样品香气特征主要是青香味、果香味和花香味等,这与多主蔓扇形样品有较为相似的特征。同时,“厂”字形样品在青香和果香方面要明显高于多主蔓扇形样品,这主要与其具有较高含量的Z-3-己烯醛、柠檬烯和己酸乙酯等物质相对应。因此,推测其可赋予葡萄果实丰富的新鲜青香和苹果、梨、樱桃等果香。此外,值得注意的是,本实验检测出的Z-3-己烯醛(C6醛)的气味活性值在所有样品中较高,会给葡萄果实带来“不成熟”的感官感觉,但在发酵过程中,大部分的C6醛会转化为醇和酯,因此,也有学者认为其带给葡萄果实的这种不良影响十分有限[19]。
图4 不同整形方式葡萄果实香气系列
Fig.4 Aroma categories of grapes under different training systems
2.2 “厂”字形整形方式对‘赤霞珠’葡萄果实品质的影响
2.2.1 ‘赤霞珠’葡萄酒基本理化指标
对不同整形方式所得‘赤霞珠’葡萄酒进行分析,其基本理化指标均符合GB/T 15037—2006《葡萄酒》的要求,且2种整形方式的酒样残糖、总酸和酒精度之间无明显差异(P>0.05),这一方面表明处理样品的发酵控制情况基本相同,同时也再次说明二者在原料成熟度水平上的一致。
表3 不同整形方式葡萄酒基本理化指标
Table 3 Basic physical and chemical indexes of wines with different training systems
整形方式残糖/(g·L-1)总酸/(g·L-1)酒精度/%vol挥发酸/(g·L-1)pH“厂”字形3.60±0.13a6.50±0.87a13.90±0.29a0.35±0.01b3.73±0.02b多主蔓扇形3.60±0.22a6.50±0.43a13.70±0.29a0.46±0.01a3.87±0.02a
2.2.2 “厂”字形整形方式对‘赤霞珠’葡萄酒多酚和颜色指标的影响
葡萄果实酚类物质可通过浸渍和发酵进入酒体,因此“厂”字形不仅可提高葡萄果实中的多酚含量,最终还会影响酒中的多酚组成。由图5可知,“厂”字形酒样中总酚、花色苷和单宁含量是多主蔓扇形样品的1.15～1.29倍,总类黄酮和总黄烷醇也较多主蔓扇形显著高出27.32%～42.27%(P<0.05)。
图5 不同整形方式葡萄酒多酚含量
Fig.5 The polyphenol content of wines with different training systems
相类似,由于“厂”字形整形可以提高葡萄果实中总花色苷的含量,因此在相同的酿造条件下,看到原料的质量差异最终导致酒样的颜色差别。由表4可知,“厂”字形处理酒样的L*值(亮度)较多主蔓扇形样品下降了14.20%,而+a*值(红色程度)提升了12.72%(P<0.05),表明“厂”字形处理的酒体将更加倾向呈现较深的宝石红色特征。同时,“厂”字形酒样+b*值(黄色程度)比多主蔓扇形样品升高了29.32%。研究认为,随着发酵的进行,葡萄果皮中一些具有黄色色调的多酚类物质(黄烷醇类)也会被逐渐溶出并形成具有黄色色调的聚合色素,从而造成酒体黄色特征的增强[20]。这与实验发现的“厂”字形葡萄含有较多的总黄烷醇类情况相符。不过有文献表示,黄烷醇类化合物是较好的辅色因子物质,可以通过与酒中花色苷的相互作用,促进葡萄酒颜色品质的提升,对维持红葡萄酒的色泽稳定也有重要的贡献。因此,通过比较样品的色调数据
和色饱和度
参数,发现“厂”字形处理酒样的酒体色彩饱和性更好且呈现深宝石红的新酒特征。
表4 不同整形方式葡萄酒色泽指标
Table 4 Color indexes of wines with different training systems
整形方式L*a*b*C*abh*abΔE*ab多主蔓扇形53.93±0.35a48.81±0.36b11.63±0.08b46.30±0.37b0.23±0.01b“厂”字形46.27±0.21b55.02±0.36a15.04±0.15a57.04±0.35a0.29±0.01a13.22±0.18
2.2.3 不同整形方式‘赤霞珠’葡萄酒香气化合物比较
实验从2种供试样品中共检测出77种香气化合物,其中“厂”字形酒样68种,多主蔓扇形酒样66种,共有组分58种,仅在“厂”字形中检出的有己酸甲酯、甲酸庚酯和正癸烯等10种,仅在多主蔓扇形样品中的有乙酸丙酯、正癸醇和正庚醇等8种。计算香气化合物浓度可知,“厂”字形酒样的总挥发性物质含量为44 490.41 μg/L,较多主蔓扇形高出14.84%(P<0.05)。
因酒样香气成分极其复杂,为直观体现样品间香气物质差异,故对其有阈值的香气物质进行PCA,得到PC1和PC2解释总方差为91.93%,反映了原始变量的信息。从图6-a可以看出,PC1正半轴主要反映了大马士酮(33)、正己酸(1)和苯甲醇(B5)等具有花果味和脂肪味的香气物质情况,其负半轴则主要反映了呈现花果香的柠檬烯(D2)、花香味的肉豆蔻酸乙酯(27)和果香味的3-甲基丁酸乙酯(23)等物质信息。另外,2个样品被明显区分,其中“厂”字形样品在PC1负半轴和PC2上的得分较高,这一区域主要对应了具有花香和果香的酯类和醇类物质(相关圈显示相关性均大于0.75)。多主蔓扇形在PC1正半轴与PC2上得分较高,此区域也主要代表醇类物质(相关性也均大于0.75),但其含量和种类明显低于“厂”字形样品。
对2种整形方式共有的58种香气成分进行PLS-DA(图6-b)分析可知,15个香气物质的变量投影重要度(variable importance for the projection,VIP)均大于1,受整形方式的影响较大。其中皆呈现花香和果香的苯乙醇(B6)和乙酸己酯(7)不仅得分较高且在“厂”字形酒样中含量显著高于多主蔓扇形(P<0.05),类似的物质还有呈现花香和果香味的壬酸乙酯(14)、芳樟醇(42)和大马士酮(33)。同时,也观察到具有熟土豆味的3-甲硫基丙醇(45)得分较高,且在多主蔓扇形中的含量是“厂”字形的1.36倍,此外呈现果香味的1-壬醇(44)含量也显著高于“厂”字形(P<0.05)。从整体上看由于“厂”字形酒样中酯类和醇类物质的增加,丰富了酒样的果香和花香味,提高了酒样香气的浓郁性和复杂性。
a-PCA;b-PLS-DA
图6 “厂”字形(M-VSP)和多主蔓扇形(F-MT)葡萄酒挥发性化合物的PCA与PLS-DA图
Fig.6 PCA and PLS-DA plots of volatile compounds in wines with M-VSP and F-MT training systems
注:图中的绿色符号代表香气化合物,具体见表2标号,其中3-丙酸乙酯;4-乙酸异丁酯;6-乙酸异戊酯;7-乙酸己酯;14-壬酸乙酯;15-DL-2-己酸乙酯;19-辛酸异戊酯;20-丁二酸二乙酯;23-3-甲基丁酸乙酯;27-肉豆蔻酸乙酯;28-2,3-丁二醇;33-大马士酮;36-正丁醇;42-芳樟醇;43-正辛醇;44-1-壬醇;45-3-甲硫基丙醇;50-异月桂烯
进一步的香气轮廓描述发现(图7),“厂”字形酒样中除青香味无显著差异外(P>0.05),其他特征香气均有显著性差异(P<0.05),尤其是果香和花香的气味活性值均是多主蔓扇形的1.04倍,主要是由呈现果香和花香的己酸乙酯和大马士酮和香叶醇等物质引起,丰富和加强了“厂”字形酒样的香气,同时进一步验证了“厂”字形整形给葡萄酒带来品质上的提升,从而将整形优势转化为品质优势。
图7 不同整形方式葡萄酒香气系列
Fig.7 Aroma categories of wines under different training systems
3 讨论
整形方式是通过对光照、温度、微气候和产量的影响从而调控葡萄果实的品质[21],不同的整形方式对于果实品质和树体生长都存在着显著的影响。本实验以“厂”字形和多主蔓扇形2种整形方式研究了其对‘赤霞珠’葡萄多酚成分和香气化合物的作用。在成熟度一致的情况下,整形方式能够明显影响多酚组成和含量,通过测定总酚、总类黄酮、总黄烷醇和花色苷等含量发现,“厂”字形处理改变了多酚组分,提高了多酚含量,这与VILANOVA等[22]研究结果一致。从光合作用的角度考虑,这可能是“厂”字形整形方式调整了树冠体积,使曝光叶面积增加,叶幕透光率提高,影响了光合作用和其效率,最终体现在葡萄果实成分的变化。同时果实多酚成分的改变也与“厂”字形酒样中多酚组分的改变和增加相对应。
葡萄香气化合物是表征葡萄品质重要参数之一,受品种、成熟度和整形方式等多种因素的影响。本研究中,在控制其他因素的情况下,“厂”字形处理使呈现青香和果香味的酯类和醇类等香气化合物含量显著增加,这可能是由于“厂”字形与多主蔓扇形相比,改变了果实区的光线拦截和树冠内的微气候,使得果实充分暴露出来,而充分暴露的果实与遮荫的果实相比,香气化合物的浓度更高[23]。有研究发现“厂”字形整形下的‘赤霞珠’果实中醇脱氢酶有较高的表达水平,进而表现青香味和果味的醇类物质含量较高[19],具体是由整形方式引起香气代谢途径中哪些关键酶的变化还需通过实验来进一步分析。同时,阳光照射对果实葡萄糖苷的浓度也有直接影响,其中某些葡萄糖苷在一定程度上是香气化合物的前体物,对其进行量化也可以确定整形方式等栽培实践对葡萄酒质量的潜在影响[24]。
本实验只测定了葡萄果实品质的部分指标,但对于葡萄植株光合生理作用、叶片、新梢生长状况和病害影响等树体营养指标并未涉及,因此下一步计划在此方面进行深入研究。同时对于酚类物质,本实验仅测定了基本的酚类物质含量,而对具体的各酚类化合物情况还需做进一步的完善,从而有助于提高对果实品质与整形方式的认识,为深入探究“厂”字形整形对葡萄果实的影响提供有用的数据参考。
4 结论
本实验研究了河西走廊张掖地区“厂”字形对‘赤霞珠’葡萄与葡萄酒品质的影响,结果表明:在成熟度保持一致的情况下,“厂”字形整形方式有效提升了果实内在品质。“厂”字形样品中酚类含量(总酚、总类黄酮、总黄烷醇、总花色苷和单宁)均显著高于多主蔓扇形(提升6.90%～32.17%)。葡萄香气物质在2种整形方式下皆有的物质共检测出16种,基本上“厂”字形含量均高于多主蔓扇形。“厂”字形处理下酒样中总酚、总类黄酮、总黄烷醇、总花色苷和单宁含量分别高出扇形19.94%、41.27%、27.32%、18.31%和20.46%,香气物质中醇类、酯类和萜烯类含量均显著高于多主蔓扇形,因此与多主蔓扇形样品相比,“厂”字形整形更有利于提高‘赤霞珠’葡萄的果实品质,改善葡萄酒品质。
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