武威市天祝县位于河西走廊东端，光照资源丰富、干旱少雨、昼夜温差大，果实糖分含量高、病虫害少，是建立无公害优质葡萄生产基地的优势地区[1-2]。近年来，随着国家一带一路政策的推行，甘肃省提出发展现代丝路寒旱农业，武威作为中国十大葡萄产区之一，葡萄产业是农业发展的核心。天祝县海拔高、气候冷凉，葡萄生产以日光温室延后栽培为主，利用天然冷资源，推迟果实采收期至翌年1～2月份，经济效益显著[3-4]。但该产区葡萄品种单一，以‘红地球’为主，同质化现象严重，不能满足消费者对多样化产品的需求，市场竞争力小。另外，温室重茬障碍突显，葡萄产量和品质逐年下降。为了重新赢得市场竞争力，实现葡萄产业可持续发展，引进葡萄新品种势在必行。当前大粒、无核及脆肉品种是葡萄发展的主流，为此从国内引进多个中晚熟品种，通过引种试验筛选出适应性好、品质优良的葡萄品种，为高寒荒漠区葡萄产业发展奠定基础。

品质评价是引种的先决条件，鲜食葡萄的品质主要从外观、内在营养与风味、功效成分等方面进行评价。外观品质包括果穗及果粒大小、形状、色泽等；内在品质主要包括糖、酸含量、香味物质、营养成分等；功效成分主要指酚类物质、白藜芦醇、抗氧化成分含量等[5-7]。HOLT等[8]研究发现，葡萄果实中酚类物质变化与自然因素(温度、降水、土壤湿度等)有关；SHIRAISHI等[9]认为成熟时葡萄果实以积累己糖为主，蔗糖的含量很低。糖代谢过程中果实的糖含量易受生态环境的影响，蔗糖和己糖对环境具有高度敏感性[10-11]。果实中酸的种类、含量及其变化因品种不同而异，KLIEWER等[12]对78个品种的分析结果表明，成熟葡萄中苹果酸和酒石酸的含量差异很大。可见，生态条件对葡萄品质有较大影响，引种后要结合当地生态地理环境对品质进行综合评价和鉴定。当前葡萄品质评价仍以外观及内在糖、酸含量的评价为主，而对糖、酸、功效成分等微量组分构成及含量的评价较少，对高寒地区葡萄品质的评价更鲜见报道。为此，本文以高寒荒漠区适应性表现较好的8个鲜食葡萄品种为研究对象，分析果实外观及常规内在品质，并针对主要风味物质(可溶性糖和有机酸)，建立高效液相色谱法进行定性和定量分析，基于主成分分析对8个品种进行综合品质评价，为高寒荒漠区设施延后栽培葡萄品种选择提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 种植区概况

引种葡萄栽植于天祝县华藏寺镇栗家庄村示范基地日光温室(102°83′N，36°65′E)，海拔2 300 m，属大陆性高原季风气候，年均气温2 ℃，年均降水量约350 mm，相对无霜期130 d。温室土壤为山地栗钙土，肥力状况如表1所示，土壤肥力属中等水平。

1.2 试验材料与试剂

引种葡萄于2015年春季定植，2017年挂果，经初步筛选，选择适应性良好的8个品种为试验材料，见表2。采用日光温室延后栽培，单干双臂Y型架整枝，2017年5月初萌芽，花后15～20 d用2 000倍“红提大宝”膨大剂蘸穗处理1次，果实套白色纸浆袋保护，12月中旬至下旬陆续成熟。选择生长健壮的植株采集果样，每个品种随机采集5穗果样，果实采摘后当天用冰盒带回实验室，部分果样在5 ℃条件下冷藏，用于常规品质测定；另一部分在-25 ℃条件下冷冻储藏，用于糖酸组分测定。

果糖、葡萄糖、蔗糖、酒石酸、草酸、柠檬酸、苹果酸标准品(纯度99.8%)，上海源叶生物科技有限公司；甲醇、乙腈、磷酸，均为色谱纯，美国TEDIA试剂公司；其他药品均为国产分析纯。

1.3 试验方法

1.3.1 果实常规品质的测定

用1%天平称量葡萄穗重、单果质量；用数显游标卡尺测定果实纵径、横径，计算果形指数；观察果皮颜色，用品尝法描述果实口感风味，分别用+、++、+++表示风味等级。

可溶性固形物用PAL-1型测糖仪(日本爱拓)测定；Vc含量用2,6-二氯靛酚法测定；蛋白质含量用考马斯亮蓝法测定；果皮总花青素含量用pH示差法[13]测定；果皮类黄酮和总酚含量参照李杨昕[14]的方法测定。

1.3.2 高效液相色谱条件和糖酸组分及含量测定

制样：采用逐级升温解冻的方式，将样品从-25 ℃下取出，放置在-15 ℃条件下，1 h后取出，剥皮，将重复样品混合，用水果刀避开种子切割成小块混合于研钵中。在天平上精确称取果肉样品1 g，研磨转移至10 mL离心管中，摇匀，80 ℃超声提取1 h，12 000 r/min常温下离心15 min，取上清液用超纯水定容至100 mL，配成0.01 g/mL的样品提取液，用0.45 μm滤膜过滤2次，进行液相色谱分析，每个品种重复3次。

标准溶液的配制：分别制备果糖、葡萄糖、蔗糖 0.25、0.5、0.75、1、1.5、2.5 mg/mL的系列混合标准溶液， 0、0.0005、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1 mg/mL的系列酒石酸标准溶液和0、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.10、0.20 mg/mL的系列苹果酸、柠檬酸、草酸混合标准溶液。

可溶性糖测定色谱条件参照国家标准[15]：岛津LC-20A高效液相色谱仪，SIL-20A自动进样器，岛津RID-10A示差折光检测器，CTO-20A 柱温箱，ZORBAX NH2色谱柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，柱温40 ℃，流动相为V(乙腈)∶V(水)=7∶3，流速1.0 mL/min，进样量20 μL。

有机酸测定色谱条件参照国家标准[16]：岛津PDA紫外检测器，CTO-20A柱温箱，色谱柱为C18柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，柱温40 ℃，检测波长为210 nm，流动相为V(磷酸)∶V(0.1%甲醇水溶液)=2.5∶97.5，流速为0.5 mL/min，进样量20 μL。

各糖分和有机酸组分分别根据其保留时间来定性，通过峰面积定量。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2013进行基础数据整理和制图，用SPSS 19.0软件对试验数据做显著性检测(Duncan法)。葡萄酸甜度用甜度和糖酸比评价，分别按公式(1)[17]、(2)计算：

甜度=1×蔗糖含量+1.75×果糖含量+0.7×葡萄糖含量

(1)

糖酸比=总糖含量/总酸含量

(2)

2 结果与分析

2.1 果实常规品质分析

8个品种的外观表现如表3所示，红地球果穗最大，平均穗重达1.55 kg；瑞都香玉果穗小，果粒偏少，可能存在授粉不良的现象。紫地球单果质量最大，其次是红地球、瑞都香玉、户太8号，三者无显著差异；果实粒径的表现和单果质量基本一致，外观上紫地球、红地球、瑞都香玉、户太8号4个品种果粒大小相近，纵、横径均达到了大果要求。果形方面，紫甜无核果粒呈长椭圆形，紫地球果粒接近圆形，其他品种都为椭圆形。延后栽培葡萄果实发育的后期处于寒冬季节，夜温较低，纵径发育较横径快，果粒较长。果实色泽方面，受当地强紫外线的影响，除瑞都香玉外，其他品种果皮颜色普遍变深。口感风味方面，2个无核品种、红地球、玫瑰香口感最好，摩尔多瓦口感最淡，其他品种介于其中。

由表4可知，在高寒荒漠区延后栽培条件下，多数品种能保持较好的品质，可溶性固形物含量在18%以上，2个无核品种高达24%～25%，显著高于其他品种；Vc含量品种间差异也很明显，最低和最高含量相差1倍多。葡萄果实中，蛋白质含量较少，品种间无显著差异。果皮颜色的深浅与总花青素含量、类黄酮、总酚含量有密切关系，含量越高，果皮颜色越深。8个品种中，瑞都香玉为绿色品种，果皮色泽浅，果皮总花青素、类黄酮、总酚含量均最低，摩尔多瓦果皮总花青素含量最高，紫地球果皮类黄酮和总酚含量最高。

2.2 HPLC法测定糖组分和有机酸组分

水果中的糖和酸是果实品质的重要构成因素，糖、酸组分及其含量决定葡萄的风味及品质[18]。在最佳色谱条件下分别对糖酸混合标样进行分析，分别在15 min内实现了组分的分离，对3种糖和4种有机酸的质量浓度(x)和峰面积(y)进行拟合，得到标准曲线方程，如表5所示，相关系数均在0.999 7以上，有较好的线性关系。

2.3 不同品种葡萄果实糖组分及含量分析

经检测，供试葡萄果实中的可溶性糖主要是果糖和葡萄糖，蔗糖未检出，不同品种葡萄果实中的糖组分含量见表6。果糖含量由大到小依次排序为：红宝石无核>红地球>玫瑰香>紫甜无核>户太8号>瑞都香玉>紫地球>摩尔多瓦，红宝石无核的果糖含量是摩尔多瓦的2倍，各品种间果糖含量差异较显著。成熟葡萄果实中的葡萄糖含量略低于果糖，但变化幅度没有果糖大。红宝石无核和红地球葡萄糖含量最高，两者无显著差异；紫地球、瑞都香玉、摩尔多瓦含量最低，三者差异不显著。供试葡萄品种果实总糖含量由大到小依次为：红宝石无核>红地球>玫瑰香>紫甜无核>户太8号>瑞都香玉>紫地球>摩尔多瓦，排序情况与果糖相同。

2.4 不同品种葡萄果实有机酸组分及含量分析

有机酸种类及其含量影响葡萄的酸味，是影响果品风味的主要因素。由表7可知，葡萄果实中含量最多的是酒石酸，其次是苹果酸，柠檬酸和草酸含量很少。供试品种中果实酒石酸含量最高的是摩尔多瓦，最低的是紫地球，前者是后者的2倍，除瑞都香玉和玫瑰香外，其他品种间均有显著差异。苹果酸含量变化幅度不大，紫地球、红宝石无核、户太8号、玫瑰香苹果酸含量较高。瑞都香玉柠檬酸含量最高，其次是户太8号，二者分别是红地球的11.28倍和8.91倍；紫地球、红宝石无核、紫甜无核、玫瑰香4个品种柠檬酸含量均较低。果实草酸含量最高的是红宝石无核，含量最低的是户太8号、摩尔多瓦和瑞都香玉。

葡萄果实有机酸总酸含量主要受酒石酸和苹果酸含量的影响，两者占总酸含量的80%以上。供试品种总酸含量在4.430～7.237 mg/g，由高到低依次为：摩尔多瓦>红宝石无核>瑞都香玉>红地球>户太8号>紫甜无核>玫瑰香>紫地球，除户太8号、瑞香玉和红地球3个品种间差异不显著外，其他品种间均有显著差异。

2.5 不同品种葡萄果实酸甜度分析

不同糖组分对果实甜度的贡献不同，果糖最甜，蔗糖次之，再次为葡萄糖[19]。由于不同品种糖组分及其含量不同，故其总糖反映不出综合甜味，而应用甜度值判断[20]。由表8可知，8个葡萄品种甜度值介于139.522～277.678，由高到低排序为：红宝石无核>红地球>玫瑰香>紫甜无核>户太8号>瑞都香玉>摩尔多瓦>紫地球。甜度值越大，风味更甜。

果实的风味除取决于糖、酸含量的绝对值外，还取决于糖、酸的配合即糖酸比，具有良好风味的果实大多为酸甜适度[21]。8个葡萄品种糖酸比介于15.918～34.688，最高值和最低值相差一倍多。红地球和玫瑰香果实糖酸比最高，两者无差异，其次是红宝石无核，3个品种糖酸比均在30以上，口感浓甜；摩尔多瓦和瑞都香玉糖酸比较低，口感明显偏酸。

2.6 不同品种果实品质性状的相关性分析

葡萄果实品质性状之间存在着密切的关系(表9)，部分果实外观品质、内在品质、糖酸品质指标之间存在显著或极显著相关关系。单果质量与果粒纵、横径间极显著正相关，与果形指数显著负相关；可溶性固形物、果糖、葡萄糖、总糖、糖酸比、甜度值间显著正相关；酒石酸与总酸含量显著正相关；果皮花青素、类黄酮、多酚含量间显著正相关。由于这些指标之间存在信息重叠，会导致综合评价结果不理想，需要进一步做主成分分析。

2.7 葡萄果实品质指标的主成分分析和品质综合评价

采用SPSS 19.0软件对上述品质指标进行数据标准化处理后做主成分分析，将品种间有显著差异的20个品质指标转化为5个独立的主成分，累计贡献率87.396%。如表10所示，第1主成分贡献率为37.400%，果糖、葡萄糖、总糖含量、甜度值有较高的荷载，主要反映了果实可溶性糖质量浓度；第2主成分贡献率为21.120%，穗重、单果质量、果粒横径有较高的荷载，主要反映了果实大小和果形等外观特性；第3主成分贡献率为12.566%，果皮花青素、类黄酮、总酚有较高的荷载，主要反映了果皮色素抗氧化活性物质的信息；第4和第5主成分贡献率分别为8.658%和7.652%，主要反映了果实有机酸各组分质量浓度。可选取这5个主成分作为葡萄各品种果实品质性状的综合评价指标。

由初始因子荷载矩阵及各主成分的特征值可根据公式(3)计算。得到的葡萄各品种果实品质性状相关矩阵的特征向量U1、U2、U3、U4、U5见表11。以特征向量为权重，与标准化的指标数据相乘，即可得到5个主成分的函数表达式如公式(4)所示。按公式(5)计算各品种果实品质性状得分值，根据得分高低进行品质排序， 综合得分越高说明样品综合品质表现越好[22]。8个品种品质综合得分如表12所示，红宝石无核、红地球和玫瑰香浆果综合品质最好，位列前三，在高寒荒漠区延后栽培条件下品质表现最优。

(3)

(4)

F综合值=(F1×37.400%+F2×21.120%+F3×

12.566%+F4×8.658%+F5×7.652%)/87.396%

(5)

式中:X,因子荷载;U,特征向量;A,初始特征值；F,主成分;ZX,标准化后的数据。

3 结论与讨论

日光温室延后栽培是西北地区鲜食葡萄的主要栽培形式，但温室栽培环境日照时间短、光照较弱、空气湿度高、气体交换差，降低了设施果树的光合作用、抑制了碳水化合物的合成与转化，造成树体积累营养少，产量下降等[23-24]。延后栽培条件下，果实生育期延长，葡萄果实糖分积累较高[25]。本试验中，对8个品种在高寒荒漠区延后栽培条件下的品质表现分析发现，外观方面，红地球和紫地球保持了原有的大果特征，单果质量在10 g以上，供试品种果实果形指数均>1，果粒呈长椭圆形，受高原地区强紫外线的影响，除瑞都香玉外，其他品种果皮颜色均有明显加深。果实内在品质和活性成分方面，红宝石无核、紫甜无核、红地球可溶性固形物含量较高，平均含量在21%以上；果皮花青素、类黄酮、总酚含量变化趋势基本与果实色泽深浅相同，颜色越深，含量越高。糖酸品质方面，8个品种果实均未检出蔗糖，糖组分主要是果糖和葡萄糖，2种糖分含量相当，葡萄糖含量稍低于果糖；果实酒石酸含量是苹果酸的近2倍，柠檬酸和草酸含量极微。风味口感是果实品质的直观反映。果实的甜度与糖的种类有关，果糖风味最甜，约为1.75，蔗糖为1，葡萄糖为0.75[26-27]，8个品种中，红宝石无核口感最甜，其次为红地球，摩尔多瓦和紫地球甜度最淡；酸组分中，苹果酸的酸度弱于酒石酸，苹果酸清爽，酒石酸尖酸生硬，含量过高时会有明显的不舒适感[28]；糖酸比超过30，果实口感偏甜，糖酸比25～29，酸甜适口，而低于25则口感偏酸。本研究中，瑞都香玉和紫地球口感较淡，摩尔多瓦口感偏酸，其他品种果实风味均酸甜适口或偏甜。

为了科学评价葡萄的综合品质，通过主成分分析法提取了5个独立的主成分，以此为评价指标对供试葡萄品种进行综合品质排名。8个品种果实品质由高到低依次为红宝石无核、红地球、玫瑰香、紫甜无核、户太八号、紫地球、瑞都香玉、摩尔多瓦。延后栽培条件下葡萄生育期可延长60～110 d，果实发育中后期处于寒冬季节，温室内温度偏低，葡萄生长容易受到低温胁迫，一定程度上影响了果实品质代谢，致使同一品种果实外观及风味上与露地栽培存在较明显的差别。不同种植地在气候、土壤等方面存在着微环境的差异，也使得葡萄品质的表现不同[29-30]。

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Berry quality analysis of grape under delayed cultivation in the alpine desert

WU Yuxia1,LIU Yulian1,MA Chaoling2,MAO Juan1,YANG Jiangshan1, WANG Yanxiu1,CHANG Yongyi1*

1(College of Horticulture, Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070,China) 2(Lanzhou Zhongjianke Testing Technology Co., Ltd.， Lanzhou 730070,China)

ABSTRACT The quality of grape berries is greatly affected by the ecological environment.Under the delayed cultivation conditions in the alpine desert, the quality of berries is significantly different from that in open cultivation.The aim of this research is to verify and Compare the adaptability and quality performance of eight cultivars of table grape.It could provide a theoretical reference for the variety selection and quality identification of delay-cultivated grape in the alpine desert.Under the delayed cultivation conditions, the eight grape cultivars were preliminarily selected as the research object.The test cultivars were collected from the introduction greenhouses located in Tianzhu county.The experiment determined the berry sensory quality, intrinsic quality, efficacy components, sugar and organic acid composition and content.In order to improve the credibility of the analysis, the method of principal component analysis was adopted.The comprehensive quality of 8 cultivars were ranked according to the comprehensive scores.The results showed that, the fruit mass, vertical and horizontal diameter of ‘Red Globe’ and ‘Zidiqiu’ could maintain the original characteristics of large fruits.The berries of the seed cultivars were larger than the seedless.The fruit shape index of 8 cultivars was greater than 1, which were oval.Except for ‘Ruidu Xiangyu’, the peel color of other cultivars was darker.The darker the peel, the higher the content of anthocyanins, flavonoids and total phenols.In terms of intrinsic quality and active ingredients, ‘Ruby Seedless’, ‘Zitian Seedless’, and ‘Red Globe’ had higher soluble solids content, with an average content of more than 21%.No sucrose was detected in berry of 8 cultivars.The sugar components were mainly fructose and glucose.Glucose content was slightly lower than fructose.The main organic acids were tartaric acid and malic acid, and the content of citric acid and oxalic acid were extremely small.Fruit sweetness value showed that the taste ‘Ruby Seedless’ was the sweetest, followed by ‘Red Globe’, and the worst were ‘Moldova’.Using the method of principal component analysis, the quality indexes were converted into 5 independent principal components, which cumulative contribution rate was 93.150%.‘Ruby Seedless’, ‘Red Globe’ and ‘Muscat Hamburg’ had the best comprehensive quality among the 8 cultivars.

Key words grape;delayed cultivation;fruit quality;principal component analysis

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.024584

引用格式:吴玉霞，刘玉莲，马朝玲，等.高寒荒漠区延后栽培葡萄品质分析[J].食品与发酵工业,2021,47(1):88-96.WU Yuxia,LIU Yulian,MA Chaoling,et al.Berry quality analysis of grape under delayed cultivation in the alpine desert[J].Food and Fermentation Industries,2021,47(1):88-96.

第一作者：硕士，讲师(常永义教授为通讯作者，E-mail：changyy@gsau.edu.cn)

基金项目：甘肃省科技重大专项(18ZD2NA006-4)；甘肃省现代水果产业体系项目(GARS-SG-3)；非耕地葡萄优质高效栽培技术示范与推广项目(GSAU-ZL-2017-001)

收稿日期：2020-05-28，改回日期：2020-07-26