不同采收期对赤霞珠葡萄果实及其葡萄酒品质的影响

翟亚巍，蔡军社，户金鸽，白世践，易明玥，魏登攀，赵宾宾，李学文*

（1.新疆农业大学 食品科学与药学学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2.新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所，新疆 吐鲁番 838200；3.吐鲁番楼兰酒庄股份有限公司，新疆 吐鲁番 838200）

酚类化合物通常被认为是红酒质量的主要决定因素[1]，葡萄成熟度是影响酚类物质及葡萄酒品质的重要因素之一。葡萄酒的颜色、酒体、苦味、涩味等主要感官属性，大多与葡萄酒中花色苷、原花色素和其他酚类化合物的组成直接相关[2]，而这又受到葡萄品种、地区、栽培实践和酿酒技术[3]的影响。目前，在生产中主要以葡萄的理论成熟度作为采收的依据，即主要通过葡萄的含糖量和含酸量判断，从而决定最佳采收期[4]。但是理论成熟度仅仅考虑到葡萄的糖酸，而忽略了葡萄浆果中酚类物质的含量。这些酚类物质主要存在于葡萄果皮和种子中，而果皮多酚的可提取率会随着果实成熟度增加，这主要是由于果皮细胞壁降解酶的作用[5]。同时，葡萄酒的挥发性特征不仅与发酵过程有关，也与葡萄的成熟度有关[6]。在国外，一些研究集中在不同葡萄成熟度水平的葡萄酒中挥发性化合物的演变[7]，BINDON K等[8]研究强调了在正确阶段收获的重要性，过早收获可能导致明显的不愉快的草的特征，而收获太迟可能导致香气的损失。影响葡萄成熟度的因素有很多，包括品种、气候、地形、季节性天气条件等，采收日期需要仔细考虑。采收日期是基于对葡萄酒最终品质的最佳果实成分的主观评价，也可能取决于商业目标、市场约束、加工能力等因素[9]。

根据国际葡萄与葡萄酒组织（International Organisation of Vine and Wine，OIV）的报告（2020），在中国，酿酒葡萄种植面积达到78.3万km2，尤其是赤霞珠，约占80%[10]。除了气候凉爽的地区（如中国东北），赤霞珠在大多数地区广泛种植，用于生产干红葡萄酒。吐鲁番市地处亚欧大陆内陆腹地，四周高山阻隔了高空湿冷气流的进入，从而形成了独具特色的环境与气候特点[11]，使其具有病虫害少[12]、水质资源好、没有工业污染、肥料资源丰富等天然优势条件，有利于有机葡萄的生产。

本研究以新疆吐鲁番鄯善县赤霞珠葡萄为原料制备干红葡萄酒，对不同成熟度赤霞珠葡萄果实和葡萄酒理化指标和酚类物质进行测定，通过主成分分析（principal component analysis，PCA）确定赤霞珠果实的最佳采收期，并对瓶储6个月的赤霞珠葡萄酒进行感官分析。探讨不同成熟度赤霞珠葡萄果实制备的葡萄酒的差异和风味特征，旨在初步建立以糖酸为主，酚类物质指标为辅的赤霞珠葡萄采收指标体系，为吐鲁番产区生产优质的陈酿型干红葡萄酒提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 原料和菌株

酿酒葡萄赤霞珠种植：南北行向，行距2.5 m，株距1.5 m，7年生，单蔓厂子型架势，自根苗。

酿酒葡萄赤霞珠：均采自2022年新疆维吾尔自治区鄯善县园艺场葡萄瓜果研究所国家葡萄产业体系南疆试验站试验田（海拔高度427 m，经度为90°25′，纬度为42°82′）。

酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）B0213：法国Laffort公司。

1.1.2 化学试剂

（+）-儿茶素（纯度＞98%）、福林酚（分析纯）：北京索莱宝科技有限公司；原花青素、对二甲基肉桂酸（ρ-dimethyl cinnamic acid，ρ-DMACA）（均为色谱纯）：上海源叶生物科技有限公司；芦丁（纯度＞98%）：国药集团化学试剂有限公司；甲醇（分析纯）：天津市鑫铂特化工有限公司；果胶酶（酶活4万U/g）：法国Laffort公司。

1.2 仪器与设备

SK8200B超声波清洗器：上海科导超声仪器有限公司；3H16RI智能高速冷冻离心机：湖南赫西仪器装备有限公司；TU-1810紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；PHS-3C pH计：上海仪电科学仪器股份有限公司；WineScan flex检测仪：丹麦福斯（中国）有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 取样

自转色初期开始，葡萄果实每7 d采样一次，在葡萄树阴面和阳面的上、中、下部分别随机采样150粒果实，样品当天测定果实的可溶性糖、pH值、总酸、百粒质量等指标，并剥脱葡萄果皮，收集果籽，置于-20 ℃冰箱保存，每个指标进行3次平行实验。当赤霞珠葡萄可溶性固形物达到22°Bx、24°Bx、26°Bx时分别进行酿酒实验，制备的赤霞珠干红葡萄酒样分别编号为C1、C2和C3，每个成熟度做3次平行实验。

1.3.2 赤霞珠干红葡萄酒酿造

葡萄采收后筛选出着色良好、果粒完整和无病虫害的果实，除梗破碎后置于10 L玻璃罐（入罐量占总体积的2/3），添加60 mg/L SO2（亚硫酸溶液），静置1 h后，添加200 mg/L果胶酶，并接种200 mg/L B0213酿酒酵母进行酒精发酵，同时进行自然苹乳发酵，发酵温度控制在20～22 ℃，待酒精发酵结束后（比重达到0.992）皮渣分离，添加60 mg/L SO2，静置12 h后装瓶。为对比不同时期葡萄酒理化指标的差异，葡萄酒酒精发酵结束后取50 mL酒样置于-20 ℃冰箱内保存，剩余酒样置于8～12 ℃条件下瓶储6个月，即得赤霞珠干红葡萄酒。

1.3.3 葡萄与葡萄酒基础理化指标测定

参照王华[13]的方法对葡萄果实品质进行测定。总可溶性固形物：采用手持折光仪测定；总酸测定（以酒石酸计）：采用NaOH滴定法；还原糖测定：采用菲林试剂滴定法；pH的测定：采用pH计；百粒质量：采用称重法。采用WineScan flex检测仪对葡萄酒基础理化指标进行测定，每个样品做3组平行实验。

1.3.4 葡萄果皮和果籽酚类物质的提取及测定

参照孟江飞[14]的方法提取葡萄果皮和果籽酚类物质，提取液置于-20 ℃冰箱保存，备用。

总酚含量：采用福林-酚法测定[15]；总类黄酮含量：参照PEINADO J等[16]的方法测定；总花色苷含量：采用LEE J M等[17]的pH示差法测定；单宁含量：采用MILOS R等[18]的方法测定；总黄烷醇含量：采用对二甲基肉桂醛（ρ-dimethylaminocinnamaldehyde，ρ-DMACA）-盐酸法[19]测定；原花青素含量：参照李绮丽等[20]的方法测定。

1.3.5 葡萄酒感官分析

葡萄酒经过瓶储6个月后进行感官分析，品尝小组由10位葡萄酒专业品尝员组成，品尝实验在新疆农业大学食品科学与药学学院品鉴室完成。分为品尝评分和感官描述符筛选。品尝员对不同成熟度酒样进行独立感官分析，分别根据品尝评分表对酒样打分（外观10分，香气30分，滋味40分，典型性20分）。并按照5点标度法对酒样香气描述符进行筛选和打分[21]（0.没有感觉；1.弱；2.稍弱；3.中等；4.稍强；5.强），计算几何平均值M。M值是产品出现的每一描述符频率F和相对强度I乘积的平方根。按M值大小对描述符进行排序。M值计算公式如下：

式中：F为描述符实际被述及的次数占该描述符所有可能被述及总次数的百分率，%；I为品评小组实际给出的一个描述符的强度和占该描述符最大可能所得强度的百分率，%。

1.3.6 数据分析

用Excel 2016对数据进行整理和计算，Origin 2021进行绘图，SPSS 26.0进行数据计算与处理。

2 结果与分析

2.1 不同采收期赤霞珠葡萄及其葡萄酒基础理化指标

由表1可知，随着葡萄果实的成熟，可溶性固形物和还原糖含量不断升高，在9月05日达到最大值，分别为26.56°Bx、260.53 g/L，且不同采收期葡萄的可溶性固形物和还原糖含量差异显著（P＜0.05）。不同采收期葡萄的总酸含量在13.03～3.63 g/L范围内不断下降；不同采收期葡萄的pH值在3.52～4.65之间，变化较小；不同采收期葡萄的百粒质量呈先上升后下降的趋势，是由于在成熟后期葡萄皱缩失水导致的[22]。葡萄果实在8月19日后达到成熟期，糖酸比（还原糖/总酸）均＞20，说明该成熟度能够酿造出优质的葡萄酒。从不同采收期赤霞珠葡萄基础理化指标测定结果来看，赤霞珠葡萄在8月19日后采收为宜，此时还原糖含量最适合酿造酒精度12%vol的干红葡萄酒，且含酸量相较其他成熟期的葡萄更高。

表1 不同采收期赤霞珠葡萄基础理化指标测定结果Table 1 Determination results of basic physicochemical indexes of Cabernet Sauvignon grapes with different harvest periods

不同成熟度赤霞珠酿造葡萄酒基础理化指标测定结果见表2。由表2可知，不同成熟度赤霞珠酿造葡萄酒残糖含量均＜4 g/L，游离SO2＜30 mg/L，酒精度＞10%vol，国标中要求干红葡萄酒总糖＜4 g/L，酒精度＞7%vol。各项指标均符合GB/T 15037—2006《葡萄酒》对干红葡萄酒的要求。从不同成熟度赤霞珠酿造葡萄酒基础理化指标测定结果来看，C2葡萄酒酒精度约12%vol，酸度适中，葡萄酒各项指标均符合国标要求。

表2 不同成熟度赤霞珠葡萄酿造葡萄酒基础理化指标测定结果Table 2 Determination results of basic physicochemical indexes of wines brewed from Cabernet Sauvignon grapes with different maturity

2.2 不同采收期赤霞珠果皮及其葡萄酒酚类物质

不同采收期赤霞珠果皮、果籽中酚类物质含量测定结果见图1。由图1A可知，葡萄果皮总酚在成熟初期开始积累，7月22日达到最大值（10.82 mg/g），总酚变化幅度较大，不同采收时期之间差异显著（P＜0.05）；总类黄酮含量变化较小，在8月05日达到最大值（2.82 mg/g），总花色苷在不同采收期中呈先上升后下降的趋势，在8月05日达到最大值（3.28 mg/g），总黄烷醇变化较稳定，在7月22达到最大值（1.02 mg/g），原花青素和单宁整体呈先上升后下降的趋势，同时在8月05日达到最大值（3.65 mg/g和1.84 mg/g）。

由图1B可知，葡萄果籽总酚含量在成熟过程中不断上升，达到成熟期后出现小幅度下降，在8月19日达到最大值（26.88 mg/g），不同采收期之间差异显著（P＜0.05），总类黄酮呈阶段性变化，在7月29日达到最大值（5.34 mg/g），总黄烷醇、原花青素和单宁在成熟过程中变化较为稳定。

综上，葡萄果籽中酚类物质含量高于果皮中的酚类物质含量。从不同采收期葡萄果皮和果籽酚类物质测定结果来看，赤霞珠葡萄在8月25日采收为宜，在不同成熟期该日期总酚、总花色苷和单宁含量均达到最大值，更利于酿造优质的具有陈酿潜力的干红葡萄酒。

不同成熟度赤霞珠酿造葡萄酒酒精发酵结束及瓶储6个月酚类物质含量结果见图2。由图2A可知，不同成熟度所酿葡萄酒酒精发酵结束时总酚含量逐渐下降，C1总酚含量最高（24.95 g/L），瓶储6个月葡萄酒相比酒精发酵结束时，C1、C2总酚含量有所下降，C3有所上升，各时期不同成熟度酒样之间差异显著（P＜0.05）。由图2B可知，AF酒样总类黄酮含量大小为C3＞C2＞C1，瓶储6个月酒样C1和C3总类黄酮含量有所上升，C2出现小幅度下降。由图2C可知，随着葡萄成熟度的增加，酒样中总花色苷含量不断上升，但在瓶储6个月后出现较大的下降，是葡萄酒在老化过程中不断被降解导致的[23]，各时期不同成熟度酒样之间差异显著（P＜0.05），酒样C3在酒精发酵结束与瓶储6个月两个时期总花色苷含量最高（162.49 g/L和89.57 g/L）。酒样中总黄烷醇随葡萄成熟出现下降，是由于葡萄果实中黄烷醇的生成从开花期开始，在开花期左右迅速积累到最大值，随后在成熟期减少[24]，而酒中单宁含量随着葡萄成熟有所上升，瓶储后含量下降。

图2 不同成熟度赤霞珠葡萄酿造葡萄酒酒精发酵结束和瓶储6个月酚类物质含量比较Fig.2 Comparison of phenolics contents at the end of alcoholic fermentation and after 6 months of bottle aging of wines brewed with different maturity Cabernet Sauvignon grapes

从不同成熟度赤霞珠酿造葡萄酒酚类物质测定结果来看，9月05日采收的赤霞珠所酿葡萄酒最佳，其中花色苷和单宁含量最高，说明葡萄酒颜色更深，更具有储藏的潜力。

2.3 不同成熟度赤霞珠酿造葡萄酒感官分析及香气特征

不同成熟度赤霞珠酿造葡萄酒酒感官及特征香气分析结果见图3。由图3A可知，根据品尝员对瓶储6个月酒样感官分析结果表明，C1外观得分为6.9分，香气得分为23.8分，滋味得分为33.3分，典型性得分为158分；C2外观得分为7.0分，香气得分为25.5分，滋味得分为34.0分，典型性得分为16.6分；C3香气得分为8.25分，香气得分为27.0分，滋味得分为36.2分，典型性得分为17.6分。综合感官评分结果为C3＞C2＞C1。

图3 不同成熟度赤霞珠葡萄酿造葡萄酒感官（A）及特征香气（B）分析Fig.3 Sensory (A) and characteristics aroma (B) analysis of wines brewed from Cabernet Sauvignon grapes with different maturity

由图3B可知，赤霞珠香气主要分水果香、植物香、木质香、焦化香和香料。三个酒样中水果香突出，M值在30%以上，其中C2酒样中水果香更浓郁，酒样C1植物香高于C2和C3，木质香、焦化香和香料M值均低于30%，浓郁度相对较低，酒样C3焦化香和木质香高于C1和C2。C1M值为4.72，C2M值为4.47，C3M值为5.62，综合主要特征香气结果为C3＞C1＞C2。

2.4 赤霞珠果实主成分分析及成熟度控制指标体系建立

对葡萄的基本理化指标与酚类物质指标进行筛选，葡萄果实中共选出16个指标（X1～X16），分别表示可溶性固形物、还原糖、总酸、糖酸比、pH值、皮原花青素、皮总类黄酮、皮总酚、皮单宁、皮花色苷、皮总黄烷醇、籽总类黄酮、籽总单宁、籽总黄烷醇、籽总酚和籽原花青素。

不同采收期赤霞珠果实品质主成分分析（principal component analysis，PCA）见表3。由表3可知，赤霞珠酿酒葡萄提取出3个特征值＞1的主成分（principal component，PC）：PC1、PC2、PC3，其中PC1方差贡献率为38.36%，PC2方差贡献率为32.18%，PC3方差贡献率为14.98%，其累计方差贡献率为80.51%，说明它们能够较好反映不同采收期果实品质指标的信息。

表3 不同采收期赤霞珠果实品质指标主成分分析Table 3 Principal components analysis of quality indexes of Cabernet Sauvignon grapes at different harvest stages

由公式（2）、（3）和（4）可知，PC1中可溶性固形物、还原糖和总酸起主要作用，PC2中皮总类黄酮、皮总酚和皮单宁起主要作用，PC3中籽原花青素起主要作用。

PC1=0.392X1+0.390X2-0.309X3+0.382X4+0.377X5+0.010X6-0.034X7-0.096X8+0.021X9+0.256X10-0.144X11-0.047X12-0.036X13-0.220X14+0.134X15-0.258X16（3）

PC2=-0.029X1-0.013X2-0.013X3+0.037X4-0.054X5-0.236X6+0.406X7+0.375X8+0.372X9+0.316X10-0.311X11-0.301X12+0.271X13+0.264X14-0.243X15+0.075X16（4）

PC3=0.023X1-0.042X2-0.108X3+0.147X4+0.099X5+0.205X6+0.160X7+0.234X8+0.186X9-0.322X10+0.326X11+0.200X12+0.319X13+0.138X14+0.320X15+0.569X16（5）

通过各主成分分值的计算，得出综合得分y值，y值越大，证明得分越高，葡萄果实的品质越好。赤霞珠果实综合评价结果见表4。由表4可知，9月05日采收的赤霞珠果实综合得分最高，说明该时期果实的品质最好。

表4 不同采收期赤霞珠果实品质综合评价Table 4 Comprehensive evaluation of grapes quality of Cabernet Sauvignon at different harvest stages

3 讨论

不同时期葡萄酒理化指标相比较，随葡萄成熟度增加，所酿葡萄酒酒精度不断增加，总酸含量不断降低。通过与其他产区比较，吐鲁番产区种植的葡萄可滴定酸含量较低，因此在葡萄酒发酵过程中选用了一种增酸酵母，在发酵结束后发现可以提高葡萄酒的总酸含量，使葡萄酒酒体更加平衡。不同时期所酿葡萄酒酚类物质相比较，总酚、总类黄酮和单宁含量不断上升，总花色苷和总黄烷醇含量不断下降，且瓶储后总花色苷含量出现明显的下降，可能是该地区炎热的天气和强烈的日照所致。

葡萄作为葡萄酒的原材，其品质与葡萄酒的品质密切相关。本研究基于主成分分析得出总可溶性固形物、还原糖、总酸、皮总类黄酮、皮总酚、皮单宁和籽原花青素等均为评价葡萄品质的指标，这与陈仁伟等[25]提出的评价葡萄品质关键指标内容相似。在葡萄成熟过程中可以发现，糖、酸以及酚类物质不断发生变化，因此，研究该地区酿酒葡萄成熟度可为研究葡萄及葡萄酒品质提供一些可行的方法和一定的理论依据。通过将理论成熟度与多酚成熟度相结合的方法确定了赤霞珠葡萄的最佳采收期，通过比较发现，酚类物质含量的变化与糖酸的变化趋势并不一致，分别在不同采收时期达到最大值。但这些指标还受到气候、地区、栽培条件和管理措施等因素的影响，不同年份采收时期可能会有不同程度的差异。因此，本实验还具有一定的局限性，后续可持续对葡萄果实的糖、酸和酚类物质进行监测，使该地区赤霞珠成熟体系更加完善和准确。

4 结论

本研究以吐鲁番产区赤霞珠酿酒葡萄为原材料，测定其基础理化指标和酚类物质含量确定最佳采收期，并对成熟期不同成熟度葡萄进行酿酒实验，分别对比不同成熟度葡萄酒的品质以及探究酒精发酵结束和瓶储6个月的理化指标变化。结果表明，葡萄皮和葡萄籽中酚类物质在成熟过程中不断积累，达到成熟期后会有不同程度的下降，不同成熟度所酿酒样在瓶储6个月后酚类物质含量同样会出现降低。通过感官分析，酒样C3的整体评价更高，葡萄酒主要香气特征值表明，成熟度高的酒中果香、焦化香和木质香更突出，成熟度相对较低的葡萄酒植物香更明显。综合赤霞珠理论成熟度、酚类物质含量和葡萄酒感官分析结果表明，在9月5日前后采收的赤霞珠果实品质以及葡萄酒品质最好。