葡萄酒质量最主要的影响因素是葡萄原料本身,其次才是酿造工艺、栽培管理等。酿酒葡萄的品质与当地的气候、土壤等条件息息相关。山西各地区广栽酿酒葡萄品种差异性不大,以国际酿酒葡萄品种赤霞珠、霞多丽等为主[1],葡萄酒存在同质化问题。因此,为了丰富当地酿酒葡萄资源,格瑞特酒庄于2013年和2015年引入了爱格丽和媚丽两个葡萄品种。爱格丽和媚丽是由西北农林科技大学葡萄酒学院通过“欧亚种内轮回选择法”自主选育的白色酿酒葡萄品种和红色酿酒及鲜食兼用品种[2-3]。爱格丽树势强,对霜霉病、白粉病和黑痘病的抗病性强,抗寒性强[4],果实品质优异,酿造的干白葡萄酒果香馥郁、口感清爽平衡[5-6]。媚丽的抗病性、抗寒性强,果实比一般酿酒葡萄大,果皮更薄,颜色较浅,更适合酿造桃红葡萄酒[7-8]。酿酒葡萄品种有很强的地域特性,引入的葡萄品种是否能在当地表现出优良的品质特性,从而促进当地葡萄酒产业发展,是本研究的重点。
夏县地处山西省西南部,黄河流域中部,属于大陆性半湿润季风气候,年平均日照时长2 276 h,年平均活动积温为4 459.8 ℃,年均降水量514.4 mm,全年无霜期203 d,满足酿酒葡萄生长所需要的基本条件[9],冬季最低温度在-15 ℃左右,属埋土防寒边缘区[10],种植者们多采用埋土防寒来保护葡萄安全越冬。但传统的埋土防寒需要冬季下架、春季上架,耗费大量劳动力,提高了生产成本,不利于葡萄栽培的机械化[11],且埋土越冬破坏土壤表层,不利于生态环境的保护[12]。爱格丽、媚丽在多年的栽培实践中表现出较好的抗寒性[13],两者在夏县地区的免埋栽培对葡萄酒产业的可持续发展有重要意义。
本研究以夏县地区的酿酒葡萄品种爱格丽和媚丽为研究对象,用酿酒葡萄品种霞多丽作为对照,进行田间免埋栽培管理,调查各品种的物候期并进行成熟度监控,采收后用小容器法酿造单品种葡萄酒,并测定果实和葡萄酒的基本理化指标、酚类物质含量,休眠期采集一年生枝条测定其抗寒性。从而探究爱格丽和媚丽在夏县地区的适应性,为其在更多地区推广提供理论依据。
试验葡萄品种爱格丽(2013年)、媚丽(2015年)和霞多丽(2013年)定植于山西夏县格瑞特酒庄,爱格丽和媚丽是西北农林科技大学自主培育的酿酒葡萄品种[2-3];株行距1.0 m×2.7 m,“爬地龙”架式,常规栽培管理。
邻苯二甲酸氢钾、氢氧化钠、酒石酸钾钠、硫酸铜、葡萄糖、亚硫酸、无水碳酸钠、甲醇、氯化铝、氯化钾:四川西陇科学有限公司;福林酚:北京索莱宝科技有限公司;芦丁、二甲基氨基肉桂醛:上海源叶生物科技有限公司;儿茶素、没食子酸:上海麦克林生化有限公司。所有试剂均为分析纯。
FD-1C-50真空冷冻干燥机:北京博医康实验仪器有限公司;Cary 60 UV-Vis紫外分光光度计:安捷伦科技有限公司;HC-3016R高速冷冻离心机:安徽中科中佳科学仪器有限公司。
1.3.1 酿酒葡萄物候期调查
田间条件下,每个品种随机选择一行,观察并记录2021年各葡萄品种的物候期。调查参考《葡萄种植资源描述规范和数据标准》[14]。调查标准见表1。
表1 酿酒葡萄物候期调查标准
Table 1 Survey standards of phenophase of wine grape
1.3.2 成熟度监控
葡萄转色变软后,从2021年8月6日开始采样,每3~5 d采样一次,共采样5次。采样时,按照“Z”字型采样路线,在所标记的果穗的阴阳两面及上、中、下部位随机采取100粒葡萄果实。测定葡萄的百粒质量,葡萄榨汁后,测定还原糖、滴定酸和可溶性固形物的含量,计算成熟系数(M值=还原糖/滴定酸)并绘制成熟变化曲线。
1.3.3 单品种葡萄酒酿造
葡萄采收后,参考“小容器酿造法”[15]和《葡萄酒工艺学》[16]酿造爱格丽、霞多丽干型白葡萄酒和媚丽干型桃红葡萄酒。具体流程如下:
干型白葡萄酒
1.3.4 葡萄与葡萄酒理化指标测定
含糖量(以葡萄糖计)、滴定酸(以酒石酸计)、挥发酸(以乙酸计)、酒精度、干浸出物(密度瓶法):参照国标GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析法》[17]测定;百粒质量:采用电子天平测量;可溶性固形物含量:采用手持糖度仪测量。所有指标重复测定3次(下同)。
1.3.5 酚类物质测定
总酚含量测定:采用福林-肖卡法[18];单宁含量测定:采用甲基纤维素法[19];总黄烷醇含量测定:采用对二甲氨基肉桂醛-盐酸法[20];总类黄酮含量测定:采用芦丁甲醇标准溶液法[21]。
1.3.6 抗寒性测定
枝条前处理:冬季休眠后随机采集3个品种的田间一年生枝,选择粗0.5~1.0 cm,长25~50 cm,长势较好,健壮,无病虫害的枝条。每个品种分成6份,用蒸馏水冲洗并晾干,用保鲜膜包裹好,分别置于-6 ℃、-10℃、-14℃、-18℃、-22 ℃、-26 ℃进行梯度低温处理,降温速率为4 ℃/h,在各胁迫温度分别保持12 h后再以4 ℃/h升温至4 ℃,取出后于4 ℃恢复12 h,用于电导率测定。
电导率测定:电导率的测定参考王文举等[22]的方法,略作修改。处理后的枝条用去离子水清洗干净,取节间部分,剪成0.2 cm左右的薄片,称2.0 g于具塞试管中,并加入20 mL去离子水,摇床振荡12 h,摇匀后测各品种不同温度下的初始电导率,封口于沸水浴煮40 min,取出静置冷却2 h,测定终电导值,计算相对电导率。
计算出相对电导率,并对其进行Logistic方程Y=K/(1+ae-bx)拟合,其中,Y是相对电导率,x是处理温度,K是最大泄漏量,取100,再将相对电导率Y与处理温度x之间的关系用线性表示,通过直线回归的方法求得参数a、b值。对该方程进行二阶求导,求导简化可得:X=lna/b,X即为酿酒葡萄离体枝条的半致死温度(semi-lethal temperature,LT50)。
1.3.7 数据分析
采用Excel 2016和SPSS 20.0进行数据处理与分析,GraphPad 8.0进行绘图。
由表2可知,3个酿酒葡萄品种在山西夏县地区都于3月中下旬萌芽,5月初开花,7月中上旬开始成熟,白色品种开始变软,红色品种开始着色,8月中下旬采收。其中,爱格丽和媚丽的各物候期相近,霞多丽葡萄的萌芽和开花时期最早,且其萌芽至采收的生长时间比其他两个品种多7 d左右,在夏县地区均可以达到正常成熟。
表2 3个品种酿酒葡萄物候期
Table 2 Phenophase of 3 wine grape varieties
由图1可知,3个品种的葡萄在成熟过程中葡萄浆果的还原糖、可溶性固形物含量总体呈先上升再下降的趋势,且出现波动情况,M值总体呈上升趋势,总酸呈下降趋势,但会出现上下波动的情况,其中还原糖和可溶性固形物含量的波动最大,且变化趋势基本一致,在8月15日达到高峰后呈下降趋势,这主要是由成熟期的降水造成的。降水天气不仅影响含糖量的积累,也会减缓酸度的下降。在采样时间段内,爱格丽的滴定酸含量明显低于其他两个品种,成熟系数明显高于其他两个品种,这说明爱格丽较其他两个品种成熟最早,8月中旬就已接近成熟。媚丽和霞多丽的成熟速率基本一致,在夏县地区均可达到正常成熟。
图1 3个品种酿酒葡萄成熟期还原糖含量(A)、总酸含量(B)、可溶性固形物含量(C)和M值(D)的变化
Fig.1 Changes in reducing sugar contents (A),total acid contents(B),soluble solid contents (C) and M value (D) of 3 wine grape varieties during maturation period
由表3可知,采收时霞多丽葡萄的还原糖最高,媚丽与之相近,无显著差异(P>0.05),最低的为爱格丽,但都达到酿造优质葡萄酒原料含糖量170 g/L的条件[23-24]。在滴定酸方面,最高的为霞多丽,最低的为爱格丽,三个品种间差异显著;一般认为,酿酒葡萄适宜酸度宜为6~10 g/L[23],在实际生产中应控制采收时机,适当提前采收爱格丽和媚丽,避免果实酸度偏低。成熟系数M值反映了葡萄的糖酸平衡,M值应为32左右,最好在35~45之间。爱格丽和媚丽的成熟系数M值均高于对照品种霞多丽,存在显著差异(P<0.05)。百粒质量方面,媚丽葡萄最高,霞多丽最低,且三个品种差异显著,这主要是品种特性决定的。
表3 3个品种酿酒葡萄果实采收时的基本理化指标
Table 3 Basic physicochemical indexes of 3 varieties of wine grape fruits at harvest time
注:不同字母表示差异显著(P<0.05)。下同。
由表4可知,供试品种的单品种酿造酒残糖均小于4.0 g/L,属于干型葡萄酒;各酒样的挥发酸介于0.19~0.57 g/L之间,均远小于1.2 g/L;霞多丽的酒精度(12.50%vol)高于爱格丽(11.16%vol)和媚丽(11.61%vol),差异显著(P<0.05);媚丽的干浸出物含量最高(23.10 g/L),显著高于爱格丽(16.03 g/L)和霞多丽(16.14 g/L),符合国标中规定的白葡萄酒≥16.0 g/L、桃红葡萄酒≥17.0 g/L的标准;因此,各项指标均符合国标GB 15037—2006《葡萄酒》[25]中相关标准,可以酿造优质的干型白葡萄酒和桃红葡萄酒。
表4 3个品种葡萄酒的基本理化指标
Table 4 Basic physicochemical indexes of wines brewed with 3 wine grape varieties
2.5.1 葡萄皮和籽中的酚类物质含量
由图2可知,对于葡萄皮和籽中的酚类物质,各成分含量在所研究的品种之间存在显著差异(P<0.05)。无论是葡萄皮还是籽,总酚、单宁、总类黄酮和黄烷醇的总体趋势为霞多丽>媚丽>爱格丽。这一结果表明,葡萄皮和籽中的酚类物质含量存在品种特异性。对于酚类物质的积累,小粒果实具有更大的果皮比表面积,从而能积累更多的酚类物质。由表3可知,霞多丽的果实质量最小,这也解释了其酚类物质含量最高的原因。对于试验品种爱格丽和媚丽而言,较低的酚类物质含量这一特点说明其更适合酿造清爽新鲜和富含果香的干型葡萄酒。
图2 3个品种酿酒葡萄葡萄皮(A)与葡萄籽(B)中的酚类物质含量
Fig.2 Polyphenols contents of grape pericarp (A) and seed (B) of 3 wine grape varieties
2.5.2 葡萄酒中的酚类物质含量
由图3可知,媚丽葡萄酒的总酚(270.76 mg/L)、单宁(56.17 mg/L)和总类黄酮(299.65 mg/L)的含量均为最高,爱格丽(179.56 mg/L)与霞多丽(180.24 mg/L)葡萄酒的总酚含量接近,无显著差异(P>0.05);对于黄烷醇含量而言,霞多丽葡萄酒的黄烷醇含量(24.53 mg/L)最高,其次是媚丽(21.11 mg/L)和爱格丽(16.50 mg/L)葡萄酒,差异性显著(P<0.05)。这与葡萄皮和籽中的含量趋势不一致,造成这一现象的原因是酒中的酚类物质含量受酿造工艺等多种因素的影响,在酿造媚丽桃红葡萄酒时,葡萄汁与葡萄皮和籽进行了短暂的接触,浸渍提高了媚丽葡萄酒的酚类物质含量。
图3 3个品种酿酒葡萄小容器酿造葡萄酒的酚类物质含量
Fig.3 Polyphenols contents of wines brewed with 3 wine grape varieties in small container
根据3个品种的一年生枝在设定温度下的相对电导率建立Logistic回归方程,并求出半致死温度(LT50)及拟合度R2,结果见表5。由表5可知,3个品种的拟合度R2均在0.9以上,说明该方程可靠性强,LT50准确度高。LT50作为植物细胞膜伤害的临界温度,表现为LT50越低,该品种的抗寒性越强。三个品种的抗寒性强弱依次为:爱格丽>媚丽>霞多丽。
表5 低温处理下3个品种酿酒葡萄枝条的抗寒性
Table 5 Cold resistance of branches of 3 wine grape varieties under low temperature treatment
通过3个葡萄品种的物候期来看,爱格丽在8月中旬成熟,媚丽和霞多丽在8月下旬成熟,3个品种在山西夏县均能达到正常成熟。其中爱格丽和媚丽在夏县地区萌芽时间晚于霞多丽3~5 d,有利于规避该地区春季可能出现的“倒春寒”影响。春季气温陆续回升时,冷空气的侵袭会使夜间气温降至0 ℃以下,即“倒春寒”,此时,萌芽的葡萄会受到不同程度的冻害,严重时,会使葡萄园的产量下降[26]。最佳的成熟时间和成熟度对葡萄及葡萄酒品质的影响至关重要[27]。从成熟度监控以及果实品质来看,爱格丽和媚丽应适当提前采收,避免果实糖高酸低,影响葡萄酒的平衡。
酚类物质是一大类复杂的化合物,参与葡萄酒颜色、香气和口感的形成,且自身具有抗氧化活性,有一定的保健作用[28]。葡萄酒中的酚类物质来源于酿酒葡萄的皮和籽,在发酵过程中以浸渍的方式进入酒液中。对于干白和桃红葡萄酒而言,短暂的浸渍有利于增加酒的品种特性,生产出口感圆润、平衡度好的葡萄酒[29]。但酚类物质含量过多会增加干白葡萄酒氧化褐变的风险[30]。从酚类物质测定结果来看,三个品种的果实酚类物质含量基本都存在显著差异,这与品种特性有关。桃红葡萄酒酚类物质含量总体高于白葡萄酒,与酿造工艺有关。总体来说爱格丽和媚丽适合酿造富含果香,清爽易饮的葡萄酒产品。
山西夏县属于埋土防寒区边缘,极端低温在-15℃左右,为保护葡萄安全越冬需要进行埋土防寒,即葡萄下架埋土越冬,春季出土上架。这种方式机械化难度高,增加了劳动力成本,还容易造成树体损伤,不利于生态环境[31-32]。从抗寒性测定的结果来看,爱格丽和媚丽的抗寒性均强于对照品种霞多丽,半致死温度LT50均低于-15 ℃,可以实现在该地区免埋栽培,有利于节省人力、降低成本、保护环境,实现葡萄酒产业的可持续、高质量发展。
酿酒葡萄新品种爱格丽和媚丽在山西省夏县的栽培适应性较好,果实成熟度佳,酿造的干白和桃红葡萄酒果香浓郁、清新爽口。两个品种均有较强的抗寒性,可以进行免埋栽培,建议在相似产区大力推广,但物候期较早,要注意防范春季冻害,把握好采收时机。
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Cultivation adaptability of wine grape varieties Ecolly and Meili in Xia County