不同地區(qū)釀酒葡萄果實中酚類物質(zhì)含量及抗氧化能力的分析*

蔣寶，羅美娟，張小轉(zhuǎn)，張振文

1(渭南職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品檢測中心，陜西 渭南，714000)2(涇陽縣園藝工作站，陜西涇陽，713700)

3(西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院，陜西楊凌，712100)

與其他酚類物質(zhì)一樣，葡萄酒中花色苷物質(zhì)的組成和含量因葡萄品種、生態(tài)條件、栽培方式等不同而有不同程度的差異，從而最終影響到葡萄酒的質(zhì)量。Jessica等［3］對黑比諾(Pinot Noir)葡萄果實的研究表明:照光果穗的果實中花色苷的總量顯著地高于遮陰果穗;此外，Badja［4］對阿根廷門多薩地區(qū)不同海拔高度葡萄園(1 500米與870米)中的馬爾貝克(Malbec)果實的研究表明:高海拔處葡萄果皮厚度是低海拔處的5倍。

我國葡萄酒產(chǎn)區(qū)分布較廣，從東至西橫跨距離超過2000公里，并且每個產(chǎn)區(qū)的氣候和土壤條件各不相同，進而為這些地區(qū)生產(chǎn)不同風(fēng)格的葡萄酒創(chuàng)造了生態(tài)條件。為此，本研究選取我國北方4個葡萄酒產(chǎn)區(qū)(包括寧夏玉泉營、山西鄉(xiāng)寧、河北昌黎和沙城地區(qū))主栽釀酒葡萄品種赤霞珠和梅鹿輒，通過光譜和色譜分析，對其葡萄果實中的酚類物質(zhì)含量及抗氧化能力進行了評價。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為赤霞珠(Cabernet Sauvignon)和梅鹿輒(Merlot)，根據(jù)葡萄果實的糖酸比值確定其最佳技術(shù)成熟度，并于2011年10月前后采收葡萄。2個品種的葡萄果實均分別采自寧夏玉泉營慧彬公司(NXYQY)、山西鄉(xiāng)寧戎子酒莊(SXXN)、河北昌黎朗格斯酒莊(HBCL)和沙城德尚酒莊(HBSC)，且具有代表性的葡萄園。2個品種均為實生根系，株行距為1.0 m×2.5 m、多主蔓扇形整枝，所有試驗點栽培管理措施完全相同。

1.2 試驗試劑

葡萄糖、酒石酸、沒食子酸和乙酸乙酯等，天津市博迪化工有限公司;甲醇、甲酸、乙腈、乙酸均為色譜純，F(xiàn)isher(Fairlawn，NJ，USA)公司;兒茶素(Catechin)、二甲氨基肉桂醛(p-DMACA)、二甲花翠素葡萄糖苷(Malvidin-3-O-glucoside)、2，2-二苯代苦味酞基苯肼(DPPH)和水溶性VE(Trolox)Sigma-Aldrich公司。

1.3 主要儀器設(shè)備

UV-1800紫外可見光分光光度計，日本島津公司;Eppendorf 5804R低溫冷凍離心機，德國Eppendorf公司;Agilent 1100高效液相色譜儀-質(zhì)譜，美國Agilent公司。

1.4 樣品采集與提取液制備

采用“S”形取樣法采集葡萄，將所采果實樣品分為2份，一份直接破碎取汁，用于果實總糖、總酸和pH值的測定;另一份葡萄果實用液氮冷凍后研磨成粉末，再用酸化甲醇(V(體積分數(shù)60%甲醇)∶V(鹽酸)=100∶0.1)重復(fù)提取3次，所有試驗步驟均在避光條件下進行，提取液置于-40℃超低溫冰箱中用于酚類物質(zhì)及抗氧化活性的測定。

1.5 果皮花色苷的提取

將0.5 g的葡萄皮干粉倒入10 mL含體積分數(shù)2%甲酸的甲醇溶液中，超聲提取10 min，再在25℃的搖床中避光提取30 min，然后以8 000 r/min低溫離心8 min，轉(zhuǎn)上清液于100 mL圓底燒瓶中，以上步驟重復(fù)4次，合并所有上清液，將上清液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(30℃)蒸干，殘渣用流動相(V流動相A∶流動相B=9∶1)定容至10 mL，-40℃下保存?zhèn)溆?，樣品進樣前用 0.45 μm 濾膜過濾［5］。

1.6 測定項目及方法

1.6.1 基本理化指標的測定

四十年前，我參加了1978年的高考，那是我高中畢業(yè)11年后的高考。這11年里，我下鄉(xiāng)當(dāng)過知青，進工廠當(dāng)過臨時工。一次次地推薦工農(nóng)兵大學(xué)生都沒有我的份，一次次招正式工也沒我的份。幾番險被辭退，每念斯恥，汗未嘗不發(fā)背沾衣。我以為我這輩子完了，沒想到，1977年鄧小平拍板的第一個改革，是恢復(fù)由于文化大革命沖擊而中斷的高考，并且不問考生家庭出身，這就給我?guī)砹烁淖兠\的機會。高考改變了我的命運，我衷心感謝文革后的第一個改革，還有推動這個改革的劉道玉、查全性教授。

總糖(以葡萄糖計)采用斐林試劑滴定法測定;總酸(以酒石酸計)用指示劑法(國標法)測定;pH值用酸度計法測定。

1.6.2 葡萄酚類物質(zhì)的測定

總酚含量采用福林-肖卡法［6］測定，結(jié)果以每千克果實中含有的沒食子酸表示;總類黃酮含量采用NaNO2-Al(Cl)3法［7］測定，總黃烷醇含量由 DMACA法［8］測定，結(jié)果均以每千克果實中含有的兒茶素表示;總花色苷含量由pH值示差法［9］測定，以1 kg果實中含有的二甲花翠素葡萄糖苷表示。

1.6.3 葡萄抗氧化能力的測定

DPPH·清除能力的測定參考Brandwilliams等［10］的方法，Cu2+還原能力的測定參考 Apak 等［11］的方法，結(jié)果均以1 kg葡萄果實中所含的Trolox表示。

1.6.4 葡萄果皮中花色苷物質(zhì)的測定

葡萄果皮中花色苷的定性和定量分析在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院葡萄與葡萄酒研究中心完成。利用HPLC-UV-MS/MS技術(shù)，結(jié)合離子的保留時間來進行定性分析［12］;以二甲花翠素葡萄糖苷作為標準物，并利用外標法結(jié)合標準曲線的方法對花色苷進行定量計算。

1.7 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS16.0分析軟件對實驗數(shù)據(jù)進行分析，花色苷單體重復(fù)測定2次，結(jié)果以2次測定的均值表示，其他指標均重復(fù)測定3次。

2 結(jié)果與討論

2.1 葡萄理化指標的分析

由表1可知，赤霞珠和梅鹿輒果實的總糖含量在198.6 ～224.1 g/kg和 187.3 ～218.9 g/kg，總酸含量在7.6 ～9.9 g/kg和6.9 ～8.9 g/kg，它們的糖酸比均不同程度地≥20。結(jié)果表明，盡管4個地區(qū)的生態(tài)條件迥異，但2個品種2011年的果實均獲得較好的成熟度。

表1 4個地區(qū)赤霞珠和梅鹿輒葡萄果實的基本理化指標Table 1 The physicochemical index of Cabernet Sauvignon and Merlot berries from four different regions

2.2 葡萄多酚含量及抗氧化活性的分析

酚類物質(zhì)含量豐富的原料是釀造高品質(zhì)葡萄酒的重要條件。由表2可知，赤霞珠和梅鹿輒果實的總酚含量在 3 531.8 ～5 324.3 mg/kg和 2 451.8 ～3 229.2 mg/kg，其中寧夏玉泉營地區(qū)果實的總酚含量最高，河北沙城次之，其主要原因應(yīng)該是地區(qū)間生態(tài)條件不同所致。類黃酮是葡萄果實和相應(yīng)葡萄酒中含量最高、成分最為復(fù)雜、與葡萄酒質(zhì)量最為密切的一類多酚物質(zhì)。由表2可見，赤霞珠和梅鹿輒果實的類黃酮總量分別為 2 512.8～3 743.3 mg/kg和1 769.5 ～2 234.0 mg/kg，其中玉泉營地區(qū)赤霞珠果實中類黃酮含量是鄉(xiāng)寧地區(qū)的1.5倍;對于梅鹿輒品種而言，除沙城最低外，其他3個地區(qū)相差不大。黃烷醇類物質(zhì)與葡萄酒的澀味和抗氧化能力關(guān)系密切，玉泉營和河北沙城地區(qū)含量最高，尤其是玉泉營地區(qū)的含量約為山西鄉(xiāng)寧和昌黎地區(qū)的1.4～2.1倍。

果皮中花色苷含量的高低主要決定于葡萄的品種，且花色苷含量高的葡萄原料是釀造色澤優(yōu)質(zhì)葡萄酒的必要條件。由表2可知，赤霞珠和梅鹿輒果皮花色苷總量分別在1 088.5 ～3 025.2 mg/kg和742.5 ～1 891.3 mg/kg，其中寧夏玉泉營地區(qū)含量最高，河北沙城次之，其他2個地區(qū)相差不大。而且，寧夏玉泉營地區(qū)的赤霞珠和梅鹿輒果皮花色苷總量分別是河北昌黎地區(qū)的2.5和2.8倍。研究結(jié)果進一步證實產(chǎn)區(qū)生態(tài)條件對果皮花色苷含量具有重要影響，且海拔較高、光照較強、晝夜溫差較大的玉泉營地區(qū)的氣候特征有利于葡萄果皮中花色苷含量的積累［13］。

表2 4個地區(qū)赤霞珠和梅鹿輒葡萄果實酚類含量及抗氧化能力的比較Table 2 Comparison of the total polyphenolics content and antioxidant activity of Cabernet Sauvignon and Merlot berries from four different regions

2種抗氧化指標(DPPH法和CUPRAC法)的測定結(jié)果均表明，玉泉營地區(qū)的赤霞珠和梅鹿輒果實抗氧化能力最強，沙城其次，鄉(xiāng)寧和昌黎較低。這與玉泉營和沙城地區(qū)葡萄果實含有較高的多酚類物質(zhì)相對應(yīng)，說明酚類物質(zhì)與抗氧化能力間的正相關(guān)性。此外，2種方法在4個地區(qū)的赤霞珠和梅鹿輒果實抗氧化能力間獲得較好的協(xié)同性，但協(xié)同程度隨測定方法而有所不同。例如，當(dāng)選用DPPH法測定時，玉泉營地區(qū)梅鹿輒果實的抗氧化能力高于昌黎地區(qū)約26.0%，在 CUPRAC 法中，此值為30.1%。

2.3 葡萄果皮花色苷的分析

為進一步探究產(chǎn)區(qū)生態(tài)條件對果皮花色苷組成和含量的影響，本實驗通過高效液相色譜(HPLC-UVMS/MS)在2個品種中分別檢測到22和23種花色苷類物質(zhì)，其中包括5種基本花色苷和18種花色苷衍生物(15種?；ㄉ蘸?種吡喃花色苷)。

由表3可知，5種基本花色苷(序號1-5)在4個地區(qū)的赤霞珠和梅鹿輒果皮中均被檢測出，但彼此間的含量存在不同程度的差異。赤霞珠和梅鹿輒果皮中5種基本花色苷的總量分別為6 273.6～20 056.5 mg/kg和8 284.1 ～13 770.2 mg/kg，其中，寧夏玉泉營地區(qū)果皮基本花色苷的單體和總量均最高，其次是山西鄉(xiāng)寧，其他2個地區(qū)相對較低。對于赤霞珠而言，玉泉營地區(qū)基本花色苷總量分別是河北沙城和昌黎地區(qū)的2.6和3.2倍;對于梅鹿輒而言，此值分別為1.3和1.7倍。由于本研究所用釀酒葡萄的田間管理措施完全相同，所以產(chǎn)區(qū)生態(tài)因素對葡萄果皮中5種基本花色苷含量能產(chǎn)生顯著的影響，例如產(chǎn)區(qū)的溫度、光照和降雨量等因素，且影響程度與品種特性密切關(guān)系。研究還發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)區(qū)生態(tài)條件對葡萄果皮花色苷組成的影響主要表現(xiàn)在花色苷衍生物上。在4個地區(qū)的赤霞珠和梅鹿輒果皮中分別有6和9種花色苷衍生物的組成存在差異，但這類衍生物的含量相對較低。在所檢測到的23種花色苷物質(zhì)中，二甲花翠素葡萄糖苷的含量最高，這與前人的研究結(jié)果一致［14］。

3 結(jié)論

寧夏玉泉營地區(qū)赤霞珠和梅鹿輒果實的酚類物質(zhì)(包括總酚、總類黃酮、總黃烷醇和總花色苷)含量最高，其次是河北沙城地區(qū)，而河北昌黎和山西鄉(xiāng)寧地區(qū)含量互有高低。對4個地區(qū)葡萄果實抗氧化能力(DPPH法和CUPRAC法)進行測定，抗氧化能力強弱與其酚類物質(zhì)含量呈正相關(guān)。產(chǎn)區(qū)生態(tài)條件對赤霞珠和梅鹿輒果實花色苷組成的影響主要表現(xiàn)在其衍生物上，對其含量的影響與品種特性有關(guān)。

表3 4個地區(qū)赤霞珠和梅鹿輒葡萄果皮花色苷組成和含量的比較 (ME mg·kg-1)Table 3 Comparison of anthocyanins composition and concentration of Cabernet Sauvignon and Merlot grape skins from four different regions(ME mg·kg-1)

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