‘馬瑟蘭’葡萄研究進展及品種優(yōu)勢

郭志君，楊紅麗，王薇，房玉林

（1. 茅臺學院，貴州仁懷 564500；2. 西北農(nóng)林科技大學葡萄酒學院，陜西楊陵 712100；3. 陜西省葡萄與葡萄酒工程技術(shù)研究中心，陜西楊陵 712100）

‘馬瑟蘭’（Marselan）為紅色釀酒葡萄品種，1961年由法國國家農(nóng)業(yè)研究院（INRA）以‘赤霞珠’（Cabernet Sauvignon）和‘歌海娜’（Grenache Noir）為親本雜交育成，具有抗旱、抗病等特點[1]?！R瑟蘭980品系’于2001年被引入中國，目前種植面積超過200 hm2[2]，中國成為法國之外種植面積最大的國家之一[3]。經(jīng)過20余年的栽培及加工實踐檢驗，‘馬瑟蘭’葡萄的釀酒品質(zhì)受到廣泛認可，在2019年“第26屆比利時布魯塞爾國際葡萄酒大獎賽”上，‘馬瑟蘭’葡萄酒被稱為“中國葡萄酒的明日之星”。

中國關(guān)于‘馬瑟蘭’的研究主要集中在植物特性、果實品質(zhì)、釀酒特性、區(qū)域特色等方面，王舒?zhèn)サ萚1]總結(jié)了2008—2019年‘馬瑟蘭’在中國的栽培表現(xiàn)及相關(guān)研究進展。近3年，中國‘馬瑟蘭’相關(guān)研究快速增長，發(fā)文數(shù)量超過之前總和，涉及區(qū)域風土特色、品種對比和品質(zhì)提升等方面。本文以葡萄酒生產(chǎn)鏈為線索概述中國‘馬瑟蘭’最新研究進展，并從品種對比的角度分析其與主要國際釀酒葡萄品種的差異，挖掘‘馬瑟蘭’成為中國代表性品種的潛力，最后對未來研究方向提出展望，以助力中國葡萄酒產(chǎn)業(yè)更好的向科技創(chuàng)新、生態(tài)友好和質(zhì)量提升方向發(fā)展。

1 ‘馬瑟蘭’葡萄生產(chǎn)鏈研究

葡萄酒生產(chǎn)是從土地到餐桌的全流程活動，涉及葡萄種質(zhì)資源、栽培技術(shù)、微生物風土、葡萄酒釀造工藝和質(zhì)量控制等環(huán)節(jié)。‘馬瑟蘭’葡萄酒在中國的繁榮發(fā)展離不開生產(chǎn)鏈的全過程研究，以下歸納了近年來開展的與中國‘馬瑟蘭’葡萄酒生產(chǎn)鏈各環(huán)節(jié)相關(guān)的主要研究內(nèi)容。

1.1 育種與苗木培育

品種是葡萄酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎，雖然‘馬瑟蘭980品系’的栽培性能和釀酒特性受到廣泛認可，但育種對進一步提升苗木抗性及果實釀酒品質(zhì)、加強品種選擇自主性具有重要意義。種內(nèi)輪回選擇是培育優(yōu)質(zhì)、抗病、抗寒抗旱葡萄的有效方法。Wang等[5]為加速種內(nèi)輪回選擇的進程，探索了影響‘馬瑟蘭’葡萄種子發(fā)芽率和成苗率的處理方法，認為將‘馬瑟蘭’種子于4 ℃下儲存3個月，150 mg·L-1赤霉素浸泡8 h，消毒后切喙，通過豆芽機加速萌發(fā)（溫度25 ℃，間歇性噴霧保濕，光照黑暗12 h交替進行）的處理效果最佳。劉政海等[6]將‘馬瑟蘭’作為親本與‘黑比諾’雜交，后代果皮中總酚和單寧含量表現(xiàn)出較高的加性遺傳，具有一定的強親優(yōu)勢，為葡萄品種選擇提供了一定參考。

在‘馬瑟蘭’育苗方面，多以適宜砧木篩選研究為主，結(jié)果表明，砧木‘101-14’‘5BB’‘3309M’‘貝達’在提高‘馬瑟蘭’葡萄植株耐鹽閾值、生長勢、光合作用、果實總花色苷和部分花色素單體含量、葡萄酒總酚含量和色度等方面各有積極作用[7-11]。同時不同砧木對‘馬瑟蘭’果實及葡萄酒品質(zhì)的影響表現(xiàn)出廣泛的一致性，為我國砧木資源的合理利用提供了參考。

1.2 栽培管理

‘馬瑟蘭’具有較強適應性，在中國多數(shù)產(chǎn)區(qū)表現(xiàn)良好，特別是賀蘭山東麓進行了子產(chǎn)區(qū)的生態(tài)區(qū)劃[12]，調(diào)查研究了最佳采收期[13]，并提出了針對性的栽培管理措施[14]，為‘馬瑟蘭’在寧夏產(chǎn)區(qū)的發(fā)展奠定了基礎?！R瑟蘭’在新疆、甘肅、河北、山東產(chǎn)區(qū)都有較廣泛種植，但也并非適合中國所有產(chǎn)區(qū)，在山西太谷的表現(xiàn)就不太理想[15]，因此不能盲目引種栽培。在不同產(chǎn)區(qū)，通過限產(chǎn)[16-17]、限根[18]、水肥管理[19-20]、噴施茉莉酸甲酯[22]等栽培措施可增加‘馬瑟蘭’果實酚類物質(zhì)含量和香氣成分，提高果實品質(zhì)。

除了應用層面的研究，還有元素營養(yǎng)、代謝及其分子機制研究也取得一些進展。宗亞奇[23]通過同源克隆法，在‘馬瑟蘭’果實中鑒定克隆到53個與鐵吸收、轉(zhuǎn)運和分配機制相關(guān)的家族基因成員，張璐等[24]從‘馬瑟蘭’果實中克隆出46個Fe-S簇裝配基因，推測ISU1在葡萄鐵代謝方面可能發(fā)揮關(guān)鍵作用，基因?qū)用娴难芯繛榻馕觥R瑟蘭’吸收元素營養(yǎng)和代謝奠定了理論基礎。

另外，精準調(diào)控正成為葡萄園管理的新方向，光強對‘馬瑟蘭’果實的影響研究相對較多。研究表明，低光強抑制‘馬瑟蘭’果實成熟，但能改善其風味[25]，完全黑暗可降低果實總花青素的質(zhì)量濃度和種類，但不影響漿果顏色[26]。另一方面，遮光會影響‘馬瑟蘭’果實中揮發(fā)性物質(zhì)合成[27]，還會導致果皮和果梗末端的總酚、單寧和類黃酮質(zhì)量濃度下降[28]。因此生產(chǎn)過程中，通過疏葉精準調(diào)節(jié)果穗光照強度，對促進漿果花色苷、揮發(fā)性和多酚類物質(zhì)的積累具有重要意義。

1.3 微生物風土

微生物種類和群落生態(tài)對葡萄酒生產(chǎn)力和感官特征也有重要影響。張春芝等[29]從‘馬瑟蘭’果皮、自然發(fā)酵醪中分離純化出14種酵母菌，其中Starmerella bacillaris和Hanseniaspora uvarum適合釀酒且生長能力強。余東亮[30]篩選出可顯著提升‘馬瑟蘭’葡萄酒整體發(fā)酵香氣、典型性和濃郁度的本土乳酸菌酒酒球菌優(yōu)良菌株3-31。通常，與葡萄酒風格品質(zhì)相關(guān)的某一產(chǎn)區(qū)或環(huán)境下的微生物種類和群落生態(tài)被定義為“微生物風土”[31]，微生物風土研究對葡萄園地點選擇、土壤改善、葡萄酒風土改善具有重要意義。Li等[32]采用高通量測序（HTS）和生物信息學手段發(fā)現(xiàn)，中國‘馬瑟蘭’產(chǎn)區(qū)發(fā)酵相關(guān)真菌群落以子囊菌門短柄霉屬（Aureobasidium）為主；丁建才[33]研究發(fā)現(xiàn)，河北昌黎產(chǎn)區(qū)‘馬瑟蘭’葡萄酒發(fā)酵前、中、后期的真菌組成差異顯著，發(fā)酵前期真菌群落多樣性最高。以上研究為探索微生物群落結(jié)構(gòu)對‘馬瑟蘭’葡萄酒風格塑造的影響和充分挖掘‘馬瑟蘭’適宜產(chǎn)區(qū)的“微生物風土”特色提供了參考。

1.4 釀造工藝

菌種篩選為葡萄酒風土表達提供了物質(zhì)基礎，接種方式則是具體的工藝選擇。自然發(fā)酵可增加‘馬瑟蘭’葡萄酒總揮發(fā)性化合物的質(zhì)量濃度，增強其風味和獨特性[3]。但自然發(fā)酵有一些不確定風險，非釀酒酵母與釀酒酵母共同接種進行發(fā)酵則平衡了風味特色與生產(chǎn)安全的需求，成為一個流行的發(fā)酵策略。研究發(fā)現(xiàn)，混菌發(fā)酵可顯著提高‘馬瑟蘭’葡萄酒萜烯類化合物含量，增加葡萄酒的花香果香[34]，提升葡萄酒圓潤感和香氣特色[35]。此外，干化[36]、閃蒸[37]、冷浸漬結(jié)合橡木桶陳釀[18]、添加橡木片[38]或單寧[39]等工藝手段對‘馬瑟蘭’葡萄酒質(zhì)量均有正面影響，但這些研究均是基于特定產(chǎn)區(qū)、特定品質(zhì)的‘馬瑟蘭’原料，生產(chǎn)中應根據(jù)實際情況進行合理選擇。

1.5 質(zhì)量安全與認證

生物胺對人類健康和食品安全具有較大潛在風險。Han等[40]測定的12款中國‘馬瑟蘭’葡萄酒的總生物胺質(zhì)量濃度均低于安全限，同時發(fā)現(xiàn)生物胺主要在‘馬瑟蘭’葡萄酒蘋果酸-乳酸發(fā)酵期間和后期產(chǎn)生，為生產(chǎn)中控制‘馬瑟蘭’葡萄酒生物胺的產(chǎn)生提供參考。通過對比產(chǎn)自中國的12款‘馬瑟蘭’葡萄酒及24款‘赤霞珠’‘美樂’和‘黑比諾’等葡萄酒后發(fā)現(xiàn)，‘馬瑟蘭’葡萄酒的總生物胺含量最低[40]。

除了質(zhì)量安全，與葡萄原產(chǎn)地和品種相關(guān)的質(zhì)量認證越來越受到消費者關(guān)注。葡萄酒中揮發(fā)性成分是地理來源、葡萄品種、酵母菌株及釀酒工藝等多個因素復雜交互作用的結(jié)果，因此成為葡萄酒原產(chǎn)地及品種鑒別的首選標記物。自從感官組學[41]方法被提出，現(xiàn)已廣泛應用于分析葡萄酒的關(guān)鍵香氣化合物。研究表明‘馬瑟蘭’葡萄酒香氣特征和關(guān)鍵氣味物質(zhì)有β-大馬士革酮、愈創(chuàng)木酚、β-雄酮和呋喃醇等[42]，根據(jù)不同產(chǎn)區(qū)的揮發(fā)性成分可實現(xiàn)對年輕‘馬瑟蘭’葡萄酒進行地理區(qū)域區(qū)分[43]。礦物質(zhì)元素特征也是葡萄酒產(chǎn)地指紋的重要組成部分，新疆‘馬瑟蘭’葡萄果實具有較高的Na、K、Ca、Mg元素含量和較低的Fe元素含量[44]，為品種區(qū)分提供依據(jù)。以上研究為中國‘馬瑟蘭’葡萄酒的品種認證和產(chǎn)區(qū)認證提供了數(shù)據(jù)參考。

綜上，近年開展了大量中國‘馬瑟蘭’葡萄酒生產(chǎn)鏈上各環(huán)節(jié)的相關(guān)研究，從育種到營養(yǎng)健康均有涉及。其中栽培管理和釀酒工藝相對豐富，為中國‘馬瑟蘭’葡萄酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的技術(shù)支持；育種育苗、微生物風土、質(zhì)量認證等研究已逐步開展，為‘馬瑟蘭’葡萄酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供初步的理論支持。但‘馬瑟蘭’葡萄酒生產(chǎn)鏈研究還未形成閉環(huán)，缺少可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)研究。

2 品種特性研究

‘馬瑟蘭’在中國常被比作澳大利亞的‘西拉’、阿根廷的‘馬爾貝克’，暗含其葡萄酒品質(zhì)在中國表現(xiàn)出色。不同品種在中國產(chǎn)區(qū)的品質(zhì)差異研究將為這一論斷提供有力的數(shù)據(jù)支撐。將近3年‘馬瑟蘭’與其它品種的對比研究數(shù)據(jù)進行了匯總歸納，見表1、表2、表3。

表1 ‘馬瑟蘭’與常見釀酒品種的抗寒性對比Table 1 Comparison of cold resistance between 'Marselan' and common wine grapes

表2 ‘馬瑟蘭’與常見釀酒品種的果實性狀及品質(zhì)對比Table 2 Comparing the quality index of 'Marselan' with other grape varieties

表3 ‘馬瑟蘭’與其它品種葡萄酒品質(zhì)對比Table 3 Comparing the quality index of 'Marselan' wine with other wines

2.1 抗寒性

我國大部分優(yōu)質(zhì)葡萄酒產(chǎn)區(qū)處于埋土防寒線以北，抗寒性成為重要的品種評價指標之一。由表1可見，‘馬瑟蘭’枝條的半致死溫度低于‘赤霞珠’‘蛇龍珠’‘西拉’‘美樂’等品種，結(jié)合電導率、可溶性糖、可溶性蛋白、束縛水/自由水比值以及枝條木質(zhì)部、韌皮部、皮層比率等因素，‘馬瑟蘭’枝條的綜合抗寒能力最高[48]；但結(jié)合電導率、脯氨酸、丙二醛生理指標進行評估，‘馬瑟蘭’的綜合抗寒性略低于‘赤霞珠’和‘蛇龍珠’，高于‘美樂’和‘西拉’[49]。盡管不同評價指標下綜合抗寒能力比較結(jié)果有差異，總體來看‘馬瑟蘭’的抗寒性較強，并結(jié)合其傷流期較晚的特點，能較好地適應我國北方產(chǎn)區(qū)。

2.2 果實性狀及品質(zhì)

由表2可見，‘馬瑟蘭’果穗與‘黑比諾’‘美樂’‘赤霞珠’和‘品麗珠’等相比，具有穗質(zhì)量大、果梗率高、皮渣中種子占比大、岀汁率低[51]、果粒小的特點[17]；一般漿果可溶性固形物含量大于20%，與常見歐亞種葡萄相當；總酸含量不同產(chǎn)區(qū)差別較大，在4.86～8.40 g·L-1；果皮單寧和總酚含量中等偏上，與‘赤霞珠’相近[17,51]，高于‘品麗珠’和‘北冰紅’[52]；在部分研究中‘馬瑟蘭’花色苷種類多于‘赤霞珠’‘品麗珠’‘西拉’‘美樂’和‘小味兒多’[53-55]，酚類物質(zhì)總含量高于‘小味兒多’[56]；果實揮發(fā)性物質(zhì)總含量略低于‘西拉’和‘小味兒多’，高于‘品麗珠’[55]。雖然以上數(shù)據(jù)和評價不能覆蓋所有情況，但可以看出‘馬瑟蘭’葡萄具有釀造優(yōu)質(zhì)濃郁型葡萄酒的潛力。

2.3 葡萄酒品質(zhì)

葡萄酒感官品質(zhì)主要表現(xiàn)在色、香、味三個方面。研究發(fā)現(xiàn)‘馬瑟蘭’葡萄酒總花色苷含量介于‘蛇龍珠’和‘赤霞珠’之間[46]，二甲花翠素含量高于‘赤霞珠’‘美樂’‘西拉’葡萄酒，加之介于中間水平的K元素含量[58]，可以較好的解釋‘馬瑟蘭’葡萄酒較深的色度[59]。‘馬瑟蘭’葡萄酒的揮發(fā)性成分中，除酯類物質(zhì)種類明顯低于‘赤霞珠’葡萄酒，其他揮發(fā)性物質(zhì)含量處于中等偏下水平[60-61]（表3）?！R瑟蘭’葡萄酒特征香氣成分包括β-大馬士革酮、3-巰基-1-己醇β-洋蔥酮和2-甲氧基-3-異丁基吡嗪，使其具有多汁的蔬菜和辛辣的香氣特征[42]。產(chǎn)區(qū)表現(xiàn)方面，除山西太原外[61]，其它產(chǎn)區(qū)的‘馬瑟蘭’葡萄酒的酒精度、總酸、干浸出物、甘油和多種有機酸的含量普遍高于‘赤霞珠’葡萄酒[40]，具有更飽滿的酒體。受產(chǎn)地、氣候和研究方法的限制，以上研究的同品種數(shù)據(jù)之間有差異，甚至品種對比中有相反的結(jié)果，但總體來看‘馬瑟蘭’葡萄酒有較好的品質(zhì)特征，與其“偏紫色調(diào)、香氣清新、口感較飽滿柔和，單寧較細膩”感官定位相符。

另外，‘馬瑟蘭’葡萄酒具有較高的總酚、總黃酮、總黃酮醇含量和體外抗氧化能力，相比之下略低于‘赤霞珠’，高于‘蛇龍珠’[46]。

綜上所述，‘馬瑟蘭’的抗寒性、果實品質(zhì)和葡萄酒品質(zhì)的總體表現(xiàn)不亞于國際釀酒品種，相比于其它曾被認為可能成為中國代表品種的‘蛇龍珠’‘品麗珠’和‘北冰紅’有明顯優(yōu)勢。同時中國葡萄酒產(chǎn)區(qū)分布廣泛，氣候差異明顯，風土特色多樣，導致各產(chǎn)區(qū)‘馬瑟蘭’可能出現(xiàn)較大的特性差異，與其它品種對比結(jié)論不一致。可通過建立共同遵守的原則和步驟，增加樣本數(shù)量，得到可靠的品種對比數(shù)據(jù)，為中國‘馬瑟蘭’葡萄酒發(fā)展奠定更扎實的基礎。

3 未來和展望

3.1 加強育種及抗性研究

目前‘馬瑟蘭980品系’在中國大部分產(chǎn)區(qū)表現(xiàn)良好，因此有關(guān)育種研究未受到重視，但品種選育是進一步提高抗病性、抗寒抗旱性的重要途徑，使其更好地適應微氣候和土壤條件，豐富葡萄酒風味的關(guān)鍵所在。在傳統(tǒng)育種方式的基礎上，通過轉(zhuǎn)錄組、基因組等挖掘出與主要抗性和品質(zhì)性狀相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因和轉(zhuǎn)錄因子加以利用，是‘馬瑟蘭’未來育種的重點方向。同時，可進一步開展關(guān)鍵化合物，如三萜類化合物[64]、非系統(tǒng)化合物[65]、蛋白酶解物[66]、硫化昆布多糖（Sulfated laminarin）[67]對增強‘馬瑟蘭’抗病性的作用及機理研究。另外，土壤微生物群可以通過誘導特征基因產(chǎn)生有益蛋白質(zhì)或次生代謝產(chǎn)物提高葡萄藤的抗病性、耐鹽性和抗旱性[68-69]，因此開展不同產(chǎn)區(qū)土壤微生物群對‘馬瑟蘭’葡萄次生代謝物的影響研究，利用微生物輔助技術(shù)提高品種抗逆性具有重要的潛力。

3.2 深入品質(zhì)特性和風土溯源研究

決定葡萄酒品質(zhì)的核心因素是果實品質(zhì)，近年開展了較多通過架式、水肥、限根等宏觀栽培技術(shù)提高‘馬瑟蘭’果實品質(zhì)的研究，而通過添加生物炭[70]或水溶膠[71]等調(diào)節(jié)土壤微觀結(jié)構(gòu)、利用根系微生物[72]調(diào)控葡萄植株生理及果實品質(zhì)等微觀層面的栽培管理研究還有待深入?！R瑟蘭’葡萄酒高質(zhì)量發(fā)展離不開風土溯源研究，即原產(chǎn)地、品種、年份和品質(zhì)等方面的認證和辨認[73]。通過代謝組學技術(shù)建立辨別模型是目前較為流行的研究方法，但目前對‘馬瑟蘭’風土溯源的研究還存在問題，研究樣本量有限，需進一步通過高分辨率質(zhì)譜獲得更大的‘馬瑟蘭’葡萄酒定量結(jié)果數(shù)據(jù)集，建立準確度更高的質(zhì)量認證模型。

3.3 關(guān)注健康和質(zhì)量安全研究

目前關(guān)于‘馬瑟蘭’保健效果的研究不足，應加強‘馬瑟蘭’葡萄酒的腫瘤抑制、免疫調(diào)節(jié)及抗炎作用和機制研究，并通過品種對比挖掘‘馬瑟蘭’葡萄酒的優(yōu)勢，以促進中國‘馬瑟蘭’葡萄酒的推廣和發(fā)展。

探究健康益處的同時還應關(guān)注食品安全，以保護消費者降低健康風險。目前還缺少‘馬瑟蘭’果實及葡萄酒中重金屬元素質(zhì)量濃度和農(nóng)藥殘留評估，以及‘馬瑟蘭’葡萄酒中氨基甲酸乙酯、赭曲霉毒素和金黃色葡萄球菌等生物源有害物質(zhì)的調(diào)查研究，還應構(gòu)建‘馬瑟蘭’葡萄酒質(zhì)量安全評價體系，為生產(chǎn)安全高質(zhì)的‘馬瑟蘭’葡萄酒提供更為系統(tǒng)全面的保障。

3.4 布局可持續(xù)發(fā)展研究

生產(chǎn)過程清潔化及對生產(chǎn)廢物進行管理和估價是葡萄酒產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要方面?！R瑟蘭’葡萄皮渣[77]和葡萄籽[78]含有豐富的生物活性成分，但我國關(guān)于‘馬瑟蘭’葡萄廢棄物資源化利用的研究鮮有報道，涉及‘馬瑟蘭’葡萄酒可持續(xù)發(fā)展的研究也幾乎空白。布局可持續(xù)發(fā)展研究，是未來‘馬瑟蘭’葡萄酒產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的必然要求，將對中國葡萄酒產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展起到引領示范作用。開展‘馬瑟蘭’葡萄栽培和生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量廢物的再利用、降低‘馬瑟蘭’葡萄酒產(chǎn)品碳足跡研究，將助力‘馬瑟蘭’成為葡萄酒產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展先鋒，為加強中國葡萄酒產(chǎn)業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)服務功能作出貢獻。

4 結(jié)語

近年開展的‘馬瑟蘭’育種育苗、栽培管理、微生物風土、釀造工藝、質(zhì)量認證、營養(yǎng)與健康的相關(guān)研究為中國‘馬瑟蘭’葡萄酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了大量技術(shù)和理論支持，品種比對研究為充分挖掘‘馬瑟蘭’潛力提供了數(shù)據(jù)支持。同時還應加強‘馬瑟蘭’育種和抗性、深入品質(zhì)特性和風土溯源、關(guān)注健康和安全、布局可持續(xù)發(fā)展研究，助力中國葡萄酒產(chǎn)業(yè)向科技創(chuàng)新、生態(tài)友好、高質(zhì)量方向發(fā)展，努力打造出具有“中國風土、世界品質(zhì)”的中國標志性葡萄酒。