王安妮,肖慧琳,張超杰,鄭秋玲,王 婷,唐美玲*
(山東省煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,山東 煙臺(tái) 265500)
馬瑟蘭是法國(guó)利用赤霞珠和歌海娜雜交育成的品種,近年來(lái)在煙臺(tái)產(chǎn)區(qū)表現(xiàn)良好,長(zhǎng)勢(shì)中庸,果穗松散,顏色較好,抗病性強(qiáng),栽培面積逐年增加。如何進(jìn)一步提高其果實(shí)品質(zhì)釀出具有產(chǎn)區(qū)特色的葡萄酒是目前急需解決的生產(chǎn)問(wèn)題。
花色苷是釀酒葡萄與葡萄酒中至關(guān)重要的一類物質(zhì)。葡萄果實(shí)和葡萄酒呈現(xiàn)出的顏色主要是由花色苷組分和含量決定,而顏色是評(píng)價(jià)葡萄果實(shí)和葡萄酒品質(zhì)的一項(xiàng)重要依據(jù)[1]。葡萄品種中含有的花色苷組分主要由遺傳因素決定[2],但目前也有研究表明,環(huán)境因素和管理方式也會(huì)影響花色苷的組分和含量[3-6]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)于果際微氣候調(diào)控對(duì)釀酒葡萄果實(shí)花色苷的影響開(kāi)展了很多研究。大多數(shù)的釀酒葡萄適宜摘葉的時(shí)期是快速著色期,但不同品種和不同產(chǎn)區(qū)之間也有些許差異。LEMUT M S等[7]在維帕瓦谷測(cè)定的黑比諾表示在坐果期摘葉處理最佳。雷玉娟等[8]在新疆地區(qū)采用不同時(shí)期結(jié)合不同摘葉的方式處理赤霞珠,表明轉(zhuǎn)色后半摘葉和采收前全摘葉均提高了果實(shí)含糖量,有利于花色苷的合成;張國(guó)濤等[9]在香格里拉分五個(gè)時(shí)期對(duì)赤霞珠進(jìn)行摘葉處理,表示在轉(zhuǎn)色前期及中期效果較好。
為進(jìn)一步明確果際微氣候調(diào)控對(duì)煙臺(tái)產(chǎn)區(qū)馬瑟蘭果實(shí)中花色苷的影響,本研究擬通過(guò)轉(zhuǎn)色期前、后兩個(gè)時(shí)期對(duì)果穗周圍葉片進(jìn)行摘葉處理,探究馬瑟蘭果實(shí)中花色苷組分和含量的變化,為提高煙臺(tái)產(chǎn)區(qū)馬瑟蘭品質(zhì)提供理論依據(jù)。
供試品種為馬瑟蘭980,均采自于山東省煙臺(tái)產(chǎn)區(qū)蓬萊龍湖酒莊。
花翠素-3-O-葡萄糖苷、花青素-3-O-葡萄糖苷、甲基花青素-3-O-葡萄糖苷、甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷及二甲花翠素-3-O-葡萄糖苷:Miragen公司;乙腈(色譜純)、甲醇(色譜純)、甲酸(分析純):上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。
Agilent 1260 Infinity高效液相色譜(high efficiencyliquid chromatography,HPLC)儀:安捷倫科技有限公司;BSA224S電子天平:北京賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;AA-56311有機(jī)相過(guò)濾器:安捷倫科技有限公司;H13237型超純水器:四川優(yōu)普超純科技有限公司;IKA MS3 basic渦旋振蕩器:艾卡儀器設(shè)備有限公司;Centrifuge 5430R高速離心機(jī):德國(guó)Eppendorf公司。
1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
本次試驗(yàn)選擇生長(zhǎng)健壯,長(zhǎng)勢(shì)一致的植株,每10棵樹(shù)為一個(gè)處理,重復(fù)3次,各處理隨機(jī)排列。分別在轉(zhuǎn)色前(花后35 d)和全部轉(zhuǎn)色結(jié)束后(花后65 d)兩個(gè)時(shí)期在果穗上下各摘除1片葉,不摘葉做對(duì)照。
1.3.2 果皮花色苷的提取
果實(shí)成熟時(shí)每個(gè)處理隨機(jī)取樣100粒漿果,樣品采集后放入冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室剝?nèi)」し湃胍旱兴賰?,然后用研缽磨成粉末放入真空冷凍干燥機(jī)-40℃下冷凍干燥24 h,果皮粉保存在-40℃冰箱內(nèi)備用。準(zhǔn)確稱量0.2 g放入研缽,加入1.5 mL的提取液(甲酸∶水∶甲醇=2∶28∶70)繼續(xù)研磨至無(wú)明顯顆粒狀,并用移液槍吸取1 mL于離心管中。室溫下1500r/min避光搖床振蕩10min,然后4℃條件下13000r/min低溫離心10 min,取上清液經(jīng)0.22 μm的濾膜過(guò)濾并收集到離心管內(nèi)。-80℃保存待測(cè)上機(jī)。
1.3.3 果皮花色苷的定性和定量
花色苷采用高效液相色譜技術(shù)測(cè)定。色譜條件如下:KromasilC18色譜柱(250mm×4.6mm,5μm);流速1.0mL/mim;柱溫30℃;進(jìn)樣量20 μL;檢測(cè)波長(zhǎng)525 nm;流動(dòng)相A甲酸∶水=1∶9,B甲酸∶乙腈=1∶9。
采用外標(biāo)法進(jìn)行定性和定量分析。準(zhǔn)確稱取花翠素-3-O-葡萄糖苷、花青素-3-O-葡萄糖苷、甲基花翠素-3-O-葡萄糖苷、甲基花青素-3-O-葡萄糖苷和二甲花翠素3-O-葡萄糖苷這5種標(biāo)準(zhǔn)品用10%的甲酸溶液配制成質(zhì)量濃度為10mg/L、20 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)液,經(jīng)0.22 μm濾膜過(guò)濾后,在確定的色譜條件下上機(jī)測(cè)定,擬合5種花色苷的質(zhì)量濃度(Y)和峰面積(X),得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程進(jìn)行定量分析。相關(guān)系數(shù)均在0.999 2以上,線性關(guān)系良好,符合高效液相色譜的標(biāo)準(zhǔn)。其他各類?;ㄉ諈⒖剂赫癫腫10]測(cè)定結(jié)果推斷色譜峰代表成分。
如表1所示,轉(zhuǎn)色后摘葉處理組中檢測(cè)出的數(shù)量與對(duì)照組相同,而轉(zhuǎn)色前摘葉處理組中共檢測(cè)出16種花色苷單體。除了對(duì)照組中的那12種葡萄糖苷花色苷之外,還多檢測(cè)出2種單葡萄糖苷花色苷單體和2種雙葡萄糖苷花色苷。雖然大多數(shù)研究結(jié)果表明歐亞種葡萄中只含有單葡萄糖苷花色苷,但也有少數(shù)研究表明,一些歐亞種中也存在少量雙糖苷[11-14],其在葡萄酒中的顏色和穩(wěn)定性具有雙重特性。在新酒中,雙糖苷花色苷在熱和光下的穩(wěn)定性好于花色素單糖苷,但在葡萄酒的成熟和陳釀過(guò)程中是非常不穩(wěn)定的[15-16]。至于本研究中轉(zhuǎn)色前摘葉增加果實(shí)中的雙糖苷花色苷對(duì)于后期葡萄酒呈色的影響有待于進(jìn)一步研究。
表1 三種處理馬瑟蘭葡萄皮中花色苷的分析Table 1 Analysis of anthocyanins in grape skins of Marselan with three types of treatments
煙臺(tái)產(chǎn)區(qū)馬瑟蘭果實(shí)中花色苷種類主要是五類,包括花翠素類、花青素類、甲基花翠素類、甲基花青素類和二甲基花翠素類,沒(méi)有檢測(cè)到花葵素類。其中相對(duì)含量最高的就是二甲基花翠素類,相對(duì)含量最低的是花青素類,這與多個(gè)研究結(jié)果一致[17-19],摘葉處理沒(méi)有改變這個(gè)趨勢(shì)。三個(gè)處理對(duì)照組中二甲基花翠素類相對(duì)含量最高為92.06%,轉(zhuǎn)色前摘葉組的相對(duì)含量最低為87.51%;花青素類相對(duì)含量最低的是對(duì)照組為0.36%,而轉(zhuǎn)色前摘葉處理的相對(duì)含量最高為0.57%。轉(zhuǎn)色前摘葉處理組中除了二甲基花翠素類相對(duì)含量低于對(duì)照和轉(zhuǎn)色后摘葉的,其余四大類相對(duì)含量都要高于對(duì)照和轉(zhuǎn)色后摘葉的。轉(zhuǎn)色后摘葉的除了花翠素和二甲基花翠素類相對(duì)含量略低于對(duì)照組,其他三類相對(duì)含量高于對(duì)照組。
煙臺(tái)產(chǎn)區(qū)馬瑟蘭果實(shí)中的花色苷以未酰化、香豆酰化、咖啡?;鸵阴;姆N形態(tài)存在。轉(zhuǎn)色前摘葉組相對(duì)含量的高低順序?yàn)橄愣辊;ㄉ眨疚歹;ㄉ眨疽阴;ㄉ眨究Х弱;ㄉ?。轉(zhuǎn)色后摘葉處理與對(duì)照基本相似,只是相對(duì)含量比對(duì)照稍高,為45.68%。但轉(zhuǎn)色前摘葉處理中含量最高的是未?;ㄉ?,為45.27%,其次才是香豆?;ㄉ?,為35.07%,并且三種?;问交ㄉ障鄬?duì)含量都要少于轉(zhuǎn)色后摘葉處理和對(duì)照組。由此可以看出,轉(zhuǎn)色前摘葉在一定程度上抑制了花色苷的甲基化和?;?,這與PASTORE C等[20-21]的研究結(jié)果是一致的,漿果成熟過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間高溫灼燒或者曝光能顯著減少花色苷的甲基化和?;潭?。
如表2所示,三種處理方式共檢測(cè)到花翠素類3種,花青素類2種,甲基花翠素類3種,甲基花青素類3種,二甲基花翠素類5種。轉(zhuǎn)色前摘葉處理組比對(duì)照組多檢測(cè)到2種單葡萄糖苷花色苷單體(花青素-3-O-葡糖苷、甲基花翠素-3-O-(6-O-乙酰)葡糖苷)和2種雙葡萄糖苷花色苷(花翠素-3-O-(6-O-對(duì)香豆酰)葡糖苷-5-O-葡糖苷和二甲花翠素-3-O-(6-O-香豆酰)葡糖苷-5-O-葡糖苷)。轉(zhuǎn)色后摘葉處理組和對(duì)照處理組檢測(cè)的花色苷單體種類一致。
表2 三種處理馬瑟蘭葡萄皮中花色苷的相對(duì)含量Table 2 Relative percentage of anthocyanins in Marselan grape skins with three types of treatments
轉(zhuǎn)色前摘葉中相對(duì)含量最高的是二甲基花翠素-3-O-葡糖苷花色苷,為39.36%,其次是二甲花翠素-3-O-(6-O-對(duì)香豆酰)葡糖苷,相對(duì)含量為29.68%,再次是二甲花翠素-3-O-(6-O-乙酰)葡糖苷,相對(duì)含量為16.53%,三者共占了總花色苷的85.57%;而轉(zhuǎn)色后摘葉處理和對(duì)照組中二甲花翠素-3-O-(6-O-對(duì)香豆酰)葡糖苷含量最高,分別為40.85%和39.70%,其次是二甲花翠素-3-O-葡糖苷,相對(duì)含量分別為29.45%和30.82%;再次是二甲花翠素-3-O-(6-O-乙酰)葡糖苷,相對(duì)含量分別是18.07%和18.88%,三者共占了總花色苷的88.37%和89.40%。
由表3看出,在相同的稱樣質(zhì)量和處理方法下,對(duì)照中只檢測(cè)出4種基本花色苷,沒(méi)有檢測(cè)出花青素-3-O-葡糖苷。轉(zhuǎn)色前摘葉檢測(cè)出5種,其含量最高的是二甲基花翠素-3-O-葡糖苷367.5mg/kg;含量最低的是花翠素-3-O-葡萄苷,只有19.17 mg/kg。轉(zhuǎn)色后摘葉處理也是檢測(cè)到4種基本花色苷,只是含量較對(duì)照略高。而轉(zhuǎn)色前摘葉處理中檢測(cè)出了5種基本花色苷,比對(duì)照增加了花青素-3-O-葡糖苷,但含量極少,僅為9.81 mg/kg。有研究表明,葡萄果實(shí)中花青素-3-O-葡糖苷含量低不僅是因?yàn)樗羌谆磅;ㄉ盏那绑w物質(zhì)[22-23],而且它在B環(huán)上含有的O-酚類中相鄰的羥基官能團(tuán)對(duì)酶較為敏感,更易氧化[24]。本研究中只有轉(zhuǎn)色前摘葉處理組中檢測(cè)出該類花青素,進(jìn)一步說(shuō)明了曝光能顯著減少花色苷?;潭龋cPASTORE C等[20-21]研究結(jié)果一致。
表3 三種處理下馬瑟蘭葡萄果皮中5種花色苷含量Table 3 Contents of five kinds of anthocyanins in the Marselan grape skins with three types of treatments mg/kg
從五種基本花色苷含量分析,轉(zhuǎn)色前、后摘葉均能增加花色苷的含量,而轉(zhuǎn)色前摘葉處理效果更為顯著。轉(zhuǎn)色前摘葉處理的五類基本花色苷總量達(dá)到1 438.68 mg/kg,是對(duì)照組的3.16倍。其中含量最高的是二甲花翠素-3-O-葡糖苷(1177.85mg/kg),是對(duì)照組的3.21倍。而轉(zhuǎn)色后摘葉處理的五類基本花色苷總量為509.98mg/kg,含量略高于對(duì)照組(454.45 mg/kg)。這與MATSUYAMA S等[25-26]的研究結(jié)果一致,適當(dāng)?shù)恼~處理可以增加花色苷含量及改變單體的組分。通過(guò)果際微氣候調(diào)控改善果實(shí)的光照條件,一方面增加了花色苷的合成底物,另一方面促進(jìn)了花色苷合成相關(guān)酶的活性以及基因的表達(dá)[27-29]。而本研究試驗(yàn)結(jié)果的獲得是通過(guò)促進(jìn)哪些基因的表達(dá)需要進(jìn)一步探究。
在煙臺(tái)產(chǎn)區(qū),摘葉措施能夠有效增加馬瑟蘭釀酒葡萄中花色苷的單體種類和含量,并且轉(zhuǎn)色前處理優(yōu)于轉(zhuǎn)色后處理。轉(zhuǎn)色前處理比對(duì)照多檢測(cè)出4種單體,增加了雙葡萄糖苷花色苷的數(shù)量,但降低了花色苷的酰化程度,其基本花色苷總量是對(duì)照的3.16倍;轉(zhuǎn)色后處理與對(duì)照組的花色苷單體種類相同,其花色苷總量略高于對(duì)照組。不同摘葉處理對(duì)于馬瑟蘭葡萄酒的影響還在進(jìn)一步研究當(dāng)中。