行间生草对赤霞珠葡萄与葡萄酒中主要单体酚的影响

中国农业科学2009,42(9):3209-3215ScientiaAgriculturaSinicadoi:10.3864/j.issn.0578-1752.2009.09.024收稿日期：2009-01-08；接受日期：2009-05-06基金项目：陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项计划（2007ZDKG-09）、现代农业产业技术体系建设专项资金（Z225020901）、西北农林科技大学青年学术骨干支持计划项目（01140303）作者简介：惠竹梅（1969－），女，陕西耀县人，副教授，研究方向为葡萄生理生态、葡萄与葡萄酒品质。E-mail：[e-mail]。通信作者李华（1959－），男，重庆梁平人，教授，研究方向为葡萄与葡萄酒。E-mail：[e-mail]行间生草对赤霞珠葡萄与葡萄酒中主要单体酚的影响惠竹梅，张振文，成宇峰，程喆，李华（西北农林科技大学葡萄酒学院/陕西省葡萄与葡萄酒工程中心，陕西杨凌712100）摘要：【目的】研究葡萄园行间生草对葡萄果实与葡萄酒中主要单体酚含量的影响。【方法】在酿酒品种赤霞珠葡萄园行间播种白三叶草、紫花苜蓿和高羊茅，以清耕为对照，在果实成熟期及酒精发酵结束后，采用有机溶剂萃取、HPLC定性与定量分析各处理葡萄与葡萄酒中的主要单体酚含量。【结果】在赤霞珠葡萄果实与葡萄酒中共检测出10种单体酚，包括非类黄酮和类黄酮类，葡萄与葡萄酒中类黄酮类多酚的总含量（409.43～538.63mg·kg-1和56.16～81.30mg·L-1）高于非类黄酮（76.91～98.85mg·kg-1和30.65～41.22mg·L-1）。在类黄酮中，黄烷醇类儿茶素含量及所占比例最高，葡萄果实及葡萄酒中儿茶素的含量分别占所测单体酚总含量的74.94%～79.70%和48.60%～50.62%。与清耕（对照）相比，行间生草可提高葡萄果实与葡萄酒中主要单体酚的含量及其总量，其中高羊茅和白三叶草处理葡萄果实中安息香酸、水杨酸、咖啡酸、儿茶素含量及单体酚总含量与清耕（对照）之间差异达显著或极显著水平；同时高羊茅处理使葡萄酒中没食子酸、咖啡酸、儿茶素等含量显著升高，在葡萄果实与葡萄酒中各处理单体酚总含量由高到低均为高羊茅白三叶草紫花苜蓿清耕（对照）。【结论】行间生草可提高葡萄与葡萄酒中多酚化合物的含量，从而提高葡萄酒的质量。关键词：葡萄园；行间生草；赤霞珠葡萄；葡萄酒；单体酚EffectofVineyardCoverCroponMainMonomericPhenolsofGrapeBerryandWineinVitisviniferalL.cv.CabernetSauvignonXIZhu-mei,ZHANGZhen-wen,CHENGYu-feng,CHENGZhe,LIHua(CollegeofEnology,NorthwestAgriculturalandForestryUniversity/ShaanxiEngineeringResearchCenterforViti-Viniculture,Yangling712100,Shaanxi)Abstract:【Objective】Thisstudywasconductedtodeterminetheeffectofcovercropinter-rowinvineyardonmainmono-phenolcontentofgrapeberryandwine.【Method】Threesuchcovercrops,twoperenniallegumes(whitecloverandalfalfa)andaperennialgramineousgrass(tallfescue)weresowninvineyard.Themainphenoliccompoundsofmaturegrapeberryandwinesvinifiedunderthesameconditionswereextractedwithethylacetateandtrichloromethaneandanalyzedbyhigh-performanceliquidchromatography(HPLC)andcomparedwiththatinsoiltillage.【Result】Atotalof10phenoliccompoundswereidentifiedandquantifiedinthedifferentgrapeberryandwines,includingnonflavonoids(hydroxybenzoicandhydroxycinnamicacids)andflavonoids(flavanolsandflavonols).Theconcentrationofflavonoidcompounds(409.43to538.63mg·kg-1and56.16to81.30mg·L-1)washigherthannonflavonoids(76.91to98.85mg·kg-1and30.65to41.22mg·L-1)forCabernetSauvignongrapeandwineindifferenttreatments.Intheflavonoidphenolics,catechinwasthemostabundantindifferentgrapesandwines,accountingfor74.94%to79.70%and48.60%to50.62%oftotalnonanthocyaninphenolicsquantified,respectively.Comparedtosoiltillage,theswardtreatmentsshowedahighercontentofmainmono-phenolandtotalnonanthocyaninphenolicsingrapesandwines.Thereweresignificantdifferencesbetweentwocovercroptreatments(tallfescue,whiteclover)andsoiltillageinthecontentofbenzoicacid,salicylicacid,caffeicacid,catechinandtotalphenolicsingrapeberry(P＜0.05orP＜0.01).Thewinefromtallfescuecovercrophadthehighestgallicacid,caffeicacidandcatechin.Covercropsystemincreasedthetotalnonanthocyaninphenolicsofgrapesand3210中国农业科学42卷winesinorderofthefourtreatments:tallfescue,whiteclover,alfalfaandsoiltillage(control).【Conclusion】Covercropinvineyardincreasedtotalphenolsofgrapeberryandwine,thusimprovedthequalityofwineevidently.Keywords:vineyard;covercropsinter-row;CabernetSauvignongrapeberry;wine;monomericphenols0引言【研究意义】多酚物质对葡萄果实的色泽、风味以及葡萄酒的口感、营养价值都具有重要的作用[1]。葡萄的果皮、果肉、种子中含有不同种类的多酚化合物[2]。葡萄酒中的酚类物质主要来源于葡萄果实、果梗、酵母代谢等，酚类物质作为一大类复杂的具有抗氧化性的物质，主要参与形成葡萄酒的味道、骨架、结构和颜色等，对红葡萄酒的特征和质量尤其重要[3]。多酚物质决定葡萄酒的外观、滋味、收敛性、口感及微生物稳定性[4-10]，被广泛应用于评价葡萄果实、发酵葡萄汁和葡萄酒质量的参数[11]。葡萄与葡萄酒中的多酚含量随葡萄品种[12]、原产地气候、土壤条件[13-14]，栽培技术、土壤耕作[12,15-16]，成熟度[17]等不同而有所差异。通过改善葡萄园生态环境提高葡萄与葡萄酒多酚物质的含量也是提高葡萄酒品质的主要途径之一。葡萄园生草是一种优良的土壤耕作方式，已广泛用于世界上主要酿酒葡萄产区[18-21]。中国葡萄园土壤管理的方式仍然主要是传统的清耕法。目前，中国葡萄与葡萄酒产业的主要区域已逐渐向生态条件更加适宜的干旱和半干旱地区转移。因此，在中国西北干旱半干旱地区研究葡萄园生草对葡萄与葡萄酒单体酚含量的影响，对于提高葡萄与葡萄酒的品质，促进农业可持续发展具有重要的现实意义。【前人研究进展】生草果园自19世纪末在美国纽约出现，目前许多国家和地区已广泛采用葡萄园生草栽培。国外有关葡萄园生草的研究报道较多，葡萄园生草可提高葡萄果实的含糖量，降低含酸量，酒石酸/苹果酸上升，使葡萄与葡萄酒中总酚与花色素苷的含量升高，增强葡萄酒的收敛性，改善葡萄酒的颜色和感官质量[20-22]。葡萄与葡萄酒中的多酚物质种类繁多，结构复杂，不同种类单体酚在葡萄与葡萄酒中的含量和作用不同，近年的研究认为葡萄酒抗氧化活性主要与黄酮类相关[23]，与总酚含量相关性很小或没有直接相关性[6,24]；羟基肉桂酸、黄烷醇和黄酮醇作为花色素苷的辅色素，可增加葡萄酒贮藏过程中颜色的稳定性，赋予葡萄酒收敛性[5,15,25]。【本研究切入点】国外葡萄园生草对多酚物质的影响多为总酚含量的测定，但关于葡萄园生草对葡萄与葡萄酒中不同种类多酚含量的影响还未见报道。【拟解决的关键问题】本研究以酿酒葡萄赤霞珠为试材，研究中国西北半干旱地区行间生草对葡萄与葡萄酒中主要单体酚含量的影响，旨在为葡萄园生草提高葡萄与葡萄酒的质量提供理论依据。1材料与方法1.1试验材料试验于2007－2008年在陕西杨凌西北农林科技大学葡萄酒学院葡萄教学标本圃及葡萄酒学院中心实验室进行，供试品种为欧亚种（V.viniferaL.）酿酒葡萄品种赤霞珠（CabernetSauvignon），于2003年3月定植，南北行向，株行距为1m×1.5m，单干双臂整形，2005年春季人工播种白三叶草、紫花苜蓿和高羊茅。试验草种购自杨凌金道种业，主要种类为：白三叶草（whiteclover，TrifoliumrepensL.）：‘海发’（‘Haifa’）；高羊茅（tallfescue,FestucaarundinceaSchreb.）：‘佛浪’（‘Finelawn’）；紫花苜蓿（alfalfa，MedicagosativaL.）：‘阿尔冈金’（‘Algunjin’）。1.2试验地概况试验园位于北纬33°17′，东经107°04′，海拔高度514m，年日照时数2163.8h，无霜期220d，年平均降水量580mm，试验地土壤为垆土。种草前0～60cm土层土壤全氮含量为0.82g·kg-1，全磷为0.72g·kg-1，碱解氮为44.5mg·kg-1，速效磷为7.8mg·kg-1，速效钾为120.4mg·kg-1，有机质含量为11.13g·kg-1，pH为8.34，土壤容重为1.45g·cm-3。1.3试验设计试验共设4个处理：（1）行间播种白三叶草；（2）行间播种高羊茅；（3）行间播种紫花苜蓿；（4）清耕（对照）。生草区均采用行间生草，行内清耕，草带宽1.0m。每处理分3个小区（3次重复），每小区面积为351m2，共234株葡萄。1.4主要试剂与仪器标样：儿茶素[(+)-Catechin]、没食子酸（gallicacid）、芦丁（rutinhydrate）、安息香酸（3,4-dihydroxybenzoicacid）：购自美国Fluka公司；咖啡酸（caffeicacid）、丁香酸（syringicacid）、阿魏酸（ferulicacid）、槲皮素