河西走廊张掖产区蛇龙珠葡萄果实最佳采收期的确定

Determination of the best harvest time of Cabernet Gernischet grape in Zhangye of Hexi Corridor

摘要

目的 为了确定河西走廊张掖产区蛇龙珠葡萄果实的最佳采收期。 方法 以甘肃河西走廊张掖产区蛇龙珠葡萄为材料，共设置6个不同采收时期，测定葡萄果实的可溶性糖、可溶性固形物、可滴定酸、总酚、单宁、糖组分和有机酸组分等指标，并结合主成分分析，确定河西走廊张掖产区蛇龙珠葡萄最佳采收期。 结果 随着采收时间的延迟，蛇龙珠葡萄果实可溶性固形物和可溶性糖均表现出逐渐增加的趋势，在花后第106天时达到最大值，分别为24.53%和24.03%；可滴定酸、酒石酸和苹果酸含量均表现为逐渐降低的趋势，三者含量在花后第106天时均达到最小值，分别为0.63 mg/g、2.55 mg/g、2.15 mg/g；总酚和单宁含量呈前升后降的趋势，在花后第103天时均达最大值，分别为23.13 mg/g和6.45 mg/g，随后逐渐降低。通过对16个指标进行主成分分析，综合得出在花后第100天，103天和106天采收的蛇龙珠葡萄的综合品质排名在前三。 结论 蛇龙珠葡萄的最佳采收期范围为花后第100~106天，其中花后第103天时采收的果实综合品质最佳。

Abstract

Objective The study aimed to determine the best harvest period of Cabernet Gernischet grapes in Zhangye region of Hexi Corridor in Gansu. Method The Cabernet Gernischet grapes in Zhangye production area of Hexi Corridor were used as materials，and six different harvesting periods were set up，followed by determining the soluble sugar，soluble solids，titratable acid，total phenols，tannins，sugar components and organic Acid components and other indicators，and then determined the optimal harvesting period of Cabernet Gernischet grapes in Zhangye production area by using the principal component analysis. Result With the delay of harvesting time，both the soluble solids and soluble sugar of Cabernet Gernischet grape fruit showed an up-forward trend，which reached the maximum at 106 DAF and were 24.53% and 24.03%，respectively; titratable acid，tartaric acid and malic acid content showed a down-forward trend.The contents of the three all reached the minimum values at 106 DAF，which were 0.63 mg/g，2.55 mg/g，and 2.15 mg/g，respectively.The total phenolic and tannin contents reached the maximum at 103 ADF，which were 23.13 mg/g and 6.45 mg/g，respectively，and then gradually decreased.Through principal component analysis of 16 indicators，it was concluded that the comprehensive quality of Cabernet Gernischet grapes harvested at 100 DAF，103 DAF and 106 DAF ranked in the top three. Conclusion The optimal harvest period of Cabernet Gernischet grape was from 100 DAF to 106 DAF，and the fruits harvested at 103 DAF was the best in the comprehensive quality.

Graphical abstract

关键词

蛇龙珠 / 采收期 / 主成分分析 / 糖组分 / 有机酸

Key words

Cabernet Gernischet / harvest period / principal component analysis / sugar composition / organic acid

Author summay

张敏，硕士研究生。E-mail：[e-mail]

葡萄（Vitis vinifera L.）属于葡萄科（Vitaceae）葡萄属（Vitis）落叶木质藤本植物，是世界第二大水果，也是我国主栽果树之一，其按用途可分为鲜食、酿酒、制干等^［1］。中国作为品质优良的葡萄生产国之一，近年来在葡萄生产与葡萄酒产业等方面发展迅速，从2005年起到2015年发展趋势直线上升，到2015年底，种植面积高达79.9万 hm²，产量达到1 316.4万t，从2015年开始到2020年，种植面积有所下降，但产量高达1 431.4万t^［2］。在此基础上，因人们对高质量生活水平的追求，我国葡萄酒市场已步入理性消费时代，因此酿酒葡萄产业有了很大的发展潜力和广阔的发展前景^［3］，但目前为止，具不完全统计，我国酿酒葡萄产量不高，通常仅占总葡萄种植面积的17%~18%，同时葡萄酒产量和品质无法满足消费者需求^［4］，因此保证果实品质已成为酿酒葡萄产业发展的核心。

葡萄的产量及品质通常会受葡萄种苗、栽培地域、土壤肥力、气候环境、管理措施和采收期等因素的影响^［5-6］，而酿酒葡萄果实品质（果实硬度、葡萄表面色泽、果实口感、风味、糖酸比等）一般是决定葡萄酒质量优劣的重要因素^［7］。众多影响因素中，采收是田间栽培的最后环节，也是至关重要的步骤，在一定条件下，葡萄果实是否及时采收直接影响葡萄及葡萄酒的产量和品质，进而影响葡萄种植者的经济收入水平^［8］。采收过早，浆果还未充分成熟，导致葡萄着色不均匀，糖分积累不足，口感差甚至味道苦涩，香气不足，贮藏又易失水^［9］；若采收过晚，葡萄果实易落粒，皮薄的品种果皮易破裂，果实硬度下降，易腐烂，不耐贮藏^［10］。由此可见，葡萄过早或过晚的采收均会导致其品质下降，从而影响葡萄酒的产量和品质。若要得到品质优良、口感清香、色泽稳定的高品质葡萄酒，应在浆果成熟的适宜时期进行采收，这有利于提高种植者经济收入和保证葡萄酒品质^［11］。近年来，一些学者就葡萄采收期的确定进行了相关研究，如彭媛媛^［12］等通过测定不同采收期时各酿酒葡萄的果实及原酒的理化指标，并结合主成分分析，确定了新疆焉耆盆地各酿酒葡萄的最佳采收期；丁琦等^［13］通过测定宁夏贺兰山东麓产区马瑟兰葡萄浆果的可溶性糖含量、可滴定酸含量、pH、总酚、单宁等各个指标含量，结合聚类分析和主成分分析法，对其最佳采收期的确定做出了较为客观、全面的判断，最后得出结论：马瑟兰葡萄的适宜采收范围为9月10日至9月20日，其中9月13日为该地区马瑟兰葡萄的最佳采收期，其为生产实践提供了重要理论依据。由此可见，确定葡萄果实最佳采收期对提高果实及酿酒品质至关重要，目前关于甘肃河西走廊张掖产区主栽酿酒葡萄蛇龙珠葡萄果实最佳采收期的研究尚未见报道。

甘肃河西走廊地区葡萄种植历史悠久，属温带大陆性气候，光照充足，气候干燥少雨，温度适中，昼夜温差大，具有种植酿酒葡萄得天独厚的地理优势和气候条件^［14］。蛇龙珠（Cabernet Gernischet）是我国特有的中晚熟酿酒葡萄品种^［15］，以它为原料酿制的葡萄酒，呈宝石红色，澄清透明，柔润爽口，其果香浓郁，品质上佳^［16］。但是其果实贮藏时间短，且不宜长距离运输，导致果实品质难以保证，因此确定其最佳采收期来获得最好的果实品质则显得极为重要。

本试验主要以河西走廊张掖市高台县南华镇祁连葡萄酒庄园中蛇龙珠葡萄果实为材料，对最佳采收期的确定进行研究。通过分析蛇龙珠葡萄成熟期不同采收段果实品质的变化，以确定河西走廊张掖产区蛇龙珠葡萄果实的最佳采收期，为河西走廊张掖产区发展葡萄与葡萄酒产业提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

该试验于2020年9月，在甘肃河西走廊张掖市高台县南华镇（N 39°03′50″~39°59′52″，E 98°57′27″~100°06′42″）祁连葡萄酒庄园进行，该地区的平均海拔为1 444 m，地势南高北低，属温带干旱气候，年平均气温为8.7 ℃，1月平均气温-9.7 ℃，7月平均气温22.3 ℃，年平均无霜期为140 d，年平均生长期198 d，年平均降水量约142.5 mm。

1.2 试验材料

供试材料为欧亚种酿酒葡萄品种蛇龙珠，属中晚熟品种，抗性中等，适应性较强。树龄6 a（年），栽植方向为东西行向，株行距1.0 m×3.0 m，植株生长势较强，单篱架，多主蔓扇形整形，中、短梢修剪，沟灌栽培。

1.3 试验方法

在接近历史经验估计最佳采收期的前一周开始采样，至酿酒葡萄过熟时（常规采收期后1周）样品采收停止，即从花后（days after flower，DAF）第91天开始采样，每3 d采样1次，至花后106 d采样停止，共采样6次。为了保证所采摘的样品具有代表性，采用随机区组法进行田间采样，并在采样区域随机选取长势均匀一致、无病虫害的葡萄树20株并做好标记，要求对其阳面与阴面均兼顾，从每穗葡萄的上、中、下部随机选取10个果粒^［12-13］，每次采样结束后，取出一部分新鲜样品，将其放在4 ℃冰箱中短期储存备用，并将剩余样品在液氮中速冻后，贮存在-80 ℃的条件下以备后来使用。

1.4 指标测定

1.4.1 果实基本理化指标的测定

随机选取25粒葡萄果实进行榨汁，测定其果实的各个生理指标，其中可溶性固形物含量采用手持折光仪测定^［17］，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定^［18］，可滴定酸含量采用NaOH滴定法测定^［19］，单宁含量采用Foln-Dennis方法测定^［20］，总酚含量采用福林-肖卡法测定^［21］，固酸比为果汁的可溶性固形物含量与可滴定酸含量的比值，糖酸比为果汁的可溶性糖含量与可滴定酸含量的比值^［13］，抗坏血酸含量的测定采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定^［22］，可溶性蛋白含量的测定用考马斯亮蓝染色法进行^［23］。同一指标含量测定均进行3次生物学重复。

1.4.2 果实糖组分含量的测定

使用美国Waters Acquity Arc高效液相色谱仪及Empower数据处理系统进行糖类组分含量的测定，测定方法参照Bernárdez等^［24］和刘玉莲等^［25］的方法。

1.4.3 果实有机酸组分含量的测定

果实有机酸组分含量的测定与糖组分含量测定相同，使用美国Waters Acquity Arc高效液相色谱仪及Empower数据处理系统进行，参照Liu等^［26］和郭燕等^［27］的方法进行测定。

1.5 数据统计

使用SPSS 22.0软件进行数据处理、显著性分析及主成分分析，采用单因素方差分析法（one-way ANOVA）和Duncan方法进行方差分析和多重比较，采用Origin 2018软件进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 果实基本理化指标含量的变化

由图1可知，随着采收期的推迟，蛇龙珠葡萄可溶性蛋白含量变化趋于稳定，103 DAF时达到最大含量为0.17 mg/g，与最小含量值的差仅为0.04 mg/g，各采收时期含量比较差异均不显著。图2-A和图2-B中单宁和总酚的含量随采收期的延迟而呈递增趋势，到103 DAF时含量均达到最高，分别为6.45 mg/g和23.13 mg/g，到106 DAF时含量又逐渐下降，分别为6.26 mg/g和22.54 mg/g。

由图3-A和图3-B可知，随着采收期的延迟，蛇龙珠葡萄可溶性糖和可溶性固形物含量均呈逐渐上升的趋势，其中可溶性糖和可溶性固形物含量均在106 DAF时达到最大，分别为24.03%和24.53%，二者的含量均与103 DAF时含量比较差异不显著。由图3-C可知，随着采收期的延迟，蛇龙珠葡萄可滴定酸含量呈现逐渐下降的趋势，91 DAF时含量最高，达到0.91%，在103 DAF与106 DAF时含量均为最低值0.63%，103 DAF时可滴定酸含量与106 DAF时含量比较差异不显著。由图3-D和图3-E可知，91 DAF时糖酸比和固酸比的含量分别为21.88%和22.71%，后随采收期的延迟而呈上升趋势，106 DAF时二者的含量均达到最大值，分别为38.14%和38.94%，二者均与其103 DAF时含量比较异不显著，与其他各时期含量比较差异均显著。

2.2 果实糖组分含量的变化

由图4-A和图4-B可知，随采收期的延迟，蛇龙珠葡萄果糖和葡萄糖含量均呈逐渐上升的趋势，103 DAF时果糖和葡萄糖含量均达到最大，含量分别为99.60 mg/g和104.49 mg/g，其中103 DAF时果糖含量与其他各时期含量比较差异均显著，103 DAF时葡萄糖含量与106 DAF时葡萄糖含量比较差异不显著，与其他各时期含量比较差异显著，106 DAF时果糖和葡萄糖含量又有所下降，分别为99.26 mg/g和103.69 mg/g。图4-C中蛇龙珠葡萄蔗糖含量在91 DAF时最高，为5.59 mg/g，后随采收期的延迟逐渐降低，在100 DAF时含量最低，含量是2.84 mg/g，后又有所上升。

2.3 果实有机酸组分含量的变化

由图5-A和图5-B可知，蛇龙珠葡萄酒石酸和苹果酸含量在91 DAF时均最大，分别为4.01 mg/g和3.51 mg/g，后随着采收期的延迟逐渐呈下降趋势，二者含量在106 DAF时均最低，分别为2.55 mg/g和2.15 mg/g，与91 DAF，94 DAF，97 DAF时含量比较差异显著；图5-C和图5-D中蛇龙珠葡萄奎宁酸和草酸含量变化趋势不稳定，二者的变化趋势均呈‘W’形，且二者均为91 DAF含量最高，分别为0.31 mg/g和1.36 mg/g；图5-E中蛇龙珠葡萄抗坏血酸含量在91 DAF时最高，为0.068 mg/g，与97 DAF时含量比较差异不显著，94 DAF时含量最低，为0.032 mg/g，自100 DAF起，抗坏血酸的含量随采收期的延迟而呈现逐渐上升的趋势。

2.4 果实品质指标的主成分分析

对蛇龙珠葡萄的16项品质指标数据进行主成分分析，结果如表1、2所示。由表1可以得出，主成分分析提取出基于特征值大于1的主成分2个，其特征值分别为12.39、2.47。第1主成分的方差贡献率为77.46%，第2主成分对总方差的贡献率为15.43%，两者累积方差贡献率达到了92.89%，说明2个主成分总体上可以反映这16个指标的所有信息。第1主成分中可溶性固形物、可溶性糖、葡萄糖和总酚等指标有较大的正向量值，可滴定酸、酒石酸和苹果酸等指标有较大的负向量值；第2主成分中，奎宁酸、抗坏血酸和草酸等指标具有较大的正向量值，总酚、单宁和苹果酸等指标具有较大的负向量值。

对不同采收时间的蛇龙珠葡萄进行果实品质评价，得出的果实品质综合评价方程，为F=0.774 6×F₁+0.154 3×F₂，由表2可知，各采收时间果实品质得分由高到低依次为：103 DAF>106 DAF>100 DAF>97 DAF>94 DAF>91 DAF。

3 讨论

本试验研究表明，随着采收时期的延迟，蛇龙珠葡萄果实可溶性糖含量呈逐渐上升的趋势，在106 DAF葡萄果实可溶性糖含量达到最大值（24.03%），这与陈仁伟等^［28］对贺兰山东麓赤霞珠的研究结果相似，说明果实成熟过程中，可溶性糖含量随采收期的延迟是逐渐增加的。可滴定酸是影响果实风味品质的因素之一，对于鲜食品种来讲，一般要求高糖中酸，从而使果实风味浓，品质优，对于加工品种而言，则要求高酸高糖^［29］，本试验研究发现，随着采收时间的延迟，葡萄果实可滴定酸含量逐渐降低，但采收后期总体维持在0.60% 以上。可溶性固形物含量是果实品质及加工品质的重要指标，它直接影响葡萄酒的酒精含量，本试验中可溶性固形物含量随采收期的延迟而呈上升趋势，这与刘俊等^［30］的研究结果相似。本试验中发现，随着果实可滴定酸含量的下降，果实糖酸比和固酸比含量呈逐渐上升的趋势，这与郑丽静等^［31］的研究结果相同，说明糖酸比和固酸比均与可滴定酸含量呈极显著负相关。可溶性蛋白是重要的营养物质，具有维持人体内酸碱平衡的作用，是评价食品质量高低的指标^［32］，蛇龙珠葡萄中可溶性蛋白的含量变化趋势不明显，均保持在一个稳定的水平，说明果实成熟过程中可溶性蛋白的含量变化不大。总酚和单宁与葡萄及葡萄酒风味密切相关，酚类会使葡萄酒的色泽加深，使酒的稳定性降低，而单宁决定葡萄酒的风味以及结构，它的抗氧化性可以支持葡萄酒得以长年熟成^［33］，本试验中葡萄果实总酚和单宁含量随采收期的延迟整体呈现上升的变化趋势，后期略有下降，两者变化趋势相似，这与丁琦等^［13］的研究结果略有不同，出现差异的原因可能是因为地区气候和葡萄品种的不同，导致含量有所变化。

果糖、葡萄糖和蔗糖是葡萄可溶性糖含量的主要组成部分，本试验中发现，整个采收过程中，果糖与葡萄糖的含量随采收期的延迟均表现为逐渐上升的趋势，其含量变化趋势与可溶性糖含量相似，通过果糖和葡萄糖的甜度值^［34］可以发现，果糖的甜度值在葡萄的3种糖中含量最高，且三者的含量与李玉梅等^［6］研究中的张掖蛇龙珠果实的糖组分含量相似，说明张掖产区的地理位置有助于果实糖分积累，103 DAF和106 DAF果糖含量高于采收前期，由此可以初步判断，103 DAF至106 DAF采收的蛇龙珠葡萄果实品质较好。

对果实有机酸组分中各酸含量的测定发现，酒石酸是酿酒葡萄有机酸的主要组成成分，与周晓明等^［35］的研究结果相同，各酸组分含量高于李玉梅等^［6］研究中的张掖蛇龙珠果实的酸组分含量，其原因可能是采样日期的不同以及试验中方法和误差造成的。结合主成分分析得出，甘肃河西走廊张掖产区蛇龙珠葡萄的可采收时期范围为100 DAF至106 DAF，最佳采收时期为103 DAF，相当于当年9月28日。梁冬梅^［11］对宁夏贺兰山东麓张裕葡萄酒基地的蛇龙珠葡萄最佳采收期的研究表明，当年所试验地块蛇龙珠葡萄的最佳采收期为10月19日，比甘肃张掖产区最佳采收期迟20 d左右，这可能与两地的地理位置及气候条件，土壤等因素有关。

4 结论

通过对不同采收时期葡萄果实品质指标含量的测定以及主成分分析得出，100 DAF、103 DAF和106 DAF采收的蛇龙珠葡萄果实品质排名分别为第三、第一和第二，由此可以得出，河西走廊张掖产区蛇龙珠葡萄果实的最佳采收时期范围为100 DAF至106 DAF，其中103 DAF采收的果实综合品质效果最佳。

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基金资助

甘肃农业大学“伏羲杰出人才培育计划”项目(Gaufx-03J02)

甘肃特色优势农产品评价-河西走廊酿酒葡萄(TYNPZ2022-05)