河西走廊地区酿酒葡萄与葡萄酒品质特征差异研究

张晓莉，王彦蕊，王国庆，雷娜娜

（1. 甘肃省产品质量监督检验研究院，甘肃 兰州 730050；2. 兰州理工大学，甘肃 兰州 730050）

葡萄酒是以葡萄为原料，经过发酵后产生乙醇的一种天然酒精类饮品[1]。葡萄酒香气优雅和谐，营养成分丰富，饮用适量葡萄酒不仅能有效预防心脑血管、癌症、炎症等疾病，还有美容养颜的功效[2-3]。因此，葡萄酒深受消费者喜爱，已成为世界上消费较广泛的酒精性饮品之一，具有广阔的市场前景[4-6]。

目前，中国葡萄酒主要分布在河北、天津、胶东半岛、甘肃、宁夏、新疆、山西、东北和西南地区[7-8]。甘肃河西走廊地区是中国最早栽培葡萄和酿造葡萄酒的地区之一，具有悠久的酿酒历史[9]。河西走廊地区葡萄酒产业于1983 年起步，历经30 多年的发展，已初步形成了一定的规模，拥有莫高、祁连、紫轩和国风等具有一定规模的葡萄酒生产企业，盛产干红葡萄酒、干白葡萄酒、冰红葡萄酒、冰白葡萄酒等优质葡萄酒。然而，由于河西走廊葡萄酒产业化起步较晚，产业发展存在产品缺乏典型性、葡萄品种与酒种过于单一、产地自然条件优势和优质酿酒葡萄品种的潜质未得到充分发挥等问题[10-12]。

“三分酿造、七分种植”，葡萄酒的品质70%源于葡萄。葡萄酒的品质、风格与葡萄的产地条件和品种密切相关，即使同一品种酿酒葡萄，在不同地域风格也各异[13-17]。因此，选择适于区域种植的优良葡萄品种是葡萄酒产业发展的关键，也是葡萄品种适应性评价及推广的重要依据[18-19]。通常对农产品品质评价需要将多个指标进行综合分析后才能确定[20]。主成分分析是将多个指标转化为少数几个不相关综合指标的一种降维的统计方法，是评价农产品品质的有效手段[21-25]。目前，主成分分析已广泛应用于各类农产品评价中，如蓝莓[26]，猕猴桃[27]和葡萄[28]等。

以河西走廊地区主栽的10 种酿酒葡萄（赤霞珠、梅露辄、佳美、西拉、霞多丽、贵人香、雷司令、白玉霓、白彼诺、威代尔） 为研究对象，运用主成分分析与聚类分析对酿酒葡萄品质进行综合评价，得出综合评价得分，以期筛选出适合河西走廊地区种植和推广的酿酒葡萄品种。同时，以上述酿酒葡萄为原料酿造葡萄酒，并对所酿造葡萄酒的品质进行分析，以期为河西走廊地区葡萄酒的生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

酿酒葡萄品种（赤霞珠、梅露辄、佳美、西拉、霞多丽、贵人香、雷司令、白玉霓、白彼诺、威代尔），均为2020 年定植于甘肃省武威市凉州区的葡萄园，2020 年9—10 月采集葡萄果实保存。2020 年酿造葡萄酒入罐贮藏，于2021 年9 月进行分析检测。

酿酒酵母和果胶酶，上海保藏生物技术中心提供；盐酸、氢氧化钠、葡萄糖、碘标准溶液、碘化钾、淀粉、硼酸钠、磷酸二氢钾、无水柠檬酸、85%磷酸、硝酸、乙醇、甲醇（均为分析纯），天津市大茂化学试剂厂提供；质量浓度为1 g/L 的柠檬酸标准溶液、浓度为0.1 moL/L 的碘标准溶液、质量浓度为1 000 μg/mL 的铁标准溶液、质量浓度为1 000 μg/mL 的铜标准溶液（标准物质），坛墨质检科技股份有限公司提供。

U3000 型高效液相色谱仪，赛默飞世尔公司产品；900T 型原子吸收分光光度计，铂金埃尔默企业管理上海有限公司产品；CG-2014C 型气相色谱仪，岛津仪器苏州有限公司产品；TLE204E 型分析天平，梅特勒公司产品；Milli-QGradient 型纯水仪，Millipore 公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 酿酒葡萄品质测定

选取各品种酿酒葡萄，除梗、取汁。参照《GB/T 15038—2006》标准测定含糖量；参照《GB/T 19585—2008》 标准测定可溶性固性物、总酸和穗重；采用酸度计测定pH 值；成熟系数=含糖量/含酸量；潜在酒度按18 g/L 糖转化为1 度酒精计算。

1.2.2 葡萄酒理化性质测定

参照《GB/T 15038—2006》标准对葡萄酒中酒精度、干浸出物、总糖（以葡萄糖计）、挥发酸（以乙酸计）、铁、铜、柠檬酸、甲醇和二氧化硫进行测定。

1.3 数据处理

采用Excel 2016 处理数据，运用SPSS 28.0.1.1(15)软件对试验数据进行主成分分析，采用R 包：Heatmap v1.0 版本对试验数据进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 不同酿酒葡萄品质指标分析

河西走廊酿酒葡萄品质指标见表1。

表1 河西走廊酿酒葡萄品质指标

由表1 可知，10 种酿酒葡萄的品质存在一定差异。在含糖量方面“威代尔”含糖量最高，达到247 g/L，显著高于其他品种，而“白玉霓”含糖量最低，仅为186 g/L；其余品种含糖量均超过200 g/L。“威代尔”可溶性固形物含量为29.0%，潜在酒精度为13.7%，高于其他品种。“霞多丽”“白玉霓”总酸含量显著高于其他品种，均超过8.0 g/L。各品种酿酒葡萄含糖量、可溶性固形物和总酸的均值分别为219.8 g/L，22.0%和7.67 g/L。河西走廊地区的酿酒葡萄可溶性固形物含量高，含糖量较高，质量均符合《T/CBJ 4101—2019 酿酒葡萄》 一级要求，品质优良。

2.1.1 不同酿酒葡萄品质变异程度分析

河西走廊酿酒葡萄品质分析结果表明不同品种酿酒葡萄各项指标存在较大程度的变异，变异系数波动在2.26%~19.57%（见表2）。其中，穗重的变异系数最大为19.57%，数据变化范围为135.2~250.3，其次为成熟系数，变异系数为9.97%，数据变化范围为22.7~33.5。pH 值变异系数较低为2.26%，数据变化范围为3.30~3.69。研究表明，河西走廊地区种植的这10 种酿酒葡萄品质差异较大。

河西走廊酿酒葡萄品种品质指标分析见表2。

表2 河西走廊酿酒葡萄品种品质指标分析

2.1.2 不同酿酒葡萄品质主成分分析

以特征值大于1，方差贡献率大于80%为标准对酿酒葡萄品质指标进行主成分分析。

河西走廊酿酒葡萄主要理化指标主成分的特征值和贡献率见表3，主成分旋转后的成分矩阵见表4。

表3 河西走廊酿酒葡萄主要理化指标主成分的特征值和贡献率

表4 主成分旋转后的成分矩阵

由表3 可知，前2 个主成分累积贡献率为83.058%，表明前2 个主成分能够代表原来指标的绝大部分变量信息。主成分载荷矩阵可以反映变量对相应主成分的影响程度[29]。将所提取的主成分因子进行旋转处理，表4 反映了酿酒葡萄品质指标与前2 个主成分的关系，第1 主成分方差贡献率为64.38%，主要代表含糖量、潜在酒度、pH 值、可溶性固形物、成熟系数等指标信息；第2 主成分方差贡献率为18.678%，主要代表总酸、穗重等指标信息。综上所述，含糖量、可溶性固形物、总酸等是评价酿酒葡萄品质的重要指标。

2.1.3 不同酿酒葡萄品质综合评价分析

酿酒葡萄综合评价能够简单、直观地反映出品种的优劣，从而可以筛选出品质优良的品种。以主成分f1、f2 的贡献率作为权重，得出葡萄果实的综合品质评价模型为F=0.64φf1+0.19φf2。

葡萄各品种综合得分见表5。

由表5 可知，河西走廊地区10 种酿酒葡萄综合得分由大到小依次为“威代尔”“佳美”“白彼诺”“西拉”“贵人香”“雷司令”“赤霞珠”“梅露辄”“霞多丽”“白玉霓”。由表5 可知，“威代尔”“佳美”“白彼诺”综合得分位居前3 名，具有较好的品质。综合得分越高，表明品种品质较好，具有更好的推广价值。

表5 葡萄各品种综合得分

2.1.4 酿酒葡萄聚类分析

河西走廊酿酒葡萄主成分分析图见图1。

图1 河西走廊酿酒葡萄主成分分析图

聚类分析是研究样本与指标分类问题的一种统计方法，被广泛应用于各个领域[30]。通过聚类分析可以把样本或指标分为几类，使得类内个体具有较高的同质性，类间个体具有较大的差异性[31]。对10 个不同品种酿酒葡萄进行主成分分析（图1） 与聚类分析（图2），从主成分分析可以看出，“佳美”“赤霞珠”“梅鹿辄”分散程度较小，表明各指标之间较为类似，研究结果与图2 聚类分析结果一致。

河西走廊酿酒葡萄聚类分析图见图2。

图2 河西走廊酿酒葡萄聚类分析图

2.2 葡萄酒理化指标分析

不同类型河西走廊葡萄酒的主要指标分析见表6。

由表6 可知，所酿葡萄酒中干红葡萄酒和干白葡萄酒的总糖质量浓度为1.9~27.4 g/L，冰红葡萄酒和冰白葡萄酒的总糖质量浓度为126.2~130.7 g/L，挥发酸质量浓度为0.30~0.52 g/L，Fe 质量浓度为0.15~1.40 mg/L，Cu 质量浓度小于0.1 mg/L，柠檬酸质量浓度小于0.01 g/L，甲醇质量浓度为75~170 mg/L。10 种酿酒葡萄的总糖质量浓度量为186~247 g/L，所酿造葡萄酒的酒精度基本保持在10.8%~13.8%，酒精度含量远高于国家标准的要求（《GB 15037—2006葡萄酒》酒精度≥7.0%）。河西走廊葡萄酒干浸出物为25.5~33.1 g/L，质量浓度高于国家标准的要求（《GB 15037—2006 葡萄酒》 白葡萄酒干浸出物≥16.0 g/L，红葡萄酒干浸出物≥18.0 g/L）。

表6 不同类型河西走廊葡萄酒的主要指标分析

不同品种酿酒葡萄所酿造的葡萄酒品质不同。10 种酿酒葡萄中“威代尔”可溶性固形物含量为29%，潜在酒精度为13.7%，含糖量显著高于其他葡萄品种，由“威代尔”所酿制的冰白葡萄酒的酒精度、铁含量也显著高于其他品种。

不同的生产工艺酿造的葡萄酒品质亦不同。由表6 可知，与干型葡萄酒相比，冰葡萄酒的糖含量和干浸出物含量较高。这是因为在酿造冰葡萄酒时一般会推迟葡萄的采摘期，待葡萄冻成冰再采摘酿制。由于葡萄水分充分蒸发，葡萄浓缩且经过水分子的冰裹，因此酿造的葡萄酒总糖含量和干浸出物含量较高。

3 结论

对河西走廊主栽的10 种酿酒葡萄和酿酒葡萄酿造的葡萄酒进行品质分析。研究表明，河西走廊酿酒葡萄可溶性固形物含量高，酸度适中，含糖量较高，酿酒葡萄质量符合《T/CBJ 4101—2019 酿酒葡萄》一级质量标准。河西走廊地区主栽的10 种酿酒葡萄综合得分从大到小依次为“威代尔”“佳美”“白彼诺”“西拉”“贵人香”“雷司令”“赤霞珠”“梅露辄”“霞多丽”“白玉霓”。在10 种酿酒葡萄中“威代尔”可溶性固形物含量为29%，潜在酒精度为13.7%，其含糖量显著高于其他品种，由“威代尔”所酿制的冰白葡萄酒的酒精度、铁含量显著高于其他品种，具有较好的推广价值。

葡萄酒的品质因葡萄品种和酿酒工艺而不同。研究表明由河西走廊种植的酿酒葡萄所酿造的葡萄酒干浸出物含量和酒精度含量均高于GB 《15037—2006 葡萄酒》标准要求。研究筛选出适宜河西走廊地区种植的酿酒葡萄，为河西走廊地区酿酒葡萄的种植、品种推广和葡萄酒的酿造提供了科学依据。