基于可见-近红外光谱的鲜食葡萄成熟品质关键指标检测

酚类物质是评价葡萄成熟品质的重要指标,本文利用可见-近红外光谱技术结合化学计量学定量分析方法对葡萄皮总酚、籽总酚、皮单宁和籽单宁含量开展了无损检测研究。通过手持式可见-近红外光谱仪采集巨玫瑰葡萄波长400~1029 nm范围内的漫反射光谱,采用SPXY算法将其划分为校正集和预测集,结合标准正态变换(Standard normal variate,SNV)、多元散射校正(Multiplicative scatter correction,MSC)、一阶导数(First derivative,1 D)、二阶导数(Second derivative,2 D)、Savitzky-Golay卷积平滑(Savitzky-Golay smoothing,SG)和Savitzky-Golay卷积平滑+一阶导数(SG+1D)6种预处理方法以及偏最小二乘回归(Partial least squares regression,PLSR)、支持向量机回归(Support vector machine regression,SVR)和卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN)3种建模算法,分别建立了基于全波段和特征波长的葡萄皮总酚、籽总酚、皮单宁和籽单宁定量预测模型并进行综合对比分析。结果表明,对于皮总酚、籽总酚和籽单宁,经特征波长筛选后建立的模型效果优于全波段,而对于皮单宁,全波段建立的模型较特征波长效果更佳;因此,在预测皮总酚、籽总酚、皮单宁和籽单宁含量时,最优模型分别为RAW-CARS-SVR、1D-CARS-SVR、RAW-CNN和RAW-CARS-PLSR,校正集相关系数(Correlation coefficient of calibration set,Rc)分别为0.96、0.99、0.96和0.91,预测集相关系数(Correlation coefficient of prediction set,Rp)分别为0.95、0.99、0.83和0.89,剩余预测偏差(Residual predictive deviation,RPD)分别为3.56、7.30、1.92和2.25。因此,结合可见-近红外光谱和合适的回归模型,可以实现对巨玫瑰葡萄的皮-籽总酚、皮-籽单宁含量的无损检测。

树形对酿酒葡萄产量和品质的影响

以‘美乐’‘马瑟兰’‘西拉’‘黑比诺’为试材,调查倾斜式单干水平蔓(SS)与倾斜式单干双水平蔓(SD)树形对不同葡萄品种果实产量、基础理化指标、酚类物质以及香气物质的影响。结果表明,相比于SS树形,SD树形可显著提高4个葡萄品种的果实产量,可显著提高‘黑比诺’果实糖类物质含量,提高‘美乐’‘马瑟兰’总酚、类黄酮、黄烷三醇、单宁、总花色苷等物质总含量以及‘美乐’‘黑比诺’香气物质含量;可显著降低‘美乐’‘马瑟兰’‘西拉’糖类物质含量,‘西拉’‘黑比诺’总酚、类黄酮、黄烷三醇、单宁、总花色苷等物质总含量以及‘马瑟兰’‘西拉’香气物质含量。以上结果表明,两种树形对不同葡萄品种的基础理化指标、酚类物质以及香气物质影响不一,糖酸、酚类物质以及香气物质含量不仅受树形影响,还与品种有关。

葡萄汁有孢汉逊酵母与酿酒酵母混合发酵对嘎啦苹果酒品质的影响

以嘎啦苹果为实验材料,探究了葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum)(云-268)与酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)混合发酵对苹果酒基本理化指标、酚类物质、香气物质及感官特性的影响。结果表明,相比于酿酒酵母单一发酵,混合发酵苹果酒中乙醇和总酸含量显著降低(P<0.05),降幅分别为8.72%和9.02%,总酚含量显著增加(P<0.05),增幅为23.01%;其香气物质种类(36种)明显多于单一发酵苹果酒(31种),其中香气活度值OAV>1的物质有12种;进一步分析发现,混合发酵苹果酒中具果香味的乙酸酯类和花香味的萜烯类等物质含量显著提高(P<0.05),具酸腐味的脂肪酸类物质含量显著降低(P<0.05),对具青草味的C6醇类物质含量影响不大;感官品评结果表明混合发酵苹果酒酒液澄清、禾杆黄色、入口酸度中等偏低,甜度适中,口感平衡,具有丰富的果香味。因此,葡萄汁有孢汉逊酵母与酿酒酵母混合发酵(1:1)能够明显提高苹果酒的品质,增加其发酵香,为低醇果香味的苹果酒酿造奠定了一定的研究基础。

酿酒酵母JP2代谢苹果酸途径及其关键基因解析

【目的】酿酒酵母JP2(Saccharomyces cerevisiae JP2)是从自然发酵枇杷酒醪中分离得到一株具有较好代谢苹果酸的酵母菌。为深入研究其内在降酸机理,对其进行全基因组测序和基因组序列信息解析,并分析其可能的代谢苹果酸途径,找出影响降酸的基因。【方法】基于Illumina Miseq和PacBio测序平台,联用第二代和第三代测序技术对酿酒酵母JP2和模式菌株酿酒酵母S288c进行全基因组测序,采用生物信息学方法对其进行序列组装、基因预测与功能注释,并挖掘JP2可能的苹果酸代谢路径。【结果】(1)通过对酿酒酵母JP2基因组组装共得到52个重叠群,整个基因组大小为11.98 Mbp,GC含量38.07%;JP2和S288c二者的全基因组大小和GC含量差异不大。(2)JP2代谢苹果酸的途径有3个:苹果酸→草酰乙酸→丙酮酸;苹果酸→丙酮酸;苹果酸→富马酸。相关的主要基因分别为maeA、MDH及fumC,其中苹果酸→草酰乙酸→丙酮酸是主要代谢路径,关键基因是maeA。(3)模拟发酵过程苹果酸代谢及其关键基因表达量变化显示,JP2的苹果酸含量下降了35.8%,下降程度显著高于S288c;与S288c相比,JP2的maeA基因呈现表达极显著上调(P<0.01),在发酵后期,其相对表达量达到起始值的130%。【结论】JP2在果酒发酵过程中呈现maeA基因高效表达,从而显著提高了苹果酸降解效率。研究结果可为酿酒酵母JP2降酸功能基因的研究以及降酸工程菌的研发提供技术支撑。

我国葡萄埋藤和清土作业机械的应用现状

葡萄为喜温作物,在北方地区冬季需进行埋土防寒,来年春季再起藤出土上架。埋出土操作劳动强度大、人工成本高,且具有较强的季节性,相关机械设备的研制开发迫在眉睫。本文深入探讨了北方葡萄冬季埋藤和春季清土作业的机械化发展现状,对当前主要的埋藤和清土作业机械的类型、性能等进行了比较分析,并探讨了存在的问题,以期全面提升葡萄产业机械化水平,为北方葡萄产业高质高效发展提供参考。

外源糖对‘媚丽’葡萄酒发酵品质的影响

以酿酒葡萄品种‘媚丽’为试材,向葡萄汁中添加不同比例的葡萄糖和果糖,对发酵过程进行监控;通过高效液相色谱法(HPLC)及气相色谱-质谱法(GC-MS)对酒样中的挥发性与非挥发性物质进行测定,调查葡萄汁中添加外源糖比例对酒精发酵进程及葡萄酒品质的影响。结果表明,葡萄糖含量直接影响酒精发酵速度;添加不同比例葡萄糖-果糖影响葡萄酒中的黄烷-3-醇、酚酸和黄酮醇含量;葡萄糖添加量越高,花色苷总含量越高;果糖比例越高,酒中香气物质种类越丰富。不同添加比例对发酵特性和风味品质均有重要影响,葡萄糖与果糖比例为1∶3时,在降低葡萄酒苦涩口感的同时能提高花色苷含量,产生更加复杂的香气,对葡萄酒品质提高有明显作用。

遮阳网对酿酒葡萄果实及葡萄酒品质的影响

遮阳网可以通过调节微气候来影响果树的生长和果实的发育。该试验以酿酒葡萄‘赤霞珠’和‘西拉’为材料,于2015年在新疆和硕进行遮阳网试验,处理时间为转色期(8月5日)至采收前12d(9月5日),探究遮阳网对酿酒葡萄果实和相应葡萄酒相关品质指标的影响。结果表明:(1)遮阳网显著降低了日均温度、光照强度和光合有效辐射,增加了日均湿度,有效改善了葡萄生长的微气候。(2)与露地相比,遮网处理使葡萄果实的横径、纵径和单果重都有所增加;能够显著抑制葡萄果实糖分的过快积累和有机酸的快速降解,进而降低葡萄酒酒精度;能够显著提高葡萄果实和葡萄酒中总酚和总单宁含量,并显著降低总花色苷和总类黄酮含量。(3)采用HPLC法在葡萄和葡萄酒中共检测出9种单体花色苷,在‘赤霞珠’果实中除花青素-3-葡萄糖苷外,其余8种单体花色苷的含量都是露地对照高于遮阳网处理,在‘西拉’果实中除二甲花翠素-3-香豆酰化葡萄糖苷外,其余8种单体花色苷也是露地对照高于遮阳网处理。研究结果为解决炎热产区生产中葡萄成熟过快、葡萄酒酒精度过高等问题以及提高酿酒葡萄和葡萄酒品质具有一定的实际指导意义。

组学技术在葡萄与葡萄酒研究中的应用进展

基因组学(genomics)、蛋白质组学(proteomics)、转录组学(transcriptomics)、代谢组学(metabolomics)等组学技术在揭示生命本质等科学问题上得到了广泛应用。本文综述了组学技术在葡萄与葡萄酒研究中的应用进展及应用范围,同时介绍了组学技术应用中存在的问题及展望组学技术的应用会促进葡萄产业的快速发展。

避雨栽培对‘户太八号’葡萄果实品质的影响

以‘户太八号’葡萄为试材,测定露地栽培与避雨栽培2种模式下,葡萄果实大小、硬度、果梗拉力、糖酸等基本指标及避雨栽培对浆果酚类物质、香气物质及抗氧化活性的影响。结果表明:避雨栽培下,果粒粒径及果穗均小于露地栽培,去皮果实硬度比露地栽培高13.56%,带皮果粒硬度与果梗拉力分别比露地栽培低7.04%和9.73%;避雨栽培可提高糖质量浓度,但差异不显著,固酸比显著提高;pH及总酸在果实发育时期极显著低于露地栽培葡萄;与露地栽培相比,避雨栽培葡萄果实总酚、单宁及总花色苷质量分数均呈现显著降低趋势,而香气物质总相对含量则比露地栽培提高4.95%;另外,避雨栽培会降低葡萄的抗氧化活性,葡萄果皮清除自由基的能力显著降低,但葡萄果肉清除自由基的能力变化不大。

赤霞珠葡萄脂氧合酶活性测定及脂肪酸组分的变化

以赤霞珠葡萄果实为研究材料,亚油酸钠为底物,测定脂氧合酶活性;采用气相色谱-质谱联用技术对葡萄果皮中的脂肪酸组分进行分析。结果表明:在温度为40℃,底物浓度为2×10-4 mol/L,p H值为7.0时该酶活性最高,同时该酶在80℃高温下仍表现出很好的热稳定性;在赤霞珠发育过程中该酶的活性从转色期开始上升,直到成熟前2~3周左右达到最大值,之后迅速下降,成熟期又趋于平稳。赤霞珠葡萄果皮中共检测出13种脂肪酸,其中棕榈酸和硬脂酸占据了饱和脂肪酸含量的大部分,油酸、亚油酸和亚麻酸是不饱和脂肪酸的主要组分,脂肪酸总含量在不断增大,成熟前1周左右含量最大。

橡木提取液对霞多丽和赤霞珠葡萄果实品质的影响

主要研究橡木提取液对葡萄果实品质的影响。以欧亚种(Vitis vinifera L.)酿酒葡萄品种赤霞珠和霞多丽为实验材料,外源喷施橡木提取液后测定果实单宁、多酚、花色苷、单糖和有机酸单体含量及香气成分的质量浓度。结果表明:橡木提取液对葡萄果实基本理化性质影响不显著,橡木提取液可提高霞多丽果实总酚和单宁含量,其中体积分数25%美国橡木提取液处理组单宁含量比对照组(喷蒸馏水,下同)增加了33.2%;橡木提取液可提高赤霞珠果实单宁和总花色苷含量,与对照组相比,体积分数25%美国橡木提取液处理后赤霞珠单宁含量增加了40.7%,纯美国橡木提取液处理后花色苷含量增加了10.7%;纯橡木提取液可以提高霞多丽和赤霞珠果实果糖含量;橡木提取液可以提高霞多丽和赤霞珠果实葡萄糖含量。橡木提取液对霞多丽和赤霞珠果实香气成分有很大影响,都增加了果实香气成分的种类,尤其是酯类、醛类和醇类(如橡木内酯、四氢薰衣草醇),同时可增加果实香气质量浓度,如体积分数25%美国橡木提取液可使6-甲氧基丁子香酚的质量浓度增加近8倍。外源喷施橡木提取液可改善葡萄果实品质,结果可为葡萄产业废弃物开发利用提供理论依据。

调亏灌溉对赤霞珠果实发育和籽中酚类的影响

本文研究了调亏灌溉(Regulated deficit irrigation,RDI)对赤霞珠果实生长发育及籽中酚类物质的影响。在葡萄果实生长发育过程中进行调亏灌溉,研究调亏处理对果实生长、糖酸及葡萄籽酚类特性的影响。研究发现,调亏灌溉对生长发育中的果实大小影响并不显著;但显著降低了葡萄产量,与对照相比,灌水越少产量越低,最大减产幅为19.33%。调亏灌溉能显著增加葡萄果实糖分含量,与对照相比,果实成熟时,最大增幅为5.13%,并促进果实成熟;调亏灌溉能显著降低果实总酸含量,与对照相比,最大降幅为25.50%。适当的调亏灌溉能够显著增加葡萄籽中总酚、单宁、黄烷-3-醇及类黄酮的含量。适当调亏灌溉可以有效控制葡萄产量,改善果实糖酸比,增加葡萄籽酚类物质含量,提高果实品质。

酿酒葡萄‘白诗南’废弃枝叶多酚含量及抗氧化性的季节性变化

为拓宽葡萄园废弃物的资源综合利用途径,以酿酒葡萄品种‘白诗南(Chenin Blanc)’为试材,测定其废弃枝条与叶片中多酚物质含量及抗氧化性的季节性变化,以及葡萄植株不同部位含量的差异,并对‘白诗南’多酚类物质含量与抗氧化能力间的相关性进行分析。结果表明:‘白诗南’叶片中多酚类物质的含量多于枝条;不同营养器官对DPPH·清除力、羟自由基清除力(HRSC)以及铁氰化钾还原力(FRAP)存在差异,DPPH·清除力和FRAP的季节性变化趋势与总酚类似,不同器官中HRSC的动态变化则差异较大;‘白诗南’不同组织的抗氧化活性与其所含酚类物质含量呈显著或极显著正相关,其中FRAP与总黄酮之间的相关性最显著。

栽培措施对酿酒葡萄赤霞珠和霞多丽果皮脂肪酸组分的影响

为研究栽培措施对酿酒葡萄脂肪酸组分的影响,以欧亚种(Vitis vinifera L.)酿酒葡萄品种赤霞珠(Cabernet Sauvignon)、霞多丽(Chardonnay)为实验材料,通过植物生长调节剂、摘叶、机械损伤、套袋、不同采收时间等方式进行处理分析。结果表明:葡萄果皮不饱和脂肪酸主要由亚油酸、油酸、棕榈油酸组成;亚麻酸未检测出;饱和脂肪酸主要由棕榈酸、硬脂酸、山嵛酸、花生酸组成。脱落酸、茉莉酸甲酯、光照强度、采收时间、机械损伤处理能够影响亚油酸的含量,并且这种影响与品种有关。在两个品种葡萄果皮中,都发现了呈显著正相关的脂肪酸组分,但品种间差异较大;在霞多丽葡萄果皮中,呈显著正相关的脂肪酸组分明显多于赤霞珠;并且,饱和脂肪酸之间的相关性强于不饱和脂肪酸之间的相关性。结果将为改善葡萄果皮脂肪酸组分,进而提高果实品质提供理论依据。

不同发育时期及外源处理后赤霞珠葡萄脂氧合酶活性及脂肪酸含量变化

以酿酒葡萄品种赤霞珠为试材,研究了果实发育时期、机械创伤处理与外源茉莉酸甲酯处理对葡萄果皮中脂肪酸组分、含量及LOX活性的变化。结果表明:(1)葡萄果皮的LOX活性在花后12周达到最大值;花后15周对果实进行创伤处理,处理3h后LOX活性达到最高点;花后17周对果实进行MeJA处理,处理后24hLOX活性达到最大值。(2)葡萄果皮脂肪酸组分中,饱和脂肪酸以棕榈酸和硬脂酸为主,而不饱和脂肪酸以亚油酸和亚麻酸为主。(3)葡萄果实脂肪酸含量随葡萄发育先增加后下降,花后15周创伤处理后的葡萄脂肪酸含量波动较大,花后17周茉莉酸甲酯处理后24h葡萄脂肪酸含量显著升高。

测序技术在葡萄与葡萄酒研究中的应用

测序技术是分子生物学研究中常用的技术,它的出现极大地推动了生物学、基因筛选、品种改良等工作的开展。随着科学技术的进步,测序技术自身也在不断更新。介绍测序技术及其发展历程,以及在葡萄种植环境、品质改良、新品种培育、常见病害、果品保鲜,酿酒酵母改良及选育、生长环境及影响因素等方面的应用,旨在促进测序技术与食品科学研究的融会贯通及长远发展。

‘霞多丽’葡萄果粒大小对果实品质的影响

酿酒葡萄果实品质和葡萄酒质量与果粒大小密切相关。本实验以云南香格里拉、宁夏玉泉营、山东烟台和新疆五家渠4个产区的酿酒葡萄‘霞多丽’(Vitis vinifera L. cv. Chardonnay)为试材,按粒径分为大果粒(粒径大于14 mm)、中果粒(粒径14～12 mm)和小果粒(粒径小于12 mm)3个等级,分别测定各粒径范围果实分布比例、果皮鲜质量、果实鲜质量以及果实可滴定酸、还原糖质量浓度和总酚含量等主要品质指标,并对果实品质进行主成分分析。结果表明:‘霞多丽’在4个产区中果实多为中、小果粒,单果粒种子数及单粒种子质量均随粒径的增大而增加;可滴定酸质量浓度均在大果粒中较高;总酚和单宁含量除新疆五家渠葡萄表现为大果粒较高外,其他3个产区均为小果粒较高;黄酮醇类总量在宁夏玉泉营葡萄中表现为小果粒较高,其他产区则为中果粒较高;黄烷醇类总量在云南香格里拉和新疆五家渠葡萄中表现为小果粒较高,宁夏玉泉营葡萄为中果粒较高,山东烟台葡萄则为大果粒较高。结论:主成分分析得出宁夏玉泉营的小果粒‘霞多丽’葡萄综合品质得分最高,新疆五家渠的大果粒‘霞多丽’葡萄综合品质得分最低;除山东烟台产区表现为大果粒‘霞多丽’葡萄得分较高外,其他3个产区的‘霞多丽’葡萄综合品质得分都表现为小果粒>中果粒>大果粒。

新疆赤霞珠葡萄皮渣中多酚类物质质量分数及其复合抗氧化剂研究

对葡萄皮渣中多酚类物质的质量分数及其复合抗氧化剂的协同增效作用进行研究,为葡萄废弃物中多酚类物质的开发利用提供理论依据。试材来自新疆和硕芳香庄园的赤霞珠葡萄皮渣,将提取得到的葡萄多酚与维生素C、柠檬酸进行配比并得到最优复合抗氧化剂配比,并采用牛津杯法研究复合抗氧化剂对3种细菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏杆菌)的抑菌情况。结果表明,赤霞珠葡萄皮渣中总酚、总黄烷醇、总类黄酮、原花青素、单宁的质量分数分别为7.113 6、1.650 2、1.288 5、0.825 3、0.068 97mg·g-1,葡萄皮渣中多酚质量分数较高;复合抗氧化剂的最佳配比为维生素C、葡萄多酚、柠檬酸的质量分数分别为0.1%、0.004%、0.05%;复合型抗氧化剂对3种致病菌均有显著的抑制作用,随着复合型抗氧化剂质量分数的增加,大肠杆菌与金黄色葡萄球菌所受到的抑制作用越来越强,对沙门氏杆菌的抑制强度增加较缓慢。

果实粒径对‘美乐’和‘蛇龙珠’葡萄果实品质的影响

果实粒径普遍被认为是影响果实品质的一项重要指标。本实验以宁夏玉泉营地区的‘美乐’和‘蛇龙珠’葡萄为实验材料,将‘美乐’果粒分为大于14 mm(大果粒)、12～14 mm(中等果粒)、小于12 mm(小果粒)3 个粒径等级;将‘蛇龙珠’果粒分为大于15 mm(大果粒)、14～15 mm(中等果粒)、小于14 mm(小果粒)3 个粒径等级,连续两年测定不同粒径葡萄的可溶性固形物质量分数、可滴定酸质量浓度、花色苷单体含量以及单体酚含量。结果表明:连续两年两个葡萄品种均表现为中等果粒所占比例较高;2014年‘美乐’和‘蛇龙珠’葡萄果实的可溶性固形物质量分数随粒径的增大而降低,而2015年均表现为中等果粒较高;连续两年葡萄的种/果质量比和单果粒种子数均随粒径的减小而降低;2014、2015年酚类物质含量在‘美乐’中表现为小果粒和中等果粒较高,‘蛇龙珠’则为大果粒和中等果粒较高;‘美乐’中等果粒葡萄的花色苷单体总量最高,‘蛇龙珠’果实的花色苷单体含量受年份影响较大;单体酚总量以及黄酮醇类物质总量在‘美乐’葡萄中表现为在中等果粒中较高,‘蛇龙珠’葡萄则表现为在大果粒中较高。结论:中等果粒的‘美乐’葡萄和大果粒的‘蛇龙珠’葡萄酚类物质含量较高。

甘肃河西走廊酿酒葡萄晚霜冻害对葡萄品质的影响及预防措施

针对甘肃河西走廊晚霜冻害严重的状况,研究晚霜冻害对酿酒葡萄品质的影响,分析并提出最佳预防措施,以减少晚霜冻害对葡萄产业带来的损失。通过对10多年葡萄晚霜冻害预防实践经验的总结,分析比较采取预防措施和未采取预防取措施条件下果实感官品质。结果表明,点明火并结合烟熏这一综合预防措施不仅可以有效预防晚霜冻害,经济节约,同时,采取这一措施后葡萄园产量基本未受冻害影响,与果实品质紧密相关的含糖量、单宁较其他措施有大幅度提高,同时果实感官评价得分较高。研究得出对甘肃河西走廊地区葡萄晚霜冻害预防经济有效的最佳措施,克服了目前晚霜冻害给该地区葡萄产业发展带来的制约,以进一步利用该地区得天独厚的自然条件,规模化发展葡萄种植。同时,为不同气候条件下,葡萄产区晚霜冻害的预防提供了成功经验和理论基础。