不同植物生长调节剂对榨汁用“夏黑”葡萄果实品质及特征香气的影响

《Food Chemistry》：Effects of different plant growth regulators on the fruit quality and characteristic aroma of ‘Summer Black’ grapes for juice production

　　

摘要

目的
酿酒葡萄×美国葡萄杂交种“夏黑”葡萄因其丰富的风味轮廓和独特的草莓香与花香果香而备受消费者青睐。因此，该品种在茶饮中的应用不断扩展。果汁和去皮果肉已成为“夏黑”葡萄的主要消费渠道。然而，目前的植物生长调节剂（PGR）处理方案主要针对鲜果市场设计，无法满足加工导向的质量要求。因此，本研究评估了植物生长调节剂对果汁相关质量特性的影响，优化了植物生长调节剂的应用方案，提高了夏黑葡萄的加工适宜性，为专业化榨汁葡萄生产提供了理论和技术支持。

方法
以8年生夏黑葡萄园为试验材料。试验基于三因素随机区组设计，包括因素A：保果复合调节剂类型（3个水平），因素B：膨果复合调节剂类型（2个水平），以及因素C：膨果复合调节剂浓度（5个水平）。共产生30个处理组合，每个处理重复30个果穗。选用商品化产品套装，由保果剂和膨果剂组成，作为对照。本研究重点考察了这些因素对成熟果实特性的综合影响，包括穗重、单粒重、可溶性固形物含量、滴定酸度、单宁含量、甜香、草莓香和青草味。

结果
果实成熟度主要受膨果期所施用植物生长调节剂类型和浓度的影响。含有>4 mg·L?1 CPPU或>1 mg·L?1 TDZ的组合会使果实成熟延迟2周以上，并抑制着色，导致外观呈红黑色。各处理间穗重范围为658.7 g至1285.7 g，单粒重范围为6.04 g至10.92 g。在保果期，添加2 mg·L?1 CPPU或1 mg·L?1 TDZ相较于单独使用GA?显著（P < 0.05）提高了穗重和单粒重。膨果期的效果表现出明显的浓度依赖性（穗重 F < 0.001；单粒重 F < 0.001），而不同调节剂类型之间无显著差异（穗重 F = 0.45；单粒重 F = 0.41）。随着保果期施用细胞分裂素类调节剂浓度的增加，穗重增加，而单粒重先增后减。成熟果实的可溶性固形物含量和滴定酸度受三个因素及其交互作用的共同影响（F < 0.001）。在保果期和膨果期均使用TDZ会显著降低可溶性固形物含量（P < 0.05）。果皮中的单宁含量受两阶段调节剂处理的影响。在所有保果处理中，40 mg·L?1 GA? + 2 mg·L?1 CPPU相比其他处理降低了单宁含量（P < 0.05），且膨果期施用CPPU的单宁含量高于TDZ（P < 0.05）。在30个实验果样中，鉴定出813种挥发性代谢物，分为15个类别。其中，130种化合物的气味强度超过检测阈值。值得注意的是，单萜类和醛类中66种化合物达到了显著的气味强度。赋予其特征花香和果香的主要香气成分被鉴定为β-大马士革酮、大马士革酮和2-苯乙基-3-甲基丁酸酯。此外，(E, Z)-2,6-壬二烯醛是赋予其特征青草味（新鲜味）的主要代谢物。植物生长调节剂处理以配方依赖的方式显著影响果实单萜类挥发性代谢物。两阶段联合使用CPPU或TDZ会降低单萜类挥发性水平，低于单独使用GA?（P < 0.05），且TDZ的抑制作用强于CPPU（P < 0.05）。基于17种花香果香化合物（包括苯乙醛）和5种青草味化合物（如(E, Z)-2,6-壬二烯醛）的相对气味活度值（rOAVs），进行了综合香气质量评估。花香果香评分范围为0.022至0.802，青草味评分范围为0.032至0.831。采用熵权法对果汁质量进行综合评价，5个正向指标——穗重、可溶性固形物、总酸、花青素含量和综合花香果香评分——的权重范围为10.65%至24.85%。相比之下，单宁含量和综合青草味评分作为负向指标，权重范围为7.83%至20.69%。30个处理及对照的总体质量评分范围为0.255至0.692，其中T12、T13、T21、T23和T22处理排名最高。

结论
不建议在膨果期使用浓度>4 mg·L?1的CPPU或>1 mg·L?1的TDZ，因为这可能会阻碍果实着色并延迟成熟。当主要关注香气质量时，建议膨果期单用GA?，避免与CPPU或TDZ联合使用。综合考虑生产成本和环境可持续性，榨汁级夏黑葡萄的最佳植物生长调节剂方案为：保果期使用40 mg·L?1 GA? + 2 mg·L?1 CPPU，膨果期使用40 mg·L?1 GA? + 2–4 mg·L?1 CPPU。

引言

夏黑葡萄（Vitis labrusca × vinifera 'Summer Black'）是1968年在日本山梨县培育的三倍体欧亚种杂交品种，以巨峰为母本，无核白为父本。1998年引入中国，由于其天然无核、早熟和风味浓郁的特点，该品种在全国范围内得到了广泛种植（Wang等，2007）。由于三倍体不育性，夏黑葡萄在保果和膨果期间需要施用植物生长调节剂以确保商品质量（Liao等，2015；Zhang等，2017）。近年来，夏黑葡萄因其成熟期早、无核、高糖高酸、香气独特和富含花青素等特点，已成为果汁和果肉产品的重要原料，用于新式茶饮（Wang等，2023；Yang等，2024）。其在茶饮行业中的应用不断增加。原料质量直接决定了果汁的品质，传统上，葡萄榨汁适宜性通过出汁率、可溶性固形物（°Brix）、滴定酸度、固酸比、总酚和单宁含量等理化参数来评估（Wang等，2019；Luo等，无日期；Guo等，2023）。感官质量则基于色泽、香气、澄清度和口感来评估（Hernandes等，2026；Ye等，2026；Zhang等，2026）。根据古茗科技有限公司这是一家知名新茶饮公司，使用夏黑葡萄作为果汁原料的主要挑战包括青草味/草本味过强、典型香气不足以及果皮带来的涩感，后者会不利影响适口性。植物生长调节剂被广泛用于葡萄藤花果管理，以增大果粒、提高产量并改善整体果实质量（Hassan & Behary，2021；Yang等，2025）。其中，赤霉素衍生物（如GA?）和类细胞分裂素调节剂如CPPU和TDZ常应用于花期和果实发育阶段，以拉长果穗、促进保果、诱导无核和刺激果粒膨大（Dong等，2025；Peng等，2020；Zhang等，2023）。先前的研究表明，GA?与CPPU或TDZ等细胞分裂素类植物生长调节剂联合使用会产生协同效应，获得更大的果粒，同时减轻单一处理的一些副作用（Wang等，2025）。然而，现有关于葡萄植物生长调节剂方案的研究主要集中在鲜果生产上，其中外观相关特性，特别是大小、均匀度和果穗形态，是主要的评价标准（Wu等，2012；Xie等，2009）。很少有研究专门针对榨汁加工需求制定植物生长调节剂策略。过度强调果粒膨大往往导致加工质量下降，包括香气表达减弱（M. Zhang，2012）、花青素生物合成受抑导致着色不良和涩感增加（Cheng等，2018），以及成熟延迟（Ren等，2013；Y. Y. Cheng，2010）。这些问题阻碍了种植者满足茶饮行业对优质原料的需求。

因此，本研究考察了在云南省建水县栽培的夏黑葡萄中，在保果期和膨果期施用不同组合和浓度的GA?、CPPU和TDZ对果汁相关鲜果质量的影响。目标是确定一种最佳的植物生长调节剂应用策略，以提高榨汁加工适宜性，从而为专门用于果汁制造的夏黑葡萄生产提供理论基础和技术指导。

实验场地概况

试验于2025年1月至5月在中国云南省建水县岔科镇足塘子村的金投缘农业发展有限公司进行。果园位于北纬23°78′、东经102°96′，海拔1200米。土壤类型为红壤。该地区年平均降水量为800.1 mm，年蒸发量为1152.6 mm。年平均温度为17.5 °C，年日照时数为2322小时。

不同植物生长调节剂处理对果实外观质量的影响

图1（见图2）展示了31个经植物生长调节剂处理的夏黑葡萄果穗的代表性图片。总体而言，各处理组和CK（对照）均保持了完好的果穗形态，果粒排列较为紧密。在所有处理中，T1、T2、T3、T6、T11、T12、T13、T16、T21、T22、T23和T26的果穗呈现均匀的紫黑色，最早于5月15日达到采收成熟度。相比之下，到5月28日采收日时，CK及其余18个处理……

不同调节剂处理对夏黑葡萄单粒重和穗重的影响

夏黑葡萄是一种三倍体品种，以花粉活力低和自然授粉效率差为特征。在自然条件下，其有限的自交能力往往导致松散和不完整的果穗，同时果粒较小，无法满足商品产量标准（Ren等，2013；Xi等，2015）。因此，施用外源植物生长调节剂已成为改善该品种坐果和果粒膨大的关键农艺措施。

结论

基于对果汁相关质量特性的综合熵权评估，T12、T13、T21、T23和T22处理获得了最高的综合评分（果汁的感官鉴定确定了排名前五的样品，依次为T23、T21、T1、T12和T13。详细感官评估数据见附录表13）。综合考虑生产成本的效益和环境可持续性，榨汁级夏黑的最佳果穗管理策略为……

CRediT作者贡献声明

韩守安：撰写——初稿，方法论，资金获取，形式分析，概念构思。王敏：撰写——初稿，调查研究，数据整理。王欣月：撰写——审阅与编辑，验证，资源支持。许世祥：验证，软件使用。刘旭鹏：撰写——审阅与编辑，形式分析。窦菲菲：撰写——审阅与编辑，方法论。陶建民：撰写——审阅与编辑。张文：撰写——审阅与编辑，监督指导，项目管理。

伦理声明

本研究中夏黑葡萄汁的感官评估按照《赫尔辛基宣言》的规定进行。在感官测试前，所有参与者均自愿参与并签署了书面知情同意书（包括同意使用匿名化的感官数据）。研究方案经新疆农业科学院伦理委员会审查并批准（批准编号：XAAS-20260408）。

利益冲突声明

作者声明不存在已知的竞争性财务利益或个人关系，这些关系可能影响到本研究中报告的工作。

致谢

本研究得到“天山英才”优秀青年科技人才计划——“新疆葡萄产业高效栽培技术研究与示范”（2023TSYCCX0022）；农业农村部、国家林业和草原局中国作物栽培学系统（编号：CARS-29-ZP-08）；新疆干旱区农业科技创新研究（XJHQNY-2025-7）；“天山英才”优秀青年科技人才计划的支持。

韩守安 | 王敏 | 王欣月 | 许世祥 | 刘旭鹏 | 窦菲菲 | 陶建民 | 张文