双层幕式冠层系统调控热干旱区‘Syrah’葡萄与葡萄酒挥发性化合物及感官属性

《Food Chemistry: X》：Double-layer curtain canopy systems modulate volatile compounds and sensory attributes of ‘Syrah’ grapes and wines in hot-arid regions

　　

• 双层幕式冠层（Double-Layer Curtain, DLC）系统处理DLC-100V可缓冲热干旱葡萄园中极端果穗区微气候（cluster-zone microclimate）。
• DLC-100V延缓葡萄中糖分积累并提高酒石酸（tartaric acid）含量。
• DLC改变挥发性物质谱（volatile profiles），在2023年增加酯类（esters）和C₆/C₉化合物。
• DLC-100V葡萄酒表现出更高的感知酸度（perceived acidity）、香气强度（aroma intensity）和平衡度（balance）。
• DLC系统为葡萄栽培（viticulture）气候适应提供了一种实用的冠层策略（canopy strategy）。

研究背景：葡萄（Vitis vinifera L.）物候和葡萄酒品质对气候高度敏感。在热干旱区，高温与水亏缺改变果实发育和次生代谢，常加速糖积累、促进有机酸降解并扰乱挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs）生物合成，降低葡萄酒香气复杂性和典型性。传统垂直新梢摆布（Vertical Shoot Positioning, VSP）为温带气候设计，在极端高温下可能增加果穗日灼、代谢失衡和香气挥发风险；品种、砧木、密度和灌溉调整常需长期投入或重建，严重变暖下可能不足。分冠层系统可改善内部微气候，但现有配置多针对温带或半干旱条件，在极端热干旱区表现不确定；将葡萄与葡萄酒挥发谱及感官评价结合的研究也较少。因此，研究人员在吐鲁番-哈密盆地以‘Syrah’为材料，比较双层幕式冠层（Double-Layer Curtain, DLC）配置与VSP，评估果穗区微气候、葡萄和葡萄酒初级理化、挥发组（volatilomes）及感官属性，以筛选热干旱区适用冠层配置。

研究开展、结论与意义：研究人员连续两个年份比较4种DLC配置与VSP对照对‘Syrah’葡萄和葡萄酒品质的影响。结论显示DLC-100V综合表现最一致：稳定果穗区微气候，降低葡萄糖积累并提高可滴定酸（titratable acidity, TA）和酒石酸，降低葡萄酒乙醇并提高酸度，改善香气强度和感官平衡。其意义在于为热干旱区及变暖葡萄产区提供可实施的冠层适应策略；局限为结论仅限‘Syrah’和测试条件。

关键技术方法：试验于新疆鄯善县商业葡萄园（42.90°N，90.29°E；海拔419 m）2023和2024年份开展，供试6年生‘Syrah’，3个区块随机分配VSP对照和DLC-70V、DLC-100H、DLC-100V、DLC-130H，每处理3个独立小区。监测果穗区温湿度；同一商业成熟期采收，测定葡萄和葡萄酒基本理化及有机酸（UHPLC）；以HS-SPME-GC-MS分析游离挥发性化合物；计算气味活性值（odor activity value, OAV）并划分香气系列；8名培训评价员进行感官评价；采用PCA、OPLS-DA、双向ANOVA和线性混合效应模型统计。

结果：
3.1 气象条件与果穗区微气候：两年均极端高温、强辐射、低湿；2024花后高温持续更长，转色期短期降雨降温。DLC缓冲温湿度极端，DLC-100V最稳定，25–30°C天数比例最高（66.3%和75.0%），>40°C更少，相对湿度50–60%且波动更小。
3.2 葡萄和葡萄酒基本理化参数与有机酸谱：3.2.1 基本理化参数：DLC-100V两年最低还原糖和总可溶性固形物（total soluble solids, TSS），最高TA和最低糖酸比；其葡萄酒残糖、乙醇、挥发酸和pH最低，TA最高；处理×年份对葡萄酒TA不显著。3.2.2 有机酸谱：葡萄中DLC-100V酒石酸和总有机酸最高，苹果酸仅2024最高；V形冠层酒石酸高于H形，DLC-100H富马酸较高。葡萄酒总有机酸DLC-100V两年最高；酒石酸2023年DLC-100V最高、2024年DLC-130H最高，对照最低。
3.3 DLC对葡萄挥发性化合物的影响：HS-SPME-GC-MS检出52种游离挥发物，PCA/OPLS-DA主要按年份、其次按冠层区分；9个VIP>1标志物涉及C₆/C₉化合物、酯类和酸类。2023年总酯DLC-70V最高、DLC-100V次之，为对照2.4–3.8倍；C₆/C₉以DLC-100V和DLC-130H最高；2024年差异缩小但DLC-100V的C₆/C₉最高。萜烯2023年DLC-100V最高，2024年低且处理间相近；降异戊二烯无显著处理差异；IBMP仅部分处理检出。DLC-100V对C₆/C₉保护最一致。
3.4 DLC对葡萄酒挥发性化合物的影响：PCA/OPLS-DA主要按年份、其次按处理区分；10个VIP>1标志物涉及醇、酯、酸和C₆/C₉化合物。2023年总酯DLC-100V最高，2024年DLC-70V和DLC-100H最高而DLC-100V最低；高级醇2023年DLC-100H和DLC-130H最高、2024年DLC-70V最高；DLC-70V的2-苯乙醇两年最高。2024年DLC处理萜烯高于对照，DLC-70V最高；C₆/C₉在2023年DLC-130H和DLC-70V最高、2024年DLC-70V、DLC-130H和DLC-100H最高。挥发性酸两年均以DLC-100V最高；降异戊二烯仅2023年检出且无处理差异；苯类2023年DLC-100H、DLC-100V和DLC-130H最高，2024年仅DLC-70V检出；内酯仅2023年检出；IBMP在2024年DLC-100H和DLC-130H检出。
3.5 DLC对葡萄酒气味活性值和香气系列分布的影响：OAV>0.1的化合物归为果香、花香、脂肪、甜香、烘烤和草本六系列。2023年脂肪系列主导，2024年花香系列主导且脂肪比例下降。2023年DLC-100V和DLC-100H降低脂肪比例并提高果香/花香比例；2024年两者花香比例最高、残余脂肪最低。DLC-100V对香气系列平衡最一致；IBMP以低阈值贡献草本，trans-β-紫罗兰酮贡献花香和果香。
3.6 DLC对葡萄酒感官属性和香气轮廓的影响：3.6.1 香气描述轮廓：2023年DLC-100V红色水果最高；2024年DLC-70V柑橘最高、DLC-100H温带水果最高，DLC-70V和DLC-130H花香最高；草本2023年DLC-70V和DLC-100V最高，2024年仅DLC-70V较高，其他描述差异较小。3.6.2 基本感官属性：DLC-100V两年感知酸度最高，甜度较低；2023年酒体、单宁和香气强度最高，2024年香气强度仍居最高之一。3.6.3 挥发性组成与感官属性的关联：Spearman相关显示花香系列OAV与花香得分正相关（r=0.44），果香系列与草本（r=0.58）和单宁（r=0.66）相关，甜香系列与甜度和香气强度（均r=0.65）相关，草本系列与单宁（r=0.79）和酒精（r=0.70）相关，烘烤系列与酸度（r=0.46）相关。原文指出各处理虽同商业成熟期采收但TSS不同，酸度和挥发物差异部分可能反映生理成熟差异。

讨论与结论：DLC通过调节果穗区微气候影响初级代谢和挥发物，效果随年份和化合物类别变化，DLC-100V在微气候稳定性、酸度保持、香气强度和感官平衡上最一致。研究结论译文：这项为期两年的研究表明，DLC系统，尤其是DLC-100V，在吐鲁番-哈密盆地热干旱条件下改善了‘Syrah’葡萄和葡萄酒品质。DLC-100V提供了最稳定的果穗区微气候，与葡萄中较低糖积累、较高可滴定酸和酒石酸，以及葡萄酒中较低乙醇和较高酸度相关。DLC处理还在2023年提高葡萄中酯类和C₆/C₉浓度，降异戊二烯无处理差异。葡萄酒香气系列和感官属性以年份依赖方式改变，DLC-100V在酸度、香气强度和总体平衡方面一致改善。这些发现表明优化冠层结构可作为缓解热胁迫并改善该地区葡萄和葡萄酒品质的实用策略；但结果限于测试条件下的‘Syrah’，需在不同品种、地点和季节进一步验证。