葡萄酒中酚酸及葡萄果实苯丙烷类代谢途径研究

在建立了一种新的、同时准确测定葡萄酒和葡萄果实中11种酚酸的反相高效液相色谱分析方法的基础上,对12种不同类型的国产葡萄酒和两个品种葡萄果实不同组织(果皮、果肉)的11种酚酸含量进行了比较分析。结果表明:葡萄酒中的酚酸主要以没食子酸,龙胆酸,咖啡酸,p-香豆酸,丁香酸和原儿茶酸等6种酚酸的含量较高,6种对羟基苯甲酸类酚酸总含量、5种对羟基肉桂酸类酚酸总含量和11种酚酸总含量在干红葡萄酒中远高于干白葡萄酒;试验中测试的同一厂家不同年份的葡萄酒,其酚酸含量不随生产年份的不同而发生较大的变化。葡萄果实中酚酸主要以没食子酸,咖啡酸,龙胆酸,原儿茶酸,丁香酸和p-香豆酸为主,且在果肉中的含最较高。 本研究跟踪了龙徽2003年度赤霞珠干红、霞多丽干白发酵过程和华夏长城2004年度赤霞珠干红陈酿过程葡萄酒中11种酚酸的动态变化,并比较了3种不同类型橡木桶陈酿对11种酚酸的影响。结果表明,赤霞珠干红、霞多丽干白葡萄酒发酵过程中6种对羟基苯甲酸类、5种总羟基肉桂酸类酚酸及11种酚酸总含量从发酵开始,逐渐上升至一最大值,然后保持稳定至发酵结束;11种酚酸在发酵过程中,以没食子酸、龙胆酸、丁香酸、咖啡酸、p-香豆酸等5种酚酸的变化幅度较大:橡木桶陈酿过程中,以没食子酸、龙胆酸、原儿茶酸、咖啡酸、p-香豆酸等5种酚酸变化最为剧烈;陈酿时间以及橡木桶类型对酚酸类物质的影响均不同,美国和欧美橡木桶对酚酸类物质的影响较快就能体现出来,而欧洲橡木桶较慢。 本研究首次以葡萄为材料,研究了赤霞珠(Vitis vinifera L.cv.Cabemet Sauvignon)葡萄果实发育过程中11种酚酸含量变化和苯丙烷类三个代谢相关酶:苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸—4—羟化酶(C4H)、4—香豆酸:辅酶A连接酶(4CL)活性和数量变化,并应用胶体金免疫电镜技术首次对果实中PAL、C4H、4CL进行了亚细胞定位。结果表明:没食子酸、原儿茶酸、龙胆酸、咖啡酸等4种酚酸在果实发育过程中变化幅度较大;果实发育过程中,PAL、C4H、4CL均呈现两个活性高峰,且它们的变化存在着伴随性,PAL、C4H、4CL活性变化与6种对羟基苯甲酸类酚酸总含量、5种对羟基肉桂酸类酚酸总含量和11种酚酸总含最变化密切相关;Western blotting分析发现PAL、C4H、4CL蛋白表观数量变化与其活性变化并不完全一致,同时在葡萄果实中检测到了PAL同工酶的存在,其表达具有发育特异性;胶体金免疫电镜定位显示,PAL主要分布于葡萄果实细胞的细胞壁、次生壁加厚层以及韧皮部薄壁细胞中;C4H主要分布于果皮细胞的叶绿体(质体)和细胞核中:4CL主要分布于果肉维管组织细胞的次生壁加厚层、韧皮部薄壁细胞中。 以转色期和成熟期赤霞珠葡萄果实为试材,应用外源水杨酸(SA)预温育葡萄果实圆片和渗透完整果实的实验体系,证实了SA处理明显促进了PAL、C4H、4CL的活性,且三者之间的活性变化存在着伴随性;Western blotting分析证实了SA对PAL、C4H和4CL活性的促进作用是通过增加其蛋白表达量来实现的:蛋白合成抑制剂环已亚胺和mRNA转录抑制剂放线菌素D均可抵消SA的效应:SA处理亦显著提高了果实中总酚、糖结合态酚酸类物质和总酚酸类物质的含量。这些结果表明,SA可能通过激活苯丙烷类代谢酶系的表达,参与调控果实苯丙烷类代谢途径。推测苯丙烷类代谢酶系的表达、糖苷化的酚酸类物质或酚酸类物质的积累可能以一种适应性反应来参与水杨酸介导的系统获得性抗性。