《Food Chemistry》：Assessing vine training systems and rootstocks through a flavoromic approach of grape juices
编辑推荐：
葡萄栽培中训练系统与根stock的交互作用对葡萄汁品质的影响研究。采用风味组学方法，分析棚架、立柱、篱架三种系统与IAC 572、766两个根stock组合下BRS Magna葡萄的理化性质、酚类、挥发性成分及感官特性。结果表明，棚架结合IAC 572能显著提升花色苷含量（18.7°Brix）和抗氧化活性，乙酯类挥发性物质与果香强度相关， furaneol 水平与 foxy 香味显著正相关，为优化热带葡萄栽培技术提供了理论依据。
Karolina Cardoso Hernandes | Darcilene Fiuza da Silva | Rafaela Diogo Silveira | Eduarda Arend Ramos | Patricia Coelho de Souza Le?o | Ana Cecília Poloni Rybka | Aline Camar?o Telles Biasoto | Cláudia Alcaraz Zini | Juliane Elisa Welke
南里奥格兰德联邦大学（UFRGS）食品科学与技术研究所，巴西RS州Porto Alegre市Bento Gon?alves大道9500号
摘要
本研究采用风味组学方法，确定了最适合用于果汁生产的葡萄栽培系统（棚架、竖琴式和水平式）和砧木（IAC 572和IAC 766）的组合。对葡萄汁的物理化学性质、抗氧化活性、酚类成分（LC-DAD-QToF-MS）、挥发性成分（HS-SPME-GC/qMS）以及感官特性进行了评估。嫁接在IAC 572上的葡萄藤所生产的果汁具有更高的花青素含量，从而呈现出更强的颜色和抗氧化活性。棚架与IAC 572的组合产生了最高浓度的乙酯，并带有浓郁的果香。而棚架和水平式系统与IAC 572结合使用时，狐臭味更为明显，这与较高的呋喃醇含量相关。因此，风味组学研究表明，IAC 572所促进的强健植被生长和调节的阳光照射有利于驱动葡萄汁质量的关键代谢物的生物合成。
引言
风味组学是一种综合性的方法，整合了分析技术、感官评估和化学计量技术。这一组学工具深入揭示了原材料、栽培方法、土壤气候条件及加工工艺对食品质量的影响（Welke等人，2024年）。
在葡萄栽培中，管理策略旨在提高葡萄产品的产量和质量。在气候变化的背景下，调整栽培方式对于增强葡萄园的适应能力和抗逆性至关重要（Atak，2024年）。砧木选择和栽培系统等做法会显著影响葡萄的化学和感官特性（Alves Filho等人，2019年）。
砧木是形成植物根系的品种，负责吸收水分和养分，并提供结构支持。它与接穗品种嫁接在一起，接穗品种发育出地上部分并决定果实产量。自19世纪末以来，砧木就被用于葡萄栽培中，以提供抗病性并调节葡萄藤的生长活力，从而影响产量和果实特性（Domingues Neto, Tecchio等人，2024年）。
葡萄的空间布局由栽培系统决定，主要采用水平式、棚架式或竖琴式。水平式和棚架式系统分别将枝条垂直和水平方向排列，而竖琴式系统则将枝条以大约45°的角度固定在主支架上。这些系统调节叶片和果穗对太阳辐射的暴露程度，进而影响葡萄园的微气候，特别是湿度和温度（Le?o等人，2023年）。因此，栽培系统与砧木之间的相互作用会影响果实中初级代谢物（如糖类、有机酸和氨基酸）以及次级代谢物（主要是酚类和挥发性化合物）的生物合成（Kersh等人，2023年）。
酚类化合物能够清除阳光照射产生的活性氧（ROS），从而保护果实免受光氧化和热氧化（Gambetta等人，2022年）。它们的抗氧化活性还决定了葡萄汁的稳定性、保质期和营养价值（Dutra等人，2025年）。这些化合物的生物活性还与预防心血管疾病、炎症过程、癌症和其他病理有关（El Rayess等人，2024年）。此外，酚类化合物还影响葡萄产品的颜色、涩味、口感和风味（Cosme等人，2018年）。挥发性化合物在果汁的香气和风味中也起着关键作用，其感官效应受浓度、气味阈值及其他基质化合物相互作用的影响（Shi等人，2024年）。
通过基本的物理化学分析（包括pH值、糖分和酸度（Le?o等人，2023年；Pimentel Junior等人，2023年）以及酚类成分（Tian等人，2023年；Vilanova等人，2017年）和挥发性成分分析（Kyraleou等人，2015年；Liu等人，2015年；Liu等人，2018年；Yu等人，2024年），已经评估了葡萄栽培系统与砧木对葡萄特性的影响。结合挥发性和感官数据（Zurowietz等人，2022年）或酚类成分与抗氧化活性的综合研究（Domingues Neto, Pimentel Junior等人，2024年）进一步阐明了栽培系统如何调节温带条件下葡萄中的初级或次级代谢物。
本研究首次采用风味组学方法，确定了热带地区栽培BRS Magna葡萄的最佳栽培系统-砧木组合。为填补热带葡萄风味组学数据的空白，本研究验证了葡萄栽培系统与砧木之间的相互作用会调节葡萄汁的物理化学性质、酚类成分、抗氧化活性、挥发性成分和感官特性的假设。
实验设计
‘BRS Magna’葡萄藤在巴西Petrolina-PE的Sub-Middle S?o Francisco Valley热带地区的Embrapa Semiárido试验田（9°08′03″S, 40°18′28″W, 海拔370米）进行栽培。图1A展示了三种葡萄栽培系统（棚架、竖琴式和水平式）及其对葡萄果穗的阳光照射情况。实验采用随机区组设计，重复四次。处理组包括...
物理化学特性和颜色参数
表1展示了在三种栽培系统（棚架、竖琴式和水平式）下生长，并嫁接在两种砧木（IAC 572和IAC 766）上的‘BRS Magna’葡萄所产果汁的物理化学和颜色特性。可溶性固形物含量在16.6至18.8°Brix之间。这些数值符合巴西法规（2018年）和食品法典（Codex Alimentarius Commission，1981年）对葡萄汁的最低要求（分别为14°Brix和15°Brix）。这些数值表明...
结论
本研究首次结合风味组学方法和葡萄栽培实践，确定了最适合用于果汁生产的栽培系统和砧木组合。通过整合物理化学特性分析、酚类成分分析、抗氧化活性评估、挥发性成分分析及感官评价，全面了解了这些栽培方式对果汁质量的影响。
棚架与IAC 572的组合...
作者贡献声明
Karolina Cardoso Hernandes：撰写初稿、验证、方法学设计、研究实施、数据分析。Darcilene Fiuza da Silva：研究实施。Rafaela Diogo Silveira：方法学设计、研究实施。Eduarda Arend Ramos：研究实施、数据分析。Patrícia Coelho de Souza Le?o：撰写、审稿与编辑、概念框架制定。Ana Cecília Poloni Rybka：撰写、审稿与编辑、概念框架制定。Aline Camar?o Telles Biasoto：撰写、审稿与编辑、数据整理
利益冲突声明
作者声明以下可能构成潜在利益冲突的财务利益和个人关系：Juliane Elisa Welke表示获得了国家科学技术发展委员会的财政支持；Karolina C Hernandes表示获得了高等教育人员改进协调机构的财政支持；Aline Biasoto表示获得了国家科学技术发展委员会的财政支持
致谢
作者感谢巴西高等教育人员改进协调机构（CAPES，项目编号88887.494508/2020-00）和国家科学技术发展委员会（CNPq，项目编号304886/2022-0；312378/2022-0）的财政支持。
