葡萄在温暖干燥的条件下加速成熟，导致糖的积累(技术成熟)与酚类和芳香成分解偶联。更深入的研究不同的成熟速度对葡萄和葡萄酒成分的影响是必要的。在本研究中，通过作物负载量管理和晚季灌溉(LSI)，分析了不同的糖积累模式对葡萄和葡萄酒的影响。在之前的研究中，讨论了这些处理的成熟速率、生理参数和赤霞珠葡萄代谢物浓度在20 - 26白度范围内的变化。赤霞珠和雷司令两个品种的成熟速度不同，通过分析葡萄和葡萄酒的酚和芳香特征，试图验证延迟成熟提高葡萄酒质量的假设。此外，该研究旨在通过对比雷司令和赤霞珠，探讨早熟品种(雷司令)和晚熟品种(赤霞珠)延迟成熟的结果和强度是否存在差异。
试验设计
该研究共设置两种因素分析了不同的糖积累模式对葡萄和葡萄酒的影响，其中包括灌溉方式和负载量管理。
两种灌溉方式是标准灌溉 [STI，85% 蒸发量] 和晚季灌溉 [LSI，130% 蒸发量从 20°Brix°开始直到商业收获]。
两种负载量水平为高负载量（HC，由未疏穗的葡萄藤组成）和低负载量（LC，葡萄树在转色时被稀释至 1 穗/株）。每个处理重复 6 次，每个重复由 18 株葡萄树组成。
研究结果
收获时的葡萄分析显示了可溶性固形物（TSS）和穗重的差异（表 1）。在雷司令葡萄中，LC葡萄的TSS显著高于HC，并且穗重随着 LC 的增加而增加。在收获时的赤霞珠葡萄（表 1）中，相同参数的差异是由于作物负载量和灌溉的相互作用。LSI-LC 的平均 TSS 高于 STI-LC，并且超过了 26 ?Brix 的目标商业成熟度。此外，平均穗重受作物负载量和灌溉相互作用的影响，并且在 LC 处理中没有变化，而在 STI-HC 和 LSI-HC 中分别最高和最低。
所应用的处理及其对成熟率、最终浆果重量和浆果性状产生影响，如赤霞珠和雷司令的 HCA 结果所述（图 1）。在赤霞珠葡萄（图1A）中测量的葡萄化学变量（总共n = 33）的变化由五个组描述。组 1CS 化合物 (n = 8) 在 HC 中显示出更高的浓度，并且这种趋势因 LSI 的应用而加剧。C6醇与其他游离（芳樟醇）和结合（芳樟醇和 α-松油醇）芳香化合物和一些酚类化合物（槲皮素糖苷和聚合单宁）一起遵循这一趋势。集群 2CS (n = 4) 显示出 STI-HC 和 LSI-HC 葡萄藤之间的最大差异，其主导了在 LC 下不同灌溉策略之间观察到的较小差异。
三组化合物描述了收获时雷司令葡萄成分的差异（图 1b）。第一组（Cluster 1R）在较早收获的 LC 葡萄中发现浓度较低，包括酚类化合物（总酚类、类黄酮、棕色和红色色素）、β-大马士酮和 TDN，以及 pH 值和浆果水分。另一组化合物（Cluster 3R）对作物负载量水平表现出相反的反应，较高的浓度与 LC 相关。这些化合物是游离的香叶醇和芳樟醇以及它们各自的糖基化前体、有机酸和氮组分。只有两个参数直接受到 LSI-LC 的影响，即总 C6 化合物和羟基肉桂酸酯，它们因低产量和 LSI 的组合而降低（第 2R 组）。这两种化合物在赤霞珠和雷司令的四种处理中也具有相同的变化趋势。
利用MFA研究了赤霞珠(Fig. 2a,b)和雷司令(Fig. 2c,d)中葡萄酒的全球物理化学成分的差异。研究了各处理之间的总体差异，以及由于预定义的一组变量，即芳香化合物、酚类化合物和主要的物理化学参数而产生的单独差异。在赤霞珠和雷司令葡萄酒中，STI-LC与其他所有处理方法都是分开的。通过分离葡萄酒感兴趣的物理化学变量组,MFA显示由于STI-LC获得的成熟大多是有关葡萄酒的主要物理化学参数和赤霞珠和雷司令香气化合物,分离所示红色和绿色方块图2 c和2d。相比之下，LSI应用主要影响葡萄酚类化合物(图2c和图2d中的蓝色方块)。STI-LC和LSI-LC处理显示更大的差异,尽管同样的收获日期和LSI-LC共享类似的芳香化合物的组成和主要理化参数HC处理两周后收获。
在雷司令葡萄酒的PCA图(图2b)显示，STI-LC葡萄酒有较高浓度的己醇、β-ionone和一些发酵衍生的醇和酯，即2-苯乙醇、异戊酸乙酯和2-甲基丁酸乙酯。相反，HC处理和LSI-LC处理的大部分其他酯，包括乙酸酯和脂肪酸乙酯(即丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯)的浓度较高。相比之下，酚类化合物的处理得分显示了与实施的灌溉策略相关的分离，LSI-LC在PC2的最低端分离。LSI的应用与葡萄酒总酚(A420)、颜色强度和色调呈负相关，并与CIELAB比色空间中A值高于B值相关(图2b)。
尽管赤霞珠的成熟度目标更高，而且在LSI-LC中成功地实现了3周的成熟延迟，赤霞珠葡萄酒的整体和部分得分反映了与雷司令葡萄酒的类似分离(图2c)。葡萄酒的香气特征主要依赖于作物负载量条件，随着HC葡萄葡萄酒中己醇、2-苯基乙醇、异戊酸乙酯和2-甲基丁酸乙酯浓度的增加(图2a)。相反，LC葡萄酒中丁酸乙酯、癸酸乙酯和己酸乙酯、乙酸异戊酯和乙酸2-甲基丁酯的浓度呈上升趋势。用LSI灌溉的葡萄生产的赤霞珠葡萄酒中酚类成分(图2a中的蓝色方框)较高，含有较高的A420, A520，颜色强度和较低的色调。
图 2. 因作物负载量和灌溉操作而以不同速度成熟的葡萄生产的赤霞珠和雷司令葡萄酒化学成分的多因素分析 (MFA)。赤霞珠 (A) 和雷司令 (B) 的载荷图报告了前两个主成分中至少一个的载荷≤-0.5 或≥0.5的变量。文本和点颜色根据三组因素分配：芳香化合物（红色）、酚类化合物（蓝色）和主要物理化学参数（绿色）。收获日期（表示为 DOY）作为补充定量变量添加，并以黄色着色。赤霞珠（C）和雷司令（D）四种处理的部分个体图。平均处理分数用黑色菱形表示，而基于变量子组的分数根据因素组着色：芳香化合物（红色）、酚类化合物（蓝色）和主要物理化学参数（绿色）。
赤霞珠 (图3a)和雷司令(图3c)的PLSR得分，是结合葡萄和葡萄酒的理化数据计算出来的，反映了MFA强调的分离(图2)。葡萄和葡萄酒中理化参数之间的关系如图赤霞珠(图3b)和雷斯林(图3d)的相关圈所示。在赤霞珠的数据中，除了糖的差异(TSS和残留糖)，延迟成熟(LSI-LC)和其他处理对第一个成分的分离是由LSI-LC葡萄中较低浓度的自由芳香化合物驱动的，只有结合β-大马士酮例外(图3b)。葡萄成熟速度越快，其己醇和其他C6醛和醇的浓度就越高，这与葡萄酒中己醇含量的增加和大部分发酵衍生的酯含量的降低有关。第二个成分突出了加速成熟(STI-LC)与其他处理之间的差异(图3a)。
葡萄和葡萄酒中的总花青素和总酚含量具有很强的相关性(图3b)，与STI-LC相比，在收获较晚的葡萄中，总花青素和总酚含量增加，而STI-LC呈现出更高的色调。至于雷司令葡萄酒，第一个成分描述了从LC和HC葡萄酿造的葡萄酒之间的主要分离(图3c)。STI-LC和LSI-LC葡萄酒之间的差异体现在第二个成分上，除了一个与LSI-LC葡萄酒密切相关的stil - lc的复制。描述雷司令葡萄酒成分变化的最重要的葡萄参数是酚类化合物和有机酸，其次是游离香叶醇和结合β-大马士酮，其VIP值均大于1。
图 3. 使用葡萄化学作为预测因子的赤霞珠（A，B）和雷司令（C，D）葡萄酒化学数据的偏最小二乘回归（PLSR）。对于赤霞珠，前两个分量解释的方差在葡萄数据集 (X) 中为 35.0 和 27.3%，在葡萄酒数据集 (Y) 中为 22.0 和 18.2%。对于雷司令，葡萄数据集 (X) 中解释的方差为 50.7% 和 18.7%，葡萄酒数据集 (Y) 中解释为 36.8% 和 19.8%。在赤霞珠 (A) 和雷司令 (C) 的评分图中，点的颜色和形状在处理之间存在差异。赤霞珠（B）和雷司令（D）的相关圆图显示了葡萄化学（红色）和葡萄酒化学（蓝色）变量的负载。前缀“F_”和“B_”表示葡萄香气化合物的游离和结合部分。灰色区域突出显示在前两个组件中的至少一个上载荷 ≤ -0.5 或 ≥ 0.5 的变量。