基因和葡萄酒

葡萄酒在中国内起步较晚，但是它一直在不断地被人们接受和认可。基因组计划在植物领域，不断取得成果。最近，法国和意大利科学家宣布已经绘制出酿酒葡萄的遗传密码图谱。葡萄基因组的测序为培育新的优质葡萄奠定了基础。

葡萄基因组的内容

研究人员破译的是法国主要酿酒品种黑皮诺葡萄的基因组，称为PN40024，是从黑皮诺葡萄培育出来的稳定的葡萄种系，这种葡萄是制造勃艮第和香槟酒的主要原料。对PN40024的测序是由法国国家基因测序中心的遗传学家潘特瑞克?温克尔领导完成的。从理论上讲，对这种葡萄的30000多个基因的测序分析有助于培育出味道更优美和更好地抗御病虫害(比如霉菌)的优质葡萄。

酿酒葡萄是迄今为止第四种基因组得到完整破译的开花植物，而就水果类植物而言，则是种。其他三种已破译基因组的植物分别是大米、杨树和拟南芥。分析发现，葡萄的与香味有关的基因数量是其他已完成基因测序植物的2倍，这意味着葡萄酒的香味可以追根溯源至基因的层面。而目前所有的葡萄酒都是由黑皮诺葡萄酿造而成的。

研究人员将PN40024葡萄的DNA分割成几百万个片断并分别进行了测序，再利用计算机程序将基因编码结合起来，从而得到了完整的基因组。结果发现，该葡萄基因组的30000多个基因中有许多都是用来制造赋予葡萄香味的萜类化合物和丹宁酸(共有大约5亿个碱基对)，而且这一比例大大超过了其他植物。

研究人员此次专门研究了70～80个制造萜类化合物的基因，目的是在将来能够通过基因改造产生优质葡萄品种。同时，葡萄基因组的测定有助于研究人员了解开花植物的一个关键进化过程，即大约2.5亿年前双子叶植物和单子叶植物的分化。此次测定的葡萄基因与小麦基因组对比表明，双子叶植物的基因组有火规模复制的明显特点和标记。

葡萄基因组测序的主要目标有两个，一是开发出抗病虫害的葡萄，二是培育出更有香味和甜昧的葡萄。但是，要完成这两个目标，还有很长的路要走。仅仅是从基于基因组测序结果来开发抗病虫的葡萄品种，也至少还需要10年的时间。而另一个目标，生产更有香甜味的葡萄，以酿造出更好的葡萄酒，恐怕更为困难。因为，像葡萄酒这样的产品并非有优良基因品种就可以，还要涉及到酿酒技术和工艺。

所以，法国基因中心的研究人员简恩?韦森巴奇指出，遗传学家此次的研究成果和认识并不能替代进化学家和葡萄酒制造者长期以来的传统观点。他说："我们能够创造出具有不同香味的葡萄变种.但最终葡萄酒的品质则完全是另一回事。"

多种化学物质

葡萄基组的破译最能引起关心和高兴的应当是令球葡萄种植业和葡萄酒酿造业的从业人员，他们都急于减少代价高昂的植物疾病、增强葡萄酒香味，因为仅葡萄酒一项每年能为全球带来大约2000亿美元的收入。

当然，葡萄基因组的破译为新的优质品种的培育提供了基础。比如，研究人员发现，酿酒葡萄具有"与葡萄酒香味特征直接相关的"、庞大的基因"家族"，尤其是与丹宁酸和萜烯密切相关。后两者是葡萄中的重要成分。

丹宁酸是葡萄皮和葡萄籽中具有涩感的化合物，尤其是在红葡萄中。它增添了葡萄酒变醇郁所需的"骨架"和酒体结构，是保持葡萄酒口味的重要成分。此外，丹宁酸还被视为有助于防止动脉硬化。而萜烯是许多植物和花朵精油中最主要的成分，广泛用作食物的自然香味添加剂，也是香水的主要成分。萜烯在麝香葡萄中尤其浓郁，散发出玫瑰和紫罗兰的花香。

葡萄中还有一种重要的成分，称为白藜芦醇。葡萄基因组的破译也确定了葡萄中白藜芦醇的基因来源。白藜芦醇又称逆转醇，大量存在于红葡萄和红葡萄酒中，是一种抗氧化成分，能防止生物老化，增强抗病毒能力。该物质产生于葡萄叶表皮和浆果果皮中，是植株对真菌病害感染反应的结果。它是一种重要的植物抗毒素和抗氧化剂。已经有一些研究证明，逆转醇可以防御心血管疾病和延年益寿。

当然，对于葡萄酒酿造者而言，葡萄基因组的测序有可能让葡萄对于疾病更具抵抗力。因为导致葡萄生病的植物病害每年都要带来数千万美元的损失。而研究人员已经在对可以增强葡萄对白粉病的抵抗力的基因进行分离。白粉病是一种常见的霉病。黑皮诺葡萄尤其对该病没有抵抗力。当然，如果能找到抗虫害的基因更好。

因为，葡萄非常容易遭受病虫害，欧洲葡萄种植使用的农药量占全欧洲农田农药使用量的46％。而在法国，葡萄种植园只占已开采农田的3％，但使用的除草剂却占到了20％。因此，研究人员希望能筛选抗病虫基因并培育出优良抗病虫品种。减少农药使用，使葡萄种植满足环境保护的要求。

好酒需要好种但也需要好工艺

也有研究人员认为，提取控制与味道有关的基因分子可能会引发争议，但这并不会阻止人们开发好的葡萄，并用好葡萄生产优质的葡萄产品，如葡萄酒。但是后者并非只是葡萄的基因所能解决问题的。

比如，人们在日常饮用葡萄酒的时候，会发现大多数的葡萄酒是用软木塞密封，那么软木塞对于葡萄酒意味着什么?

早年间，葡萄酒酿好就喝，所以根本用不着瓶塞。19世纪葡萄酒开始装瓶保存，随之寻找一种符合卫生的封瓶手段，成了，困扰酿酒人的难题。100多年间，有人试过橡胶棒，但发现太硬；有人在中空的橡胶管里填满棉絮，使其柔软，然后在两端贴上软木片，可效果终究比不上纯天然的橡木塞。这就涉及橡木塞与葡萄酒中丹宁的关系。

优质葡萄酒在装瓶之后，需要一段时间(有的长达数10年)才能真正成熟，酒里会生成各种芳香物质使香气更复杂，口感粗涩的丹宁也被柔化，酒味则更加醇厚细腻。在这个过程中，葡萄酒需要少量氧气促进成熟。天然软木塞接触酒液后略微膨胀，空气透过木栓层里极细微的气孔缓缓渗入，氧化作用随之缓缓产生并让葡萄酒逐渐成熟。

相反，如果不用天然软木塞而用瓶盖，微量空气难以渗入，酒瓶里可能会产生还原反应，芳香类分子和硫磺分子之间的化学反应不但会让酒失去芳香，而且生出一股硫磺的臭气，造成葡萄酒难以下咽。因此，软木塞对于葡萄酒而言是一种必不可少的工序。但是，更为重要的工序是酿造葡萄酒的橡木酒桶。

17世纪，英国的制酒商为抗拒征收的麦芽税而制作大小不一的橡木桶，将所有的酒装入桶中贮入山洞，过了一年后，他们将酒桶取出，发现酒的颜色变成金黄色，酒的味道异常香醇，并伴随着一种从未有过的芬芳味。后来的研究发现，葡萄酒变得更为香醇原来是橡木桶的奇特功效，橡木可快速催酒成熟，短时间内使酒变得更加芬芳味美，颜色更接近琥珀色，形成色香味俱佳的效果。于是，橡木贮酒便成为后来生产葡萄酒不可或缺的工序。

橡木在使单宁酸充分扩散的同时，还过滤杂质使气味更加自然浓郁。葡萄酒在进行发酵作用的时候会产生二氧化碳，所以在存放的年不会将橡木桶的塞子拴紧以便让气体溢出(此时是以玻璃制的塞子来保留封口)。之后就将橡木桶的封口完全拴紧(以软木塞将封口密封)。橡木桶本身也会吸收葡萄酒内的有机物质，渐渐地使容器变成真空状态，而此刻氧气会透过橡木的气孔而进入，透过细微的氧化作用可以更进一步地帮助葡萄酒成熟。

葡萄酒存放在橡木桶中两年至两年半时间内，由于长时间橡木吸收作用、杂质的排除与自然气化的关系，大约会减少原容量的15％。一直到自然的变化彻底完成后，纯净优质的葡萄酒才算大功告成。