葡萄是全球种植最广泛的经济作物之一，其深加工产品葡萄酒备受喜爱[1]。葡萄与葡萄酒中富含生物活性化合物，对人体健康益处良多。褪黑素是一种广泛存在于动物、植物、单细胞和多细胞藻类以及细菌中的吲哚胺，可参与人体多项生理代谢调节[2]，具有抗氧化、增强免疫、抗肿瘤等功能，尤其在阿尔茨海默病[3]方面表现显著。研究发现褪黑素在红葡萄酒中含量较高[4]。一些研究表明，葡萄与葡萄酒中的褪黑素可帮助调节生物钟、改善睡眠质量，对心血管健康、抗氧化、抗炎以及某些疾病有潜在作用。适量饮用红葡萄酒可能有助于提高人体褪黑素水平，对人体健康有益。然而，需注意过量饮酒可能带来的负面影响，包括睡眠质量下降和其他健康问题。因此，本文以核心数据库（Web of Science，WOS）和中国知网（China National Knowledge Infrastructure，CNKI）学术期刊数据库为主要数据来源，采用文献计量学方法进行统计分析，旨在探讨目前关于葡萄和葡萄酒中褪黑素应用研究现状和未来发展趋势，有助于国内科研人员了解国内外相关主题的研究现况，以期为该领域的未来研究方向提供参考依据。
1 数据来源与研究方法
1.1 数据来源与工具
截止到2024 年4 月11 日，以WOS 核心合集数据库作为外文文献数据库，按照检索式进行主题词高级检索“TS=（wine melatonin）或 TS=（grape melatonin）”，未设置时间限制，检索得到共225 篇外文文献。以CNKI 学术期刊数据库作为中文文献数据库，按照主题或篇名、篇关摘进行高级检索（检索式=“葡萄”并含“褪黑素”或者检索式=“葡萄酒”并含“褪黑素”），未设置时间限制，检索共得到71 篇中文文献。
1.2 研究工具方法
使用Citespace6.1.R7 软件进行作者、关键词、国家、机构关系网络可视化分析，参数设置如下。WOS的时间跨度（timespan）参数设置为1998 年～2024 年，阈值（selection criteria）参数设置为g-index（k=25），Link Retaining Factor （LRF）=3.0，L/N=10，Look Back Years（LBY）=5，e=1.0。鉴于检索文献数目及保存更多的信息的需求，因此并未使用任何裁剪算法（Prunning：none）。
CNKI 的时间跨度（timespan）参数设置为2011～2024 年，阈值（selection criteria）参数设置为g-index（k=25），Link Retaining Factor （LRF）=3.0，L/N=10，Look Back Years （LBY）=5，e=1.0。鉴于检索文献数目及保存更多信息的需求，因此并未使用任何裁剪算法（Prunning：none）。使用Excel 16.54 进行统计分析及图表绘制。
2 研究发展趋势分析
2.1 发文年代分布分析
文献数量在某一研究领域是评估贡献者效率的重要指标之一，同时也部分反映了该领域的发展水平[5]。对WOS 和CNKI 中检索文献的年发文数量进行分析，结果见图1。
图1 WOS 发文数量、CNKI 发文数量及二者总发文数量变化
Fig.1 The annual changes of publications in WOS and CNKI and their total publications
通过观察WOS 检索的相关文献的年发文量变化可以得出，在英文文献中对葡萄与葡萄酒中褪黑素的相关研究呈现较好的总体增长趋势。在近十年间，在该领域研究领域的发文量虽然波动较大，但基本保持在较高的数量水平，年发文量全部稳定在20 篇以上。2019 年起发文数量持续增加，说明近年来开展相关主题的科学研究持续在增长，不断有科研成果产出。由图1 可知，WOS 数据库2020 年和CNKI 数据库中2023 年相关文献数量最多，分别为22 篇和10 篇。
2.2 期刊分布分析
对WOS 核心合集中关于葡萄与葡萄酒中褪黑素的相关研究进行出版期刊分析，共有120 种期刊刊登过相关文献，参考检索结果中的文献数量及分析结果，对其中刊登数量3 篇及以上的期刊进行分析比较，表1展示了刊登相关文献数量为3 篇及以上的期刊。
表1 WOS 主要期刊发表文献数量情况
Table 1 The number of literature published in WOS major journals
序号1234567891 0发文数量/篇19 13期刊名称Journal of Pineal Research Food Chemisry Food Function Journal of Agricultural and Food Chemistry Frontiers in Microbiology Frontiers in Plant Science Antioxidants Food Analytical Methods Foods Molecules Electrophoresis Fermentation Basel Journal of the Science of Food and Agriculture LWT-Food Science and Technology Critical Reviews in Food Science and Nutrition Horticulturae Horticulture Research International Journal of Molecular Sciences Scientific Reports 87665555444433333 11 12 13 14 15 16 17 18 19
由表1 可知，Journal of Pineal Research 为发表量最大的期刊，发表了19 篇，在所有发表文献中的占比为8.44%。其次是Food Chemistry，期刊相关文献刊登数量在10 篇以上，在所有文献占比5.78%。从出版期刊分布来看，Journal of Pineal Research、Food Chemistry、Food Function、Journal of Agricultural and Food Chemistry 等相关期刊是此类文献的主要刊登期刊。
对CNKI 核心合集中关于葡萄与葡萄酒中褪黑素的相关研究进行出版期刊分析，共有50 种期刊刊登过相关文献，参考检索结果中的文献数量及分析结果，对其中刊登数量2 篇及以上的期刊进行分析比较，表2展示了刊登相关文献数量为2 篇及以上的期刊。
表2 CNKI 主要期刊发表文献数量情况
Table 2 The number of literature published in CNKI major journals
序号发文数量/篇1234567891 0 11 12期刊名称植物生理学报中国农业科学园艺学报果树学报中国果树中国果业信息核农学报江苏农业科学林业科技通讯落叶果树食品工业科技食品科学933322222222发文比例/%12.70 4.20 4.20 4.20 2.80 2.80 2.80 2.80 2.80 2.80 2.80 2.80
由表2 可知，植物生理学报为发文数量最多的期刊，发表了9 篇，在所有发表文献中的占比为12.70%，其次是中国农业科学、园艺学报、果树学报分别发表了3 篇，在所有发表文献中的占比均为4.20%。从出版期刊分布来看，植物生理学报、中国农业科学、园艺学报、果树学报等相关期刊是此类文献的主要刊登期刊。
2.3 国家共现及研究机构分析
国家和机构共现及发展趋势见图2。
图2 国家和机构共现及发展趋势
Fig.2 The co-occurrence and development trend maps of countries and institutions
由图2A 可知，1998 年～2024 年，有37 个不同的国家致力于相关研究。着重对相关文献出版数量较多的11 个国家进行分析，主要有西班牙（65 篇）、中国（48 篇）、意大利（30 篇）、美国（21 篇）、巴西（13 篇）、土耳其（12 篇）、阿根廷（9 篇）、伊朗（7 篇）、法国（7 篇）、加拿大（6 篇）以及德国（6 篇）。从发展趋势来看欧洲地区的意大利、法国和土耳其等国家开展相关研究较早，美洲地区的美国开展相关研究也较早。近些年来欧洲地区的西班牙也展开了相关研究并且发文量位居第一；紧随其后的是位于亚洲的中国，相关文献发文量较多，位居第二；发文量排名第三的是意大利。中国作为近几年来发文量较高的国家之一，具有良好的发展趋势。在国家间合作关系分析下可以发现，西班牙是与其他国家联系最多的国家，其次是中国、美国、意大利。西班牙、中国、美国、伊朗、法国的节点中心性不小于0.1，且与其他国家合作较为紧密。
由图2B 可知，相关的研究机构分布主要以地区为主，联系相对紧密，跨区域的合作研究较少。其中四川农业大学、甘肃农业大学为中文文献发表的主要研究机构。CNKI 机构合作之间的联系主要以地域相近的机构合作为主。从时间跨度来看，近年来以中国机构为主的合作网络在亚洲地区逐渐形成，并呈现出更加紧密的合作关系（2017 年～2024 年），欧洲地区的以西班牙为主的合作网络也始于2017 年。中国作为新世界葡萄酒国家，与各国合作较为紧密，西班牙作为近年来展开相关研究的老牌葡萄酒国家势头正盛。
WOS 核心数据库葡萄与葡萄酒中褪黑素相关主题研究发文数量大于等于8 篇的发文机构如表3所示。
表3 WOS 主要发文机构文献数量情况
Table 3 The number of literature from the main issuing agencies in WOS
序号1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0发文数量/篇20 19 19 18 13 11 11 12发文机构塞维利亚大学鲁维拉·比尔吉利大学西班牙国家研究委员会米兰大学中华人民共和国农业农村部塞古拉土壤学和应用生物学中心山东农业大学得克萨斯大学圣安东尼奥医学中心得克萨斯大学西北农林科技大学巴勃罗·德·奥拉维德大学库约国立大学所属国家西班牙西班牙西班牙意大利中国西班牙中国美国美国中国西班牙西班牙9 8 8 8 8 8占全部比例/%8.89 8.44 8.44 8.00 5.78 4.89 4.00 3.56 3.56 3.56 3.56 3.56
由表3 可知，塞维利亚大学以20 篇的发表量位居第一，占全部刊登文献的8.89%，随后是意大利、中国、美国的研究机构。其中共有3 个中国的研究机构上榜，分别是中华人民共和国农业农村部、山东农业大学、西北农林科技大学。
表4 展示了CNKI 相关主题文献发表量大于等于2 篇的研究机构。
表4 CNKI 主要发文机构文献数量情况
Table 4 The number of literature from the main issuing agencies in CNKI
序号1234567发文机构山东农业大学四川农业大学南华大学宁夏大学南华大学云南农业大学山西农业大学发文数量/篇15 744332占全部比例/%21.13 9.86 5.63 5.63 4.23 4.23 2.82
由表4 可知，山东农业大学以15 篇的发文数量位居第一，占全部刊登中文文献的21.13%；其次是四川农业大学发文数量为7 篇，占全部中文文献的9.86%。
2.4 作者共现分析
作者共现及发展趋势见图3。
图3 作者共现及发展趋势
Fig.3 The co-occurrence and development trend maps of authors
图3 中的节点直径大小代表作者所发表的论文数目多少，连线则表示相互协作关系。由图3A 可知，WOS 数据库发文最多的是Iriti，Marcello，发文总量达19 篇，占1998～2024 年度WOS 数据库该领域文献量的8.48%。其次是Torija，María-Jesús、Beltran，Gemma和Troncoso，Ana M，发文总量均为12 篇。此外，图3（A）还展示了自1998 年以来，累计发表论文超过3 篇的作者，可以看出Iriti，Marcello 开始进行相关研究要早于Torija María-Jesús 等作者，近些年来与其他研究者的联系不紧密，而以Torija，María-Jesús 为主进行的相关研究虽起步较晚，但近年来与其他研究者的联系密切，对于该领域的深度探究具有重要意义。由图3B可知，CNKI 数据库发文最多的是翟衡，发文总量达10篇，占2007 年～2024 年CNKI 数据库中中文文献该领域文献量的14.10%；仅次于翟衡的是杜远鹏，发文数量为8 篇，占2007 年～2024 年的CNKI 数据库中中文文献该领域文献量的11.28%。
2.5 关键词聚类分析
关键词反映了文献所要表现的各个主题之间的相互关系，是文章的核心概括，分析关键词有利于研究本领域的热点。图4 为葡萄与葡萄酒中褪黑素的应用研究关键词聚类图谱。该图谱每一个节点的尺寸代表了该词出现的次数。
图4 关键词聚类分析
Fig.4 Cluster maps of keywords
由图4A 可知，从WOS 核心合集数据库筛选了6 个关键词聚类，其中以“dietary proanthocyanidin（膳食原花青素）”为主题的关键词聚类最大，该主题下以“antioxidant（抗氧化剂）”“grape（葡萄）”和“plants（植物）”为出现频次较多关键词，其中心性不小于0.1，即该节点作为桥梁与其他节点连接较多。聚类大小排名第二的是主题为“protective effect（保护作用）”的聚类。其中“melatonin（褪黑素）”和“red wine（红葡萄酒）”为主要的关键词，且其中心性都不小于0.1。由主要的关键词可推断出褪黑素的抗氧化作用有助于提高葡萄酒品质，是褪黑素在葡萄与葡萄酒研究的主要趋势。葡萄浆果的“melatonin treatment（褪黑素治疗）”也是褪黑素在葡萄与葡萄酒研究的热门主题。其中“oxidative stress（氧化胁迫）”为中心性较高的关键词。
由图4B 可知，从CNKI 数据库筛选了4 个关键词聚类，其中以“葡萄”为主题的关键词聚类最大，该主题下的关键词“葡萄”中心性不小于0.1，该节点作为桥梁与其他节点连接较多。聚类大小排名第二的主题为“褪黑素”，其中关键词“褪黑素”中心性不小于0.1；次之关键词为“臭氧胁迫”与“贮藏”，表明在葡萄与葡萄酒中褪黑素的相关研究聚焦在臭氧胁迫与葡萄的贮藏。
3 热点研究内容
通过对葡萄与葡萄酒中褪黑素相关研究进行文献计量学分析结合关键词共现分析可以得出，目前主要的热点研究内容集中在葡萄酒中褪黑素的检测方法、褪黑素在葡萄抗性调控中的作用、褪黑素对葡萄贮藏保鲜的作用等方面，接下来对热点内容进行具体分析。
3.1 葡萄与葡萄酒中褪黑素
3.1.1 葡萄中的褪黑素
褪黑素最初在意大利西北部种植的一些意大利和法国葡萄品种的果皮中被发现，含量通常为0.005～0.96 ng/g[4]。类似的研究也在阿根廷的葡萄品种中进行，其中果皮的褪黑素含量为0.6～1.2 ng/g[6]。加拿大种植的梅洛葡萄品种显示出，在不同的生长阶段，整个浆果的褪黑素浓度在100～150 μg/g 之间变化[7]。
葡萄中褪黑素含量可能受到多种因素的影响，包括品种、生长条件和成熟度等。研究发现，不同的葡萄品种可能采用不同的褪黑素合成途径，其中VvSNAT1和VvT5H 两种基因在调节葡萄浆果中褪黑素的合成中扮演关键角色[8]。在葡萄成熟过程中，果皮中的褪黑素含量会减少，而在种子和果肉中则会增加[9]。
3.1.2 葡萄酒中的褪黑素
研究表明不同品种的葡萄酒中褪黑素的含量不同，这不仅取决于葡萄品种，也取决于农业化学处理和酿酒工艺[10]。Gomez 等[11]研究发现，葡萄提取物中检测到褪黑素为120～160 ng/g，而成品葡萄酒中检测到褪黑素异构体的浓度为18～24 ng/mL，同分异构体的浓度随着酒精浓度的增加而增加。这说明葡萄浆果中的褪黑素不会在酿酒过程中转移到葡萄酒中。同样，外源添加的褪黑素并没有改变所生产葡萄酒中褪黑素含量，这表明葡萄酒中的褪黑素主要取决于酿酒酵母而非葡萄果实[12]，酵母在葡萄酒中褪黑素的产生中起着关键作用[13]。Sprenger 等[14]证实了在高浓度酵母中褪黑素可以通过色氨酸合成途径生成。然而，研究也发现在酿酒酵母发酵过程中，补充色氨酸并未增加褪黑素含量[11]，推测这可能与所使用的酵母菌株有关。Rodriguez-Naranjo 等[15]证明不同酿酒酵母在发酵过程中合成褪黑素存在差异。
褪黑素水平在葡萄汁发酵开始时最高，随后逐渐下降[16]。随着细胞数量的增加，产生褪黑素的能力也会降低。在大多数酵母中，滞后期或指数期似乎是褪黑素生产的关键阶段。研究推测褪黑素可能作为一种生长信号分子，延长酵母的存活时间[15]，研究人员判断褪黑素可能对乙醇胁迫下的酿酒葡萄球菌具有保护作用[17]。在发酵后期，非酵母菌释放的褪黑素可能会促进占主导地位酵母的生长[17]。同时，因为非酿酒酵母菌株具有较高的褪黑素产生能力，所以生产过程中将酿酒酵母与非酿酒酵母混合发酵可能是提高葡萄酒中褪黑素水平的有效手段。Jiao 等[16]发现葡萄酒中褪黑素水平的差异是由区域酵母种群造成的。此外，优势菌株负责葡萄酒中的褪黑素水平，特别是自然发酵开始时的非酵母菌种群。非酵母菌对褪黑素生产的贡献不容忽视，且可能比酿酒酵母的贡献更为显著，混合发酵显著提高了葡萄酒中褪黑素的含量。研究人员已经证明了葡萄表面不同酵母与当地葡萄酒褪黑素水平之间的关系。然而，不同酵母菌间褪黑素合成能力差异的分子调控机制有待进一步研究。
此外，褪黑素还可在葡萄酒苹乳发酵过程中由乳酸菌合成，并对褪黑素含量有显著影响[15]。Fracassetti等[18]研究证实了酒类酒球菌生产褪黑素的能力。经过苹乳发酵处理后，红酒中色氨酸衍生物含量明显增加，特别是在乙醇浓度较高的情况下。
3.1.3 葡萄酒中褪黑素的检测方法
由于葡萄酒是一种复杂的基质，且褪黑素的含量很低，因此需要适当的提取技术。不同的样品制备方法如固相萃取（solid-phase extraction，SPE）[12，17-18]、填充吸附剂微萃取[19]、超声分散液-液微萃取（ultrasound dispersive liquid-liquid microextraction，US-DLLME）[20]、SPE 的小型化形式-填充吸附剂微萃取（microextraction by packed sorbent，MEPS）[19]、液-液萃取（liquid-liquid extraction，LLE）[21]等被报道用于葡萄酒中褪黑素的分析。其中液-液萃取（LLE）和固相萃取（SPE）这两种技术需要大量的溶剂和长时间的萃取。分散液-液微萃取（dispersive liquid-liquid microextraction，DLLME）是Rezaee 等[22]为了克服这些不便而提出的一种小型化的常规液-液微萃取技术。与超声步骤相结合的DLLME可以提高目标代谢物的提取效率[23]。超声分散液-液微萃取（US-DLLME）的优点是使用体积较小的非极性溶剂，简单、快速、成本低、分析物回收率高[20]。在SPE中，选择性受到限制，因为相同的经典吸附剂（化学官能化二氧化硅，离子交换）和流动相通常用于从完全不同的基质中提取和纯化完全不同的分析物[24]。
Carneiro 等[20]将超声分散液-液微萃取方法用于葡萄酒样品中褪黑素的预浓缩，并采用高效液相色谱-二极管阵列检测器（high-performance liquid chromatography with diode-array detection，HPLC-DAD）进行测定。建立、优化并验证了超声分散液-液微萃取方法，使HPLC-DAD 法测定葡萄酒样品中的褪黑素含量成为可能。超声波的使用省去了分散试剂的添加。超声分散液-液微萃取法测定葡萄酒样品中的褪黑素，线性响应范围为0.70～15 000 μg/L，相关系数为0.998 5，检测限低、定量限低、精密度高、准确度高。HPLC-DAD 方法操作简单、成本低、快速、灵敏[20]。
葡萄酒中褪黑素含量的研究发现，采用高效液相色谱串联质谱（high-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry，HPLC-MS/MS）技术测得的含量相较于酶联免疫吸附试验（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）技术高出数十倍[13]。褪黑素的两性亲和性和植物提取物的化学复杂性可能导致其浓度的变异[25]。但是HPLC-MS/MS 过于复杂和昂贵，使得高效液相色谱-荧光检测器（high-performance liquid chromatography with fluorescence detector，HPLC-FL）更具成本效益，适合于分析葡萄酒中的褪黑素，特别是在样品纯化和浓缩后[12，18]。
Eremia 等[26]研究了固相萃取法（SPE）、QuEChERS法和分散液液微萃取法（DLLME）等方法的提取效果，并对提取过程中可能出现的可变参数进行了优化，以获得最佳提取效果。采用HPLC-FL 方法对葡萄酒中褪黑素的分析进行了验证，包括测量不确定度，并评估了提取回收率的准确性。固相萃取法（SPE）技术优势在于快速、简便、廉价、有效、坚固。DLLME 被认为是一种速度快、简单、高效、成本低、有吸引力的样品前处理方法。QuEChERS 技术也被应用于葡萄酒样品中提取褪黑素，具有操作简单、有机试剂消耗少的优势[27-28]。Eremia 等[26]研究表明，DLLME 结合HPLC-FL法是对葡萄酒中褪黑素进行测量的最佳方法。研究结果强调了葡萄酒中褪黑素水平受酿酒过程的影响，同时验证了DLLME 结合HPLC-FL 的方法在分析褪黑素方面的有效性。
在葡萄酒生产领域，准确测量褪黑素含量有助于进行品质控制和质量保障。通过了解褪黑素的确切含量，酿酒师可以优化酿造过程，确保葡萄酒的稳定品质，满足市场需求。这对于保持产品一致性和提升品牌形象至关重要。
3.2 褪黑素对葡萄与葡萄酒的影响
3.2.1 褪黑素在葡萄抗性调控中的作用
盐碱胁迫对葡萄生长和生物合成有负面影响。研究发现，盐胁迫使葡萄根系中褪黑素减少，幼嫩器官中五羟色胺增加，严重抑制叶片光系统活性[29-30]。然而，通过外源施加褪黑素，可以促进其在不同器官中的代谢和分布，提高叶片中五羟色胺和新根褪黑素含量，从而减轻对光合作用的损害。类似地，在碱胁迫下，葡萄根、茎和叶中褪黑素含量降低[31]。而外源褪黑素处理则有助于维持离子平衡、减缓膜系统伤害，提高抗氧化酶的活性并清除碱性胁迫产生的过量活性氧[32]。总体而言，褪黑素在葡萄中对抗盐碱胁迫具有重要作用。
在干旱胁迫下，葡萄幼苗根系和叶片中褪黑素含量显著增加，达到正常条件下的7 倍。研究表明，外源添加褪黑素可以缓解干旱胁迫对葡萄幼苗的伤害[33]。此外，褪黑素还能保护葡萄叶绿体膜结构和基粒片层结构，在干旱胁迫下增加叶片厚度和栅栏组织紧实度，并调控气孔关闭以降低水分散失。外源褪黑素还能提高干旱胁迫下葡萄内源褪黑素含量以及与之关联的五羟色胺和2-羟基褪黑素含量，从而缓解对叶片光抑制的影响[34]。这表明褪黑素在增强葡萄对干旱胁迫的适应性和抵抗性方面发挥了积极作用。
在轻度缺铁胁迫下，葡萄顶叶表现失绿或黄白色，光合代谢受到抑制；褪黑素能调节细胞壁延伸的物理过程以诱导植物根系生长，使根系投影面积、总根长和根系总体积增加[35]。陈玉鹏等[36]研究发现，缺铁胁迫下，葡萄呈现长势不良、株高不均、叶片黄化、茎秆细小、根系发育不良等状况；添加外源褪黑素后，植株生长状况有较好的恢复，各项指标明显优于缺铁处理。推测外源褪黑素可能通过参加必需物质的合成途径、调节植物激素的合成量和充当各类酶的辅基，促进蛋白质的表达，改善葡萄根系的生长环境，促进正常的植株生长，提高葡萄对逆境的抗性。
在臭氧胁迫下，外源褪黑素提高了葡萄叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素的含量以及叶绿素a/叶绿素b值，通过调节光系统的能量分配，缓解臭氧胁迫对叶片的氧化损伤，提高光保护机制，保护叶片的光合功能[37]。褪黑素提高叶绿素含量和光合作用能力的原因在于褪黑素诱导的光呼吸增强，这种增强作为一种保护机制能够耗散过剩的光能，最大限度地减少葡萄光合碳同化和叶片光呼吸的损伤，从而实现了提高叶绿素含量、光合能力和促进叶片淀粉积累的目的[38]。通过对比褪黑素、乙烯合成抑制剂、臭氧和乙烯利处理的结果，刘闯等[39]发现褪黑素、乙烯合成抑制剂以及两者复合处理可以减少臭氧胁迫下葡萄叶片的黄化面积，减轻叶片损伤，进一步推测褪黑素通过调控乙烯途径来缓解臭氧胁迫的作用。
高温对葡萄植株、花期和浆果造成严重危害，例如叶片枯黄脱落、开花延迟、授粉减少、浆果表面出现污点、果实缩小以及日灼病等，直接影响了葡萄的产量和品质[40-41]。在高温胁迫下，葡萄幼苗通过增强超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶（peroxidase，POD）和过氧化氢酶（catalase from micrococcus，CAT）活性来应对高温信号，提高耐高温能力。褪黑素处理能够提升葡萄幼苗叶片中的可溶性糖和可溶性蛋白含量，增加渗透调节物质，从而增强其对高温的耐受能力，减轻高温引起的伤害。SOD、POD 和CAT是植物中重要的细胞保护酶，主要作用是清除活性氧，维持细胞内动态平衡，保持细胞膜稳定性[42]。研究表明，褪黑素预处理能够减少葡萄幼苗叶片中丙二醛含量，增强SOD、POD 和CAT 活性，提升清除活性氧能力，进一步降低对细胞膜的伤害[43]。外源褪黑素在高温胁迫下能够通过增加抗氧化酶活性和渗透调节物质含量，降低丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量，提高葡萄幼苗抗高温逆境的能力。此外，在高温胁迫下，光合速率、蒸腾速率和气孔导度明显降低，施加外源褪黑素后可显著减轻高温对光合器官的损伤，使其在高温下得到显著提高[44]，与齐晓媛等[45]研究结果一致。
低温胁迫对植物光合作用和能量产生造成负面影响，导致物质合成受阻，细胞内活性氧积累，引发膜脂过氧化、电解质失衡、细胞代谢紊乱等问题，严重时可能导致植物死亡。面对这种胁迫，植物能够调动自身的抗氧化防御机制，产生一系列抗氧化酶（如SOD、CAT、POD 等）以及抗氧化剂[46]，通过直接或间接途径还原积累的活性氧[47]，从而减少低温对植物造成的伤害。受到低温胁迫的葡萄喷施外源褪黑素后，能减轻叶片受冻程度，酶活性有所提高，但SOD、CAT、POD 活性没有明显变化，其他研究表明，施用外源褪黑素能够通过提高SOD、POD、CAT 等常规抗氧化酶的活性，减少细胞膜脂质过氧化、保护叶绿体的结构和功能以及保持细胞膜的完整性，从而有效降低低温对葡萄植株造成的伤害。其效果与一些植物生长调节剂和细胞膜稳态剂相似[47-48]。
外源褪黑素处理在抗灰霉病方面表现出显著效果，能够有效降低发病率，减轻病害的严重程度[49]。褪黑素可通过抑制植物体内过氧化物的积累，缓解细胞膜脂过氧化，进而提高葡萄灰霉病抗性[50-51]。另外也有研究表明，外源施加褪黑素处理后，葡萄果实黑曲霉病发病率显著下降，同时增加了抗病相关的次生代谢物含量和防御酶活性。因此研究人员推测，褪黑素可能通过激活葡萄果实内部的抗病蛋白，调节抗病相关代谢网络，从而有效地抑制黑曲霉病的发生和扩散[52]。
3.2.2 褪黑素对葡萄贮藏保鲜的作用
葡萄果实在贮藏过程中受到生理和病理因素的影响，逐渐老化，这会导致果实的色泽、质地、风味等发生变化。其中，最为明显的包括脱水、脱落、腐烂、干梗和褐变等现象，这直接影响了果实的外观和商业价值[53]。因此，葡萄果实品质的评价指标不仅包括糖分、酸度、酚类物质和花色苷含量等[54-55]，还需考虑果实在贮藏过程中的变化情况。褪黑素可有效地抑制果实采后失水、落粒及腐败，维持果实硬度、可溶性固形物及可滴定酸含量，维持葡萄果实品质，且褪黑素可有效抑制果实中O2、H2O2 的累积，并减少MDA 含量，减缓细胞膜脂的过氧化，维持细胞膜结构与功能完整[56]。研究表明，褪黑素能够抑制葡萄果实的呼吸与蒸腾，维持其原本的色泽，并延长其抗菌能力，对提高采后果实品质具有重要意义[57]。然而，由于葡萄品种、处理方式、采收时间以及外界环境的影响，褪黑素的用量及贮存时间也各不相同。因此，在选择褪黑素时，要结合不同的葡萄品种、不同的贮存条件，对其进行合理的处理，并选择合适的喷施浓度。另外，褪黑素的浓度效应可能与不同温度条件下果实中褪黑素的含量水平相关；低温可能会促进外源褪黑素的吸收或内源合成，从而提高果实中褪黑素的含量，具体的机制还需要进一步深入研究[58]。
由此可见，外源褪黑素在葡萄采后贮藏保鲜起到了关键作用，对果实的品质维持具有重要意义。在采后处理中，外源添加褪黑素能显著降低果实的落果率和腐烂率，在维持果实品质方面发挥着重要作用。另外，褪黑素还可以延缓采后果实的老化进程，保留其特有的味道。未来可为葡萄制品在运输及储存期间的保鲜提供参考。同时经过外源褪黑素处理后，果实中酯类、醛类和醇类的积累得到促进，同时萜烯含量降低。这不仅有助于减少过氧化氢的积累，提高超氧化物歧化酶活性，还减少了抗坏血酸过氧化物酶和过氧化氢酶的活性，从而有效减缓果实的腐烂过程。
3.2.3 褪黑素对葡萄酒的作用
研究表明，褪黑素处理提高了葡萄酒的多酚含量和抗氧化能力[59]。褪黑素处理显著提高了除根皮素外的酚类化合物含量，从而使葡萄酒中总化合物含量增加了85.8%。褪黑素处理后丁香酸和香豆酸含量分别提高1.86 倍和1.81 倍，绿原酸和肉桂酸的增量接近一倍[56]。褪黑素处理提高了葡萄酒中总酚、类黄酮、花青素和原花青素的含量，使葡萄酒中花青素的总数增加了17.2%。研究表明，褪黑素通过促进多酚积累来增强抗氧化能力。总酚、总黄酮、总花青素和原花青素在褪黑素处理过的葡萄酒中显著增加，这4 种化合物的含量在葡萄果实中与抗氧化性能呈显著相关[60]。此外，在褪黑素处理的葡萄酒中，非类黄酮、黄烷醇和花青素化合物也发生了很大的变化。研究表明，褪黑素通过广泛地改变酚类化合物的含量和组成来增强葡萄酒的抗氧化能力。褪黑素处理可提高红葡萄酒中酚类物质的含量。已发表的数据表明，褪黑素本身作为一种信号分子[61]，影响种子或叶片中脱落酸和赤霉素的水平[62]，并增加乙烯的产生，此外，脱落酸和乙烯在调节葡萄果实成熟过程中发挥关键作用，包括调节多酚代谢[63]。
此外，花色苷是红色酿酒葡萄中最重要的天然着色剂，直接影响葡萄酒的颜色。因此，其对葡萄果实品质的影响十分关键。研究人员发现，在喷施外源褪黑素后，花色苷含量呈现持续增加的趋势，这与之前的研究结果一致[64]。
4 结论
本研究采用文献计量学方法，对葡萄与葡萄酒中褪黑素应用的相关主题进行搜集与分析。研究结果显示，近年来相关文献不断增加，反映了科研人员对褪黑素与葡萄、葡萄酒关系的持续关注。西班牙和意大利在这一领域的研究中处于领先地位，中国和美国等国家的研究也在不断增长。研究报告中褪黑素含量存在差异，需要深入、准确的研究以获取可靠的数据，所以研究可侧重于开发更便捷、快速、低成本的褪黑素含量检测方法，全面了解葡萄与葡萄酒中褪黑素的分布。同时，在使用外源褪黑素时，必须考虑其对葡萄和葡萄酒品质的影响，以免对品质造成不良影响。未来的研究方向可以聚焦于深入了解褪黑素生物合成和代谢相关酶的结构和功能、这些基因在不同发育阶段组织中的表达和调控，以及褪黑素生物合成和代谢的信号转导途径。此外，在植物对非生物和生物胁迫的响应中，褪黑素受体和信号转导的响应机制也需进一步研究。科研人员应致力于研究更好的科学技术，确保褪黑素的使用能够服务于葡萄酒品质的提升。研究人员也应促使葡萄与葡萄酒朝着健康营养的方向发展，更深入地了解褪黑素的生物活性及其在葡萄和葡萄酒中的作用机制，以确保科研成果对酒类行业的发展有实质性的促进作用。
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