Изменение концентрации сахара и органических кислот в процессе созревания виноградной ягоды

58.01/07:663.25

созревания виноградной ягоды. В качестве объектов исследования нами выбраны классические сорта винограда Шардоне и Каберне Совиньон, произрастающие в Анапском районе Краснодарского края.

Пробы винограда отбирали с 10 июня по 30 сентября 2011 г. с интервалом 10-15 сут. Среднюю пробу в количестве 1 кг винограда отбирали по методу прямоугольной сети, предусматривающему сбор 4-6 ягод с каждого 7-го куста в каждом 10-м ряду вдоль шпалер.

Концентрации органических кислот виноградного сусла определяли с помощью капиллярного электрофореза на приборе Капель 105 Р, массовую концентрацию сахаров - рефрактометрическим методом по ГОСТ 27198-87.

ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ САХАРА И ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ В ПРОЦЕССЕ СОЗРЕВАНИЯ ВИНОГРАДНОЙ ЯГОДЫ

Е.В. КУШНЕРЕВА, Т.И. ГУГУЧКИНА, М.И. ПАНКИН, Н.М. АГЕЕВА

Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Россельхозакадемии, 350901, г. Краснодар, ул. 40 Лет Победы, 39; факс: (861) 257-57-04, электронная почта: guguchkina@mail.ru

Исследована трансформация сахаров, органических кислот, в частности винной и яблочной, в процессе созревания виноградной ягоды под действием гормональной системы растения. Установлено, что на начальном этапе развития виноградной ягоды идет накопление винной кислоты, тогда как яблочная кислота расходуется на дыхательные процессы. Концентрация яблочной кислоты достигает максимума в период veraison, который характеризуется увеличением виноградной ягоды в размерах. Накопление сахаров винограда происходит на завершающем этапе его созревания. Ключевые слова: созревание виноградной ягоды, гормональная система растения, органические кислоты, сахар.

Изменение климата ставит перед специалистами винодельческой отрасли необходимость адаптироваться к новым условиям выращивания винограда. Так, немецкие виноградари начинают отдавать предпочтение красным сортам перед белыми, в Испании виноградные плантации перемещают выше в горы. Австралийские виноделы решают проблемы с засухой за счет расширения посадок клонов сортов винограда, интереса к которым раньше не было, поскольку они созревали чересчур поздно. Проводятся исследования корневых систем лоз, способных более эффективно добывать воду во время засухи.

Для винограда потепление климата, с одной стороны, позволяет собирать урожаи хорошо вызревшей ягоды, но, с другой стороны, при достижении некоторого максимума температуры качество производимого вина начинает ухудшаться.

Изменившиеся условия приводят к более ранним срокам созревания винограда, торможению ферментативных процессов развития виноградной ягоды в период созревания из-за дефицита водных ресурсов, что сказывается на содержании в вине красящих и фенольных веществ, его кислотности и ароматичности.

Кислотность - фактор, определяющий стабильность вина, его органолептические и гастрономические особенности.

Степень кислотности вина зависит от сорта винограда, терруара, агротехнических и технологических мероприятий, применяемых при возделывании винограда и винификации.

Некоторые сорта винограда известны своей высокой кислотностью - Пино нуар, Саперави, Гранатовый.

В процессе созревания виноградной ягоды кислотность снижается. Степень зрелости винограда зависит от количества получаемого солнечного света, средней окружающей температуры воздуха, поэтому нередко существует жесткая взаимосвязь между климатом и уровнем кислотности. Ускорение созревания виноградной ягоды за счет глобального потепления может привести к торможению ферментативных процессов преобразования веществ, ответственных за накопление органических кислот, и получению урожаев с высоким содержанием сахаров и кислот.

Цель настоящей работы - исследование динамики накопления сахаров и органических кислот в процессе

Рис. 1

Виноградная ягода состоит из кожицы, мякоти и семян. По мере роста ягода развивается, модифицируется по размеру, составу, цвету, структуре, аромату. Все процессы роста и преобразования химических веществ в ягоде винограда протекают под действием гормональной системы. Исследованиями ученых разных стран [1-5] в виноградной ягоде идентифицирована группа эндогенных гормонов (рис. 1). На начальном этапе зарождения виноградной ягоды процессы находятся под контролем гормонов развития (ауксины, ци-токинины и гиббереллины). Через изменение содержания фитогормонов осуществляется первоначальное влияние условий внешней среды на процессы обмена веществ и рост. Концентрация гормонов ауксинов, гиб-береллинов и цитокининов достигает максимума перед периодом veraison и резко уменьшается в период созревания, поэтому размер виноградной ягоды зависит от количества семян, которые она содержит.

После периода veraison гормоны этилен, абсцисик (абсцизовая кислота) и брассиностероид контролируют накопление сахаров, фенолов и кислот. После образования этилен может окисляться в растительных клетках, что, видимо, необходимо для модуляции его действия. Однако процесс окисления этого фитогормона слабо изучен.

Исследования [3] показали, что этилен ответствен за регулирование сосудистых потоков во время созревания. Кроме того, этилен способствует снижению кислотности ягоды и накоплению антоцианов. Данные [5] свидетельствуют, что этилен оказывает действие на развитие аромата.

Роль брассиностероидов в созревании винограда также установлена. Будучи гормонами роста, они контролируют рост и развитие ягоды. Брассиностероиды важны для длительного поддержания процесса растяжения.

Изменение концентрации сахаров и органических кислот в процессе созревания ягод винограда сортов Шардоне и Каберне Совиньон представлено на рис. 2. Результаты свидетельствуют, что под действием гормонов роста содержание винной кислоты возрастает на начальной стадии развития ягоды, в этот период созре-

Шардоне

вания винограда ее концентрация самая высокая. В отличие от этого, яблочная кислота накапливается в клетках мякоти в конце начальной фазы роста.

Вторая фаза роста виноградной грозди совпадает с началом созревания. Французское слово veraison используется для описания изменения в цвете кожицы ягоды. В этот период протекают наиболее значительные изменения в составе виноградной ягоды. Данная фаза начинается в августе и длится приблизительно 45 дней, в зависимости от условий окружающей среды. За этот период ягода удваивается в размере, концентрация многих веществ значительно снижается за счет увеличения объема. Яблочная кислота используется как источник энергии во время фазы созревания, это приводит к существенному снижению ее концентрации относительно винной кислоты, содержание которой остается постоянным.

Содержание сахара в винограде определяет конечную концентрацию алкоголя в вине. Физиологическая зрелость достигнута, когда виноград накапливает достаточное количество сахара и кислот. Сахароза образуется через фотосинтез в мезофиллах зрелых листьев и поступает во флоэму посредством симпластического или апопластического механизма [5].

Помимо роли источника энергии, сахар выполняет защитную функцию. Вместе с патогенрезистентными белками он составляет механизм защиты виноградной ягоды от действия патогенных микроорганизмов. Установлено, что увеличение содержания сахара в ягоде может быть также связано со способностью болезнетворных микроорганизмов усиливать транспорт глюкозы [3]. Согласно нашим исследованиям (рис. 2), сахар накапливается в виноградной ягоде после наступления периода veraison. Очевидно, это связано с тем, что сахароза в период созревания участвует в транспорте других химических веществ.

Таким образом, проведенные исследования позволили установить, что в начале первого периода созревания винограда накапливается максимальное количество винной кислоты, яблочная кислота в этот период расходуется на процессы дыхания и образования других химических веществ ягоды. К окончанию третьего

Каберне Совиньон

I I Лимонная I I Янтарная

I I Яблочная

V Т1 "Г Ч5 ^

I I Винная * Сахара

Рис. 2

периода созревания винограда соотношение винной и яблочной кислот стремится к 2, тогда как концентрации лимонной и янтарной кислот достигают минимальных значений. Поскольку сахар является источником энергии и выступает в роли транспортера, то его концентрация достигает максимума только в конце третьего периода созревания виноградной ягоды, когда ягода сформировалась и процессы трансформации красящих, фенольных и ароматичных веществ завершились.

ЛИТЕРАТУРА

1. Bandell M., Lolkema J.S. The conserved C-terminus of the citrate (CitP) and malate (MleP) transporters of lactic acid bacteria is involved in substrate recocnition // Biochemistry. - 2000. — № 39. -P.13059-13067.

2. Molecular aspects of sugar transport and its regulation during grape berry ripening / A. Agasse, C. Vignault, D. Glissant et al. // Macromolecules and Secondary Metabolites of Grapevine and Wine / P. Jeandet, C. Clement, A. Conreux (Eds). - Paris: Intercept, Lavoisier, 2007. - P. 12-22.

3. Characterization of an active sucrose transporter gene expressed during the ripening of grape berry (Vitis vinifera L.) / A. Ageorges, R. Issaly, S. Picaud et al. // Plant Physiology and Biochemistry. - 2000. - 38. - P. 177-185.

4. Ethylene seems required for the berry development and ripening in grape, a non-climacteric fruit / C. Chervin, A. El-Kereamy, J.P. Roustan et al. // Plant Science. - 2004. - № 167. - P. 1301-1305.

5. Influence of ethylene on sucrose accumulation in grape berry / C. Chervin, N. Terrier, A. Ageorges et al. // Am. Jour. of Enology and Viticulture. - 2006. - № 57. - P. 511-513.

Поступила 31.01.12 г.

CHANGE OF SUGARS AND ORGANIC ACIDS CONCENTRATIONS IN PROCESS OF RIPENING GRAPE BERRIES

E.V. KUSHNEREVA, T.I. GUGUCHKINA, M.I. PANKIN, N.M. AGEEVA

North Caucasian Regional Research Institute of Horticulture and Viticulture of the Russian Academy ofAgricultural Sciences, 39, 40 Let Pobedy st., Krasnodar, 350901; fax: (861) 257-57-04, e-mail: guguchkina@mail.ru

The transformation of sugars, organic acids, such as tartaric and malic acid, in the process of ripening grape berries under the influence of the hormonal system of plants is investigated. It is established that at the initial stage of the grape is the accumulation of tartaric acid, while malic acid is consumed in respiratory processes. The concentration of malic acid reaches a maximum period of “veraison”, which is characterized by an increase in the size of a grape berry. The accumulation of sugars of grapes is in the final stages of its ripening.

Key words: ripening grape berries, hormonal system of plants, organic acids, sugar.

ДИССЕРТАЦИОННЫЕ РАБОТЫ

Разработка технологии кондитерских паст функционального назначения для питания детей дошкольного и школьного возраста: Дис. ... канд. техн. наук (спец. 05.18.01) / Л.А. Ревина; КубГТУ. -10.06.10 г.

Обоснована и экспериментально подтверждена технология кондитерских паст, отличительной особенностью которых является обеспечение гарантированного состава микронутриентов не только в общей массе, но и в каждом единичном готовом изделии. Установлена зависимость стабильности технологического потока и качества кондитерских паст функционального назначения от удельной поверхности и равномерности распределения сырьевых компонентов в готовых изделиях. Выявлено влияние раздельного способа подготовки полуфабрикатов для производства кондитерских паст на формирование их функциональных свойств. Установлен нижний предел равномерности распределения компонентов в кондитерской массе (не менее 90%), обеспечивающий требуемое соотношение мик-

ронутриентов в каждом единичном готовом изделии. Определено влияние равномерности распределения компонентов кондитерских паст, особенно жировой фракции, на повышение показателей сохранности мик-ронутриентов в готовых изделиях в процессе хранения, что обусловливает стабильность их функциональных свойств.

Разработана и рекомендована к использованию технология производства кондитерских паст функционального назначения для дошкольного и школьного питания с поликомпонентными микронутриентными добавками, включающая производство сахаро-жирового и какао-молочно-жирового полуфабрикатов и разработку трехстадийного процесса конширования.

Экономический эффект от внедрения разработанных технологических решений составил 2876 р./т готовой продукции.

Новизна технологических решений подтверждена 3 патентами РФ.