Хемоселекция винограда на наличие аромата

tissue culture // Physiology Plant. - 1962. - V. 15. - P. 473-497.

10. Nadosy F. Micropropagation of pear rootstocks // Horticultural Science Kerteszeti-Tudomany (Hungary). - 1997. - V. 29 (2). - P. 17-21.

11. Yeo D., Reed B. Micropropagation of three Pyrus rootstocks // American Society for Horticultural Science. - 1995. - V. 30 (3) - P. 620-623.

ХЕМОСЕЛЕКЦИЯ ВИНОГРАДА НА НАЛИЧИЕ АРОМАТА

СВ. ЛЕВЧЕНКО1, кандидат сельскохозяйственный наук; В.А. ВОЛЫНКИН1, доктор сельскохозяйственный наук; Б.А. ВИНОГРАДОВ1, кандидат технических наук;

Н.В. ТОЛКАЧЕВА2 , кандидат

химических наук 1 Национальный институт винограда и вина «Магарач» Никитский ботанический сад - Национальный научный центр

Введение

В ягодах винограда, а также в плодах других культур, имеется особая группа веществ, называемых эфирными маслами. Эти вещества обуславливают аромат и участвуют в образовании букета готовой продукции переработки, в частности, вина. В связи с этим представляют большую ценность для виноделия и могут являться критерием селекционного отбора.

В настоящее время из эфирных масел различных сортов винограда выделено около 1500 соединений, относящихся к спиртам, карбонильным соединениям, кислотам, ацеталям, сложным эфирам и углеводородам. Наиболее ценными ароматобразующими соединениями винограда, несомненно, являются терпеновые соединения. Они представлены углеводородами (мирцен и лимонен), спиртами (линалоол, а-терпинеол, цитронеллол, нерол и гераниол), а также ацетатами этих спиртов. Эти компоненты определяют у ягод винограда и в вине нежный цветочный аромат, которым отличаются мускатные сорта винограда. Р-фенилэтиловый спирт, обладающий запахом розы и его ацетат также принимают участие в образовании аромата винограда [2].

По данным некоторых исследователей возможное содержание общих терпенов составляет 0,816-2,0 мг/дм3 в зависимости от сорта и зоны выращивания винограда [1]. Позднее С.И. Красохиной [4] были изучены некоторые сорта и гибридные сеянцы винограда межвидового происхождения в условиях Нижнего Придонья, и было установлено, что содержание терпеноидных соединений варьировало от 4,0 до 8,6 мг/дм3.

У сортов винограда, не обладающих мускатным ароматом, но также с ароматическими характеристиками, находят эти же терпены, но в значительно более низких концентрациях, порядка 0,2 мг/дм3, но в этом случае терпены также ответственны за специфический аромат винограда. У сортов с менее выраженным ароматом (Совиньон, Мюскадель) присутствуют эти же самые терпены, но в концентрациях 0,05 мг/дм . Во всех сортах, ягоды которых не имеют выраженной ароматической характеристики, эти терпеновые производные присутствуют как следы [4].

Ранее проведенные исследования показали, что синтез эфирных масел в ягоде винограда происходит до определенного момента, затем он прекращается, и абсолютное количество эфирных масел начинает снижаться. Наивысшая концентрация ароматобразующих веществ наблюдается в период технологической зрелости, а в дальнейшем их содержание в ягодах понижается [3].

Наличие ароматобразующих веществ в ягодах винограда является высоко ценимым свойством для сортов всех направлений использования - потребления в свежем виде и переработки на вино и соки. Однако качественный и количественный состав ароматобразующих соединений сортов и форм винограда в связи с их происхождением и

наследованием выраженности аромата как признака, определенного через количественное содержание ответственных за отдельные ароматы и их комплекс химических соединений, практически не изучен.

Исходя из этого, целью наших исследований являлось формирование научных основ хемоселекции винограда по признаку специфичности аромата ягод и вина, которая обуславливается качественным и количественным содержанием ароматобразующих веществ и генетическими закономерностями их наследования.

Объекты и методы исследования

Исследования форм гибридных популяций и исходных форм винограда проводили в 2007-2008 гг. в Национальном институте винограда и вина «Магарач» и Таврическом Национальном университете им. Вернадского. Был изучен гибридный генофонд, полученный от комбинаций скрещивания с участием в качестве родительских форм сортов Цитронный Магарача с мускатно-цитронным ароматом, Спартанец Магарача с ароматом свежести и мускатно-цветочного аромата и Мускат Джим с ярко выраженным мускатным ароматом [3 ].

Методом газовой хроматографии были проанализированы сусла из урожая сортов винограда Цитронный Магарача и Спартанец Магарача, и 2 сеянцев, полученных от скрещивания этих сортов: М. № 223-96-16-1 и М. № 223-96-16-14.

Экстракт виноградного сусла анализировали на хроматографе Agilent Technology 6890 с масс-спектрометрическим детектором 5973. Компоненты идентифицировали путем сравнения масс-спектров веществ, выявленных на хроматограмме с библиотекой стандартных масс-спектров. Расчет концентраций производили по соотношению площадей пиков пентанола (5мг/дм ) и идентифицированных пиков летучих веществ без поправочных коэффициентов.

Результаты и обсуждение

В эфирном масле проанализированных образцов было идентифицировано более 50 веществ, среди которых наиболее широко были представлены терпеновые соединения: линалоол и его оксиды, гераниол, лимонен, а-терпинеол, 3,7-диметил-1,5-октадиен-3,7-диол и его изомер 3,7-диметил-1,7-октадиен-3,6-диол (табл. 1). Наибольшее количество терпеновых соединений по их сумме было обнаружено у сорта Цитронный Магарача (1,86

3 3

мг/дм ), наименьшее - у сеянца М. № 223-96-16-1 (0,40 мг/дм ). В ягодах сорта Цитронный Магарача выделены 9 терпеноидных соединений, и аромат этого сорта в основном определяется наличием лимонена, линалоола (запах ландыша) и его изомеров. В ягодах отмечен его изомер - 3,7-диметил-1,5-октадиен-3,7-диол (0,12 мг/дм3). У сорта Спартанец Магарача идентифицированы лимонен (0,64 мг/дм3), характерный для лимона и линалоол (0,14 мг/дм3). Также, только в этом образце был выделен гераниол, определяющий запах розы (0,49 мг/дм). Терпеновые соединения ягод изученных гибридных сеянцев существенно различаются как по количеству соединений, так и по концентрации. У сеянца М. № 223-96-16-1 выделены только 3 компонента: лимонен (0,17 мг/дм ), а-терпениол (0,14 мг/дм3) и 3,7-диметил-1,5-октадиен-3,7-диол (0,21 мг/дм3). В сеянце М. № 223-96-1614, выделены 9 компонентов, из которых определяющими аромат оказались линалоол (0,22 мг/дм3), 3,7-диметил-1,5-октадиен-3,7-диол (0,35 мг/дм3), а также транс-линалоолоксид и цис-линалоолоксид.

Из высших ароматических спиртов во всех изученных образцах был выделен только фенилэтиловый спирт, определяющий аромат розы. При этом наибольшее его содержание обнаружено в ягодах сорта Спартанец Магарача (0,66 мг/дм ) и сеянце М. № 223-96-16-1 (0,21 мг/дм3). У сорта Цитронный Магарача и сеянца М. № 223-96-16-14 его концентрация составила 0,15 и 0,14 мг/дм соответственно. Также идентифицированы ненасыщенные спирты (изомерные гексенолы), придающие аромат свежескошенной травы. Наибольшая их

концентрация установлена в ягодах сорта Спартанец Магарача (0,87 мг/дм ), что и определяет аромат свежести в винограде, а наименьшая - в гибридах с участием сорта Спартанец Магарача.

Таблица 1

Содержание ароматообразующих соединений в соке ягод различных сортообразцов _винограда, мг/дм3_

Вещество Цитрон- ный Магарача Спартанец Магарача М. № 22396-16-1 М. № 22396-16-14

Терпеновые соединения

лимонен 0,27 0,64 0,17 0,20

транс-линалоолоксид (фуран) 0,08 - - 0,01

цис-линалоолоксид (фуран) 0,19 - - 0,03

транс-линалоолоксид (пиран) 0,21 - - 0,14

цис-линалоолоксид (пиран) 0,47 - - 0,19

линалоол 0,11 0,14 0,02 0,22

а-терпинеол 0,02 - - -

гераниол - 0,49 - -

3,7-диметил- 1,5-октадиен-3,7-диол 0,40 - 0,21 0,35

3,7-диметил- 1,7-октадиен-3,6-диол 0,18 - - -

сумма 1,93 1,27 0,40 1,14

всего компонентов 9 3 3 9

Высшие спирты

Фенилэтиловый 0,15 0,66 0,21 0,14

Ненасыщенные спирты

транс-2-гексен- 1-ол 0,03 0,77 0,16 -

1-октен-3-ол - 0,10 0,03 0,05

цис-3 -гексен- 1-ол - - 0,03 0,05

сумма 0,03 0,87 0,22 0,10

всего компонентов 1 2 3 2

Альдегиды

гексаналь 0,50 1,45 0,48 -

нонаналь 0,03 0,08 0,02 0,03

деканаль 0,07 0,12 0,03 0,04

бензальдегид - - 0,03 -

фенилацетальдегид - - 0,54 0,62

транс-2-гексеналь - 2,21 0,69 0,36

октаналь - 0,05 0,02 -

2-октеналь - - - 0,05

2-гептеналь - 0,10 0,03 0,02

транс,транс-2,4-декадиеналь - 0,57 0,15 0,05

ванилин 0,38 0,93 0,77 0,78

сумма 0,98 5,51 2,76 1,95

всего компонентов 4 8 10 8

Наибольшее число альдегидов, придающих аромат свежескошенной травы и фруктов, идентифицировано в ягодах сеянца М. № 223-96-16-1 (10), а наименьшее - в ягодах винограда сорта Цитронный Магарача (4). Однако по количественному выражению выделяется сорт Спартанец Магарача, в котором содержание альдегидов достигает 5,51 мг/дм3, в основном за счет гексаналя, транс-2-гексеналя и ванилина. В ягодах сеянца М. № 223-96-16-1 содержание альдегидов составляет 2,76 мг/дм , преобладают ванилин, транс-2-гексеналь и фенилацетальдегид. В ягодах сеянца М. № 223-96-16-14 также преобладают фенилацетальдегид и ванилин, сумма всех компонентов составляет 1,94 мг/дм3. В ягодах сорта Цитронный Магарача содержание альдегидов наименьшее - 0,99 мг/дм3, в основном за счет гексаналя и ванилина.

Методом кластерного анализа (программный пакет STATISTICA 6) выявлена степень сходства между 4 образцами винограда по их характеристикам, в данном случае по критерию содержания химических веществ, определяющих наличие аромата (рис. 1). Эта степень сходства численно определяется эвклидовым расстоянием между объектами (сорта винограда и гибридные формы). Все объекты объединены в древо классификации ветвями, длина которых зависит от степени сходства.

Гибридные формы М. № 223-96-16-1 и М. № 223-96-16-14 полученные при скрещивании сортов Цитронный Магарача и Спартанец Магарача объединены в одну группу и располагаются по длине ветвей ближе к Цитронному Магарача, что говорит об их биохимической и генотипической близости между собой и Цитронным Магарача.

Данные кластерного анализа по содержанию ароматобразующих соединений позволили установить, что сорт Спартанец Магарача наиболее далек от гибридных форм. Это свидетельствует о том, что при скрещивании с участием данного сорта выщепляющиеся исследуемые гибриды унаследовали аромат в большей степени от сорта Цитронный Магарача, чем от сорта Спартанец Магарача.

3,0-----

2,5

и

к

£ 2,0

о н о о ей

Л 1 5

о 1,5 и

о «

к

*1,0 И

0,5

0,0 -----

Спартанец Магарача М. № 223-96-16-1

М. № 223-96-16-14 Цитронный Магарача

Сортообразцы Рис. 1. Дендрограмма кластерного анализа

Выводы

На основании проведенных исследований можно считать установленным, что основными соединениями, определяющими аромат у сортов винограда Цитроннный Магарача и Спартанец Магарача, а также у их гибридных форм, являются терпеновые соединения и альдегиды.

В исследованных образцах идентифицированы линалоол и его оксиды, гераниол, лимонен, а-терпинеол, 3,7-диметил-1,5-октадиен-3,7-диол и его изомер 3,7-диметил-1,7-октадиен-3,6-диол.

Среди терпеновых соединений линалоол и лимонен являются основными компонентами в формировании аромата ягоды у изученных сортов винограда и гибридных форм, полученных от скрещивания с ними, а остальные - дополнительными.

Наличие большого количества ненасыщенных спиртов в ягодах сорта Спартанец Магарача определяет выраженный аромат свежести.

Результаты кластерного анализа позволили установить, что гибридные формы М. № 223-96-16-1 и М. № 223-96-16-14 по ароматобразующим показателям ближе к сорту Цитронный Магарача. В целом это позволяет говорить о возможности формирования научных подходов в хемоселекции винограда по признаку специфической ароматики.

Список литературы

1. Датунашвили Е.Н. Исследование эфирных масел некоторых сортов винограда: Автореф. дисс. ... канд. тех. наук: 05.18.08. - Москва: МИПТП, 1959. - 23 с.

2. Красохина С.И. Подбор и селекция сортов винограда с мускатным ароматом для условий Нижнего Придонья: Автореф. дисс. ... канд. с.-х. наук: 06.01.07. - Москва: ТСХА, 2001. - 24 с.

3. Содержание терпеновых спиртов в гибридных сеянцах винограда с мускатным ароматом / Левченко С.В., Воробей С.К., Толкачева Н.В., Волынкин В.А., Рошка Н.А. // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2008. - № 1. - С. 6-8.

4. Теория и практика виноделия / Риберо-Гайон Ж., Пейно Э., Риберо-Гайон П., Сюдро П. М. - М.: Пищевая промышленность, 1979. - Т. 2. - 352 с.

THE RESISTANT BREEDING TO IMIDAZOLINONE HERBICIDE GROUP IN SUNFLOWER

YALCIN KAYA, PhD; GOKSEL EVCI, PhD;

VELI PEKCAN; TAHIR GUCER; MEHMET I. YILMAZ Trakya Agricultural Research Institute, Edirne, Turkey

Introduction

Sunflower is an essential crop in the rotation system in Blacksea Region and over the 50% of world sunflower areas and production are existed in this region. Broomrape parasite (Orobanche cernua Loeffl.) and the weeds are the biggest problems in sunflower production both in Turkey and also in some other countries. The weeds control generally in sunflower production by trifluralin as pre emergence applications in Turkey and other countries [4]. However, some weeds such as Xanthium strumarium Wallr., Chenopodium album L., Echinochloa cruss-galli L., Solanum nigrum L., Avena sterilis L., Amaranthus albus L., Datura