Gesamtpolyphenolgehalt in verschiedenen Rebsorten im Hochland von Südbrasilien | BIO Web of Conferences

© The Authors, published by EDP Sciences 2017

Dies ist ein Open-Access-Artikel, der unter den Bedingungen der Creative Commons Attribution License 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

1. Einleitung

Die Weinproduktion in den hochgelegenen Regionen des Bundesstaates Santa Catarina hat eine weniger als 15-jährige Geschichte und ist im Vergleich zu anderen Produktionsregionen in Brasilien relativ jung. Heute gibt es in den Höhenlagen des Bundesstaates Santa Catarina 35 Weinkellereien mit einer Anbaufläche von 600 Hektar und über 200 Etiketten von Weiß-, Rot- und Schaumweinen. In den hochgelegenen Weinbergen Santa Catarinas werden hauptsächlich Cabernet Sauvignon, Merlot und Sauvignon Blanc angebaut.

Die Erweiterung der Sortenauswahl ist ein mächtiges Instrument in den Händen der Weinbauern und Winzer auf dem hart umkämpften Weinmarkt; es sollte jedoch nicht der Fehler begangen werden, sich auf wenige einheimische oder importierte Sorten zu verlassen. Es sei daran erinnert, dass die französischen Sorten über die ganze Welt des Weinbaus verteilt sind. Hinzu kommt, dass einige Praktiken, die in der modernen Weinherstellung weitgehend übernommen wurden, die Globalisierung des Weingeschmacks betonten und in dieser Hinsicht den Beitrag der Sorte und des Produktionsumfelds minimierten. In einer solchen Situation beginnen die fortschrittlichsten Weinproduzenten, sich wieder mit dem lokalen Sortenerbe zu befassen und ihren önologischen Wert und ihr Vermarktungspotential neu zu untersuchen.

Bei der Einführung neuer Rebsorten sind die Phänologie und die Überwachung der Reifung wichtig, um die Fähigkeit einer Region zu bestimmen, eine Ernte innerhalb der Grenzen ihres Klimaregimes zu produzieren. Die Reifung der Trauben umfasst den Zeitraum, der mit dem Farbumschlag (véraison) beginnt und mit der Ernte endet, und ist je nach Sorte und Region unterschiedlich. Zu den Veränderungen, die in den Beeren und damit in der Zusammensetzung der Traube während der Reifung auftreten, gehören die Pigmentanreicherung in der Haut, die Synthese von Aromastoffen und die Veränderung des Geschmacks.

Diese Modifikationen sind mit der Synthese von phenolischen Verbindungen verbunden, die Traube ist eine der wichtigsten Quellen von phenolischen Verbindungen, die hauptsächlich in der Haut und in den Samen gefunden werden, präsentiert wenig Inhalt in der Pulpa.

Phenolische Verbindungen sind wichtig für das Pflanzenwachstum und die Reproduktion, auch als Antipathogene (Stressbedingungen wie Infektionen und Wunden) und Schutz gegen UV-Strahlung . Sie tragen auch zur Pigmentierung, Adstringenz, zum Aroma und zur oxidativen Stabilität bei. Im Weinbau sind diese Verbindungen für die qualitative und organoleptische Zusammensetzung von Weinen, wie Farbe, Körper und Adstringenz, verantwortlich.

Die Synthese und Akkumulation von phenolischen Verbindungen wird stark von den Umweltbedingungen, einschließlich Licht, Lufttemperatur, Höhenlage, Bodentyp, Wasserverfügbarkeit, Ernährungszustand, Krankheitsvorkommen und anderen Entwicklungsprozessen beeinflusst.

Das Ziel dieser Arbeit war es, die Konzentration der Gesamtpolyphenole von 10 weißen und 13 roten Sorten zu bewerten, die in hochgelegenen Regionen Südbrasiliens angebaut werden.

2. Materialien und Methoden

Die Experimente wurden in der Sortensammlung der Versuchsstation der Santa Catarina State Agricultural Research and Rural Extension Agency (EPAGRI) in der Stadt São Joaquim (28° 16′30″S, 49° 56′09″W, Höhe 1.400 m ü.d.M.) durchgeführt. Der Weinberg wurde 2006 gepflanzt, mit einem Reihenabstand von 3,00 m und einem Abstand von 1,50 m zwischen den Pflanzen, das angewandte Erziehungssystem war VSP und die Bewertungen erfolgten in der Vegetationsperiode 2015/2016.

Das Klima der Region ist als feucht subtropisch, ohne Trockenzeit, mit einer jährlichen Durchschnittstemperatur und Niederschlägen von 13,5oC bzw. 1.700 mm gekennzeichnet. Nach der Ko¨ppen-Klassifikation ist das Klima Cfb. Die Böden sind als Haplumbrept und Udorthent klassifiziert und bestehen aus Rhyodazit und Basaltgestein.

Die bewerteten weißen Rebsorten waren Riesling Renano, Verdelho, Marsanne, Petit Manseng, Moscato Giallo, Fiano, Chardonnay, Ribola Gialla, Trebbiano Toscano und Greco di Tufo. Die bewerteten roten Rebsorten waren Negroamaro, Pinot Nero, Canaiolo Nero, Malvasia Nera, Barbera, Cabernet Sauvignon, Marselan, Merlot, Aglianico, Syrah, Croatina, Uva di Troia und Ancellotta.

Klimatische Daten, wie Niederschlag (mm), relative Luftfeuchtigkeit (%), maximale, minimale und mittlere Lufttemperatur (°C) und Sonnenscheindauer (h) wurden vor Ort mit einer automatischen Wetterstation des CIRAM (Zentrum für Umweltressourceninformation und Hydrometeorologie von Santa Catarina) gemessen.

Für die Quantifizierung des Phenolgehaltes der Trauben wurde der verwendete Extrakt wie folgt gewonnen: Von 90 Beeren wurden die Schalen sorgfältig entfernt und für den Extraktionsprozess der phenolischen Reifungsanalyse verwendet.

Um Extraktlösungen zu erhalten, wurde das folgende Verhältnis von Schalen und Extrakt verwendet: 50 g Schalen wurden von Hand von den Beerenproben abgetrennt, die mit 20 mL einer alkoholischen Lösung von Methanol 50% v/v versetzt und 24 Stunden lang bei 30 °C (+0,5 °C) gehalten wurden. Nach dieser Zeit wurde der „heiße“ Extrakt abgetrennt und die Schalen mit 5 mL der Methanollösung gespült. Danach wurden 20 mL der Methanolextraktionslösung zu den Schalen gegeben, die dann für weitere 24 Stunden bei 0 °C (+ 0,5 °C) gelagert wurden. Nach dieser Extraktion wurde der „kalte“ Extrakt mit dem „heißen“ Extrakt homogenisiert und die Hautspülung mit weiteren 5 mL Methanollösung wiederholt. Die Extraktlösung wurde am Ende des Prozesses filtriert.

Die Konzentration der Gesamtpolyphenole der Haut wurde im Spektralphotometer mit dem Reagenz Folin-Ciocalteu (Vetec) und Gallussäure als Standard quantifiziert, wobei die Absorption bei 760 nm gemessen wurde. Die Kalibrierungskurve wurde mit Konzentrationen von 0, 100, 200, 300, 400, 500, 600 und 1000 mg/L erstellt. Die Ergebnisse wurden in mg/L Gallussäure ausgedrückt.

Die Daten wurden einer Varianzanalyse (ANOVA, p ≤ 0,05) unterzogen, und wenn Sorteneffekte festgestellt wurden, wurde der Tukey-Test durchgeführt (p ≤ 0,05).

3. Ergebnisse und Diskussion

Das Klima ist einer der grundlegenden Aspekte in der Traubenkultur und folglich auch für den Weinanbau. Der Weinbau für die Weinproduktion hat sich in vielen Klima- und Bodentypen auf den verschiedenen Kontinenten entwickelt. Ein Überblick über die weltweiten Weinanbaugebiete kann die Beziehung zwischen Klima und Qualität aufzeigen. Daher ist die Überwachung der klimatischen Parameter wichtig, da diese sowohl die Trauben- als auch die Weinqualität beeinflussen.

Die Reifezeit der Trauben liegt zwischen Januar und April, und die klimatischen Parameter für diesen Zeitraum sind in Tabelle 1 dargestellt. Die in dieser Phase beobachteten Temperaturen bestätigen das Potenzial für die Weinerzeugung in der Region aufgrund der Temperatursenkung und der beträchtlichen thermischen Amplitude während der Reifung der Früchte. Andere Autoren berichteten für die Region São Joaquim eine thermische Amplitude um 10 °C, die für die Produktion von Qualitätstrauben günstig ist.

Die klimatischen Bedingungen von São Joaquim begünstigten die phenolische Reifung der Trauben, da die Akkumulation von Anthocyanen während der Reifung eine negative Korrelation mit hohen Temperaturen und eine positive mit niedrigen Temperaturen aufweist. Die Trauben weisen eine gute Färbung auf, wenn die thermische Amplitude 10 °C nicht übersteigt und während der Reifung unter 15 °C liegt.

Während der Reifung der Trauben betrug die beobachtete Niederschlagsmenge 614,7 mm. Die Häufigkeit und Verteilung der Niederschläge sind klimatische Elemente von großer Bedeutung, da das freie Wasser auf den Blättern und der Frucht der Hauptfaktor für das Auftreten von Pilzinfektionen an der Rebe ist. Die hohe Niederschlagsrate und -häufigkeit ist der wichtigste limitierende Klimafaktor für den Weinanbau in den hochgelegenen Regionen Südbrasiliens.

Der Niederschlag ist ein wichtiger Klimafaktor in Bezug auf die Bildung von phenolischen Verbindungen in der Traubenhaut. Polyphenole haben die Funktion, die Pflanzen vor physikalischen (wie die UV-Strahlung der Sonne) und biologischen (Pilze, Viren, Bakterien) Angriffen zu schützen. Typischerweise kommt es an Orten mit hohen Niederschlagsmengen zu Stress in der Pflanze, um vor allem Pilzkrankheiten zu bekämpfen, was die Produktion von Phenolverbindungen anregt.

Die Anzahl der Sonnenstunden während der Reifung der Trauben war in São Joaquim (694,4 Stunden) höher als in anderen Weinbaugebieten des Staates Santa Catarina. In den Regionen Campo Belo do Sul, Bom Retiro und Água Doce wurden 546, 571 bzw. 288 Sonnenstunden während der Reifung der verschiedenen Sorten verzeichnet. In São Joaquim wurden in den Vegetationsperioden 2005/2006 und 2006/2007 durchschnittlich 424 Sonnenstunden während der Reifung von vier Vitis vinifera L. Sorten gemessen. Dieser Klimaparameter ist wichtig, weil er in direktem Zusammenhang mit der Fruchtqualität steht und vor allem die Akkumulation von phenolischen Verbindungen wie Anthocyanen anregt.

Die Sonneneinstrahlung in den Trauben trägt auch zur Aktivierung des Stoffwechsels und der Bildung von Substanzen bei, die für die Weinqualität verantwortlich sind, wie phenolische Verbindungen, insbesondere Flavonole. Dieser Unterschied kann den Weinen der hochgelegenen Regionen des Staates Santa Catarina eine intensivere Färbung, ein komplexeres Aroma, eine größere Struktur und eine längere Haltbarkeit verleihen.

Das mittlere Datum des Auftretens und das Ausmaß des phänologischen Zyklus zwischen Reife und Ernte sind in den Tabellen 2 und 3 dargestellt. Greco di Tufo (weiß) und Syrah (rot) waren die Sorten mit dem längsten Zyklus mit 223 bzw. 211 Tagen. Bei den weißen Sorten wiesen Chardonnay, Ribola Gialla, Greco di Tufo und Petit Manseng die längste Reifedauer auf. Bei den roten Sorten wiesen Ancellotta und Syrah die längste Reifedauer auf.

Die Ausdehnung des phänologischen Zyklus hängt mit den klimatischen Bedingungen der einzelnen Regionen zusammen. Unter den brasilianischen Klimabedingungen weisen hochgelegene Regionen (über 900 m ü.d.M.) aufgrund der niedrigeren Temperaturen längere phänologische Zyklen auf.

Signifikante Unterschiede wurden beim Polyphenolgehalt zwischen den verschiedenen Sorten festgestellt (Abb. 1 und 2). Obwohl die Umweltbedingungen, unter denen die Trauben angebaut wurden, einen großen Einfluss auf die Synthese von polyphenolischen Verbindungen haben, folgen die Art und die unterschiedliche Konzentration dieser Verbindungen der determinierenden Genetik jeder Sorte.

Abbildung 1. Gesamtpolyphenolkonzentration (mg/L) in Beeren verschiedener weißer Sorten, die in São Joaquim – Santa Catarina State, Brasilien, während der Vegetationsperiode 2015/2016 angebaut wurden.

Abbildung 2. Gesamtgehalt an Polyphenolen (mg/L) in Beeren verschiedener roter Sorten, die in São Joaquim – Bundesstaat Santa Catarina, Brasilien, während der Anbausaison 2015/2016 angebaut wurden.

Viele Autoren haben berichtet, dass die Polyphenolzusammensetzung nicht nur von der Sorte abhängt, sondern auch vom Standort, an dem die Trauben angebaut werden, von den Umwelt- und Bewirtschaftungspraktiken sowie von der Vegetationsperiode.

Der Polyphenolgehalt reichte von 283,56 bis 1.387,31 mg/L für weiße Sorten. Bei den roten Sorten reichte der Gesamtpolyphenolgehalt von 523,87 bis 4.929,57 mg/l. Die wichtigsten phenolischen Verbindungen, die in Trauben und Weinen vorkommen, werden in Nicht-Flavonoide und Flavonoide unterteilt. Flavonoide stellen die größte Gruppe der in Lebensmitteln vorkommenden Polyphenole dar und besitzen eine hohe antioxidative Wirkung. Zu den häufigsten Flavonoiden in Trauben und Rotweinen gehören Anthocyane, Flavanole und Flavonole. Diese Verbindungen sind für die Farb- und Struktureigenschaften der Weine verantwortlich. Daher ist die Konzentration der Gesamtpolyphenole im Durchschnitt höher in den roten Sorten.

Die weißen Sorten mit den höchsten Konzentrationen an Gesamtpolyphenolen waren Greco di Tufo (1.378,31 mg/L), Trebbiano Toscano (995,59 mg/L) und Ribola Gialla (737,48 mg/L), während Riesling Renano (283,56 mg/L), Verdelho (319,16 mg/L) und Marsanne (434.87 mg/L) wiesen die niedrigsten Werte auf.

In Süditalien reichten die durchschnittlichen Gesamtpolyphenole von 491,6 bis 536,8 mg/L für verschiedene weiße Rebsorten. In Água Doce im brasilianischen Bundesstaat Santa Catarina reichten die durchschnittlichen Gesamtpolyphenole von 601 bis 706 mg/L. In Água Doce lag der für Fiano ermittelte Wert bei 601 mg/L, was dem in dieser Studie ermittelten Wert (559,5 mg/L) sehr ähnlich ist. In São Joaquim wurden für Prosecco 474,94 mg/L, für Vermentino 517,32 mg/L und für Verdicchio 540,04 mg/L ermittelt.

Bei den roten Sorten wiesen Ancellotta (4.929,57 mg/L), Uva di Troia (2.722,27 mg/L) und Croatina (2.410 mg/L) die höchsten Gesamtpolyphenolwerte auf, während Negroamaro (523.87 mg/L), Pinot Nero (692,98 mg/L) und Canaiolo Nero (746,38 mg/L) die niedrigsten Gesamtpolyphenolgehalte aufwiesen.

In einer in Kalabrien/Italien durchgeführten Studie mit vier verschiedenen roten Rebsorten wurden Schwankungen der Polyphenolgehalte von 1.503 bis 2.170 mg/L festgestellt. Die Vielfalt der gefundenen Ergebnisse hängt wahrscheinlich mit mehreren Faktoren zusammen, unter anderem mit der Sorte, den Bewirtschaftungspraktiken und den verwendeten Extraktions- und Analysemethoden.

Während in Água Doce – die durchschnittlichen Gesamtpolyphenole zwischen 570 und 2.217 mg/L bei vier roten Sorten lagen. In Água Doce zeichnete sich die Sorte Ancellotta durch die höchste Konzentration an Gesamtpolyphenolen aus (2.217 mg/L), dieser Wert war niedriger als der in São Joaquim für dieselbe Sorte beobachtete (4.929,57 mg/L). In São Joaquim wurden in den Vegetationsperioden 2010/2011, 2011/2012 und 2012/2013 für 9 rote italienische Sorten Werte zwischen 734,2 und 2.515,1 mg/L festgestellt, wobei in dieser Arbeit die Sorten Aglianico (1.730,7 mg/L) und Ancellotta (2.515.

Es wird vermutet, dass die Höhenlage mit der hohen Konzentration an Gesamtpolyphenolen der in São Joaquim angebauten Trauben zusammenhängt. Unter den Umweltfaktoren übt das Klima den größten Einfluss auf die Akkumulation von Polyphenolen aus; je höher die Höhe, desto niedriger die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit und desto höher die Sonneneinstrahlung, was die Akkumulation von Gesamtpolyphenolen begünstigt. In diesem Fall können die Ursachen für die größte Anhäufung von Gesamtpolyphenolen mit der Quantität und Qualität der Sonneneinstrahlung und der Thermoperiode zusammenhängen, die Auswirkungen der Höhenlage sind.

4. Schlussfolgerung

Signifikante Unterschiede wurden bei den Polyphenolgehalten zwischen den verschiedenen Sorten festgestellt. Diese Tatsache beweist die Wechselwirkung zwischen Genotyp und Umwelt als einer der Hauptfaktoren für die Akkumulation und Konzentration von Traubenpolyphenolen.

Der Polyphenolgehalt reichte von 283,56 bis 1.387.31 mg/L für weiße Sorten, die Sorten mit den höchsten Konzentrationen waren Greco di Tufo (1.378,31 mg/L), Trebbiano Toscano (995,59 mg/L) und Ribola Gi- alla (737,48 mg/L), während Riesling Renano (283,56 mg/L), Verdelho (319,16 mg/L) und Marsanne (434.87 mg/L) die niedrigsten Werte aufwiesen.

Bei den roten Sorten reichte der Gesamtpolyphenolgehalt von 523,87 bis 4.929,57 mg/L, Ancellotta (4.929,57 mg/L), Uva di Troia (2.722.27 mg/L) und Croatina (2.410 mg/L) die höchsten Werte aufwiesen, während Negroamaro (523,87 mg/L), Pinot Nero (692,98 mg/L) und Canaiolo Nero (746,38 mg/L) die niedrigsten Werte an Gesamtpolyphenolen aufwiesen.

Alle Tabellen

Alle Abbildungen

	Abbildung 1. Gesamtgehalt an Polyphenolen (mg/L) in Beeren verschiedener weißer Sorten, die während der Anbausaison 2015/2016 in São Joaquim – Bundesstaat Santa Catarina, Brasilien, angebaut wurden.
Im Text

	Abbildung 2. Gesamtpolyphenolkonzentration (mg/L) in Beeren verschiedener roter Sorten, die in São Joaquim – Santa Catarina State, Brasilien, während der Vegetationsperiode 2015/2016 angebaut wurden.
Im Text