Total polyphenols contents in different grapevine varieties in highlands of southern brazil | BIO Web of Conferences

© The Authors, published by EDP Sciences 2017

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

1. Wprowadzenie

Produkcja wina w wysoko położonych regionach stanu Santa Catarina ma mniej niż 15 lat historii i jest stosunkowo niedawna, w porównaniu z innymi regionami produkcyjnymi w Brazylii. Obecnie w wysoko położonych regionach stanu Santa Catarina działa 35 winnic o powierzchni 600 hektarów i ponad 200 etykietach win białych, czerwonych i musujących. W wysoko położonych winnicach stanu Santa Catarina, głównymi odmianami uprawianymi są Cabernet Sauvignon, Merlot i Sauvignon Blanc.

Rozszerzenie wyboru odmian jest potężnym narzędziem w rękach plantatorów winorośli i winiarzy na bardzo konkurencyjnym rynku winiarskim; nie należy jednak powtarzać błędu polegania na niewielu odmianach lokalnych lub importowanych. Odmiany francuskie, należy przypomnieć, są rozpowszechnione w całym świecie winiarskim. Ponadto, niektóre praktyki szeroko przyjęte w nowoczesnym winiarstwie podkreślały globalizację smaku wina, minimalizując w tym względzie wkład odmiany i środowiska produkcji. W takiej sytuacji, najbardziej przyszłościowe producenci wina zaczynają ponownie patrzeć na lokalne dziedzictwo odmianowe, ponownie badając ich wartość enologiczną i potencjał marketingowy .

Przy wprowadzaniu nowych odmian winorośli, fenologia i monitorowanie dojrzewania są ważne w określaniu zdolności regionu do produkcji plonów w granicach jego reżimu klimatycznego . Dojrzewanie winogron obejmuje okres, który rozpoczyna się wraz ze zmianą koloru (véraison), a kończy w momencie zbioru, i różni się w zależności od odmiany i regionu. Wśród modyfikacji, które zachodzą w jagodach, a tym samym w składzie winogron podczas dojrzewania, są akumulacja pigmentów w skórce, synteza substancji aromatycznych i modyfikacja smaku.

Modyfikacje te są związane z syntezą związków fenolowych, winogrono jest jednym z głównych źródeł związków fenolowych, które znajdują się głównie w skórce i nasionach, prezentując niewielką zawartość w miąższu .

Związki fenolowe są ważne dla wzrostu i reprodukcji roślin, działając również jako antypatogeny (warunki stresowe, takie jak infekcje i rany) i ochrony przed promieniowaniem UV . Nadal przyczyniają się do pigmentacji, cierpkości, aromatów i stabilności oksydacyjnej. W uprawie winorośli związki te są odpowiedzialne za skład jakościowy i organoleptyczny win, takich jak kolor, ciało i cierpkość .

Na syntezę i akumulację związków fenolowych duży wpływ mają warunki środowiska, w tym światło, temperatura powietrza, wysokość nad poziomem morza, rodzaj gleby, dostępność wody, stan odżywienia, występowanie chorób i inne procesy rozwojowe .

Celem niniejszej pracy była ocena stężenia polifenoli ogółem 10 odmian białych i 13 odmian czerwonych wyprodukowanych w wysoko położonych regionach południowej Brazylii.

2. Materiały i metody

Doświadczenia przeprowadzono w kolekcji odmian Stacji Doświadczalnej Agencji Badań Rolniczych i Rozszerzania Obszarów Wiejskich Stanu Santa Catarina (EPAGRI), położonej w mieście São Joaquim (28° 16′30″S, 49° 56′09″W, wysokość 1400 m n.p.m.). Winnica została posadzona w 2006 roku, w rozstawie 3,00 m między rzędami i 1,50 m między roślinami, przyjęty system szkolenia to VSP, a oceny miały miejsce w sezonie wegetacyjnym 2015/2016.

Klimat regionu charakteryzuje się jako wilgotny podzwrotnikowy, bez pory suchej, ze średnią roczną temperaturą i opadami odpowiednio 13,5oC i 1700 mm. Według klasyfikacji Ko¨ppena jest to klimat Cfb. Gleby są sklasyfikowane jako Haplumbrept i Udorthent zbudowane ze skał ryodacytowych i bazaltowych .

Oceniane białe odmiany winorośli to Riesling Renano, Verdelho, Marsanne, Petit Manseng, Moscato Giallo, Fiano, Chardonnay, Ribola Gialla, Trebbiano Toscano i Greco di Tufo. Oceniane czerwone odmiany winorośli to Negroamaro, Pinot Nero, Canaiolo Nero, Malvasia Nera, Barbera, Cabernet Sauvignon, Marselan, Merlot, Aglianico, Syrah, Croatina, Uva di Troia i Ancellotta.

Dane klimatyczne, takie jak opady (mm), wilgotność względna (%), maksymalna, minimalna i średnia temperatura powietrza (°C) oraz nasłonecznienie (h) zostały zmierzone na miejscu za pomocą automatycznej stacji meteorologicznej z CIRAM (Centrum Informacji o Zasobach Środowiskowych i Hydrometeorologii stanu Santa Catarina).

Do ilościowego oznaczenia zawartości fenoli w winogronach użyto następującego ekstraktu: skórki winogron zostały ostrożnie usunięte z 90 jagód i użyte do procesu ekstrakcji w ramach analizy dojrzewania fenoli .

Do uzyskania roztworów ekstraktu użyto następującego stosunku skórki i ekstraktu: 50 g skórek oddzielono ręcznie od próbek jagód, do których dodano 20 mL roztworu hydroalkoholowego metanolu 50% v/v i utrzymywano w temperaturze 30 °C (+0,5 °C) przez 24 godziny. Po tym czasie oddzielano „gorący” ekstrakt, a skórki przepłukiwano 5 mL roztworu metanolu. Następnie do skórek dodano 20 ml metanolowego roztworu ekstrahującego, które umieszczono w temperaturze 0 °C (+ 0,5 °C) na kolejne 24 godziny. Po tej ekstrakcji „zimny” ekstrakt homogenizowano z „gorącym” ekstraktem, a płukanie skórek powtórzono z użyciem kolejnych 5 mL roztworu metanolu. Na koniec procesu roztwór ekstraktu przefiltrowano .

Stężenie polifenoli całkowitych skóry oznaczono ilościowo w spektrofotometrze, stosując odczynnik Folin- Ciocalteu (Vetec) i kwas galusowy jako standard, z odczytem absorbancji przy 760 nm . Krzywą kalibracyjną wykonano dla stężeń 0, 100, 200, 300, 400, 500, 600 i 1000 mg/L. Wyniki wyrażono w mg/L. Wyniki wyrażono w mg/L kwasu galusowego.

Dane poddano analizie wariancji (ANOVA, p ≤ 0,05), a w przypadku wykrycia efektów odmianowych wykonano test Tukeya (p ≤ 0,05).

3. Wyniki i dyskusja

Klimat jest jednym z podstawowych aspektów w uprawie winorośli, a co za tym idzie w uprawie winorośli. Uprawa winorośli do produkcji wina jest rozwijana w wielu typach klimatu i gleby na różnych kontynentach. Badanie światowych obszarów uprawy winorośli może wskazać na związek między klimatem a jakością. Dlatego monitorowanie parametrów klimatycznych jest ważne, ponieważ wpływają one zarówno na jakość winogron, jak i wina. Okres dojrzewania winogron przypadał na okres od stycznia do kwietnia, a parametry klimatyczne dla tego okresu przedstawiono w tabeli 1. Temperatury obserwowane w tej fazie potwierdzają potencjał produkcji wina w tym regionie, ze względu na obniżenie temperatury i znaczną amplitudę termiczną podczas dojrzewania owoców. Inni autorzy podali dla regionu São Joaquim amplitudę termiczną około 10°C, co sprzyja produkcji winogron wysokiej jakości .

Warunki klimatyczne São Joaquim sprzyjały dojrzewaniu fenolowemu winogron, ponieważ akumulacja antocyjanów podczas dojrzewania wykazuje ujemną korelację z wysokimi temperaturami i dodatnią z niskimi temperaturami. Winogrona dobrze się wybarwiają, gdy amplituda termiczna nie przekracza 10°C, a podczas dojrzewania musi być niższa niż 15°C .

Podczas dojrzewania winogron zaobserwowana ilość opadów wyniosła 614,7 mm. Częstotliwość i rozkład opadów są elementami klimatycznymi o dużym znaczeniu, ponieważ wolna woda na liściach i owocach jest głównym czynnikiem wywołującym początek infekcji grzybowych na winorośli. Wysoki wskaźnik i częstotliwość opadów jest głównym czynnikiem klimatycznym ograniczającym uprawy winorośli w wysoko położonych regionach południowej Brazylii.

Opad jest ważnym czynnikiem klimatycznym w zakresie tworzenia związków fenolowych w skórce winogron. Polifenole mają funkcję ochrony roślin przed fizycznymi (takimi jak słońce promieniowanie UV) i biologicznymi (grzyby, wirusy, bakterie) atakami. Zazwyczaj w miejscach o dużej ilości opadów występuje stres rośliny w celu zwalczania, głównie chorób grzybiczych, indukujący produkcję związków fenolowych .

Kumulacja godzin słonecznych podczas dojrzewania winogron była wyższa w São Joaquim (694,4 godziny) niż w innych regionach produkujących winorośl w stanie Santa Catarina. Regiony Campo Belo do Sul, Bom Retiro i Água Doce wykazały odpowiednio 546, 571 i 288 godzin nasłonecznienia podczas dojrzewania różnych odmian. W São Joaquim, w sezonach wegetacyjnych 2005/2006 i 2006/2007 odnotowano średnio 424 godziny słoneczne podczas dojrzewania czterech odmian Vitis vinifera L. . Ten parametr klimatyczny jest ważny, ponieważ jest bezpośrednio związany z jakością owoców, stymulując głównie akumulację związków fenolowych, takich jak antocyjany .

Występowanie promieniowania słonecznego w klastrach winogron również przyczynia się do aktywacji metabolizmu i tworzenia substancji odpowiedzialnych za jakość wina, takich jak związki fenolowe, zwłaszcza flawonoli . Różnica ta może nadać winom z wysoko położonych regionów stanu Santa Catarina bardziej intensywną barwę, bardziej złożony aromat, większą strukturę i trwałość.

Średnią datę wystąpienia i zakres cyklu fenologicznego, między véraison a zbiorami, przedstawiono w tabelach 2 i 3. Najdłuższym cyklem charakteryzowały się odmiany Greco di Tufo (biała) i Syrah (czerwona) – odpowiednio 223 i 211 dni. Wśród odmian białych najdłużej dojrzewały Chardonnay, Ribola Gialla, Greco di Tufo i Petit Manseng. Natomiast w przypadku odmian czerwonych, Ancellotta i Syrah prezentowały najdłuższy czas trwania dojrzewania.

Przedłużenie cyklu fenologicznego jest związane z warunkami klimatycznymi każdego regionu. W warunkach klimatycznych Brazylii, regiony położone na dużych wysokościach (powyżej 900 m n.p.m.), prezentują dłuższe cykle fenologiczne ze względu na występowanie niższych temperatur .

Zaobserwowano istotne różnice w zawartości polifenoli pomiędzy poszczególnymi odmianami (Rys. 1 i 2). chociaż warunki środowiskowe, w których uprawiano winogrona, mają duży wpływ na syntezę związków polifenolowych, to charakter i różne stężenie tych związków wynikają z genetyki determinującej poszczególne odmiany .

Ryc. 1. Stężenie polifenoli ogółem (mg/L) w jagodach różnych odmian białych uprawianych w São Joaquim – stan Santa Catarina, Brazylia, w sezonie wegetacyjnym 2015/2016.

Rysunek 2. Totalna koncentracja polifenoli (mg/L) w jagodach różnych odmian czerwonych uprawianych w São Joaquim – stan Santa Catarina, Brazylia, w sezonie wegetacyjnym 2015/2016.

Wielu autorów donosiło, że skład polifenoli wynika nie tylko z rodzaju odmiany, ale także z lokalizacji, w której uprawiane są winogrona oraz praktyk środowiskowych i zarządzania, a także sezonu wegetacyjnego .

Zawartość polifenoli wahała się od 283,56 do 1 387,31 mg/L dla odmian białych. Dla odmian czerwonych całkowita zawartość polifenoli wahała się od 523,87 do 4 929,57 mg/L. Główne związki fenolowe występujące w winogronach i winach klasyfikuje się jako: nieflawonoidy i flawonoidy. Związki flawonoidowe stanowią największą grupę polifenoli występujących w żywności, charakteryzującą się wysoką siłą antyoksydacyjną. Do najczęstszych flawonoidów występujących w winogronach i winach czerwonych należą antocyjany, flawanole i flawonole. Związki te są odpowiedzialne za charakterystykę barwy i struktury win. Dlatego stężenie polifenoli ogółem jest średnio wyższe w odmianach czerwonych.

Odmianami białymi o najwyższym stężeniu polifenoli ogółem były Greco di Tufo (1 378,31 mg/L), Trebbiano Toscano (995,59 mg/L) i Ribola Gialla (737,48 mg/L), natomiast Riesling Renano (283,56 mg/L), Verdelho (319,16 mg/L) i Marsanne (434.87 mg/L) prezentowały najniższe wartości.

W południowych Włoszech, średnia całkowita zawartość polifenoli wahała się od 491,6 do 536,8 mg/L dla różnych odmian białych winogron. Podczas gdy w Água Doce – stan Santa Catarina, Brazylia, średnia całkowita zawartość polifenoli wahała się od 601 do 706 mg/L. W Água Doce, wartość uzyskana dla Fiano wynosiła 601 mg/L, dość podobna do tych uzyskanych w tym badaniu (559,5 mg/L). Podczas gdy w São Joaquim, stwierdzono wartości 474.94 mg / L dla Prosecco, 517.32 dla Vermentino i 540.04 dla Verdicchio .

Rozważając czerwone odmiany, Ancellotta (4,929.57 mg / L), Uva di Troia (2,722.27 mg / L) i Croatina (2,410 mg / L) wyróżniał się za prezentowanie najwyższych poziomów całkowitych polifenoli, podczas gdy Negroamaro (523.87 mg/L), Pinot Nero (692.98 mg/L) i Canaiolo Nero (746.38 mg/L) prezentowały najniższe poziomy całkowitej zawartości polifenoli.

W badaniu przeprowadzonym w Kalabrii/Włochy, z czterema różnymi odmianami czerwonych winogron, stwierdzono różnice w zawartości polifenoli od 1,503 do 2,170 mg/L. Różnorodność wyników znalezionych, jest prawdopodobnie związane z kilkoma czynnikami, wśród nich: odmiany, praktyki zarządzania, metody ekstrakcji i analizy stosowane .

While w Água Doce -, średnia całkowita polifenoli wahała się od 570 do 2,217 mg / L do czterech czerwonych varieites . W Água Doce, odmiana Ancellotta wyróżniała się najwyższym stężeniem polifenoli ogółem (2.217 mg/L), wartość ta była niższa od obserwowanej w São Joaquim, dla tej samej odmiany (4.929,57 mg/L). W São Joaquim, w sezonach wegetacyjnych 2010/2011, 2011/2012 i 2012/2013 stwierdzono wartości od 734,2 do 2.515,1 mg/L dla 9 czerwonych odmian włoskich, w tej pracy, odmiany Aglianico (1.730,7 mg/L) i Ancellotta (2.515.1 mg/L) wyróżniały się najwyższym stężeniem polifenoli ogółem .

Uważa się, że duża wysokość nad poziomem morza jest związana z wysokim stężeniem polifenoli ogółem uzyskanych w winogronach uprawianych w São Joaquim. Wśród czynników środowiskowych, klimat wywiera największy wpływ na gromadzenie się polifenoli; im wyższa wysokość, tym niższa temperatura i wilgotność oraz częstsze występowanie promieniowania słonecznego, co sprzyja gromadzeniu się polifenoli ogółem. W tym przypadku przyczyny największego nagromadzenia polifenoli ogółem mogą być związane z ilością i jakością promieniowania słonecznego oraz termoperiodem, które są skutkami wysokości nad poziomem morza. Wnioski

Stwierdzono istotne różnice w zawartości polifenoli pomiędzy poszczególnymi odmianami. Fakt ten świadczy o interakcji pomiędzy genotypem a środowiskiem jako jednym z głównych czynników związanych z akumulacją i stężeniem polifenoli winogronowych.

Zawartość polifenoli wahała się od 283,56 do 1 387.31 mg/L dla odmian białych, odmianami o najwyższych stężeniach były Greco di Tufo (1 378,31 mg/L), Trebbiano Toscano (995,59 mg/L) i Ribola Gi- alla (737,48 mg/L), natomiast Riesling Renano (283,56 mg/L), Verdelho (319,16 mg/L) i Marsanne (434.87 mg/L) prezentowały najniższe wartości.

W przypadku odmian czerwonych całkowita zawartość polifenoli wahała się od 523,87 do 4.929,57 mg/L, Ancellotta (4.929,57 mg/L), Uva di Troia (2.722.27 mg/L) i Croatina (2,410 mg/L) wyróżniały się prezentowaniem najwyższych poziomów, podczas gdy Negroamaro (523,87 mg/L), Pinot Nero (692,98 mg/L) i Canaiolo Nero (746,38 mg/L) prezentowały najniższe poziomy całkowitych polifenoli.

Wszystkie tabele

Wszystkie ryciny

	Rycina 1. Stężenie polifenoli ogółem (mg/L) w jagodach różnych odmian białych uprawianych w São Joaquim – stan Santa Catarina, Brazylia, w sezonie wegetacyjnym 2015/2016.
W tekście

	Rysunek 2. Stężenie polifenoli całkowitych (mg/L) w jagodach różnych odmian czerwonych uprawianych w São Joaquim – stan Santa Catarina, Brazylia, w sezonie wegetacyjnym 2015/2016.
W tekście

.