Totala polyfenoler i olika druvsorter på höglandet i södra Brasilien | BIO Web of Conferences

© The Authors, published by EDP Sciences 2017

Detta är en Open Access-artikel som distribueras enligt villkoren i Creative Commons Attribution License 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

1. Inledning

Vinproduktionen i höghöjdsregioner i delstaten Santa Catarina har mindre än 15 års historia och är relativt ny, jämfört med andra producerande regioner i Brasilien. I dag finns det i höglänta regioner i delstaten Santa Catarina 35 vingårdar i drift, med en planterad areal på 600 hektar och över 200 märken av vita, röda och mousserande viner. På vinodlingar på hög höjd i Santa Catarina är de viktigaste sorterna cabernet sauvignon, merlot och sauvignon blanc.

Den utökade sortimentsutbudet är ett kraftfullt verktyg i händerna på druvodlare och vinproducenter på den hårt konkurrensutsatta vinmarknaden, men man får inte upprepa misstaget att förlita sig på ett fåtal sorter, vare sig de är lokala eller importerade. De franska sorterna, det måste man komma ihåg, är spridda över hela vinvärlden. Dessutom har vissa metoder som i stor utsträckning antagits i den moderna vinframställningen betonat globaliseringen av vinets smak och minimerat sortens och produktionsmiljöns bidrag i detta avseende. I en sådan situation börjar de mest framsynta vinproducenterna återigen att titta på det lokala sortarvet och ompröva deras enologiska värde och marknadsföringspotential.

När nya druvsorter introduceras är fenologin och mognadsövervakningen viktiga för att avgöra en regions förmåga att producera en gröda inom ramen för dess klimatregim. Druvornas mognad omfattar den period som börjar med färgskiftet (véraison) och slutar vid skörden, och varierar beroende på sort och region. Bland de förändringar som sker i bären och därmed i druvans sammansättning under mognadsprocessen finns pigmentansamling i skalet, syntes av aromatiska ämnen och smakförändringar .

Dessa förändringar är relaterade till syntesen av fenolföreningar, druvan är en av de viktigaste källorna till fenolföreningar, som huvudsakligen finns i skalet och i fröna, med litet innehåll i fruktköttet .

Fenolföreningar är viktiga för växternas tillväxt och reproduktion, och fungerar också som antipatogener (stresstillstånd som infektioner och sår) och skydd mot UV-strålning . De bidrar fortfarande till pigmentering, strävhet, aromer och oxidativ stabilitet. Inom vinodlingen är dessa föreningar ansvariga för vinets kvalitativa och organoleptiska sammansättning, t.ex. färg, fyllighet och strävhet .

Syntesen och ackumuleringen av fenoliska föreningar påverkas i hög grad av miljöförhållandena, inklusive ljus, lufttemperatur, höjd, jordart, vattentillgång, näringsstatus, sjukdomsförekomst och andra utvecklingsprocesser .

Syftet med detta arbete var att utvärdera koncentrationen av totala polyfenoler i 10 vita sorter och 13 röda sorter som produceras i höghöjdsregioner i södra Brasilien.

2. Material och metoder

Experimenten genomfördes i sortersamlingen vid försöksstationen för Santa Catarina State Agricultural Research and Rural Extension Agency (EPAGRI), belägen i staden São Joaquim (28° 16′30″S, 49° 56′09″W, höjd 1 400 m ö.h.). Vinodlingen planterades 2006, med ett avstånd på 3,00 m mellan raderna och 1,50 m mellan plantorna, det antagna träningssystemet var VSP och utvärderingarna skedde under odlingssäsongen 2015/2016.

Klimatet i regionen kännetecknas av ett fuktigt subtropiskt klimat, utan torrperiod, med en årlig medeltemperatur och nederbörd på 13,5oC och 1 700 mm respektive. Enligt Ko¨ppen-klassificeringen är klimatet Cfb. Jordarna klassificeras som Haplumbrept och Udorthent och är utvecklade av rhyodacit och basaltsten.

De utvärderade vita druvsorterna var Riesling Renano, Verdelho, Marsanne, Petit Manseng, Moscato Giallo, Fiano, Chardonnay, Ribola Gialla, Trebbiano Toscano och Greco di Tufo. De röda druvsorter som utvärderades var Negroamaro, Pinot Nero, Canaiolo Nero, Malvasia Nera, Barbera, Cabernet Sauvignon, Marselan, Merlot, Aglianico, Syrah, Croatina, Uva di Troia och Ancellotta.

Klimatdata som nederbörd (mm), relativ luftfuktighet (%), maximal, minimal och genomsnittlig lufttemperatur (°C) och solsken (h) mättes på plats med en automatisk väderstation från CIRAM (centrum för information om miljöresurser och hydrometeorologi i Santa Catarina).

För kvantifiering av druvornas fenolinnehåll användes följande extrakt: druvskalen avlägsnades försiktigt från 90 bär och användes för extraktionsprocessen för den fenoliska mognadsanalysen.

För att få fram extraktlösningar användes följande förhållande mellan skal och extrakt: 50 g skal separerades manuellt från bärproverna, som tillsattes 20 ml hydroalkoholisk lösning av metanol 50 % v/v, och hölls vid 30 °C (+0,5 °C) i 24 timmar. Efter denna tid separerades det ”varma” extraktet och skalen sköljdes med 5 mL metanollösning. Därefter tillsattes 20 mL metanol-extraktionslösning till skinnen, som sedan placerades vid 0 °C (+ 0,5 °C) i ytterligare 24 timmar. Efter denna extraktion homogeniserades det ”kalla” extraktet med det ”varma” extraktet och sköljningen av huden upprepades med ytterligare 5 mL metanollösning. Extraktlösningen filtrerades i slutet av processen.

Koncentrationen av hudens totala polyfenoler kvantifierades i spektrofotometer med hjälp av reagenset Folin-Ciocalteu (Vetec) och gallussyra som standard, med absorbansavläsningar vid 760 nm . Kalibreringskurvan gjordes med koncentrationerna 0, 100, 200, 300, 400, 500, 600 och 1000 mg/L. Resultaten uttrycktes i mg/L gallussyra.

Data genomgick variansanalys (ANOVA, p ≤ 0,05), och när sorteffekter upptäcktes utfördes Tukey-testet (p ≤ 0,05).

3. Resultat och diskussion

Klimatet är en av de grundläggande aspekterna i druvodlingen och följaktligen för vinodlingen. Vinodling för vinproduktion utvecklas i många olika typer av klimat och jordmåner på de olika kontinenterna. En undersökning av världens vinodlingsområden kan visa på sambandet mellan klimat och kvalitet. Det är därför viktigt att övervaka klimatparametrarna eftersom de påverkar både druvornas och vinets kvalitet.

Den mognadsperiod för druvorna inföll mellan januari och april och klimatparametrarna för denna period visas i tabell 1. De temperaturer som observerades under denna fas bekräftar potentialen för vinproduktion i regionen, på grund av temperatursänkningen och den betydande termiska amplituden under fruktens mognad. En annan författare rapporterade för regionen São Joaquim en termisk amplitud på omkring 10 °C, vilket är gynnsamt för produktion av kvalitetsdruvor.

Klimatförhållandena i São Joaquim gynnade druvans fenoliska mognad, eftersom ackumuleringen av antocyaniner under mognaden uppvisar negativ korrelation med höga temperaturer och positiv med låga temperaturer. Druvorna uppvisar en god färgning när den termiska amplituden inte överstiger 10 °C och under mognaden måste den vara under 15 °C .

Under druvornas mognad var den observerade nederbördsmängden 614,7 mm. Nederbördens frekvens och fördelning är klimatelement av stor betydelse, eftersom det fria vattnet på bladen och frukten är den viktigaste faktorn för att utlösa svampinfektioner på vinstocken . Den höga nederbördsfrekvensen är den viktigaste begränsande klimatfaktorn för vinodling i höglänta områden i södra Brasilien.

Nederbörden är en viktig klimatfaktor när det gäller bildandet av fenolföreningar i druvornas skal. Polyfenoler har till uppgift att skydda växter från fysiska (t.ex. solens UV-strålning) och biologiska (svampar, virus, bakterier) angrepp. På platser med höga nederbördsnivåer är det typiskt sett så att växten utsätts för stress för att bekämpa främst svampsjukdomar, vilket leder till att fenolföreningar bildas.

Ackumuleringen av soltimmar under druvornas mognad var högre i São Joaquim (694,4 timmar) än i andra vinproducerande regioner i delstaten Santa Catarina. Regionerna Campo Belo do Sul, Bom Retiro och Água Doce uppvisade 546, 571 respektive 288 soltimmar under mognaden av olika sorter . I São Joaquim rapporterades under odlingssäsongerna 2005/2006 och 2006/2007 i genomsnitt 424 solskenstimmar under mognaden av fyra sorter av Vitis vinifera L. . Denna klimatparameter är viktig eftersom den är direkt kopplad till fruktkvaliteten och främst stimulerar ackumuleringen av fenolföreningar som antocyaniner .

Incidensen av solstrålning i druvklasarna bidrar också till att aktivera ämnesomsättningen och bildandet av substanser som är ansvariga för vinets kvalitet, såsom fenolföreningar, särskilt flavonoler . Denna skillnad kan ge vinerna från de högt belägna regionerna i delstaten Santa Catarina en mer intensiv färgning, en mer komplex arom, större struktur och uthållighet.

Tabellerna 2 och 3 visar det genomsnittliga datumet för förekomsten och omfattningen av den fenologiska cykeln, mellan véraison och skörd. Greco di Tufo (vit) och Syrah (röd) var de sorter som hade den längsta cykeln med 223 respektive 211 dagar. Bland de vita sorterna hade Chardonnay, Ribola Gialla, Greco di Tufo och Petit Manseng den längsta mognadstiden för druvorna. För de röda sorterna var det Ancellotta och Syrah som hade den längsta mognadstiden.

Fenologicykelns utbredning är relaterad till klimatförhållandena i varje region. Under brasilianska klimatförhållanden uppvisar regioner på hög höjd (över 900 meter över havet) längre fenologiska cykler på grund av lägre temperaturer.

Signifikanta skillnader observerades i polyfenolinnehållet mellan de olika sorterna (fig. 1 och 2). Även om miljöförhållandena under vilka druvorna odlades har ett stort inflytande på syntesen av polyfenolföreningar, följer arten och de olika koncentrationerna av dessa föreningar den determinerande genetiken hos varje sort .

Figur 1. Totala polyfenolkoncentrationen (mg/L) i bär av olika vita sorter som odlades i São Joaquim – delstaten Santa Catarina, Brasilien, under vegetationsperioden 2015/2016.

Figur 2. Total polyfenolkoncentration (mg/L) i bär av olika röda sorter som odlades i São Joaquim – delstaten Santa Catarina, Brasilien, under vegetationsperioden 2015/2016.

Många författare har rapporterat att polyfenolkompositionen inte bara beror på sorten utan även på platsen där druvorna odlas och på miljö- och skötselmetoder samt på odlingssäsongen .

Polyfenolinnehållet varierade från 283,56 till 1 387,31 mg/L för vita sorter. För de röda sorterna varierade den totala polyfenolhalten från 523,87 till 4 929,57 mg/L. De viktigaste fenolföreningarna i druvor och viner klassificeras som icke-flavonoider och flavonoider. Flavonoider utgör den största gruppen polyfenoler som finns i livsmedel och har en hög antioxidanteffekt . De vanligaste flavonoiderna i druvor och röda viner är antocyaniner, flavanoler och flavonoler. Dessa föreningar är ansvariga för vinets färg och struktur . Därför är koncentrationen av totala polyfenoler i genomsnitt högre i de röda sorterna.

De vita sorterna med de högsta koncentrationerna av totala polyfenoler var Greco di Tufo (1 378,31 mg/L), Trebbiano Toscano (995,59 mg/L) och Ribola Gialla (737,48 mg/L), medan Riesling Renano (283,56 mg/L), Verdelho (319,16 mg/L) och Marsanne (434.87 mg/L) uppvisade de lägsta värdena.

I södra Italien varierade de genomsnittliga totala polyfenolerna från 491,6 till 536,8 mg/L för olika vita druvsorter . I Água Doce – delstaten Santa Catarina, Brasilien, varierade de genomsnittliga totala polyfenolerna mellan 601 och 706 mg/L . I Água Doce var värdet för Fiano 601 mg/L, vilket är ganska likt de värden som erhållits i denna studie (559,5 mg/L). I São Joaquim fann man värden på 474,94 mg/L för Prosecco, 517,32 för Vermentino och 540,04 för Verdicchio.

Med tanke på de röda sorterna utmärkte sig Ancellotta (4 929,57 mg/L), Uva di Troia (2 722,27 mg/L) och Croatina (2 410 mg/L) för att ha de högsta nivåerna av totala polyfenoler, medan Negroamaro (523.87 mg/L), Pinot Nero (692,98 mg/L) och Canaiolo Nero (746,38 mg/L) uppvisade de lägsta nivåerna av totala polyfenoler.

I en studie som utfördes i Kalabrien/Italien, med fyra olika röda druvsorter, fann man variationer i polyfenolinnehållet från 1 503 till 2 170 mg/L. De olika resultat som hittats är troligen relaterade till flera faktorer, bland annat: sort, skötselmetoder, extraktions- och analysmetoder som använts.

I Água Doce – varierade de genomsnittliga totala polyfenolhalterna från 570 till 2 217 mg/L för fyra röda druvsorter . I Água Doce utmärkte sig sorten Ancellotta med den högsta koncentrationen av totala polyfenoler (2 217 mg/L), detta värde var lägre än det som observerades i São Joaquim för samma sort (4 929,57 mg/L). I São Joaquim hittades under odlingssäsongerna 2010/2011, 2011/2012 och 2012/2013 värden mellan 734,2 och 2 515,1 mg/L för nio röda italienska sorter, i detta arbete var det sorterna Aglianico (1 730,7 mg/L) och Ancellotta (2 515 mg/L).1 mg/L) utmärkte sig med den högsta koncentrationen av totala polyfenoler.

Det antas att den höga höjden är relaterad till den höga koncentrationen av totala polyfenoler som erhålls i druvor som odlas i São Joaquim. Bland miljöfaktorerna har klimatet det största inflytandet på ackumuleringen av polyfenoler; ju högre höjd, desto lägre temperatur och fuktighet och desto högre solstrålning, vilket gynnar ackumuleringen av totala polyfenoler . I detta fall kan orsakerna till den största ackumulationen av totala polyfenoler vara relaterade till mängden och kvaliteten på solstrålning och termoperioden, som är effekter av höjd .

4. Slutsats

Signifikanta skillnader observerades i polyfenolkoncentrationer mellan de olika sorterna. Detta faktum visar på interaktionen mellan genotyp och miljö som en av de viktigaste faktorerna i samband med ackumulering och koncentration av polyfenoler i druvor.

Polyfenolinnehållet varierade från 283,56 till 1 387.31 mg/L för vita sorter, de sorter som hade de högsta koncentrationerna var Greco di Tufo (1 378,31 mg/L), Trebbiano Toscano (995,59 mg/L) och Ribola Gi- alla (737,48 mg/L), medan Riesling Renano (283,56 mg/L), Verdelho (319,16 mg/L) och Marsanne (434.87 mg/L) uppvisade de lägsta värdena.

För de röda sorterna varierade den totala polyfenolkon- tentet från 523,87 till 4 929,57 mg/L, Ancellotta (4 929,57 mg/L), Uva di Troia (2 722.27 mg/L) och Croatina (2 410 mg/L) hade de högsta halterna, medan Negroamaro (523,87 mg/L), Pinot Nero (692,98 mg/L) och Canaiolo Nero (746,38 mg/L) hade de lägsta halterna av polyfenoler.

Alla tabeller

Alla figurer

	Figur 1. Total polyfenolkoncentration (mg/L) i bär av olika vita sorter som odlades i São Joaquim – delstaten Santa Catarina, Brasilien, under vegetationsperioden 2015/2016.
I texten

	Figur 2. Total polyfenolkoncentration (mg/L) i bär av olika röda sorter som odlats i São Joaquim – delstaten Santa Catarina, Brasilien, under odlingssäsongen 2015/2016.
I texten