Влияние теплообеспеченности виноградников
на формирование физико-химических характеристик и качества винограда и вина сорта Кокур белый

Кокур белый (Vitis vinifera L.) – крымский автохтонный сорт винограда технического направления. По морфологическим признакам и биологическим свойствам относится к эколого-географической группе сортов винограда бассейна Черного моря. Сорт среднепозднего срока созревания, характеризуется коэффициентом плодоношения 1,67; средняя урожайность – 48,9 ц/га. Кокур белый является наиболее распространенным среди белых автохтонных сортов Крыма, площади промышленных посадок которого постоянно расширяются (с 659 га в 2016 г. до 911 га в 2018 г.), в том числе за пределами исторического ареала произрастания. Виноград к моменту достижения физиологической зрелости способен накапливать свыше 260 г/дм3 сахаров и традиционно используется для производства десертных вин премиум-класса: «Кокур десертный Сурож» АО ПАО «Массандра» и «Солнечная долина» АО «Солнечная долина». В настоящее время, в том числе в связи с изменением потребительских предпочтений, из винограда Кокур белый вырабатываются также сухие и полусухие вина; изучаются теоретические и практические аспекты производства из винограда игристых вин. Наряду с другими крымскими автохтонными сортами, Кокур белый все чаще рассматривается в качестве перспективного биоресурса в селекционном процессе.

Возросший интерес ученых и практиков-виноделов к крымским автохтонным сортам связан с рядом причин. Во-первых, современная концепция качественных вин основывается на их аутентичности, уникальности органолептических характеристик, обусловленных терруаром и сортовой специфичностью. Во-вторых, наблюдаемые изменения климата (повышение температуры окружающей среды, возрастание дефицита пресной воды) вносят коррективы в фенологию, агробиологию, метаболизм виноградного растения, что отражается на качестве урожая и вин, вплоть до трансформации их стиля. С этих позиций использование крымских автохтонных сортов винограда, отличающихся способностью расти и плодоносить на глинистых почвах с сильным хлоридно-сульфатным засолением, повышенной адаптационной устойчивостью к жаркому засушливому климату, может стать решением глобальных вызовов, стоящих перед виноградарями и виноделами. Успех зависит от получения новых знаний о взаимосвязи природных условий возделывания винограда и характеристик урожая и винопродукции. Anesi et al подчеркивают явный терруарный эффект в формировании уникального профиля метаболитов винограда, который сохраняется в течение нескольких урожаев и характеризует виноградник.

Отклик виноградного растения на воздействие климатических факторов проявляется в динамике первичных метаболитов растительной клетки – сахаров, органических кислот, ферментов, а среди вторичных метаболитов – фенольных компонентов. Высокий уровень инсоляции растений, температур окружающей среды, дефицит влаги приводят к увеличению содержания в винограде флавоноидов и снижению некоторых антоцианов; низкие ночные температуры способствуют превалированию яблочной кислоты в комплексе органических кислот; годовой температурный фактор коррелирует с оксидазной активностью винограда красных сортов. Изменчивость компонентного состава и биохимических свойств винограда под воздействием природных факторов определяется его видовой и сортовой принадлежностью. Фенольные соединения, органические кислоты, оксидазы винограда играют важную роль в формировании качества вина как компоненты, участвующие в окислительно-восстановительных процессах и в сложении цветовой гаммы и вкуса вин, их антиоксидантной активности.

Цель настоящей работы − оценка влияния агроэкологических условий произрастания на формирование углеводно-кислотного и фенольного комплексов, оксидазной активности в ягодах и винах сорта Кокур белый.

Материалы и методы исследования
Базой для проведения исследований являлись промышленные виноградники сорта Кокур белый, расположенные вблизи с. Морское, с. Приветное, с. Солнечная долина в горно-долинном приморском районе Южнобережной зоны Крыма.

Виноградники различаются морфометрическими параметрами рельефа, близостью к морю. Применяемые агротехнологии соответствуют технологической карте района.

Агроэкологические ресурсы виноградников оценивали по параметрам: сумма температур выше 10ºС (∑ Т°С10) и выше 20ºС (∑ Т°С20) за вегетационный период, индекс Хуглина, индекс Уинклера, средняя температура в сентябре (tсент) и за вегетационный период (tвег), количество осадков за год, вегетационный период и сентябрь, гидротермический коэффициент Селянинова (ГТК). Расчёт агроэкологических параметров в точке расположения виноградников осуществляли методом геоинформационного моделирования с использованием многолетних данных сети стационарных метеостанций Крымского полуострова за 2016-2021 гг., цифровых моделей рельефа SRTM-3 и ASTER GDEM, глобальной климатической модели Worldclim ver. 2.0 и разработанных математических моделей, отражающих закономерности пространственного варьирования климатических показателей.

Отбор проб (не менее 10 кг) винограда урожая 2016-2021 гг. осуществляли в период промышленного сбора. Образцы вин вырабатывали в условиях микровиноделия по схеме: анализ винограда → дробление винограда на дробилке валкового типа → прессование мезги на корзиночном прессе → сульфитация (75-80 мг SO2/дм3 ) и осветление сусла отстаиванием при температуре 10±2ºС → брожение сусла на культуре дрожжей Феодосия 1-19 из Коллекции микроорганизмов виноделия «ВННИИВиВ «Магарач» РАН» с ограниченным доступом воздуха при температуре 22±2ºС → самоосветление виноматериалов, декантация и анализ вин.

Суммарную концентрацию фенольных компонентов в сусле измеряли сразу после дробления винограда (ФВ0), после 4-часового настаивания мезги при 20±2ºС (ФВ4) и после термостатирования мезги при 70ºС в течение 30 мин. (ТЗФВ – технологический запас фенольных веществ) колориметрическим методом. Монофенолмонооксигеназную активность (МФМО) оценивали в свежеотжатом сусле колориметрическим методом по скорости окисления пирокатехина.

Анализ фенольного комплекса структурных частей ягоды (семена, кожица, мякоть) и вина проводили методом ВЭЖХ. Компоненты экстрагировали из гомогенизированных структурных частей ягоды и вина экстрагентом: 1 см3 HCL/100 см3 CH3OH – в соотношении 1:3. Разделение фенольных соединений проводили на хроматографе Shimadzu LC 20 Prominence с диодно-матричным детектором ультрафиолетового и видимого диапазона: колонка Nucleosil C18 AB (Macherey-Nagel, Germany), длиной 250 мм, диаметром 2 мм, размером пор 100 Å. Элюирование проводили в градиентном режиме увеличения доли раствора Б (смесь AcCN:MeOH:H2O в соотношении 40:40:20, рН 2,5) в смеси с раствором А (водный раствор HClO4, рН 1,8) в течение 80 мин.; детектирование – при длинах волн: 280 нм − для галловой кислоты, флаван-3-олов и процианидинов; 313 нм − для оксикоричных кислот; 360 нм − для кверцетина; идентификацию веществ – путем сравнения их спектральных характеристик и времени удерживания со стандартами.

Экспериментальные данные обрабатывали методами дисперсионного (ANOVA), дискриминационного и корреляционного анализа (программа Statistica 10). Сравнение количественных признаков в независимых подгруппах проводили с помощью U-критерия Mann-Whitney; информативность дискриминантных переменных оценивали по Wilks L. для точки значимости <0,05. Общее количество образцов винограда составляло 36, вин – 40, в том числе исследованных методом ВЭЖХ – по 13 образцов. Анализы проводили в 2-3-кратной повторности. В таблицах и тексте приведены среднеарифметические величины показателей ± стандартное отклонение единичного результата.

Результаты и их обсуждение
С использованием методов геоинформационного и математического моделирования были определены климатические параметры исследуемых виноградников сорта Кокур белый в 6-летней ретроспективе. Статистический анализ данных, представленных в табл. 1, показал превалирование года в дисперсии параметров тепло (≤0,008) – и влагообеспеченности (≤0,0000001) виноградников над их географическим положением. Это связано с близостью географических координат территорий. Тем не менее, вследствие отличий орографических и гидрологических характеристик, при совокупном учете параметров ∑Т°С10, индекс Хуглина, индекс Уинклера, средняя температура в сентябре и в вегетационный период виноградники дискриминируются по теплоресурсам: Wilks L.=0,004 при <0,00001.

На рис. представлена диаграмма рассеяния виноградников по указанным параметрам и матрица факторной структуры, из которых следует, что наибольшей теплообеспеченностью характеризовался виноградник с. Морское, наименьшей – с. Приветное (увеличение значений факторов по оси абсцисс – справа налево, по оси ординат – сверху вниз). Дифференциации виноградников по показателям влагообеспеченности и ГТК в годы исследований не выявлено.

Результаты анализа углеводно-кислотного, фенольного и оксидазного комплексов урожая винограда с исследуемых виноградников и их статистическая обработка представлены в табл. 2. Установлено, что урожай дифференцировался (Wilks L.=0,006 при <0,004) по территориям при учете показателей: активная кислотность и монофенолмонооксигеназная активность сусла, доля фенольных веществ в сусле относительно технологического запаса компонентов в винограде (ФВ0/ТЗФВ). Величины показателей ФВ0/ ТЗФВ и МФМО увеличиваются в ряду с. Приветное (34±2 % и 9,4±2,5 ед., соответственно) < с. Морское < с. Солнечная Долина (38±17 % и 14,6±8,8 ед), рН – в ряду с. Приветное (3,25±0,09) < с. Солнечная Долина < с. Морское (3,51±0,11). Выявленные различия винограда из разных мест произрастания не связаны с уровнем накопления сахаров в ягодах, среднее содержание которых составляло 208-222 г/дм3 . Дисперсия технологического запаса фенольных веществ, содержания титруемых кислот в винограде в большей степени обусловлена годом урожая (А=0,0028 и А=0,017, соответственно), чем территорией произрастания.

Сопоставление агроклиматических параметров виноградников и показателей урожая выявило в имеющемся массиве данных следующие взаимосвязи (r=/0,54-0,84/ при А<0,05). Уровень накопления сахаров в ягодах Кокур белый прямо коррелировал с индексом Уинклера и tвег, технологического запаса фенольных веществ – с ∑Т˚С10, ∑Т˚С20 и tвег. С этими же агроклиматическими параметрами, но с отрицательным знаком и более высокими коэффициентами коррелировал показатель ФВ0/ТЗФВ. Содержание титруемых кислот обратно взаимосвязано с индексами Уинклера и Хуглина; прямо – с количеством осадков за вегетационный период. Напротив, величина активной кислотности сусла винограда прямо коррелировала с ∑Т˚С10 и индексом Уинклера. Прямая взаимосвязь выявлена между МФМО-активностью сусла и параметрами теплообеспеченности: ∑Т˚С10, средняя температура в сентябре и за вегетационный период.

Обобщение вышеизложенного доказывает, что выявленные отличия урожая Кокур белый с различных виноградников по показателям рН, МФМО и ФВ0/ТЗФВ являются следствием различной теплообеспеченности территорий. При этом дифференцирующие показатели отражают технологические свойства винограда и влияют на формирование качества вина, являясь участниками и регуляторами окислительно-восстановительных процессов в технологическом цикле. Так, показатель ФВ0/ТЗФВ определяется не только фенольными соединениями сока ягод, но и компонентами семян и кожицы, переходящими в сусло при дроблении и/или прессовании ягод, а показатель ФВ4/ФВ0 (см. табл. 2) – при 4- часовом настаивании мезги.

Экстрагирование компонентов зависит от уровня полимеризации процианидинов семян, утончения клеточных стенок кожицы ягод за счет гидролиза пектина и ксилоглюкана, а их аккумуляция в сусле – в значительной мере от активности оксидаз винограда, активирующих окислительную полимеризацию, конденсацию и седиментация фенольных компонентов. В результате урожай из с. Приветное, отличающийся наименьшими значениями ФВ0/ТЗФВ и МФМО, характеризовался наибольшим значением показателя ФВ4/ФВ0: в среднем на 8 % по сравнению с виноградом с других территорий.

Рекомендуемые значения МФМО-активности винограда для производства белых вин – менее 0,070 ед., рН – 2,8-3,5. Как следует из данных табл. 2, рН в винограде из с. Морское и с. Солнечная Долина во многих, а МФМО – во всех случаях превышали рекомендуемые значения. Это требует корректировки условий и режимов проведения технологических операций при производстве вин, включая снижение риска обогащения сусла и вина реакционноспособными мономерными и димерными фенольными компонентами семян и кожицы винограда.

В этой связи нами проанализировано содержание мономерных фенольных компонентов и процианидинов в структурных частях ягод Кокур белый урожая 2020 – 2021 гг., полученного на исследуемых виноградниках. Были идентифицированы фенолокислоты – галловая и кафтаровая, флавонолы – кверцетин и кверцетин-3-О-А-гликозид, флаван-3-олы – (+)-D-катехин и (-)-эпикатехин, процианидины В1-В4. Анализ данных, представленных в табл. 3, показал, что содержание мономерных фенольных компонентов в мякоти и кожице винограда из с. Морское было наименьшим, составляя в среднем 20,5±2,8 мг/кг и 46,4±5,1 мг/кг, соответственно. В фенольном комплексе кожицы винограда из с. Солнечная Долина преобладали флаван-3- олы (54 %) и флавонолы (21 %): по сравнению с виноградом из с. Приветное и с. Морское содержание флаван-3-олов было больше в 1,8 и 4,4 раза, флавонолов – в 2,9 и 7,1 раза. Виноград из с. Приветное отличался от образцов с других виноградников в среднем в 2 раза большим содержанием флаван-3-олов в мякоти. Значимой разницы в содержании фенолокислот в мякоти и кожице винограда в зависимости от места его произрастания не выявлено. Среди структурных элементов ягоды семена наиболее обогащены мономерными и димерными фенольными соединениями: 1603,7 (с. Приветное) – 1748,2 (с. Морское) мг/кг. Содержание процианидинов В1- В4 в семенах винограда по территориям его произрастания увеличивалось в ряду с. Солнечная Долина → с. Приветное → с. Морское, а их доля в фенольном комплексе снижалась от 50 % в образцах из с. Приветное и с. Морское до 16 % – из с. Солнечная Долина. Напротив, содержание флаван-3-олов и фенолокислот в семенах винограда из с. Солнечная Долина превосходило (А < 0,0002) таковое в винограде с других территорий в среднем в 1,2 и 1,4 раза, соответственно.

Выявлено, что повышение теплообеспеченности виноградников по параметрам ∑Т˚С10, ∑Т˚С20, индексу Уинклера, средней температуре в сентябре и за вегетационный период сопровождалось (А<0,05) увеличением содержания кафтаровой кислоты, флавонолов, (+)-D-катехина и процианидинов В4 в семенах винограда (r = 0,86-0,99) и снижением содержания фенолокислот (в наибольшей степени – галловой), флаван-3-олов, процианидинов В3 в кожице и мякоти (r = –(0,82-0,95)). Представленные взаимосвязи можно прокомментировать следующим образом. Высокий уровень теплообеспеченности виноградников обусловливал накопление мономерных и димерных фенольных компонентов в ягодах винограда Кокур белый, особенно в семенах. В работах показано, что биосинтез флаван-3-олов, процианидинов, фенолокислот в винограде завершается, в основном, к началу его созревания и в дальнейшем происходит их окислительная полимеризация. При этом крымские автохтонные сорта по сравнению с классическими сортами характеризуется более интенсивной динамикой компонентов.

Настоящие исследования демонстрируют, что с увеличением теплообеспеченности виноградников интенсифицировались процессы окислительного преобразования компонентов, приведшие к снижению их содержания, наиболее явному в кожице и мякоти. Разнонаправленность теплового воздействия на формирование фенольного комплекса ягод привела к тому, что в кожице и мякоти винограда из с. Морское, наиболее теплообеспеченного в годы наблюдений, содержание мономерных фенольных компонентов было наименьшим, а содержание процианидинов в семенах – наибольшим по сравнению с виноградом с других территорий. В то же время относительно высокое содержание мономерных фенольных компонентов в кожице и семенах винограда из с. Солнечная Долина может явиться причиной излишнего обогащения ими сусла и вина в процессе виноделия.

Вышеизложенные комментарии согласуются с результатами анализа фенольного комплекса молодых вин, представленными в табл. 4. Данные демонстрируют наименьшее (178,2±19,9 мг/дм3 ) содержание моно- и димерных фенольных соединений в винах из винограда с. Морское при наибольшей доле (39±3 %) процианидинов В1-В4 среди анализируемых вин, что свидетельствует об интенсивности окислительной полимеризации компонентов еще на стадии созревания винограда. Концентрация компонентов в винах из с. Приветное и с. Солнечная Долина была в среднем в 2 раза больше. В фенольном комплексе всех вин превалировали фенолокислоты (в основном галловая кислота): 44-67 %. Концентрация фенольных кислот в винах из с. Солнечная Долина достигала 241,3±16,4 мг/дм3 и превышала таковую в винах из с. Приветное и с. Морское в 1,4 и 3,1 раза. Это, вероятно, является следствием относительно высокого содержания компонентов в семенах винограда из с. Солнечная Долина.

Наибольшее содержание флаван-3-олов, как в процентном (26±5%), так и в количественном (91,7±17,6 мг/дм3 ) выражении наблюдалось в винах из с. Приветное: их концентрация превосходила таковую в других винах в среднем в 2,9 раза. Одним из факторов накопления флаван-3-олов в винах из с. Приветное является относительно слабая МФМО активность в винограде. Напротив, низкий уровень флаван-3-олов (36,1±3,8 мг/дм3 ) в винах из винограда с. Солнечная Долина, содержащего наибольшее количество компонентов в семенах и кожице, объясним высокой МФМО-активностью винограда, повлекшей окислительную полимеризацию наиболее лабильной фракции фенольных соединений при его переработке.

В целом приведенные данные свидетельствуют, что теплообеспеченность территорий произрастания винограда сорта Кокур белый в значительной мере обусловливает накопление фенольных компонентов в структурных элементах ягод и интенсивность их преобразований как при созревании винограда, так и ходе его переработки. Это приводит к значимым отличиям фенольного комплекса молодых вин, полученных с разных виноградников.

Содержание этилового спирта в образцах вин составляло 9,2-14,0 % об., рН – от 3,14 до 3,36. Вина из с. Солнечная Долина отличались (А<0,05) от других вин в 1,2 раза меньшим содержанием титруемых кислот (6,0±0,8 г/дм3 ).

Совокупность различий фенольного, оксидазного и кислотного комплексов винограда Кокур белый и вин, полученных с разных виноградников, привело к отличиям сенсорных характеристик вин. Все образцы вин характеризовались сортовым ароматом и вкусом фруктового направления с оттенками пряных трав и меда. При этом вина из с. Приветное отличались светло-соломенным цветом, облегченным вкусом, умеренным ароматом; вина из с. Солнечная Долина – как правило, темно-соломенным цветом, полнотой вкуса, с легкими тонами окисленности. Независимо от места произрастания винограда образцы вин хорошо оценены дегустаторами: 7,71±0,08 балла (по 8-балльной оценке 10-балльной шкалы). Это свидетельствует о возможности получения из винограда Кокур белый сухих вин разного стиля в зависимости от тепловых ресурсов территорий его произрастания.

Выводы
В результате исследований климатических условий трёх виноградников сорта Кокур белый, физико-химических характеристик и качества винограда и вин установлено следующее. Виноградники различались (Wilks L.= 0,004 при А <0,00001) по теплоресурсам в ряду с. Приветное < с. Солнечная Долина < с. Морское. Повышение теплообеспеченности территорий сопровождалось (А <0,05), с одной стороны, накоплением сахаров в ягодах, фенолокислот, флавонолов, флаван-3-олов и процианидинов в семенах винограда, повышением рН и МФМО активности сусла; с другой стороны, способствовало окислительной полимеризации фенольных компонентов при созревании винограда и в ходе его переработки, приводящей к снижению содержания моно- и димерных компонентов в кожице и мякоти винограда, флаван-3-олов в винах.

Наибольшее содержание процианидинов В1-В4 в семенах и наименьшее – мономерных компонентов в кожице и мякоти винограда и в винах определено в с. Морское. В с. Солнечная Долина виноград характеризовался самой высокой МФМО-активностью, наибольшим (по сравнению с другими образцами – в 1,2-7,1 раза) содержанием монофенолов в кожице и семенах, фенолокислот – в винах. Вина из с. Приветное отличались наибольшим содержанием флаван-3-олов.

Вина обладали сортовым ароматом и вкусом; вина из с. Солнечная Долина отличались полнотой вкуса, темно-соломенным цветом; вина из с. Приветное – облегченным вкусом и светло-соломенным цветом. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о возможности получения из винограда Кокур белый сухих вин разного стиля в зависимости от теплообеспеченности территорий.

Источник: Остроухова Е.В., Рыбалко Е.А., Пескова И.В., Баранова Н.В., Левченко С.В., Луткова Н.Ю., Романов А.В., Бойко В.А., Евстафьева О.Ю. Влияние теплообеспеченности виноградников на формирование физико-химических характеристик и качества винограда и вина сорта Кокур белый // «Магарач». Виноградарство и виноделие. 2022;24(3):278-285. DOI 10.34919/IM.2022.24.3.012..

У нас можно купить автоматические метеорологические комплексы, датчик температуры для метеостанции, датчик осадков, датчик скорости ветра с доставкой по республике Крым, Краснодарскому краю, Ростовской области, Ставрополью, Дагестану и Северной Осетии.