Основные закономерности роста и созревания ягод винограда - Общие сведения о химическом составе гроздей и ягод винограда

На начальном этапе роста гроздей содержание воды в них достигает 90%. Постепенно, с ростом гроздей, оно непрерывно уменьшается, а наряду с этим увеличивается содержание сухого вещества, которое иногда достигает почти 50%. Значительная часть сухого вещества приходится на целлюлозу и гемицеллюлозу (9—15%). Хорошо представлены также дубильные вещества (танины и флобафены — от 1,5 до 3,5%), которые вместе со смолистыми веществами — около 1 % придают вину горьковатый и терпкий привкус. Азотистые вещества — порядка 1-2,5% — не подвергаются значительным изменениям во время созревания винограда.
Содержание кислот находится в пределах 1—2%, причем превалирует виннокислый калий (0,4—1,4%). Обычно до начала созревания винограда в гребнях нет сахаров. После этого они накапливаются до 1 %. К периоду полного созревания их содержание опять уменьшается.
Вначале в кистях доминирует глюкоза, но затем появляется фруктоза, а к периоду созревания ягод винограда они представлены в одинаковом количестве. Небольшое количество крахмала, который имелся на начальных этапах роста и созревания ягод, полностью исчезает в фазе физиологической зрелости винограда. На этом основывается один из методов определения спелости винограда (Мержаниан, 1967).
Минеральные вещества гребней составляют 2—3 % (золы). Из них ведущее место занимает калий (КаО от 45 до 60%). Остальные элементы в убывающем порядке составляют: СаО — от 12 до 17%; MgO — от 5 до 8%; Р2О5 — от 6,3 до 7,5%; SO3 — от 4 до 6%; SiO2 — от 3,7 до 7,2%; NaO2 — от 0,8 до 2,7%; F2O3 и А12O3 — от 1,1 до 1,8%; С1 — от 0,7 до 0,9%. Различия в содержании минеральных веществ обуславливаются, по мнению Manzoni (1955), не особенностями сортов, а составом почвы, на которой выращивается виноградная лоза.
В процессе роста и созревания ягод наступают значительные изменения в их химическом составе — содержании минеральных, таниновых, красящих, пектиновых и других веществ и, в особенности, в балансе кислот и сахаров. Эти изменения показывают определенную динамику, специфическую для различных этапов роста и созревания винограда и нередко для различных сортов или же групп сортов. Изучение этих изменений имеет не только познавательное, но и определенное практическое значение, так как создает основу для регулирования процесса созревания посредством различных факторов в целях обеспечения наиболее благоприятного сочетания химических компонентов в ягодах винограда.
В ягоде винограда обнаружен значительный набор минеральных веществ. Ventre (1910) установил в кожице сортов Арамон и Аликант около 0,3% фосфора, преобладающая часть которого (75—85%) находится в неорганической форме. В мякоти содержание фосфора было намного ниже (0,07— 0,08 %), причем на неорганическую форму приходилось около 90 %. Фролов-Багреев и Агабальянц (1951) установили в кожице ягоды 0,012—0,13% фосфора, а в мякоти — 0,24—0,34%.
При изучении минеральных элементов в сусле и вине Берг (1953) обратила большое внимание на фосфор и кальций. По ее данным, содержание фосфора в ягодах винограда определяется не сортом, а почвой и агротехникой.

Таблица 4
Содержание минеральных веществ в соке ягод винограда

Содержание же кальция сильно изменялось в процессе созревания винограда— в начале созревания 25 мг%, а в полной зрелости — 90—233 мг%. Amerine и Cruess (1960) приводят данные о содержании минеральных веществ в свежеотжатом соке (табл. 4). Минеральные вещества в ягодах винограда в пересчете на золу нарастают до полного созревания винограда, после чего наступает уменьшение. По данным Jonescu (1970), наиболее интенсивная аккумуляция минеральных веществ в ягодах отмечается в первые 27 дней после оплодотворения, что совпадает с первым максимумом роста ягод. В это время минеральные вещества сорта Королева виноградников составляют 6,2 % сухого вещества в ягоде. Содержание минеральных веществ в ягодах увеличивается и далее, однако ритмика неодинакова у разных сортов. Во время созревания винограда, несмотря на интенсивное накопление сахаров, содержание минеральных веществ сильно увеличивается. В период зрелости ягод содержание зольных элементов несколько снижается и находится в пределах 1,9—3,3% сухого веса. Установлена также положительная корреляция между выделением воды из ягоды и накоплением минеральных веществ.
Содержание органических и неорганических веществ в кожице и мякоти ягоды винограда неодинаково. Наиболее важные структурные вещества кожицы — целлюлоза и гемицеллюлоза. Они определяют в основном содержание сухого вещества кожицы. Содержится в небольших количествах также крахмал.
Балтага и Яроцкая(1971, 1973) установили, что содержание гемицеллюлозы ягод сортов Алеппо, Коэрнэ нягрэ и Мускат гамбургский изменяется в зависимости от особенностей сортов и условий вегетации в интервале 10,4—14,8 % от веса спирторастворимых веществ. Во время хранения (сентябрь—октябрь и февраль—март) гемицеллюлоза уменьшается на 1,4-2,3%.
В процессе распада гемицеллюлозы образуются ксилоза, арабиноза, глюкоза, галактоза и манноза. Из общего количества продуктов распада около 60% составляют гексозные моносахариды, а 37—42% — пентозаны, количество которых уменьшается по мере созревания винограда.
В созревших ягодах винограда содержатся разные по своей растворимости фракции, однако доминируют легкорастворимые формы. В водорастворимой фракции обнаружены арабан, ксилан, глюкан, галактан и малан. Установлено также, что лежкость винограда коррелирует с более интенсивным метаболизмом гемицеллюлозы. Клетчатки в ягодах винограда значительно меньше и амплитуда ее колебаний большая (5,74—12,6%).
Динамика изменения пектиновых веществ, крахмала, целлюлозы и гемицеллюлозы представлена в работах Атимошоае (1972) и Филиппова (1971). Здесь мы приводим данные об изменении пектиновых веществ, гемицеллюлозы и целлюлозы (рис. 7) в ягодах сортов Алиготе и Ркацители (Филлиппова, 1971). Взаимосвязи между изменениями упомянутых веществ и ферментов пектинэстеразы не установлено. Более значительные изменения обнаружены в активности фермента полигалактуроназы. Пектиновые вещества изменяются под воздействием обоих ферментов.
В кожице имеются также кутин, дубильные (таниновые) вещества, азотистые вещества, сахара, кислоты, минеральные вещества (К, Са, Р и S) и др. Содержание дубильных веществ в кожице — порядка 1—4 %, они являются одним из важнейших источников обогащения вина танинами во время брожения.
В процессе созревания винограда количество дубильных веществ в кожице уменьшается (Venezia, Gentilini, 1932). Азотистых веществ содержится 1—2%, и они также убывают во время созревания винограда. Сахара в кожице находятся в очень небольшом количестве — они почти отсутствуют в эпидермисе и в следующих 2—3 клеточных слоях.

Рис. 7. Динамика различных групп углеводов ягод винограда при созревании (% от сухого веса)
а — Ркацители; б — Алиготе; 1 — спирторастворимые сахара; 2 — пектиновые вещества; 3 — L-целлюлоза 4 — гемицеллюлозы

Органические кислоты в начале созревания обнаруживаются в большем количестве, однако они постепенно уменьшаются и достигают в кожице созревшего винограда 2-3%.
Красящие и ароматические вещества наиболее характерны и в то же время специфичны для кожицы винограда. Хлорофилл, каротин и ксантофилл обнаруживаются лишь в кожице зеленой ягоды. С начала созревания ягоды в кожице появляются, а затем по мере созревания накопляются различные красящие и ароматические вещества, от которых во многом зависят окраска, букет и другие компоненты, обусловливающие качества вина.
Основные вещества в мякоти винограда — сахар и органические кислоты. Они содержатся в большом количестве и подвергаются значительным изменениям в зависимости от биологических особенностей сортов и, в частности, под влиянием экологических факторов и методов возделывания виноградной лозы. Из углеводов в мякоти представлены также инозит, пентозаны и пектиновые вещества.
Дубильные вещества в мякоти имеются главным образом до начала созревания, после чего они уменьшаются и почти отсутствуют в зрелой ягоде. Азотистые вещества в небольшом количестве (0,2— 1,4%) представлены, главным образом, в органической форме. Неорганические зольные вещества (2—4%) составляют: К2O — 60—70%; Р2O5— 7— 16%; SO3 — 2—11% и в еще меньшем количестве имеются Na, Mg, Fe, Cl, Μn и др.