Статья посвящена пониманию химических процессов созревания холодостойкого технического (винного) винограда с целью прогнозирования оптимального времени сбора урожая.
Фото Красохиной С.И.
Химический состав ягод винограда считается наиболее важным фактором при определении времени сбора урожая.
Баланс между содержанием сахара, кислотностью и фенольной зрелостью используется для определения времени сбора урожая, поскольку и сахара, и органические кислоты влияют на вкусовые качества, стабильность и потенциал спиртуозности вина. Развитие динамического профиля этих соединений облегчает сбор урожая в оптимальные сроки для производства качественных вин.
Изменения химического состава во время созревания ягод широко изучены у сортов Vitis vinifera, но мало известно о химическом составе гибридных сортов винограда для холодного климата. Мы брали пробы ягод одиннадцати винных сортов винограда для холодного климата примерно каждые 10 дней с августа по октябрь в течение вегетационного периода 2010 и 2011 годов и анализировали содержание растворимых твердых веществ (сахаристость сока ягод °Brix), титруемая кислотность (ТА) и pH.
Также измеряли концентрации органических кислот, сахаров и других метаболитов с целью спрогнозировать пик созревания (зрелости) для изучаемых сортов путем сравнения концентрации сахаров и кислот с единицами накопления тепла, такими как сумма активных температур (САТ, или GDD).
Полное знание диапазона вариаций этих измеримых компонентов может быть использовано для определения оптимального времени сбора урожая винных сортов винограда для холодного климата.
Решение сложного вопроса о том, когда собирать урожай, может быть трудным, и химический состав ягод винограда обычно считается основным фактором, определяющим время сбора урожая.
Большинство производителей и виноделов используют содержание растворимых твердых веществ (сахаров) или pH в качестве индикаторов урожая, а другие могут полагаться просто на вкус (подробнее здесь: Созревание ягод винограда зависит не только от САТ).
Производители всегда хотят достичь оптимального баланса между сахарами, кислотами и вкусом. Химический состав винограда постоянно меняется по мере развития ягоды от ее образования до сбора урожая. Процесс созревания винограда после начала созревания ягод включает уменьшение органических кислот и увеличение сахаров, веса ягод и pH.
Разработка динамического профиля процесса созревания путем отслеживания этих изменений будет способствовать принятию решений об урожае, что приведет к оптимальной зрелости винограда и улучшению качества вина.
Кислоты и сахара.
Важными показателями зрелости винограда являются титруемая кислотность (TA), pH и растворимые твердые вещества (Brix). Эти показатели характеризуют содержание органических кислот и сахаров в соке ягод винограда.
Наиболее распространенными органическими кислотами в ягодах винограда являются винная и яблочная кислоты. Большое количество яблочной кислоты может оказать нежелательный эффект на TA, pH и органолептические качества вина. К счастью, концентрация яблочной кислоты со временем созревания снижается, что способствует желаемому снижению ТА.
Винная кислота, как правило, является наиболее распространенной органической кислотой и обычно не уменьшается со временем созревания урожая.
От общего количества растворимых твердых веществ 99% составляют глюкоза и фруктоза, и их концентрация увеличивается от момента начала созревания ягод до полного созревания. Растворимые твердые вещества измеряются с помощью рефрактометра и выражаются в градусах Brix (°Brix) и отражают относительную «массу сахара» в образце сока (1,0 градус Brix обозначается как 1,0% сахара по весу).
Измерение TA, pH и растворимых твердых веществ (сахаристости) жизненно важно для определения оптимального времени сбора урожая винограда.
Методы исследования.
Нашей целью было выявить и количественно оценить на протяжении всего периода созревания ягод состав органических кислот и сахаров ягод технических сортов винограда.
Образцы ягод одиннадцати винных сортов винограда (таблица 1) собирали каждые 8-10 дней с начала августа до середины октября в течение вегетационного периода 2010 и 2011 годов в Университете Миннесоты, на Научно-исследовательской сельскохозяйственной станции в Часке (Chaska).
Таблица 1.
Цветные прямоугольники показывают период, когда уже больше не происходит значительных изменений °Brix, pH ( и TA по отношению к САТ, выделяя диапазон пика зрелости для каждого сорта винограда, выращенного в Часке, Миннесота.
Пик созревания, или пик зрелости - это максимально возможные показатели, достигнутые в сезон сбора урожая.
В каждую дату сбора образцы из 40 ягод были разделены на 4 повторности по 10 ягод, которые взвешивались и отжимались.
Образцам сока проводили химический анализ: определяли содержание сахаров, TA и pH.
В качестве статистического анализа использовался дисперсионный анализ и наименьшая значимая разница (LSD) для определения того, когда дата сбора урожая больше не оказывала значительного влияния на зрелость винограда, на что указывали изменения в °Brix, TA и pH.
Полученные результаты.
По мере того, как ягоды близки к созреванию, накопление сахаров и разложение органических кислот начинает замедляться, а их концентрации становятся практически стабильными.
Когда TA и °Brix выходят на плато, ягода достигла пика зрелости. Выражая дату сбора урожая в единицах накопленного тепла (сумма активных температур (САТ)), мы можем сравнивать данные о сахаристости, TA и pH за годы, когда были совершенно разные погодные условия.
Например, 2010 год был прохладным и влажным по сравнению с жарким и засушливым вегетационным периодом 2011 года. При сравнении данных за два года по САТ они показали почти идентичные тенденции, подтверждающие правильность использования САТ для отслеживания этих измеримых компонентов (рис. 1). И в 2010, и в 2011 году TA и °Brix выровнялись примерно на уровне 2555°С САТ, что было 8 сентября 2010 года и 29 августа 2011 года.
Рис. 1. Изменения в сахаристости (°Brix) и TA показывают колебания концентраций сахаров и органических кислот на протяжении всего периода созревания винограда сорта Маркетт в Часке, Миннесота. Сроки сбора урожая были преобразованы в соответствующие единицы накопленного тепла, выраженные в сумме активных температур (САТ).
Заштрихованная красным область указывает диапазон пика зрелости.
Наблюдения.
Концентрации органических кислот, сахаров и вес ягод измеряли для прогнозирования пика зрелости. По применяя эту технику к сортам винограда в данном исследовании, нам удалось сделать несколько примечательных наблюдений:
• Пик зрелости наступил позже среднемноголетней даты сбора урожая (по накоплению САТ) у большинства изученных сортов.
• В этом исследовании сорта Vitis vinifera созрели позже в сравнении с межвидовыми гибридами по показателям сахаристости и рН.
• Титруемая кислотность для сортов Сен Пепин и Сент Кру вышла на пик намного раньше, чем их соответствующие растворимые твердые вещества (сахаристость).
• Для большинства сортов из третьей группы таблицы 1 (U of M) пик °Brix наступил раньше, чем TA, в отличие от всех других сортов.
• Маркетт достиг пика зрелости от 2550 до 2650°С САТ.
• Фронтиньяк достиг пика погашения в период от 2575 до 2725°С САТ.
• Фронтиньяк гри достиг пика зрелости в период между от 2530 до 2700°С САТ.
• Ла Креснт достиг пика зрелости в диапазоне от 2515 до 2630°С САТ.
Изменение химического состава холодостойких винных сортов винограда зависит от многих факторов, включая место произрастания, сорт и количество тепловых единиц, накопленных за сезон (САТ).
Эти результаты будут отличаться от участка к участку, но тот же метод, который использовался в этом исследовании, можно применять и отслеживать на любом винограднике.
Знание того, сколько САТ накопилось при сборе урожая в предыдущие годы, может помочь в принятии решений по сбору урожая и позволить производителям оценить количество дней до сбора урожая.
Физиологическая зрелость часто отличается от оптимальных параметров урожая.
При определении времени сбора урожая стиль или вкус вина могут быть более основополагающими факторами, чем оптимальная зрелость.
Например, Сент Кру обычно собирают по вкусу до того, как количество сахаров достигнет своего пика, но виноград должен висеть на кустах дольше, если требуется более сладкое вино.
Какой бы индикатор урожая ни использовался, важно учитывать множество факторов и изменения, которым подвергается виноград. Полные знания о сроках и диапазоне изменения показателей компонентов следует использовать в качестве инструмента при определении времени сбора урожая.
Выводы.
Определяя концентрацию сахаров и кислот во время созревания ягод относительно САТ, мы обнаружили, что для полного созревания винных сортов холодного климата до пика зрелости в восточно-центральной части Миннесоты требуется от 2500 до 2725°С САТ.
Хотя это верно для участков в Часке, на виноградниках на северо-востоке штата Миннесота может не накапливаться нужная сумма САТ, поэтому оптимальный диапазон зрелости может наступать раньше.
Примечание.
САТ, сумма активных температур (англ. — Growing Degree Days, GDD) вычисляется как сумма среднесуточных положительных температур воздуха за календарный год, превышающих некоторое пороговое значение T0, для виноградного растения равного + 10°С.
Авторы: Люк Л. Хаггерти (Luke L. Haggerty), Микель Роу (Mikel Roe), Адриан Хегеман (Adrian Hegeman), Кэтрин Л. Кук (Kathryn L. Cook), Джеймс Дж. Луби (James J. Luby), 2012 ASHS Annual Conference.
Еще почитать:
Виноград и его созревание
Что происходит с виноградом в период от начала созревания до сбора?
Основные закономерности роста и созревания ягод винограда
Когда созревает виноград?
Что происходит с виноградником зимой
