Влияние климата на развитие виноградного растения

Антоцианы – глюкозиды, содержащие одну или несколько молекул сахара. По отщеплении сахара они образуют антоцианидины. Антоцианы – растительные основания и  могут образовать с кислотами солеобразные нелегко гидролизируемые соединения.

Разные оттенки пигментов зависят от их химической структуры: ангидрид придает фиолетовую окраску, кислота – красную, соль – синюю. Синий пигмент назван – энином, он образует темнокрасные с зеленым отливом кристаллы. Окраска красных вин почти целиком зависит от энидина.

Органические кислоты  облегчают растворение красящих веществ винограда, и кроме того  участвуют в создании букета вина, придают ему приятную свежесть и предохраняют от различного рода заболеваний.

 Из органических кислот виноградного сока в наибольших количествах встречаются винная, яблочная и лимонная, в незначительных - янтарная, гликолевая, щавелевая, салициловая, глюкуроновая и другие, которые не всегда легко обнаружить. Благодаря создаваемой ими кислотности в сусле подавляется развитие болезнетворных микроорганизмов, и создаются благоприятные условия для деятельности винных дрожжей. Органические кислоты находятся в определённых соотношениях с сахарами и эти обусловливают приятное вкусовое ощущение. Органические кислоты образуются в виноградной ягоде из сахаров путём окисления их без доступа воздуха, при так называемом анаэробном дыхании.

Кислоты винограда определяют один из важнейших элементов вкуса - кислотность сока, вина и других продуктов переработки. При избытке кислот их удаляют различными способами, при недостатке подкисляют сусло или вино лимонной или винной кислотой. Достаточно высокая кислотность винограда предотвращает развитие вредной бактериальной микрофлоры, придаёт белым столовым винам и шампанским виноматериалам необходимую свежесть во вкусе, способствует лучшему проявлению цвета розовых и красных соков и вин, а наличие винной кислоты обеспечивает созревание марочных вин.

Характерным представителем органических кислот винограда является винная кислота (виннокаменная кислота, acidum tartaricum) C4H6O6 . - твердое кристаллическое вещество с кислым вкусом, хорошо растворяется в воде и спирте. Наибольшее количество винной кислоты накапливается в ягоде в период размягчения, перед созреванием. В период созревания ее содержание уменьшается. В соке содержание винной кислоты может достигать 13 г/л.

Из всех кислот винограда винная кислота является самой активной кислотой, так как при диссоциации даёт наибольшее количество ионов водорода.

Винная кислота образует два ряда солей - кислые и средние, которые носят название тартратов. Особое значение имеет кислая калийная соль KHC4H4O6, которая называется винным камнем. Эта соль является основным источником помутнения в винах, выпадая в осадок при их спиртовании и хранении, особенно при низкой температуре. Винный камень встречается внутри ягод перезревшего винограда, в соках с мякотью и фруктовых пастах на виноградной основе. В процессе хранения и выдержки вина происходит выпадение винного камня и снижение кислотности.

Кроме винной кислоты в виноградной ягоде, особенно в начальный период созревания, идёт образование яблочной кислоты от 1 до 25 г/л (C4H6O5) . Она расходуется интенсивно на дыхательные процессы. Установлено, что в районах с жарким климатом, где дыхательные процессы протекают более энергично, к концу созревания расходуется больше яблочной кислоты, чем винной, и вино, полученное из такого винограда, менее кислое. В северных районах, наоборот, в винах преобладает яблочная кислота. Содержание её также зависит от сорта винограда. Яблочная кислота гигроскопична, хорошо растворима в воде, плохо - в спирте. В винограде и других растениях она находится только в одной L-форме.

L-яблочная кислота представляет  собой белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде; температура плавления 100°C. Средние и кислые соли яблочной кислоты называются малатами. Они хорошо растворимы в воде и поэтому не вызывают помутнений кристаллического характера, как некоторые из солей винной кислоты.

В винограде некоторых сортов кроме винной и яблочной кислот найдена лимонная кислота, содержание которой колеблется от 0,019 до 0,7 г/л. В чистом виде она представляет собой белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде и спирте К периоду технической зрелости содержание её в винограде увеличивается, в дальнейшем к моменту физиологической зрелости снижается.

В составе сока незрелого винограда в свободном и связанном состоянии обнаружены в незначительных количествах и другие кислоты: янтарная (HOOC CH2 CH2 COOH), гликолевая (CH2OH COOH), щавелевая (HOOC COOH2H2O), глюкуроновая [COH (CHOH)4COOH], фумаровая (COOH CH =CH COOH), хинная [C6H7(OH)4COOH], глицериновая (CH2OH CHOH COOH). К летучим кислотам относятся: муравьиная и уксусная. К ароматическим кислотам: n-оксибензойная, протокатеховая, ванилиновая, сиреневая, галловая, салициловая. К ароматическим кислотам относятся: кофейная, ферулевая, синаповая и кумаровая. Ко времени созревания винограда эти кислоты почти полностью исчезают, поэтому их трудно обнаружить в виноградном соке.

Янтарная кислота (HOOC CH2 CH2 COOH) хорошо растворима в спирте и воде, хуже - в диэтиловом эфире; в бензоле, бензине и хлороформе - нерастворима. Янтарная кислота содержится в винограде в незначительном количестве (от 0,2 до 0,4 г на 1 кг винограда). В незрелом винограде её больше. В процессе созревания количество её уменьшается. Янтарная кислота очень устойчивое соединение, она не подвергается окислению.

Органические кислоты характеризуют такой важный показатель, как кислотность сусла и вина. Активная кислотность вин (pH) обычно колеблется в пределах 3,0-4,2 г/дм3. Повышенное содержание в вине кислот, особенно яблочной, обусловливает неприятную резкость во рту. В этом случае такую кислотность называют зелёной. При недостаточной кислотности вино получается "плоским". В виноделии практикуется как подкисление, так и снижение кислотности сусел и вин.

Особо важное значение в виноградном соке имеют биологически активные вещества и в первую очередь витамины. Виноград отличается высоким содержанием витаминов групп А, С, Р, В (В2, В6, В12 и других ), витамина РР. В соке ягод выявлен тиамин (В1), пантотеновая (В3) и никотиновая (РР) кислоты, пиридоксин (В6) и инозит.

Витамина С  в винограде значительно мало, чем в других плодах, в процессе переработки винограда, в результате окислительных процессов, витамин С частично разрушается. Количество витаминов группы В, аминокислот, полезных для человека микроэлементов в свежих ягодах винограда во многом зависит от срока созревания сорта, наличия или отсутствия семян в ягодах, степени их развития, высоты над уровнем моря и технологических приёмов возделывания.

Установлена высокая Р-витаминная активность дубильных веществ винограда. Известно, что при отсутствии витамина Р в организме человека наблюдается повышенная хрупкость капиллярных сосудов. По содержанию этого витамина виноград занимает одно из первых мест среди плодов и овощей. Норму суточной потребности человека в витамине Р могут обеспечить 300— 500 г винограда.

Из минеральных веществ в составе виноградного сока преобладает калий и фосфорная кислота, затем идут кальций, натрий, магний, железо, сера, хлор. Содержание столь необходимых для организма минеральных веществ в виноградном соке составляет несколько сотен и десятков миллиграммов в одном литре.

Однако они едва ли могут соперничать по влиянию на организм человека с микроэлементами, которые наряду со свойствами биологически активных веществ играют роль катализаторов. Из микроэлементов найдены марганец, кремний, медь, цинк, алюминий, бор, йод, бром, фтор, молибден, ванадий, титан, рубидий, стронций, барий, олово, свинец, мышьяк и радий.

3. Контроль созревания и организация сбора урожая винограда

Формирование технологических свойств винограда при созревании проходит в несколько этапов. Вначале фазы созревания винограда продолжается медленный рост гроздей и ягод, затем он прекращается, и ножка грозди начинает постепенно деревенеть.

Начало созревания характеризуется следующими внешними признаками: ягоды размягчаются, появляется присущая сорту окраска; цвет ягод становится тем интенсивней, чем больше периферических слоев клеток кожицы содержат красящие вещества; кожица становится все более тонкой и прозрачной вследствие растягивания слоев и клеток в радиальном направлении; на кутикуле эпидермиса образуется прюиновый налет, предохраняющий ягоду от гниения; семена приобретают коричневый цвет, теряют воду, уменьшаются в размере, оболочки клеток их тканей утолщаются, в них увеличивается количество эпотанина. Показатели хода созревания и степени зрелости винограда:

1. Сахаристость

В период созревания количество сахаров в соке ягод быстро возрастает, особенно к концу периода созревания (0,5 – 1 г/100 мл в сутки). Фруктоза начинает накапливаться в большем количестве, чем глюкоза, и содержание этих двух сахаров к концу созревания почти выравнивается. В ягодах некоторых сортов винограда образуется небольшое количество сахарозы. Между окончанием фазы роста ягоды и началом ее созревания наблюдается ясно выраженная граница перелома на кривых, отражающих динамику изменения сахаристости (начинается резкая интенсификация накопление сахара). Зависимость C = f(t), где С – концентрация инвертного сахара в соке ягод, t – время, приобретает закономерный характер для всего последующего периода созревания. На скорость притока сахара в ягоду влияют следующие факторы:

1. фотосинтез в листьях;
2. запас углеводов в кусте;
3. амплитуды суточных и дневных колебаний температуры;
4. влажность воздуха и почвы (избыток задерживает созревание, недостаток препятствует фотосинтезу и уменьшает приток сахара в ягоду);
5. условия минимального питания виноградного куста (избыток азота задерживает накопление сахара, избыток калия ускоряет);
6. выпадение дождя (в первые сутки понижает сахаристость ягод, а при последующей теплой и ясной погоде сахаристость повышается еще сильнее, чем обычно; затяжные дожди в конце периода созревания сильно снижают сахаристость).
2. Органические кислоты

Внешние факторы, влияющие на процесс образования кислот:

1. температура (низкие температуры ночью стимулируют их образование, высокие температуры  ≈ 30о – уменьшают);
2. влажность;
3. освещенность/согревание ускоряет окисление кислот, поэтому кислотность падает, а сахаристость возрастает.
4. минимальные вещества нейтрализуют кислоты;
5. при дыхании ягод кислотность падает.

Большое технологическое значение имеет изменение количественного соотношения между отдельными кислотами:

1. винная кислота

расходуется, главным образом, на дыхание; постепенно в процессе созревания переходит в связанное состояние (в кислую калиевую соль); в стадии физиологической зрелости винограда происходит дальнейшее её уменьшение.

2. яблочная кислота

расходуется на дыхание и образование других органических кислот и сахаров; к моменту полной зрелости находится еще в значительном количестве в соке в свободном состоянии; при повышении температуры окисляется быстрее, чем винная, ее количество снижается быстрее; в стадии физиологической зрелости винограда продолжает уменьшаться.

3. янтарная кислота – уменьшается.
4. щавелевая кислота – уменьшается.
5. ПВК – уменьшается.
6. лимонная кислота – незначительно повышается.
3. Пектиновые вещества.

Вначале переходят из твердых частей ягоды в сок. Из-за пектолитических ферментов, содержащихся в ягодах, происходит деструкция молекул пектина, уменьшается его молекулярная масса и число метоксильных групп, следовательно, ягоды становятся мягкими и просвечивающими.

4. Азотистые вещества и клетчатка. Увеличивается содержание в ягодах.
5. Красящие вещества. Постепенно увеличиваются. К концу периода созревания их содержание несколько падает, вследствие частичного распада антоцианов. На их накопление сильно влияет освещение (в тени антоцианы образуются медленнее, окраска у красных сортов появляется позднее).
6. Фенольные вещества.

Общее содержание в период созревания уменьшается. Их накоплению в ягодах способствует низкая влажность.

7. Эфирные масла.

Накапливаются при достижении физиологической зрелости или несколько раньше, а затем снижается их количество.

Физиологическая зрелость – фаза созревания винограда, когда семена ягод становятся способными к прорастанию, сахаристость перерастает вверх и остается постоянной, в течение нескольких суток, титруемая кислотность также остается неизменной в течение нескольких суток.

Перезрелое состояние имеет значение для производства десертных вин.