Биохимия винограда – виноград

Биохимия винограда

Биохимия винограда, наука, изучающая состав и превращение веществ в виноградном растении. Биохимия винограда как наука является сравнительно молодой. Наиболее полно исследованы биохимические процессы в ягодах и продуктах переработки технических сортов винограда. Биохимия винограда изучает и столовые сорта, их вкусовые качества и пищевые вещества в фазе созревания ягод, при уборке урожая, в связи с хранением, лежкостью и транспортабельностью. Широкое развитие биохимия винограда получила при исследовании процессов роста, развития, дыхания, питания, фотосинтеза, вызревания лозы, покоя почек, закаливания, устойчивости виноградного растения к болезням, засухе, морозам и др. Полученные данные от биохимических исследований винограда используются при обосновании ряда вопросов селекции, агротехники, питомниководства, виноделия и др.

Биохимия винограда изучает метаболизм углеводов, белков, липидов, фенольных соединений, органических кислот, ферментов, витаминов, физиологически активных веществ, эфирных масел и др. соединений, которые локализуются во всех органах виноградного растения, но в различных количествах. Этот процесс неодинаково проходит в различных тканях винограда и в периоды вегетации и покоя. Виноградное растение (корни, побеги, ягоды) богато углеводами. Установлено, что в различных органах виноградного куста присутствуют низкомолекулярные углеводы: глюкоза, фруктоза, сахароза, галактоза, мальтоза, арабиноза, стахиоза, рафиноза, мелибиоза, маннотриоза, вербаскоза и др. Выявлены 2 максимума этих сахаров — летний в ягодах и побегах, зимний — в побегах. Первичным органическим веществом, образующимся в процессе фотосинтеза в виноградном листе, является глюкоза, которая легко передвигается во все органы куста и служит основой для дальнейшего биосинтеза соединений не только углеводной, но и белковой, фенольной, липидной и другой природы. Из полисахаридов наиболее изучен крахмал, максимальное количество которого содержится в корнях (до 25%) и побегах (до 15%). Установлены закономерности в его синтезе и превращении с наличием в лозе также 2 максимумов — осеннего (октябрь) и весеннего (апрель). В ягодах и побегах винограда изучены гемицеллюлоза, целлюлоза и пектиновые вещества. В листьях, побегах, гребнях, ягодах виноградного растения обнаружено свыше 20 органических кислот, среди которых преобладают винная, яблочная, лимонная. Азотсодержащие вещества представлены в основном аминокислотами, пептидами, нуклеиновыми кислотами и белками. При этом установлено сходство низкомолекулярных промежуточных веществ, образующихся при гидролизе белков, углеводов, жиров.

При распаде аденозинфосфорных кислот выделяется энергия, которая используется для осуществления процессов жизнедеятельности и защитных функций. Доказана положительная роль липидов в формировании устойчивости виноградных побегов и семян к не благоприятным условиям внешней среды. Фенольные соединения в виноградном растении представлены флавонами, антоцианами, таннинами, лигнином, которые наиболее полно исследованы в ягодах и побегах. В различных органах виноградного куста, а так же в пасоке изучены ферменты (инвертаза, каталаза, пероксидаза, полифенолоксидаза, цитохромоксидаза, аскорбатоксидаза, дегидразы и др.) и витамины (аскорбиновая, фолиевая, никотиновая кислоты, тиамин, рибофлавин и др.).

В биохимии винограда применяются современные методы биохимического анализа с использованием газожидкостной хроматографии, спектрографии, электрофореза, специальных ультраметодов и др., что позволяет выполнять исследования не только на тканевом и клеточном, но и субклеточном уровнях. Это дает возможность изучать химическую структуру, взаимосвязь и взаимопревращение веществ, наиболее полно раскрыть сущность метаболических процессов, лежащих в основе жизнедеятельности виноградного растения как целостной системы.

Литература: Энциклопедия виноградарства: в 3-х томах./Гл. ред. А. И. Тимуш; ред. коллегия А. С. Субботович и др. Кишинев: Гл. ред. Молд. Сов. Энциклопедии, 1986.

Биохимия винограда – виноград

Характеристика биохимических процессов роста и созревания винограда

Со времени образования завязи основная энергия виноградного куста направляется на развитие ягод, что немедленно сказывается на уменьшении прироста побегов лозы.

По характеру изменений, происходящих при развитии виноградной ягоды, можно различать три периода: 1) роста; 2) созревания и 3) перезревания.

Период роста начинается с образования завязи и продолжается до начала размягчения ягоды и появления у красных сортов окраски; продолжительность этого периода 40-45 дней. В этот отрезок времени происходит энергичный процесс дыхания, пластические вещества расходуются на построение клеток и тканей ягоды, которая постепенно увеличивается в размерах. Из семяпочек образуются семена, околоплодник разрастается. Ягода содержит хлорофилл, окрашена в зеленый цвет и так же, как и другие зеленые части растения, усваивает углекислоту воздуха. Однако образующийся сахар расходуется, накопления его не происходит, вследствие чего содержание его в ягодах в этот период не больше, чем в других зеленых органах виноградной лозы и редко превышает 1%. Сахар в виноградной ягоде представляет собой преимущественно глюкозу (около 75%).

Во время роста ягоды обогащаются органическими кислотами и их кислыми солями.

Органические кислоты в виноградной ягоде образуются, как и в листьях, в результате сгорания сахара. Вначале появляется большое количество свободной яблочной и винной кислоты. По мере развития ягод содержание кислот возрастает и кислотность сока достигает нередко 35 г/л (на винную кислоту) и выше. Яблочная кислота все время преобладает над винной и к концу периода роста составляет главную часть кислот в соке ягод. Винного камня в этот период сравнительно мало. Кроме яблочной и винной, в виноградном соке в незначительных количествах встречаются кислоты лимонная, янтарная, гликолевая, щавелевая, глюкуроновая и другие.

Общее количество дубильных веществ в ягоде постепенно возрастает, по в соке мякоти к концу периода роста количество их заметно падает.

Несмотря па быстрый рост клеток, зеленые ягоды до конца периода остаются твердыми. Увеличение объема мякоти ягоды сопровождается также ростом семян, вес которых в течение всего периода увеличивается, причем они остаются зелеными и мягкими.

Таким образом, характерной особенностью периода роста является накопление в ягоде органических кислот, образующихся в результате окисления углеводов.

Период созревания. К концу первого периода ягода перестает расти и достигает нормальной величины. Если в дальнейшем ягода и увеличивается, то очень незначительно. Переход плодовой мякоти из твердого в мягкое состояние (превращение протопектина в пектин) создает впечатление, будто ягода наливается соком. Поэтому период созревания называют также периодом налива ягод. Помимо размягчения у красных сортов появляется красная окраска, у белых – светло-желтая или желто-зеленая.

С прекращением роста ягоды перестают расходовать углеводы, вследствие чего в них быстро накапливается сахар за счет поступления его из листьев. Это накопление сахара так велико, что дневной прирост его достигает 0,5-1%, особенно в конце периода созревания. При этом наряду с глюкозой накапливается фруктоза, количество которой постепенно относительно возрастает и к концу периода достигает той же величины, что и количество глюкозы. Полная зрелость наступает тогда, когда абсолютное накопление сахара останавливается.

Другим, не менее важным, признаком, характеризующим период созревания ягод винограда, является падение кислотности сока. Кислоты винная и яблочная испытывают в этот период различные изменения. Винная кислота нейтрализуется основаниями, преимущественно калием, образуя кислый виннокислый калий. Этот процесс совершается в течение всего периода созревания винограда и к концу его винная кислота почти целиком переходит в соли, так что в соке вполне зрелых ягод в свободном состоянии она не содержится.

Яблочная кислота, как менее активная, чем винная, значительно слабее реагирует с основаниями; количество ее уменьшается вследствие окисления до углекислоты и воды в процессе дыхания. Частично яблочная кислота переходит в другие органические соединения, а в конце периода созревания, когда свободной винной кислоты обычно уже нет, дает соли. К моменту полной зрелости ягод яблочная кислота, как показывают исследования, в небольшом количестве содержится в них в свободном состоянии.

Таким образом, количество кислот при созревании уменьшается вследствие нейтрализации их минеральными веществами, поступающими в ягоду, и окисления при дыхании до окончательных продуктов – СО₂ и Н₂О. Наряду с накоплением сахара и уменьшением кислот в период созревания происходит ряд других, менее изученных явлений. К числу их относятся изменения пектиновых веществ, сопровождающиеся переходом нерастворимого протопектина в пектин, в результате чего ткани мякоти размягчаются и ослизневают. Вместо хлорофилла в ягоде появляются красящие и ароматические вещества. Общее содержание азотистых веществ изменяется очень мало, но в то же время количество нерастворимых азотистых веществ возрастает. В золе все время увеличивается содержание калия, кальция и магния. Количество фосфорной кислоты также повышается. Дубильные вещества из мякоти исчезают, но общее содержание их в ягоде существенно не изменяется.

Характерный для сорта аромат проявляется только при полной зрелости ягод.

На созревание ягод оказывает большое влияние внешняя температура; оптимальная температура 30°. При более высокой температуре ягоды перегреваются, подвергаются «запалу» и задерживаются в росте. Свет зреюшим ягодам не нужен.

Важное значение во время созревания винограда имеет влага. Только при достаточном ее притоке из почвы происходит нормальная работа хлорофилла в листьях, регулярное поступление минеральных веществ и правильное распределение питательных веществ в растении. В сухую погоду из-за недостатка влаги созревание ягод сильно задерживается, что выражается в крайне медленном накоплении сахара. В засушливые годы ко времени сбора винограда процесс созревания в нем приостанавливается и в ягодах не накапливается того количества сахара, которое они обычно имеют при достижении полной зрелости.

Гребни в период роста и созревания содержат большое количество крахмала. К моменту полной зрелости винограда крахмал из гребней исчезает, они деревенеют, теряют воду и вес их значительно уменьшается. Семена также деревенеют, приобретают коричневую окраску; вес их от начала созревания до полной зрелости уменьшается.

Период перезревания. При наступлении полной зрелости гребни деревенеют, вследствие чего связь между виноградным растением и ягодами прерывается, сок ягоды начинает концентрироваться в результате испарения содержащейся в ней воды. Содержание сахара и количество сухого вещества в ягодах относительно повышается. Абсолютное же количество сахара, а также кислот уменьшается вследствие сгорания при дыхании ягод. Разрушению подвергается преимущественно фруктоза; исследования показывают, что ее относительное количество все время понижается. Потеря сахара вследствие сжигания в третий период невелика.

Кислотность в период перезревания, несмотря на концентрацию сока ягоды, в результате сжигания яблочной кислоты и нейтрализации кислот основаниями, все время падает. Кислотность сусла значительно уменьшается, что ясно ощущается на вкус.

Изменения других веществ в винограде при его перезревании мало изучены.

Биохимия винограда – виноград

Смотрите химический состав и пищевую ценность фруктов, овощей и зелени:

ПРИМЕНЕНИЕ ВИНОГРАДА В НАРОДНОЙ МЕДИЦИНЕ

Издавна известны полезные свойства винограда и применение винограда в народной медицине. Виноград оказывает разностороннее действие на организм человека – мочегонное, желчегонное, послабляющее, общеукрепляющее, понижает кислотность желудочного сока, усиливает обмен веществ, способствует образованию эритроцитов, применяется при истощении нервной системы, хронических бронхитах и нефритах; как общеукрепляющее при туберкулезе, уретритах и подагрических заболеваниях. Виноград является хорошим питательным продуктом (1 кг ягод дает 700 калорий). Ягоды его издавна применяются для диетических и лечебных целей.

МЕТОДИКА ЛЕЧЕНИЯ ВИНОГРАДОМ

Начинают лечение с малых доз: первые 3 дня по 200 г 3 раза в день, затем постепенно увеличивают до 2 кг в день. курс лечения обычно продолжается от 3 до 6 недель. При этом необходимо предварительна проверить полость рта и запломбировать зубы, так как кислоты, содержащиеся в винограде, могут их разрушить; следует также произвести анализ мочи на сахар. Виноград противопоказан при сахарном диабете, язвенной болезни, сердечной недостаточности с отеками и гипертонией.

В народной медицине применяют отвар высушенного винограда с небольшим количеством сока из лука от кашля при бронхитах, порошок высушенных листьев применяют при маточных кровотечениях. Измельченные свежие листья прикладывают к гнойным ранам и язвам.
Экспериментально установлено, что виноградное масло снижает концентрацию липидов, холестерина и β-липопротеидов в сыворотке крови.
Определенное лечебное значение имеют виноградные вина. Вина различных марок (сухие столовые, красные, крепкие, десертные, шампанские) проявляют разное фармакологическое действие. В общем виноградные вина в умеренных дозах повышают сердечную деятельность, оказывают легкое жаропонижающее действие, возбуждают нервную систему, способствуют правильному пищеварению.

Несмотря на то, что виноград – теплолюбивое растение, его выращивают не только в южных областях, но и в зонах средней полосы России с умеренно континентальным климатом.
Выведено множество сортов, которые хорошо переносят холодные зимы, весенние заморозки и перепады температуры.
Урожайность зависит от правильного подбора сорта, от агротехнических мероприятий и от своевременной защиты растений от болезней и вредителей. Читайте дальше: разведение винограда черенками.

Каждый огородник мечтает о небывалых урожаях. Все чаще получить их помогают регуляторы роста и развития растений. Однако, что это за вещества и какой их принцип действия, занают не все.

Известно, что от уровня кислотности почвы зависит здоровье и урожайность выращиваемой на ней культуры. Определить кислотность почвы можно в специализированных для этого лабораториях, а можно и самостоятельно при помощи pH метра или индикаторной лакмусовой бумажки. Также есть метод определения кислотности почвы по сорнякам, растущим на данной территории. Как определить и изменить кислотность почвы.

Глинистые почвы – настоящая беда для хозяев. Многим известна такая картинка: при хорошем уходе за огородом – морковка с ноготок, картошка с горошек, невызревшие кабачки и баклажаны, черные бока помидоров. Что делать? Хороший урожай на глинистой почве реально.

Источники:

http://vinograd.info/spravka/slovar/biohimiya-vinograda.html
http://wine.historic.ru/books/item/f00/s00/z0000015/st023.shtml
http://webfazenda.ru/grapes.html