Изменение содержания азотистых веществ – Исследование созревания винограда – виноград

Изменение содержания азотистых веществ – Исследование созревания 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.

Исследование созревания винограда – Определение зрелости винограда

Содержание материала

Очень трудно дать строгое определение состояния зрелости винограда. Все имеют представление о зрелом винограде, но зрелость не является абсолютной характеристикой. К моменту уборки виноград является более или менее зрелым в зависимости от температур лета. Зрелость бывает большей или меньшей или наступает более или менее быстро в зависимости от сорта, способов культуры и условий года. Не существует какого-то жесткого, определенного состояния физиологической зрелости, легко поддающегося определению, но имеются определенные градации зрелости.
Определение может изменяться в зависимости от того, какую цель себе ставят; оно будет различным для столовых и технических сортов, а для последних — также в зависимости от качества и типов вырабатываемых вин. Если речь идет только об объеме урожая, зрелость определяется моментом, когда средний объем и год и их масса достигают максимума. При продаже вина с учетом спиртуозности в процентах объемных исследуют только производство спирта, в этом случае зрелость соответствует максимальной сахаристости ягод, и тогда определяют выход сахара на 1 га. Когда же прежде всего интересует качество, то не следует опешить с началом уборки даже в ущерб количеству, чтобы в некоторых случаях обеспечить небольшое концентрирование сахаров и более полное сгорание яблочной кислоты. В районе Бордо, в Бургундии стараются таким путем добиться легкой перезрелости винограда, без чего не бывает настоящего качества вин. С другой стороны, для сортов, выращиваемых в некоторых жарких районах, а также для сортов, предназначенных для производства белых сухих вин, с целью сохранения достаточной кислотности начинать уборку винограда до достижения срока его нормальной зрелости.
Делались попытки определить состояние зрелости винограда путем простых аналитических величин или по отношениям между этими величинами. Однако эта проблема так легко не решается, особенно в таких районах, где состояние зрелости изменяется в зависимости от года. Для этого нужно, чтобы кривые изменений для различных компонентов были правильными и всегда похожими и особые условия каждого года выражались только изменением даты, когда виноград достигает заданного состояния зрелости. Между тем нет никакой зависимости между изменениями сахаров, кислот, оснований, красящих веществ, так как эти явления имеют различные физиологические механизмы. Зрелость не является постоянным состоянием, существует много различных состояний зрелости (за исключением некоторых жарких районов, где виноград хорошо вызревает каждый год и в каждом урожае дает вина одного и того же состава).

Показатель созревания

Было отобрано большое количество показателей отношений между компонентами винограда для того, чтобы определить состояние зрелости, и, конечно, отношение содержания сахара к кислотности, называемое показателем зрелости, или глюкоацидометрическим показателем, является наиболее простым и показательным. Это отношение основано на эмпирическом выводе, согласно которому в период созревания сахаристость изменяется обратно Пропорционально кислотности. Однако такое отношение не имеет физиологического обоснования, и поэтому было много случаев, когда сообщали об исключениях из этого правила. Определенному количеству накопленных сахаров не всегда соответствует такая же потеря кислотности.

Изменение отношения сахара и кислотности во время созревания (Пойак, 1970)

Сорт Каберне Совиньон

18 августа
24 августа

31 »
7 сентября
14 »
21 »
28 »
5 октября

Отношение сахара к кислотности плохо подходит для сравнения сортов между собой, так как среди них существуют такие, которые одновременно и содержат много сахара и имеют высокую кислотность, как; например, сорт Пти Вердо. Однако не будучи абсолютно правильным, это отношение удобно для использования в практической работе и обладает определенной сравнительной ценностью.
Отношение сахара к кислотности рассчитывают по содержанию сахара, выраженному в граммах на 1 л сусла, при прямом определении качества, или же на практике, вычисляют просто по плотности сусла и по титруемой кислотности, выражаемой в граммах серной кислоты на 1 л сусла (обычно для винограда технических сортов) или в граммах винной кислоты (для столового винограда). В других странах рассчитывают отношение Кельхофера путем деления градусов Эксле сусла на кислотность, выраженную в граммах винной кислоты. Градус Эксле, применяемый также в Эльзасе, представляет собой разность между 1000 и плотностью сусла, например, плотность сусла 1083,5 соответствует 83,5° Эксле.
В табл. 4.18 показана эволюция отношения сахара к кислотности для двух сортов.
Учитывая, что содержание яблочной кислоты в период созревания постоянно возрастает, а винной обычно почти стабильно, Бараджьола предложил определять степень зрелости отношением.

В общем этот показатель связывания основам на непрерывном накоплении катионов, в то время как органические кислоты постепенно уменьшаются. Это накопление, по существу, не зависит от сгорания кислот и увеличения количества сахаров.
Эти отношения могут показаться приемлемыми, так как в процессе созревания кислотность понижается, тогда как концентрация сахаров и минеральных веществ возрастает. Но эти явления вызываются различными факторами: количество сахаров связано с инсоляцией, мобилизацией глюцидных резервов; винная кислота зависит прежде всего от режима дождей, сгорание яблочной кислоты особенно зависит от температуры; неорганические основания зависят от циркуляции воды в растении.

Сравнение всех коэффициентов показано в табл. 4.19.

Коэффициенты созревания винограда в разные годы.

Винная кислота х 10 /
Яблочная кислота

18 сентября, 1970 г.
26 сентября 1966.
2 октября, 1967 г.
29 сентября,. 1969 г.
2 октября. 1968
5 октября. 1965

Примечание. Коэффициенты рассчитаны во время сбора винограда Мерло на одном и том же участке Пойак

Из рассмотрения приведенных выше данных можно сделать вывод, что ни один из этих показателей не может Дать логической классификации урожаев в зависимости от состояния их зрелости.

Фиксирование даты сбора винограда

Во многих районах имеется тенденция убирать урожай возможно раньше. Это повторяют со времен Оливье де Серр и констатируют почти при каждой уборке. Это первая причина, из-за- которой качество вина далеко не всегда такое, каким оно могло бы быть. Конечно, спешку с началом уборки можно, с одной стороны, понять. Дело в том, что виноградарь опешит скорее убрать продукт годового труда в надежное место. Нужно также учитывать обязанность назначать заранее начало сбора, трудность изменить эту дату, если потребуется, или прервать уже начатую уборку, невозможность предвидеть погоду и, наконец, условия найма рабочей силы и организацию работ. Имеет значение и пример соседей, перед которым трудно устоять. Так как на некоторых виноградниках сбор урожая тянется несколько недель, то иногда его начинают слишком рано, чтобы не рисковать, закончить уборку слишком поздно. Серьезную угрозу для урожая всегда представляют непогоды. Град и ночные заморозки в это время бывают редко, до затяжные дожди могут сильно затруднить работу, вызвать снижение сахаристости и потерю части урожая из-за развития гнили или опадания ягод. Эти трудности и риск — реальные вещи, но когда добиваются качества, возможен только один выход, потому что слишком ранняя уборка наносит ему непоправимый ущерб.
Дату начала сбора урожая все еще зачастую определяют на основе опыта. Однако недостаточно учитывать внешний вид грозди, сахаристость или кислотность ягод, их сочность, устойчивость к отделению, цвет гребня и др. Нужно определить массу ягоды, ее сахаристость, процентное содержание кислот. В некоторых районах эту дату назначают по длительности вегетационного цикла винограда, который в каждом году считают постоянным. Таким путем можно намечать начало уборки за 3 мес, считая, что от периода полного цветения до уборки проходит около 100 дней; кроме того, считают, что с начала созревания до полной зрелости проходит 1,5 мес. Эти вегетационные циклы достаточно точные, если брать среднее значение за несколько лет, но все же зависят от метеорологических условий. Заранее намеченные сроки могут быть нарушены климатологическими аномалиями, непрерывными дождями или длительной засухой, что задерживает нормальную эволюцию созревания.
Табл. 4.22 и 4.23, где приведены климатологические условия за несколько лет в районе Бордо, показывают относительное постоянство вегетационного цикла. С середины периода цветения и до наступления зрелости насчитывают от 104 до 120 дней и от середины периода начала созревания до наступления зрелости — от 41 до 53 дней. Следовательно, в июне уже можно рассчитать дату начала уборки с точностью до 8 дней. В августе ее можно назначить с точностью от 4 до 5 дней, считая, что с момента, когда половина ягод изменит свою окраску, потребуется 45 дней. У сортов раннего созревания вегетационный цикл короче.
Виноградарю весьма полезно следить каждый год за ходом созревания винограда на одном и том же винограднике, определяя содержание сахара (сахариметром) и кислотность.
Таким образом, можно констатировать, что созревание в одном и том же районе и даже на одном и том же участке протекает по-разному; существуют очень благоприятные микроклиматы, обеспечивающие более раннее созревание. В каждом хозяйстве и в каждом году бывают делянки, с которых начинают сбор урожая. Это исследование является основой рационального определения даты начала уборки; кроме того, оно позволяет знать заранее состав сусла и соответственно информировать винодела об особенностях переработки винограда данного урожая.
Таким образом, продолжает соблюдаться старинный обычай провозглашения начала сбора винограда. Возникшая еще в эпоху феодализма, такая церемония проводится в наши дни во Франции по инициативе властей коммун. Раньше этого дня виноградарям не разрешается начинать сбор урожая. Такой порядок обеспечивал поддержание качества вин и престижа их марок.

В районе Бордо начало уборки винограда чаще всего приходится на последнюю неделю сентября. Согласно записям, которые ведутся уже более 150 лет, крайние сроки зарегистрированы 18 августа 1893 г. и 27 октября 1816 г. Двадцать раз сбор винограда начинали до 15 сентября и двадцать раз — после 30 сентября.

Уместно подчеркнуть еще раз, что для получения возможно лучшего качества необходимо ждать полной зрелости. Сбор винограда следует проводить сорт за сортом и в этом отношении, очевидно, более целесообразно производить посадки каждого сорта на отдельных участках. Некоторые авторы рекомендуют сбор урожая в два срока; сначала снимать грозди с верхней части куста, а по истечении некоторого времени — с остальных побегов.
Нужно также подчеркнуть, что способы коррекции сусел не позволяют компенсировать нарушение равновесия, вызываемое неполной зрелостью. Шаптализация, концентрация повышают процентное содержание сахаров без снижения кислотности недостаточно зрелого винограда. С другой стороны, раскисление удаляет винную, а не молочную кислоту, как это происходит в процессе естественного созревания. Следовательно, разрешение проводить коррекцию сусел не должно побуждать к более раннему началу сбора винограда.

Изменение содержания азотистых веществ – Исследование созревания винограда – виноград

Наибольшее влияние на качество винограда оказывает степень его зрелости. Поэтому во всех виноградо-винодельческих хозяйствах при появлении первых признаков созревания винограда устанавливают регулярное наблюдение за изменением его состава: накоплением сахара и падением кислотности. Процентное содержание сахара и титруемая кислотность, выраженная в граммах винной кислоты на литр виноградного сока, являются показателями, на основании которых определяют пригодность винограда для целей производства. Требования к составу винограда, поступающего на изготовление легкого столового, крепкого или десертного вина, различны. Поэтому степень зрелости винограда является решающим показателем при установлении времени сбора винограда, предназначенного для изготовления вина того или иного типа.

Сорт винограда

Каждый сорт винограда обладает строго определенными, присущими ему признаками. Так, например, мускаты являются сортами, обладающими сильным специфическим ароматом; Изабелла также имеет свой характерный аромат и вкус, присущий американским сортам, и слизистую мякоть; Пино во всех разновидностях дает очень мелкие грозди; Каберне и Рислинг имеют ягоды с характерным ароматом и вкусом, сохраняющимся в приготовленном из них вине.

Значение сорта при определении качества винограда хорошо известно виноделу и виноградарю, поэтому вполне понятно их стремление создать каждому сорту благоприятные условия для развития наиболее характерных для него и ценных свойств. Отсюда очевидно особенно важное значение изучения сорта винограда как основы, на которой должны быть построены виноградарство и виноделие.

Экологические условия

Среди всех факторов, влияющих на качество винограда, одно из первых мест принадлежит экологическим условиям произрастания винограда.

Климат весьма сильно влияет на созревание и состав винограда. В соответстшш с климатом местности мы выбираем сорт винограда, учитывая его требования, к сумме активных температур, обеспечивающих возможность получения зрелых плодов. В одном случае следует остановиться на сорте раннего созревания, в другом – среднего и, наконец, позднего созревания.

При специализации того или иного района в отношении виноградарства и виноделия основное значение имеют климатические условия, от которых зависит возможность культуры отдельных сортов винограда и получение того или иного вида продукции.

Размещение основных массивов виноградников определилось на территории СССР в процессе длительного практического опыта. Северная граница виноградарства до недавнего времени проходила южнее 48°30′ с. ш. В последнее время отмечаются многочисленные опыты разведения винограда в более северных районах, что указывает на растущий интерес к культуре винограда со стороны трудящихся северной полосы Советского Союза.

Виноград ныне выращивается передовиками сельского хозяйства – мичуринцами – далеко за указанными северными «пределами». Продвижение виноградной культуры к северу в настоящее время является проблемой, которой уделяют большое внимание научно-исследовательские учреждения (Всесоюзный научно-исследовательский институт виноделия и виноградарства «Маграч» и Всероссийский научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия).

Давитая говорит, что вино создается в основном не в подвалах и винодельнях, а главным образом на винограднике, под влиянием условий жизни растения на данном участке и в данном году, а технология способствует проявлению и развитию накопленных на винограднике, но пока еще скрытых в ягодах качеств будущего вина.

Наиболее важным в этом отношении является вегетационный период и особенно период образования и созревания ягод.

На основании обработки накопленных эмпирических наблюдений за ростом и развитием винограда в различных почвенно-климатических условиях Давитая дает подробную характеристику требований сортов к температуре, влажности, фотопериоду. На ход созревания винограда, по его убеждению, оказывает влияние не только уровень температуры (при наличии минимального уровня), а уровень температуры в сочетании с временем ее воздействия, т. е. суммы термического воздействия (суммы температур выше плюс 10°) за период созревания.

Требования к суммам активных температур (выше плюс 10°) для созревания ягод винограда меняются по сортам от 2100 до 3700° за вегетационный период. Для одних и тех же сортов и одноименных фаз развития сумма выше биологического нуля (плюс 10°) остается константной для разных географических пунктов, как это было доказано акад. Т. Д. Лысенко на примере разных сроков посева однолетних растений. На основании своих выводов Давитая устанавливает количественную взаимосвязь между условиями выращивания, типом и качеством продукции, выражающуюся в виде агроклиматических показателей направления сырьевой базы виноградо-винодельческой промышленности. В наиболее общем виде эти показатели приведены в табл. 5.

В подтверждение правильности применения климатических аналогов при размещении виноградарства и специализации винодельческой промышленности Негруль [11] указывает на то, что направление виноградо-винодельческого производства в основном определяется кондициями (сахаристостью и кислотностью) сусла в данном районе. Кондиции же сусла находятся в прямой зависимости от суммы активных температур за вегетационный период.

Чем климат холоднее, тем он менее благоприятен для культуры винограда, так как виноград не может накопить нужного количества сахара, а потому характеризуется недостаточной сладостью и высокой кислотностью.

Источники:

http://wine.historic.ru/books/item/f00/s00/z0000015/st023.shtml
http://vinograd.info/info/teoriya-i-praktika-vinodeliya/issledovanie-sozrevaniya-vinograda_12.html
http://sinref.ru/000_uchebniki/05599_vinodelie/010_tehnologia_vina_gerasimov_1959/009.htm