Портал AgroXXI.ru ознакомился со статьей коллектива ученых из Лаборатории виноградарства и энологии провинции Ганьсу Факультета пищевых наук и инженерии Сельскохозяйственного университета провинции Ганьсу и Таможенного интегрированного технологического центра Ланьчжоу, в которой говорится о новом направлении в защите винограда от стрессов – биоиндукторах.
Засухи и жара ухудшают качество винного сырья
Первоклассное виноградное сырье является основой для производства исключительных вин. Среди них фенольные соединения - основные компоненты винограда и вина - играют решающую роль в придании разнообразных цветов, вкусов и ароматических характеристик. Следовательно, они считаются предпочтительными индикаторами для оценки качества виноградного сырья.
Однако нарастающая проблема, вызванная изменением климата с жарой и засухами, глубоко влияет на виноградные экосистемы и доступность первоклассного виноградного сырья.
Суровые засушливые и жаркие условия наносят вред производству виноградом фенольных соединений, как показано в ряде исследований. Упомянутые тенденции особенно очевидны в засушливых регионах западного Китая, включая провинции Синьцзян и Ганьсу, которые играют решающую роль в быстрорастущей винодельческой промышленности КНР.
Чтобы справиться с этими проблемами, виноградари и исследователи тщательно выбирают сорта винограда, внедряют методы упаковки кистей в мешки и корректируют сельскохозяйственные методы для оптимизации урожайности. В частности, ученые считают, что применение биоиндукторов выглядит особенно многообещающей стратегией, отличающейся своей способностью придавать растениям повышенную устойчивость к болезням, одновременно улучшая сенсорные качества плодов.
Что такое биоиндукторы
Биоиндукторы, которые охватывают широкий спектр химических и биологических агентов, известны своей способностью вызывать физиологические адаптации в организмах.
Биоиндукторы включают абиотические индукторы, такие как ионы металлов и неорганические молекулы, а также биотические элиситоры, полученные из микроорганизмов, включая грибы, бактерии и вирусы, и вещества растительного происхождения, такие как компоненты клеточной стенки (например, экзополисахариды, хитозан, хитоолигосахариды - COS).
Кроме того, биоиндукторы относятся к фитохимическим веществам, выделяемым растениями в местах атак патогенов или травоядных животных, таким как салициловая кислота и жасмоновая кислота, которые играют решающую роль в защитных механизмах растений.
В виноградной лозе биоиндукторы не только повышают концентрацию стильбенов, связанных с защитой, но и стимулируют синтез антоцианов, тем самым улучшая пигментацию плодов и качество цвета вина.
Было показано, что предуборочная обработка с использованием метилжасмоната и бензотиадиазола значительно повышает уровни 3 -O -глюкозидных антоцианов, включая мальвидин, цианидин, петунидин и пеонидин, тем самым сохраняя стабильность пигмента как в плодах, так и в полученном вине.
Кроме того, биоиндукторы могут модулировать синтез флаванолов и способствовать биосинтезу ароматических соединений, способствуя стабилизации цвета вина и улучшению общего сенсорного качества. Например, было показано, что применение гиббереллина, абсцизовой кислоты и хитозана улучшает концентрации таких соединений, как этилацетат, этилбутират, 2-гексен-1-ол, 2-гексеналь, терпены и лимонен в винограде. В результате повышается уровень катехина, эпикатехина и проантоцианидина B2, а также усиливаются цветочные и фруктовые ароматы в винограде и получаемых винах.
Синтез фенольных соединений зависит от типа применяемых биоиндукторов и времени применения на разных стадиях развития винограда.
Хитоолигосахариды (COS), широко изучаемые как биоиндукторы, могут быть получены путем деацетилирования хитозана при определенных условиях. Как правило, COS состоит из 2–10 единиц N -ацетилглюкозамина или глюкозамина, связанных β -1,4-гликозидными связями, и известны своей безопасностью, экологичностью, водорастворимостью, доступностью и высокой биологической активностью.
Предыдущие исследования показали, что предуборочное распыление COS на клубнику значительно повышает уровни общего антоциана и флавоноида, а в случае абрикосов в конце хранения применение COS связано с увеличением концентрации флавоноидных веществ, таких как катехин, эпикатехин, кверцетин-3- O -глюкозид и рутин.
Обширные исследования выявили роль COS в укреплении устойчивости к стрессу и модулировании синтеза фенольных соединений в различных растениях. Однако изучение применения COS в виноградарстве, особенно в отношении винного винограда, все еще находится в зачаточном состоянии.
«Насколько нам известно, исследования влияния предуборочной обработки COS на фенольные профили ягод винного винограда и, в частности, эффекты применения COS на различных стадиях развития винограда, еще не были опубликованы», отмечают авторы исследования.
Что показала обработка винограда хитоолигосахаридами
Регион коридора Хэси в провинции Ганьсу, расположенный в теплом климате северо-западного Китая, служит важнейшим транспортным узлом инициативы «Один пояс, один путь». Этот регион считается идеальным для выращивания винограда, имея по меньшей мере двухтысячелетнюю историю виноградарства и производства вина.
Однако повышение температуры и интенсивный солнечный свет все больше мешают фенольным соединениям в винограде достичь оптимальной зрелости при сборе урожая, тем самым ограничивая конечное качество местного винограда и вин. Поэтому в данном исследовании в качестве экспериментального материала был выбран виноград сорта «Каберне Фран» из региона коридора Хэси.
Эксперимент проводился в 2022 году на коммерческом винограднике компании Gansu Huangtai Wine-Marketing Industry Co., Ltd., расположенной в Увэй, Ганьсу, Китай, с засушливым и полузасушливым континентальным климатом.
Виноградные лозы сорта «Каберне Фран» (Vitis vinifera L., корнесобственный) высадили в количестве 5000 лоз/га с расстоянием между лозами 1,0 м и между рядами 3,0 м. Стандартные методы ухода за виноградниками применялись в течение всего вегетационного периода, включая обрезку, орошение, внесение удобрений, внесение пестицидов и управление питательными веществами.
Обработки проводились с использованием растворов COS определенных концентраций на ключевых фенологических стадиях, включая стадию зеленого горошка, начало созревания и период среднего созревания. Спектрофотометрический анализ и высокоэффективная жидкостная хроматография-масс-спектрометрия использовались для проведения сравнительных анализов содержания фенолов в винограде во время созревания.
«0,1% раствор хитоолигосахарида (COS) вносился электрическим опрыскивателем по листьям на стадии зеленого горошка, начала стадии созревания и на стадии среднего созревания, чтобы изучить влияние экзогенной обработки COS на накопление фенольных соединений в ягодах винограда. Результаты показали, что обработка COS на стадиях зеленого горошка и начала стадии созревания значительно увеличила уровни общих фенолов, общих флавоноидов и общих антоцианов в винограде, с отчетливым воздействием на флаванолы, фенольные кислоты, флавонолы и стильбены соответственно. Определено восемь ключевых соединений, на которые обработка оказала наибольшее влияние. В частности, обработка на стадии зеленого горошка оказала значительное влияние на общее количество растворимых сухих веществ, проантоцианидин B1, катехин и ванилиновую кислоту, в то время как обработка в период созревания винограда в значительной степени повлияла на петунидин-3- O- (6″ -O - p -кумарил)-глюкозид, цианидин-3- O- (6″ -O - p -кумарил)-глюкозид, цианидин-3- O -глюкозид и изорамнетин. Это исследование может предоставить ценные справочные данные и теоретическую поддержку для применения COS в винном винограде и регулирования высококачественного сырья», заключают авторы работы.
По статье группы авторов (Вэньлэ Цян, Хунцзюань Ван, Тонгвэй Ма, Кайан Ли, Бо Ван, Тэнчжэнь Ма, Юмей Цзян, Бо Чжан), опубликованной в журнале Agriculture 2024 на портале www.mdpi.com.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.
